Устройство для вычисления скользящего среднего

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления скользящего среднего в устройствах обработки цифровой информации и в цифровых измерительных прибор ах . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет .усреднения знакопеременной цифровой информации. Цель изобретения достигается зд счет введения в устройство управляемых инверторов, триггеров и шифратора с соответствующими функциональньми связями между ними и известными блоками устройства. Устройство позволяет получать на его выходе как прямой код, соответствующий абсолютной величине среднего значения, так и знак среднего значения. 3 ил. 1 табл. |i (BBJk. tsS

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (11 4 С 06 Г 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPGHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3796982/24-24 (22) 03.10.84 . (46) 30.06.86. Бюл. Ф 24 (71) Научно-производственное объединение по рудной геофизике "Рудгеофизика" (72) А.10. Глушков и Б.В. Рядов (53) 681.333(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 762009, кл. С Об Р 15/36, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 1012272, кл. 6 06 Р 15/36, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СКОЛЬЗЯЩЕГО СРЕДНЕГО (57) Изобретение относится jc вычислительной технике и может быть исполь„, SU, 1241260 А 1

/зовано для вычисления скользящего среднего в,устройствах обработки цифровой информации и в цифровых измерительных приборах. Цель изобретения— расширение функциональных возможностей устройства эа счет, усреднения знакопеременной цифровой информации.

Цель изобретения достигается эа счет введения в устройство управляемых инверторов, триггеров и шифратора с соответствующими функциональными связями между ними и известными блоками устройства. Устройство позволяет получать на его выходе как прямой код соответствующий абсолютной веf

Ф личине среднего значения, так и знак у среднего значения. 3 ил. 1 табл.

)24)260

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления скользящего среднего в устройствах обработки цифровой информации и в цифровых измерительных приборах.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет усреднения знакопеременной цифровой информации.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — схема шифратора; на фиг.. 3 — схема. управляемого инвертора.

Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 импульсов, регистры 2 и

3, триггер 4, сумматор 5, управляе- мый инвертор 6, шифратор 7, сумматор

8, управляемый инвертор 9, триггер

10, информационныи Bxog 11, Bxog

12 знака, информационный выход 13, выход 14 знака и вход 15 установки. н0», Схема шифратора содержит элемент

HE 16, элементы И 17-20, элементы

ИЛИ 21 и 23, элемент НЕ 22.

Схема управляемого инвертора содержит первый 24 и и-й 25 элементы

НЕ. элемент НЕ 26, первый 27 и второй 28 элементы И, (2n-1)-й 29 и

2п-й 30 элементы Ир первый 31 и и-й 32 элементы ИЛИ.

Алгоритм работы устройства следующий:

Y(iT) ((т (ii- )т) — — „ Y l(i-l) T)l+

+ Х(з.Т), где Y(iT) и

Y((i-1}Т1 - значения входного кода устройства в моменты (iT) и (i-1)Т;X(iT) — значение входного кода в момент iT;

i номер такта. (i=1,2,3...);

Т вЂ” интервал дискретизации;

11 — объем выборки.

Регистр 3 (Р3) имеет разрядность и равную числу разрядов входных усредняемых кодов. Регистр 2 (Р2), < умматоры 5 (C5) и 8 (С8) при N=2 (k — целое положительное число) имеют разрядность п+Е. Такой выбор

N обеспечивает существенное повышение быстродействия устройства и

)лращаез алерации деления значения

7((i- ))TJ íà N, которая в этом случае, сводится к отбрасыванию М млад ших разрядов делимого.

,1О

ЗО

4О

5Î

Перец началом работы Р2, РЗ, триггеры 4 (Т4) и 10 ) Т)0) устанавливаются в нулевое состояние сигналом, .Io— ступающим с клеммы 15, при этом на выходах С5 и С8 устанавливается нулевое значение кодов. В момент времени 1Т по очередному сигналу с выхода генератора 1 импульсов (ГТ41), поступан)щему на входы синхронизации

Р2, РЗ, Т4 и i)0 в РЗ, осуществляется запись значения прямого кода усредняемого параметра X(iT) с входной клеммы 11, в Т4 записывается сигнал знака входной информации Х(1Т), поступающий на вход "D" Т4 с клеммы

