DE1549464A1

DE1549464A1 - Digitales adaptives Speicherelement

Info

Publication number: DE1549464A1
Application number: DE19671549464
Authority: DE
Inventors: Andrea John Hugh; Joyce Peter Lawrence; Gaines Brian Ronald
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1964-08-21
Filing date: 1967-03-31
Publication date: 1971-04-01
Also published as: US3484749A; FR93414E; GB1099574A; NL6704692A; BE696476A

Description

Patentanwalt
7 Stuttgart 1
Rotebühlstr. 70

löS/Reg. 3623

J.H.Andreäe-'P.L.Joyce-B.R.Gaines 5-3-3

INORSTATIOMAL STMDAZD EEECl¹RlG CORPORATION ,NEW TORK Digitales adaptives Speicherelement

Die Priorität der Anmeldimg ITr. 14523/66 vom 1.4.1966 in Großbritannien wird in Anspruch genommen.

Die Erfindung "betrifft ein digitales adaptives Speicherelement, d.h. ein "Speicherelement, dessen gespeicherte Werte sich progressiv dem statistischen Mittelwert der Ein:cangssignale nähern "bzw. den statistischen Mittelwert dieser Signale "bilden.

Im folgenden wird unter einem adaptiven Element ein Speicherelement verstanden, das mindestens ein Element enthält, dessen Zustände einen "Jertebereich "bestimmen und dessen Wert sich bei EingangsSignalen so ändert, daß die Größe der .änderung des gespeicherten viertes, die sich bei einem einzelnen Eingangssignal ergibt, direkt oder statistisch durch die Werte von zwei oder mehr Parametern bestimmt ist, wobei zu diesen Parametern der Wert des Eingangssignales und der unmittelbar vor dem Auftreten des Eins-angssignals vorhandene Wert des Elementes gehören.

Ein adaptives Element ist deshalb eine Sonderform eines Zählers.

Ne/Sd
28.3.67

BAD ORIGINAL

1098U/16S8

Ein solches adaptives Element ist Gegenstand der deutschen. Patentanmeldung J 28 825 ^

Das neue adaptive Element kann Grundbaustein oder Teil einer vollständigen elektronischen Sechenanlage, einschließlich ihrer Eingabe-/Ausgabegeräte sein.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Inkrement/Dekrement-Zähler zur speicherung eines Jertes x, einen zufallsbedingt änderbaren Speicher, der in jedem Zeitpunkt einen V/ert y enthält und dessen Maximalwert ymax einstellbar ist, eine Vergleichseinrichtung mit einem ersten Ausgang für χ > j und einem zweiten Ausgang für χ ^- y, einem ersten Paar UITD-Schaltungen, deren erste Eingänge mit den Ausgängen der Vergleichseinrichtung und deren zweite Eingänge mit einer Lesesteuerung verbunden sind, einem zweiten Paar TJlTD-Schaltungen, deren erste Eingänge ebenfalls mit den Ausgängen der Vergleichseinrichtung, deren zweite

SchreiDieitungen
Eingänge mit den -SetraSrtraogefi. ü,B und deren Ausgänge mit dem Inkrement- bzw. Dekrement-Eingang des Zählers verbunden sind.

Die Erfindung wird beispielsweise anhand der einzigen Figur erläutert.

Einleitend folgen nachstehend einige Definitionen. Die Ausdrücke Zählerwert, Speicherwert und Elementwert sind Abkürzungen für den abgelesenen Wert x, der sich im Zähler befindet, für den Wert y einer z\veiten Größe, der sich im zufallsbedingt änderbaren Speicher befindet, und für den Wert der Größe, die im adaptiven Element gespeichert ist.

Bei konstanten Umgebungsbedingungen ist der Wert des Elementes eine Funktion, gegen die die Folge aufeinanderfolgender Zählerwerte konvergiert.

Der Ausdruck augenblicklicher Speicherwert bedeutet den Wert des zufallsbedingt änderbaren Speichers im Augenblick des Vergleichs.

BAD ORIGiNAL 109814/1658 -3-

^ . 1549484

IÜE/Eeg. 3625 - 3 - '

Inkrement-ZDekrement-Zähler können entweder getrennte Inkrement- und Dekrement-Eingänge haben oder sie können aufgrund des Eingangs signal es .(z.B.. +1 oder -1) unterscheiden, ob eine Inkrement- oder eine Dekrementbildung erfolgen soll.

Mit der Erfindung wird ein Veg angegeben, wie der V/ert eines adaptiven Elementes nach den .iahrscheinlichkeitsgesetzen gelesen wird und wie der wart des Elements nach den uahrscheinlichkeitsgesetzen aufgrund der Eingangssignale geändert wird.

