RU2010308C1

RU2010308C1 - Generator of haar functions

Info

Publication number: RU2010308C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Федорович Авраменко
Original assignee: Валерий Федорович Авраменко
Priority date: 1991-10-28
Filing date: 1991-10-28
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: automation and computer engineering. SUBSTANCE: device has clock, m-bit binary counter, m-1 groups of switches, m-2 groups of NOT gates. Each k-th group of switches has 2^k number of switches where k= 1, 2, . . . , m-1. EFFECT: simplified design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для генерирования ортогональных функций. The invention relates to automation and computer technology and can be used to generate orthogonal functions.

Известен генератор функций Хаара, содержащий двоичный счетчик, ряд групп ключей, ряд операционных усилителей, первый и второй регистры сдвига. Основным недостатком этого генератора является его сложность. Known generator of Haar functions, containing a binary counter, a number of key groups, a number of operational amplifiers, the first and second shift registers. The main disadvantage of this generator is its complexity.

Известен также генератор функций Хаара, содержащий сдвиговый регистр номера функции, сдвиговый регистр аргумента, два триггера, сумматор по модулю два, блок формирования пачек импульсов, сдвиговый регистр второго аргумента, двухразрядный сдвиговый регистр, дополнительный сумматор по модулю два, элемент НЕ, элементы ИЛИ и четыре элемента И. Основной его недостаток - сложность конструкции при большом числе формируемых функций. A Haar function generator is also known, which contains a shift register of a function number, a shift register of an argument, two triggers, an adder modulo two, a block for generating pulse packets, a shift register of the second argument, a two-digit shift register, an additional adder modulo two, an element NOT, OR elements, and four elements of I. Its main drawback is the complexity of the design with a large number of generated functions.

Кроме того, известен генератор функций Хаара, содержащий 2ⁿ-разрядный регистр сдвига, элементы масштабирования, 2ⁿ ключей и n групп по 2^n-i (i = 1-n) сумматоров-вычитателей в группе. Основной недостаток - сложность при большом числе формируемых функций. Также известен генератор функций Хаара, содержащий тактовый генератор, счетчик, группы аналоговых ключей и дешифратор. Основной его недостаток - большое число ключевых элементов в конструкции при достаточно большом количестве генерируемых функций.In addition, a Haar function generator is known that contains 2 ^n- bit shift registers, scaling elements, 2 ⁿ keys and n groups of 2 ⁿⁱ (i = 1-n) adders-subtracters in the group. The main disadvantage is the complexity with a large number of generated functions. A Haar function generator is also known, comprising a clock, counter, analog key groups, and a decoder. Its main drawback is the large number of key elements in the design with a sufficiently large number of generated functions.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является генератор функций Хаара, содержащий тактовый генератор, выход которого подключен к входу счетчика, группу ключей, причем старший инверсный разрядный выход счетчика является выходом функции Хаара первой группы генератора, i-й инверсный разрядный выход счетчика (i = 2, n, n - разрядность счетчика, 2ⁿ - разрядность системы функций Хаара) подключен к информационным входам ключей первой подгруппы (i-1)-й группы, выход j-го ключа k-й подгруппы (i-1)-й группы (i = 1,2^k, k = 1, i-1) подключен к информационным входам (2j-1)-го и 2j-го ключей (2+1)-й подгруппы (i-1)-й группы, (i-1)-й инверсный разрядный выход счетчика подключен к управляющим входам нечетных ключей (i-1)-й подгруппы каждой группы, (i-1)-й прямой разрядный выход счетчика подключен к управляющим входам четных ключей (i-1)-й подгруппы каждой группы, выходы ключей (i-1)-й подгруппы (i-1)-й группы являются выходом функций Хаара i-й группы генератора. Как и предыдущие генераторы, этот генератор функций Хаара становится сложным при достаточно большом числе генерируемых функций.The closest technical solution to the claimed one is a Haar function generator containing a clock generator whose output is connected to the counter input, a group of keys, the senior inverse bit output of the counter being the output of the Haar function of the first generator group, the i-th inverse bit output of the counter (i = 2 , n, n is the bit capacity of the counter, 2 ⁿ is the bit capacity of the Haar function system) is connected to the information inputs of the keys of the first subgroup of the (i-1) th group, the output of the j-th key of the k-th subgroup of the (i-1) th group ( i = 1,2 ^{k, k} = 1, i-1) is connected to the NEWS the input inputs of the (2j-1) th and 2j th keys of the (2 + 1) th subgroup of the (i-1) th group, (i-1) th inverse bit output of the counter is connected to the control inputs of the odd keys (i The -1) -th subgroup of each group, the (i-1) -th direct bit output of the counter is connected to the control inputs of the even keys of the (i-1) -th subgroup of each group, the key outputs of the (i-1) -th subgroup (i- 1) th groups are the output of the Haar functions of the i-th group of the generator. Like previous generators, this Haar function generator becomes complex with a sufficiently large number of generated functions.

