RU179930U1 - Вероятностный комбинированный умножитель - Google Patents
Вероятностный комбинированный умножитель Download PDFInfo
- Publication number
- RU179930U1 RU179930U1 RU2017139811U RU2017139811U RU179930U1 RU 179930 U1 RU179930 U1 RU 179930U1 RU 2017139811 U RU2017139811 U RU 2017139811U RU 2017139811 U RU2017139811 U RU 2017139811U RU 179930 U1 RU179930 U1 RU 179930U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fed
- output
- input
- tests
- counter
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000013102 re-test Methods 0.000 description 1
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/40—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using contact-making devices, e.g. electromagnetic relay
- G06F7/44—Multiplying; Dividing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/60—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers
- G06F7/70—Methods or arrangements for performing computations using a digital non-denominational number representation, i.e. number representation without radix; Computing devices using combinations of denominational and non-denominational quantity representations, e.g. using difunction pulse trains, STEELE computers, phase computers using stochastic pulse trains, i.e. randomly occurring pulses the average pulse rates of which represent numbers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computing Systems (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использована в арифметических устройствах, специализированных и универсальных ЭВМ. Технический результат заключается в разработке вероятностного комбинированного умножителя, обладающего повышенным быстродействием и одновременно малым аппаратным объемом устройства в целом, сравнительно с прототипами. Вероятностный комбинированный умножитель выполняет операцию умножения над параллельно поступающими операндами, один из которых представлен в двоичном позиционном коде, второй в виде вероятностного отображения, содержит накапливающий сумматор, конъюнктор на два входа, счетчик количества испытаний, регистр результата, генератор тактовых импульсов, первый множитель, представленный двоичным позиционным кодом, записывается в накапливающий сумматор, вероятностно представленный второй операнд подается на первый вход конъюнктора, на второй вход которого подается синхросигнал с генератора тактовых импульсов, синхросигнал с которого также подается на счетчик количества испытаний, единичный сигнал с выхода конъюнктора подается на разрешающий операцию суммирования вход накапливающего сумматора, выход которого подается на регистр результата, на разрешающий запись вход которого подается сигнал с счетчика количества испытаний, выход регистра результата является выходом всего устройства. 1 ил.
Description
Полезная модель относится к области автоматики и измерительной техники и может быть использована в устройствах измерения и обработки информации с первичных преобразователей.
Из существующего уровня техники наиболее близким к заявленному техническому решению является вероятностное множительное устройство [Вероятностное множительное устройство, АС № SU 1120350, СССР, опубл. 23.10.84, Бюл. №39], содержащее генератор случайных чисел, блок сравнения, первая группа выходов которого является группой входов первого сомножителя устройства, вторая группа входов блока сравнения подключена к выходам генератора случайных чисел, блок элементов «И», управляющий блок которого соединен с выходом блока сравнения, группа информационных входов элементов «И» является группой входов второго сомножителя устройства, выходы блока элементов «И» являются выходами устройства. Основным недостатком данного прототипа является малое быстродействие схемы в целом.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - повышение быстродействия выполнения операции умножения вероятностно представленного операнда на операнд представленный в двоичном позиционном коде с одновременным уменьшением аппаратного объема устройства в целом.
Поставленная задача решается за счет того, что схема вероятностного комбинированного умножителя, выполняющего операцию умножения над параллельно поступающими операндами, один из которых представлен в двоичном позиционном коде, второй в виде вероятностного отображения отличается тем, что в схему включен накапливающий сумматор, конъюнктор на два входа, счетчик количества испытаний, регистр результата, генератор тактовых импульсов, первый множитель представленный двоичным позиционным кодом записывается в накапливающий сумматор, вероятностно представленный второй операнд подается на первый вход конъюнктора, на второй вход которого подается синхросигнал с генератора тактовых импульсов, синхросигнал с которого также подается на счетчик количества испытаний, единичный сигнал с выхода конъюнктора подается на разрешающий операцию суммировании вход накапливающего сумматора, выход которого подается на регистр результата, на разрешающий запись вход которого подается сигнал с счетчика количества испытаний, выход регистра результата является выходом всего устройства.
В наиболее простом случае, значение параметра преобразуемой величины либо всегда положительно, либо всегда отрицательно, а сам процесс преобразования выполняется в соответствии с правилом
где xi - i-е значение параметра преобразуемого сигнала X(t);
R(tij) - j-е значение параметра вспомогательного случайного сигнала R(t), изменяющегося в интервале изменениях X(t);
Вероятностное отображение обладает свойствами синхронности (тактируемости) и независимости каждого члена отображения от любого другого.
Первое свойство заключается в том, что формирование членов вероятностного отображения производится через постоянный интервал времени Δti=ti+1-ti, определяемый частотой ƒj=1/Δtj выполнения правила (1).