Die iagur zeigt ein Blockdiagranm eines adaptiven Speicherelementes. Hit 1 ist ein Zähler bezeichnet, der je eine Inkrement- und eine Dekrement-Eingangs leitung hat und der den 'Jert einer ersten Größe speichert. 2 ist ein Speicher, in dem sich der Wert y.einer zweiten Größe befindet. Der Tert χ ist so begrenzt, daß er in dem Bereich liegt, der durch die Zustandskombinationen gegeben ist. Der "Jert . y liegt zwischen 0 und y-_:iY, wobei y- -^ einstellbej? ist und in keinem Pail größer ist als der Maximalwert, den das adaptive Element annehmen kann.

Die V/erte χ und y werden mit der Vergleichseinrichtung 3,4 verglichen, die zwei Ausgangsleitun;,en hat. Auf der einen Ausgangsleitung tritt ein Ausgangssignal auf, wenn χ größer als y ist, und auf der anderen Ausgangsleitung, wenn χ kleiner oder gleich χ ist. Das Signal der einen Ausgangsleitung gelangt zusammen mit einem Lesesteuersignal auf eine UND-Schaltung, und der Wert von χ wird dann als Impulsfolge ausgegeben, die den 7/ert des Elements ' " für den Zustand A angibt. Das Signal dieser Ausgangsleitung gelangt auch auf die UTiD-Sehaltung 7» in eier es mit dem Schreibbefehl für den Zustand-B (z.B. Hicht A) logisch verknüpft wird. Der Ausgang dieser IMD-Schaltung ist mit der Dekrementleitung des Zählers 1 verbunden.

1098U/16S8 BADORIGINAL

:.3E/Reg. 3623 - 4 -

Wenn also bei einem Lesesteuerimpuls der Inhalt des Zählers größer als der Inhalt des Speichers 2 ist, wird die Impulsfolge, die den ./ert des Elements für A darstellt, ausgegeben und im Zähler erfolgt eine Dekrementbildung durch Anlegen eines "Schreibe B"-Impulses, wobei B der Zustand ist, den man für die ausgegebene Folge nicht erhält.

Entsprechend erhält man, wenn χ kleiner oder gleich j ist, die Folge, die den Inhalt des adaptiven Elements darstellt, durch logische Verknüpfung des Signals der zweiten Ausgangsleitung der Vergleichseinrichtung mit dem Lesesteuersignal in der UND-Schaltung 6. Dieses zweite Ausgangssignal gelangt außerdem, zusammen mit dem Befehl fir den Zustand A, auf die UND-Sche.ltung 8, deren -iiusgang mit der Inkrement-Leitung des Zählers 1 verbunden ist. Damit wird dann, wenn der Inhalt des Zählers, kleiner ist als der Inhalt des Speichers, die Impulsfolge entsprechend dem Zustand B ausgegeben, und der '.Vert des Zählers wird einer Inkrementbildung durch einen "Schreibe A"-Impuls unterworfen.

Das Lesesignal ist lang genug, um das adaptive Element vollständig zu lesen.

Selbstverständlich kann die Anordnung so abgewandelt werden, daß auf der ersten Ausgangsleitung; der Vergleichseinrichtung ein Signal auftritt, wenn der Zählerwert größer als oder gleich dem Speicherwert ist und auf der zweiten Auslassleitung nur dann, wenn der Zählerwert kleiner als der b·. eicherwert ist.

Die Signale "Schreibe A" und "Schreibe B" erhält man z.B., wenn ein Sensor eine timge/Dungs änderung; fesl;sl;ellt oder wenn ein logisches Element, dem eine Verzweigung folgt, ein Ein- oder Aussignal an das adaptive Element κ ibt.

Der Speicherwert wird dauernd zufallsbedin^t geändert durch einen Zuf ί llsgenerator 9· Die Vergleichseinrichining ;>,4 vergleicht dauernd und Signale i-jelan^en dauernd zu den I¹ or-

1 0 9 8 U / 1 B 5 8 ^{BAD 0RIG!NAL}

133/Reg. 362J - 5 - ·

Schaltungen 7»β bzw. auf die Inkrenient- und Dekrementleitungen des Zählers 1. Die .änderung des Zählerwertes erfolgt damit . dauernd,und zwar schneller bei großer Abweichung von χ von y und langsamer in den weniger empfindlichen Bereichen, in denen χ und y beinahe gleich sind.