Целью изобретения является упрощение генератора функций Хаара. The aim of the invention is to simplify the generator of Haar functions.

Цель достигается тем, что генератор функций Хаара, содержащий тактовый генератор, выход которого соединен с входом m-разрядного двоичного счетчика, m-1 групп ключей, причем в каждой k-й (k = 1,2, . . . , m-1) группе содержится 2^k ключей, первая группа ключей содержит два ключа, информационные входы которых соединены с прямым выходом (m-1)-го разряда m-разрядного двоичного счетчика, а управляющие входы - с прямым и инверсным выходами m-го разряда m-разрядного двоичного счетчика, выход m-го разряда m-разрядного двоичного счетчика и выходы всех ключей (m-1) групп ключей являются информационными выходами генератора функций Хаара, дополнительно содержит m-2 групп инверторов, при этом в каждой j-й группе содержится 2^j инверторов, (i = 1, m-2), выход каждого ключа k-й группы ключей соединен с управляющими входами пары ключей (m+1)-й группы ключей непосредственно и через инвертор, а информационные входы k-й группы ключей соединены с прямыми выходами (m-k)-го разряда m-разрядного двоичного счетчика.The goal is achieved in that the Haar function generator containing a clock generator, the output of which is connected to the input of the m-bit binary counter, m-1 groups of keys, and in each k-th (k = 1,2, ..., m-1 ) the group contains 2 ^k keys, the first group of keys contains two keys, the information inputs of which are connected to the direct output of the (m-1) -th bit of the m-bit binary counter, and the control inputs - with direct and inverse outputs of the m-th bit of m- bit binary counter, the output of the mth bit of the m-bit binary counter and the outputs of all keys (m-1) groups lyuchey are data outputs of the generator Haar functions further comprises m-2 Groups of inverters, wherein each j-th group contains 2 ^j inverters, (i = 1, m-2), the output of each key k-th group of keys connected to the control the key pair inputs of the (m + 1) th key group directly and through the inverter, and the information inputs of the kth key group are connected to the direct outputs of the (mk) th bit of the m-bit binary counter.

Основу упрощения генератора функций Хаара составляет возможность использовать полученную предшествующую функцию для управления ключами последующих групп, с помощью которых получают последующие функции Хаара, которые используют для получения с помощью ключей очередной группы функций и т. д. The basis of simplification of the Haar function generator is the ability to use the obtained previous function to manage the keys of subsequent groups, with the help of which subsequent Haar functions are obtained, which are used to obtain the next group of functions with the help of keys, etc.