Свойство независимости каждого члена вероятностного отображения yij от любого другого следует из того факта, что получение вероятностного отображения соответствует схеме испытаний Бернулли. Для случайной последовательности, полученной в соответствии с данной схемой, автокорреляционная функция представляет собой δ-функцию при τ=0. Для доказательства этого следует показать, что повторные испытания в соответствии с (I) также являются независимыми. Значения вспомогательной случайной функции R(t) формируются в дискретные моменты времени. В любой момент времени функция может находиться только в одном из своих состояний rij с вероятностью Pj(t). Очевидно, что для любого t
и при заданных вероятностях Pj(t) распределение rij может быть задано плотностью вероятности:
где
есть распределение фиксированной величины rij, определяемое функцией Дирака.
Использование этих свойств и применение вероятностно представленных дискретных сигналов позволяет упростить функциональные узлы для выполнения арифметических и логических операций, в частности, сложения, вычитания, умножения, возведения в целую степень, деления, компарации и т.д. и, тем самым, резко уменьшить их аппаратурный объем.
С учетом исходного правила преобразования, вероятности появления «1» и «0» в вероятностном отображении равняются:
Математическое ожидание от вероятного отображения определяется через ряд распределения для дискретной случайной величины yij
Тогда
Таким образом, вероятность появления «1» в вероятностном отображении есть математическое ожидание от отображения и численно равняется значению интегрального закона распределения вспомогательного сигнала R(t) при уровне сравнения xi.
Особый интерес представляет случай, когда вспомогательный случайный сигнал R(t) подчиняется равномерному закону распределения в соответствии с
Для него последнее выражение для МО перепишется в виде:
M[Yi(t)]=P{yij=1)=xi,
т.е. имеем случай линейного вероятностного преобразования.
Таким образом, количество единиц в вероятностном отображении соответствует весу значения преобразуемого в вероятностную форму, что в свою очередь позволяет выполнять операцию умножения вероятностно представленного операнда на операнд представленный в двоичных позиционных кодах. Непосредственно операция умножения может быть выполнена на сумматоре накапливающего типа, куда подается первый операнд представленный в двоичных позиционных кодах, который складывается в сумматоре сам с собой в случае, когда для текущего испытания в вероятностном отображении приходится единица.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена схема вероятностного комбинированного умножителя.
Предлагаемая функциональная схема вероятностного комбинированного умножителя представлена на рисунке.
В состав схемы входят:
1 - накапливающий сумматор;
2 - конъюнктор на 2 входа;
3 - регистр результата;
4 - генератор тактовых импульсов;
5 - счетчик числа испытаний.
Процессы в схеме специализированного комбинированного вероятностного умножителя протекают в следующей последовательности.
После подачи на схему электропитания, значение множителя представленного в двоичных позиционных кодах записывается в регистр накапливающего сумматора (1), второй множитель представленный вероятностным отображением подается на первый вход коньюнктора (2), выполняющего роль ключа, на второй вход которого подается синхросигнал с генератора тактовых импульсов (4), который так же поступает на вход счетчика количества испытаний (5). В случае, когда текущее значение вероятностного отображения yj=1, с выхода конъюнктора (2) подается разрешающий сигнал на накапливающий сумматор (1), в котором выполняется операция сложения текущего результата с содержимым встроенного регистра в котором находится первый множитель представленный в двоичных позиционных кодах. По истечению К тактовых импульсов с счетчика количества испытаний (5) подается разрешающий сигнал на запись в регистр результата (3), в который заносится результат выполнения операции умножения с сумматора:
K - число членов вероятностного отображения.
Технико-экономическая эффективность предлагаемого решения в сравнении с прототипом состоит в следующем:
1) введение счетчика количества испытаний (5) позволяет выбирать необходимое количество испытаний К - от которого непосредственно зависит точность и быстродействие преобразования второго операнда в вероятностную форму и как следствие всей схемы;
2) на выходе регистра результата (3) предлагаемой полезной модели формируется произведение двух операндов, представленное в двоичном позиционном коде, а не промежуточный результат умножения;
3) быстродействие предлагаемой схемы значительно выше, поскольку отсутствует необходимость в выполнении вероятностного преобразования второго операнда;
4) аппаратный объем предлагаемой схемы полезной модели, для шестнадцатиразрядного произведения представленного в двоичном коде меньше прототипа в три раза.