12 (сигнал "0" соответствует положительному знаку, "1" — отрицательному), в Р2 записывается прямой или инверсный (H зависимости от знака выходного кода устройства) выходной код С8, соответствующий предыдущему усредненному значению Yg(i-1) Т), в Т10 записывается сигнал знака кода Y ((i-))Т), поступивший с первого (знакового) выхода шифратор". 7 (Ш7) на вход Д Т10, при этом сигналы положитепьного и отрицательного знаков соответствуют принятым для Т4 сигналам (0 — положительному знаку, ")" — отрицательному). После записи в Р2 кода Y ((i-1)Т ) на выходе

С5 формируется код абсолютного зна1 чения разности (7 L(i-l)T- — Y 5(I.-I)T) .

3нак этой разности тот же, что и знак выходного кода С8, так как — Y j(:L-1) TJ < Y t ai-)) T) . Операция выN читания — части кода из полного

N кода Р2 обеспечивается тем, что II+K разрядов Р2 поразрядно соединены с входами первого слагаемого С5, п инверсных старших разрядов Р2 поразрядно соединены с входами п младших разрядов второго слагаемого С5, т.е. сдвинуты.на К разрядов в сторону мпадших разрядов, входы "K" старших (свободных) разрядов второго слагаемого С5 соединены с инверсным выходом 710, с которого на эти вхоgII поступает сигнал "1" при положительном знаке выходного кода С8 и

)) II

0 — при отрицательном знаке . Выход переноса старшего разряда С 5 соединен с входом переноса младше го разряда С5 (цикличе ский перенос, на фиг. 1 не показан). Выходной код С5, также как и код Р2 — инверсный, ес1241250 ли его знак отрицательный, и прямой при положительном знаке. (n+K) -разрядный код с выхода С5 поступает на n+K входов первого слагаемого С8, На п входов младших разрядов второго слагаемого С8 через управляемый инвертор 6 (УИ6) поступает входной код с РЗ, т.е. код значения X(iT) .

На входы "К" старших (свободных) разрядов второго слагаемого С8 с прямого выхода Т4 поступает сигнал "0" при положительном значении X(iT) и

"1" — при отрицательном. На вход С8 код с РЗ поступает прямым, если он положительный, и инверсным — при от- 1 рицательном значении выходного кода

РЗ. Операцию инвертирования кода РЭ выполняет УИ6, на управляющий вход которого поступает сигнал с инверсного выхода Т4. При сигнале "0" на 20 управляющем входе УИ6 входной код инвертируется и пропускается без изменения,. нри сигнале "1" С8 выполняет вычисление ! Y ((i 1)Т) — Y1,i 1)Т1/1й Х(:1Т т.е. осуществляет алгебраическое сложение кодов, поступающих на его входы с С5 и УИ6. Выход переноса старmего разряда С8 соединен с входом переноса младшего разряда CS (циклический перенос, на фиг. i не показан). Коды с положительным знаком поступают на вход С8 в прямом виде, а с отрицательным знаком — в инвер- 5 тированном. Выходной код С8 может быть как прямым, так и инверсным, 30. в. зависимости от знаков слагаемых и соотношения их величин. Выдачу среднего значения кода на выходную 40 клемму 13 устройства в.прямом коде, независимо от вида выходного кода

08, выполняет управляемый инвертор

9 (УИ9), работающий аналогично УИ6, т.е,. при "0" на управляющем входе 4.:

УИ9 входной код им инвертируется, е и пропускается без изменения нри сигнале "1". На управляющий вход

УИ9 поступает сигнал с второго (управляющего) выхода Ш7.. Знак выходно- 50 го кода устройства формируется на первом (знаковом) выходе Ш7 (клемма

14). Управляющий сигнал для УИ9 и сигнал знаков выходного кода. устройства вырабатывается Ш7 в зависимости 5S от сигналов знаков слагаемых С8 и сигнала переноса С8 в соответствии с таблицей.

Таким образом, после очередного импульса ГТ41 с клеммы 13 устройства снимается прямой код, соответствующий абсолютной величине среднего значения, а с клеммы 14 †знак среднего значения.

Ш7 работает следующим образом.

