Устройство для реализации быстрого преобразования фурье

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ

Союз Соеетскив

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства М—

Заявлено 28.1 V.1970 (№ 1436793!18-24) с присоединением заявки М—

Приоритет

Опубликовано 22Х.1973. Бюллетень Х 22

Дата опубликования описания 1бХ111.1973

Комитет по делам ивобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И. Ф. Жеребятьев, В. П, Карякин и A. Т. Лукьянов

Заявитель

Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С, М. Кирова

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ БЫСТРОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ

Предлагаемое изобретение относится к области специализированных вычислительных машин.

Известное устройство для реализации быстрого преобразования Фурье, содержащее блоки хранения и преобразования, информации, блоки задания констант и блоки управления, соединенные с блоком питания, имеет сложную конструкцию и неудобно в эксплуатации.

С целью упрощения устройства в нем блок хранения и преобразования информации выполнен в виде узлов сложения и умножения на регистрах сдвига, причем первые входы первого,и второго регистров сдвига соединены через ключ, связанный с нулевым триггером второго регистра сдвига, и подключены к первому входу блока управления, к которому подключены нулевые триггеры вторых,регистров сдвига, вторые входы регистров сдвига соединены со вторым ьыходом блока управления, причем второй вход второго регистра узла умножения соединен с блоком задания констант, а выходы первых регистров сдвига соединены с третьим выходом блока управления, входы третьего регистра узла умножения соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, а выход— с пятым входом блока управления.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство cостонт из четырех блоков — I, II, 111, IV.

Блок I — хранения и преооразования информации предназначен для приема входных дан5 гсых, их греобразования г соответствии с алгоритмом «частотной дацимации» БПФ и хрднения промежуточных результатов выдачи результата преобразования (образа

Фурье) .

10 Блок управления 11 служит для управления процессом преооразования и передачей информации.

Блок III задания констант служит для хранения и выдачи констант в порядке, опреде15 ляемом алгоритмом, и связан с блоком храпения и преобразования информации (ХИПИ) и с блоком управления.

Блок питания 1Ъ служит для энергетического обеспечения устройства и связан со всеми

20 блоками.

Узел сложения 1 реализует ту половину преобразования (поэтапно), которая выполняется только сложением х; = ти+ хь и содержит каждый по два регистра сдвига 2 .и 3, 25 входы которых 4 и 5 служат для занесения чисел, а шины 6 н 7 — для подачи сигнала сдвига пз блока управления, причем эти шины связаны через ключ 8 (от б к 7), вторым входом которого является выход 9 нулевого

30 триггера регистра 8, подключенный к блоку

3820И управления. Выход 10 регистра 2 служит для выдачи числа.

Узел умножения 11 реализует вторую половину преобразования по формуле х; = (х +

+x )w;, где ы; хранится в блоке констант.

Узел состоит из трех регистров сдвига 12, 18, 14, входы которых 15, 1б, 17 служат для занесения чисел, шины 18, 19, 20 — для подачи сигнала сдвига, причем шины 18 и 19 связаны через ключ 21, второй вход которого 22 является выходом нулевого триггера регистра 18 и,подключен к блоку управления (схема связей аналогична узлу 1). Выход 28 регистра

14 также подключен к блоку управления, а выход 24 служит для выдачи результата.

Блок III задания констант состоит из набора регистров 25, связанных с регистрами

И,и 14 и соответствующего узла умножения блока ХИПИ, Перед началом преобразования исходные числа, представленные остаточным кодом, заносятся по внешним сигналам через входы 4 и 5 в регистры 2 и 8, через входы 15 и 1б в регистры 12 и 13 блока 1 всех плат.

По сигналу «начало преобразования», блок П выдает сигналы сдвига на шину б и через ключ 8 — на шину 7,регистров 2 и 3 и соответственно на шины 19 и 18 регистров

12 и 13. Число в регистре 8 складывается с числом в регистре 2, аналогично выполняется сложение содержимого регистров 12 и 13.

Для этого число в регистре 2 (12) сдвигается в прямом (от младшего к старшему разряду) направлении, а в регистре 8 (18) — в обратном. При появлении «1» в нулевом разряде регистра 8 (18) и далее на выходе 9 (22) ключ 8 (21) закрывается, и подача сигналов сдвига на шину 7 (18) прекращается. Сложение закончено, результаты — в регистре 2 (12), на выходе 9 (22) — сигнаал «конец сложения», который поступает в блок управления, который выдает сигнал в блок задания констант для передачи констант в регистр 13 и числа в регистр 14 из регистра 18, Путем многократного сложения содержимого регистров 12 и И выполняется умножение в на х.

Каждый раз по окончании сложен ия сигнал

«конец сложения» через блок управления вырабатывает сигнал сдвига на шину 20,регистра 14, и сигнал занесения константы в регистр

18 из регистра 25 блока констант. Результат умножения — в регистре 12. По сигналу «кон ец умножения» происходит передача чисел лз регистров 2 и 12 в,регистры 2, 3, 12,и 18; причем выходы 10 регистров 2 и выходы 24 регистров 12, нечетных по порядку перечисления узлов сложения и умножения, подключены ко входам 4 регистров 2 узлов сложения и ко входам 1б регистров 13 узлов умножения, а также выходы четных узлов сложения и умножения ко,входам 5 регистров 8 узлов сложения и ко входам 15 регистров 12 узлов умножения. После окончания перетоков информации начинается следующий этап преобразования. Количество этапов считается в блоке управления. После окончания преобразования числа выдаются через выходы 10, 24 во внешний канал.

Предмет изобретения

Устройство для реализации быстрого преобразования Фурье, содержащее блоки хранения и преобразования информации, блоки задания констант .и блоки управления, соединенные с блоком питания, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в нем блок хранения и преобразования информации выполнен в виде узлов сложения и умножения на .регистрах сдвига, цричем первые входы первого и второго регистров сдвига соединены через ключ, связанный с нулевым триггером второго регистра сдвига, и подключены к первому входу блока управления, к которому подключены нулевые триггеры вторых регистров сдвига, вторые входы регистров сдвига соединены со вторым выходом блока управления, причем втор ой вход второго регистра узла умножения соединен с блоком задания констант, а выходы первых регистров сдвига соединены с третьим выходом блока управления, входы третьего узла умножения соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, а выход — с пятым входом блока управления.

382091

Составитель С. Громова

Редактор Б. Нанкина

Корректор О. Усова

Техред E. Борисова

Типография, пр. Сапунова, 2

?аказ 2181/12 Изд. М 1504 Тираж 647 Подписное

11!-1ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4 5