Die Blöcke 1 bis 9 bilien mit ihren Verbindungsleitungen ein adaptives Speicherelement, bei dem der Speicherwert dauernd zufallsbedingt geändert wird, und bei dem weiter bei einem Lesesteuersignal der Zählerwert abgelesen wird, wobei dieser mit dem augenblicklichen .ooeicherwert verglichen und ein Signal ausgegeben wird, welcher der Werte größer ist, und bei dem weiter der Zählerwert bei Vorhandensein eines geeigneten Signals eine Inkrement- oder eine Dekrementbildung erfährt, abhängig davon,. ob der Zählerwert den Speicherwert übersteigt oder nicht.

Der tfert von y ändert sich zwar zufallsbedingt, jedoch wird ein Maximalwert J^^ eingestellt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel dient hierzu ein Speicher 10, in dem der Wert y^^-r einstellbar gespeichert ist. Xy ^r übersteigt nicht den größtmöglichen Wert des adaptiven Elements. Wäre dies der !Fall, dann würde der zweite Ausgang der Vergleichseinrichtung 3>4· häufiger leitend gesteuert als es für das Sicherstellen der Konvergenz beim Betrieb des adaptiven Elements notwendig ist; es würde sich dann ein weniger günstiges ßetriebsverhalten ergeben. Durch Begrenzung von ^^,;αυ wird außerdem das Überzählen des Zählers verhindert.

Die Änderungsgeschwindigkeit des Wertes des Elements ist damit durch andern des Inhalts des Speichers 10 einstellbar.

Der Speicher 2 kann auch nach Art eines Hingzählers ausgebildet sein, der von dem Zufallsgenerator 9» der in diesem Fall ein Zufallstaktgeneral;or ist, weitergeschaltet werden. Zwischen

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ISE/Reg. 5625 - 6 -

dem Speicher 2 und dem Speicher 10 ist ein digitaler Paral" elvergleicher vorgesehen, dessen Ausgangssignal den Speicher 2 auf Null zurückstellt, we :.n der Inhslt des Speichers 2 größer als der Inhalt des Speichers 10 ist, d.h. wenn y größer 7^-jjist. Die Vergleichseinrichtung 5,4· ist ebenfalls ein digitaler Parallelvergleicher..

Die Impulse "Schreibe A" und "Schreibe B" sind im Ausführungsbeispiel kontradiktorisch, d.h. wenn B=O ist, ist A = 1 und umgekehrt. V/ird jedoch keine .binäre Logik verwandt, muß A nicht genau Kilcht- B sein und umgekehrt. Beispielsweise in der ternären Logik gibt es drei Zustände: EIN, AUS und OFFEN. Es gibt auch Schwellwertlogik, bei der zwischen den Schwellwerten Niemandsland ist.

Die Erfindung kann vorzugsweise mit elektronischen Bauteilen realisiert werden; es können jedoch auch mechanische Bauelemente verwendet werden, z.B. magnetische, pneumatische oder hydraulische oder dgl. logische Bauelemente.

3 Patentansprüche . ^ÖAD

1 Bl. Zeichn.,1 Fig.

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Claims

Patent ansprüc he

1. Digitales adaptives Speicherelement, gekennzeichnet durch einen Inkreinent/Delcrement-Zähler (1) zur Speicherung eines Wertes x, einen zufa3-lsbedingt änderbaren Speicher (2), der in jeden*. Zeitpunkt einen '.V'ert y enthält und dessen

Maximalwert y einstellbar ist, eine Vergleichs- ° max

einrichtung (3,4·) mit einem ersten Ausgang für χ > y und einem zweiten Ausgang für χ 4z Ti einem ersten Paar IJIsD-Schaltungen (5,6), deren erste Eingänge mit den Ausgängen der Vergleichseinrichtung und deren zweite Eingänge mit einer Lesesteuerung verbunden sind, einem zweiten Paar UliD-Schaltungen (7,8), deren erste Eingänge ebenfalls mit den Ausgängen der Vergleichseinrichtung, deren zweite Eingänge mit den Schreibleitungen A₁B und deren Ausgänge mit dem Inkrement— bzw» Dekrement-Eingang des Zählers (1) verbunden sind.

2. Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung (3,4·) ein Parallelvergleicher ist und daß,abhängig vom Vergleichsergebnis, auf der einen oder anderen Ausgangsleitung der Zählerwert auftritt.

3. Speicherelement nach-Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (2) ein Binärzähler ist, der zufallsbedingt taktiert ist, und daß der Speicher (2) über eine zweite Vergleichseinrichtuns/einem einstellbaren Speicher (10) verbunden ist und daß der Speicher (2) über die zweite Vergleichseinrichtung auf 0 gestellt wird, wenn der V/ert

des Speichers (2) größer als der Wert des Speichers (10) ^ ist, alsoy > y_max ist.