На первый вход Ш7 с инверсного выхода Т4 поступает сигнал знака входного кода X(iT), на второй вход с инверсного выхода TIO — сигнал знака выходного кода С8, соответствующий знаку предыдущего среднего значения У (Т-I)) 7), на третий вход— сигнал переноса старшего разряда

С8, а на четвертый и пятый входы— сигналы с прямых выходов Т10 и Т4 соответственно. Для составления таблицы функционирования Ш7 с целью построения его функциональной схемы обозначим функцию сигнала на прямом выходе Т4 через А, на прямом выходе

T10 — через В, на выходе переноса старшего разряда С8 — через С, функцию знакового выхода Ш7 — через Д, фуикцию управляющего выхода Ш7 через Е. При положительном знаке

Х(дТ) и положительном знаке разности

Y ((i-I)T1- —, Y j(i-l)T), т.е. при

А=О, В=О, а также при функции сигнала переноса C=0, знак выходного кода устройства на клемме 14 положительный и код на выходе С8 прямой, яри этом на выходах Ш7 в соответствии с принятыми сигналами для положительных и .отрицательных кодов и принятыми сигналами управления для

УИ9, должно D=0 и E l, так как выходной код СЯ инвертировать не требуется. Аналогично получены значения выходных функций 0 и Е в зависимости от других комбинаций А, В и С (см. таблицу}. Комбинация

A=0 В=О, С=! является невозможной, поскольку переполнения разрядной сетки С8 в этом случae не может быть.

В таблице показано функционирование Ш7.

Входные функции Выходные функции

А В С D Е

1 1 0

11родолжение таблицу

Входные функции

Выходные функции

2 E

А В)С

0 1

1 О

О 1

1 О

1 О

1 О 1

1 О О 10

О 1 1

О . 1 О

1 1 . 1

Аналитические выражения выходных функций Ш7 после минимизации:следующие:

D=AC+BC+AB; Р=АС+ВС+АВ;

E=AC+BC+AB+ABC=D+ABC.

На основании приведенных выражений строится. схема Ш7, приведенная на фиг. 2. Схема управляемого.инвертора реализует выражение „=х„к+х„к„ где Yn " значение и-ro разряда кода на выходе управляемого инвертора;

Х „—.значение n-ro разряда кода на информационном входе управляемого инвертора;

2 — сигнал на управляющем входе управляемого инвертора.

Из выражения для Y„ видно, что

7„=Х„ при Z=O, т.е. осуществляется инвертирование всех разрядов входного кода Х; Y„=X„ ïðè Z 1, т.е. код

Х пропускается без изменения..

Формула изобретения устройство для вычисления скользя-, щего среднего, содержащее регистры, сумматоры; генератор импульсов, выход 5 которого соединен с входами записи первого и второго регистров, вход

1 первого регистра является информа.; .онным входом устройства, выход первого сумматора подключен к входу второго регистра, выходы которого соединены с входами второго сумматора, выход которого подключен к первому входу первого сумматора,,о т л ив ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения области применения путем обработки знакопеременных процессов, в него введены управляемые инверторы,, триггеры; шифратор, входы установки . в "0" первого и второго регистров, первого и второго триггеров объединены и подключены к входу установки в "О" устройства, информационный вход первого триггера является входом знака устройства, входы синхро-низации первого и второго триггеров объединены и соединены с выходом генератора импульсов,, прямой, выход первого триггера подключен к первому входу шифратора и к входу задания знака первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого управляемого инвертора, управляющий вход которого объединен с вторым входом шифратора и подключен к инверсному входу первого триггера, первый выход шифратора соединен с ин:форма, ционным входом второго триггера и является выходом знака устройства, прямой выход второго триггера подключен к третьему входу шифратора, чет-, вертый вход которого соединен с выходом переноса первого сумматора, . выход которого подключен к информаци онному входу второго управляемого инвертора, выход которого является информационным выходом устройства, инверсный выход второго триггера соединен соответственно с пятым вх .-дом шифратора и с входом задания знака второго сумматора, второй выход шифратора подключен к управляющему входу второго управляемого инвертора.

Фиа. Ю

Составитель И. Мухин

Редактор Е.. Копча Техред В.Кадар Корректор О. Луговая

Заказ 3601/45 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4