Claims (1)
- Вероятностный комбинированный умножитель, выполняющий операцию умножения над параллельно поступающими операндами, один из которых представлен в двоичном позиционном коде, второй в виде вероятностного отображения, отличающийся тем, что в схему включен накапливающий сумматор, конъюнктор на два входа, счетчик количества испытаний, регистр результата, генератор тактовых импульсов, первый множитель, представленный двоичным позиционным кодом, записывается в накапливающий сумматор, вероятностно представленный второй операнд подается на первый вход конъюнктора, на второй вход которого подается синхросигнал с генератора тактовых импульсов, синхросигнал с которого также подается на счетчик количества испытаний, единичный сигнал с выхода конъюнктора подается на разрешающий операцию суммирования вход накапливающего сумматора, выход которого подается на регистр результата, на разрешающий запись вход которого подается сигнал с счетчика количества испытаний, выход регистра результата является выходом всего устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139811U RU179930U1 (ru) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Вероятностный комбинированный умножитель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017139811U RU179930U1 (ru) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Вероятностный комбинированный умножитель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179930U1 true RU179930U1 (ru) | 2018-05-29 |
Family
ID=62561226
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017139811U RU179930U1 (ru) | 2017-11-15 | 2017-11-15 | Вероятностный комбинированный умножитель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179930U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188000U1 (ru) * | 2018-11-15 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе |
RU2699681C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-09-09 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный фильтр случайных процессов |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU571810A1 (ru) * | 1975-06-04 | 1977-09-05 | Государственное Союзное Констркуторскотехнологическое Бюро По Проектированию Счетных Машин И Опытный Завод | Устройство дл умножени |
SU1120350A1 (ru) * | 1983-05-20 | 1984-10-23 | Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова | Веро тностное множительное устройство |
SU1251073A1 (ru) * | 1984-12-25 | 1986-08-15 | Войсковая Часть 33872 | Веро тностное множительное устройство |
US7480690B2 (en) * | 2003-12-29 | 2009-01-20 | Xilinx, Inc. | Arithmetic circuit with multiplexed addend inputs |
-
2017
- 2017-11-15 RU RU2017139811U patent/RU179930U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU571810A1 (ru) * | 1975-06-04 | 1977-09-05 | Государственное Союзное Констркуторскотехнологическое Бюро По Проектированию Счетных Машин И Опытный Завод | Устройство дл умножени |
SU1120350A1 (ru) * | 1983-05-20 | 1984-10-23 | Ленинградский Ордена Ленина Институт Инженеров Железнодорожного Транспорта Им.Акад.В.Н.Образцова | Веро тностное множительное устройство |
SU1251073A1 (ru) * | 1984-12-25 | 1986-08-15 | Войсковая Часть 33872 | Веро тностное множительное устройство |
US7480690B2 (en) * | 2003-12-29 | 2009-01-20 | Xilinx, Inc. | Arithmetic circuit with multiplexed addend inputs |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU188000U1 (ru) * | 2018-11-15 | 2019-03-26 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностное устройство нахождения аналитической вероятности для полной группы несовместных событий в неориентированном графе |
RU2699681C1 (ru) * | 2018-12-12 | 2019-09-09 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Черноморское высшее военно-морское ордена Красной Звезды училище имени П.С. Нахимова" Министерства обороны Российской Федерации | Вероятностный фильтр случайных процессов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Yang et al. | A space-time spectral order sinc-collocation method for the fourth-order nonlocal heat model arising in viscoelasticity | |
Chorin et al. | Discrete approach to stochastic parametrization and dimension reduction in nonlinear dynamics | |
CN110245366A (zh) | 动态功耗估计方法、装置及系统 | |
US10146248B2 (en) | Model calculation unit, control unit and method for calibrating a data-based function model | |
RU171033U1 (ru) | Параллельный вероятностный сумматор | |
RU179930U1 (ru) | Вероятностный комбинированный умножитель | |
Ortega-Zamorano et al. | High precision FPGA implementation of neural network activation functions | |
Chattopadhyay et al. | Deep learning-enhanced ensemble-based data assimilation for high-dimensional nonlinear dynamical systems | |
US11182525B1 (en) | Fault aware analog model (FAAM) | |
CN102663495A (zh) | 一种用于非线性器件建模的神经网络数据生成方法 | |
CN102096844A (zh) | 基于fpga的rbf函数计算模块 | |
Cusulin et al. | A numerical method for spatial diffusion in age‐structured populations | |
Pentland et al. | GParareal: a time-parallel ODE solver using Gaussian process emulation | |
Zhang et al. | A novel extreme learning machine using privileged information | |
RU180966U1 (ru) | Вероятностное арифметическое устройство | |
Liu et al. | An 82-nW 0.53-pJ/SOP clock-free spiking neural network with 40-μs latency for AIoT wake-up functions using a multilevel-event-driven bionic architecture and computing-in-memory technique | |
CN102129419B (zh) | 基于快速傅立叶变换的处理器 | |
Lee et al. | Long short-term memory for radio frequency spectral prediction and its real-time FPGA implementation | |
CN106779056A (zh) | 用于aer前馈分类系统的脉冲神经元硬件架构 | |
RU2713627C1 (ru) | Вычислитель экстрополированной координаты и скорости её изменения по методу наименьших квадратов | |
RU181260U1 (ru) | Вероятностный вычитатель | |
RU2707960C1 (ru) | Вероятностный вычислитель координаты | |
RU2761500C1 (ru) | Вероятностное устройство вычисления математического ожидания | |
Siddhartha et al. | Long short-term memory for radio frequency spectral prediction and its real-time fpga implementation | |
Chen et al. | A learned conservative semi-Lagrangian finite volume scheme for transport simulations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180428 |