Генератор функций Хаара для случая формирования семи функций представлен на чертеже. Он содержит тактовый генератор 1, выход которого соединен с входом трехразрядного двоичного счетчика 2, две группы ключей 3 и группу из двух инверторов 4. В первой группе ключей содержится два ключа 3, информационные входы которых соединены с прямым выходом второго разряда счетчика 2, а управляющие - с прямым и инверсным выходами третьего разряда (отсчет разрядов со стороны младшего разряда) счетчика. Информационный выход первого ключа 3 первой группы ключей соединен с управляющими входами первой пары ключей 3 второй группы ключей непосредственно и через инвертор 4, содержащей в группе четыре ключа 3. Информационный выход второго ключа 3 первой группы ключей соединен с управляющими входами второй пары ключей 3 второй группы ключей непосредственно и через инвертор 4. Информационные входы всех четырех ключей 3 второй группы ключей соединены с прямым выходом первого разряда счетчика 2. Выход третьего разряда счетчика 2 и информационные выходы ключей 3 двух групп ключей являются информационными выходами генератора функций Хаара. The Haar function generator for the case of the formation of seven functions is shown in the drawing. It contains a clock 1, the output of which is connected to the input of a three-digit binary counter 2, two groups of keys 3 and a group of two inverters 4. The first group of keys contains two keys 3, the information inputs of which are connected to the direct output of the second discharge of counter 2, and the control - with direct and inverse outputs of the third category (counting of bits from the side of the least significant bit) of the counter. The information output of the first key 3 of the first group of keys is connected to the control inputs of the first key pair 3 of the second group of keys directly and through an inverter 4 containing four keys in the group 3. The information output of the second key 3 of the first group of keys is connected to the control inputs of the second key pair 3 of the second group keys directly and through the inverter 4. Information inputs of all four keys 3 of the second group of keys are connected to the direct output of the first digit of counter 2. The output of the third digit of counter 2 and information outputs The keys 3 of the two key groups are the information outputs of the Haar function generator.

Генератор функционирует следующим образом. The generator operates as follows.

Под воздействием тактовых импульсов с выхода генератора 1 счетчик 2 начинает формировать функции Радемахера k₁, k₂ и k₃. Функция Радемахера k₁ является одновременно первой из получаемых функций Хаара, поэтому ее сразу же снимают с выхода 5 генератора функций Хаара. Функция Радемахера k₂ подается на информационный вход пары ключей 3 первой группы ключей, на управляющие входы которых подают прямую k₁ и инверсную k₁ функции Радемахера.Under the influence of clock pulses from the output of the generator 1, the counter 2 begins to form the Rademacher functions k ₁ , k ₂ and k ₃ . The Rademacher function k ₁ is simultaneously the first of the obtained Haar functions; therefore, it is immediately removed from the output 5 of the generator of Haar functions. The Rademacher function k ₂ is supplied to the information input of the key pair 3 of the first group of keys, to the control inputs of which the direct k ₁ and inverse k ₁ Rademacher functions are supplied.

Поэтому первый ключ 3 первой группы ключей, настроенный на положительный уровень потенциала, открывается на первую половину интервала определения функции и пропускает первую половину функции k₂, которая, как известно, является второй функцией Хаара, снимаемой с выхода 6 генератора.Therefore, the first key 3 of the first group of keys, tuned to a positive level of potential, opens to the first half of the interval of determining the function and passes the first half of the function k ₂ , which, as you know, is the second Haar function taken from the output 6 of the generator.

Второй ключ 3 управляющей функцией k₁ открывается на вторую половину интервала определения и с его выхода 7 снимают третью функцию Хаара. Полученная вторая функция Хаара с выхода первого ключа 3 первой группы ключей непосредственно и через инвертор 4 подается на управляющие входы ключей 3 первой пары ключей второй группы ключей. Поэтому первый ключ 3 первой пары ключей второй группы ключей открыт на одну восьмую интервала определения функции и поэтому с его выхода 8 снимают четвертую функцию Хаара. Второй ключ 3 первой пары ключей второй группы ключей также открыт на одну восьмую интервала определения, но его замыкание сдвинуто на одну восьмую от начала интервала определения. Поэтому с его выхода 9 снимают пятую функцию Хаара. Аналогично получают на выходах 10 и 11 второй пары ключей 3 второй группы ключей шестую и седьмую функции Хаара. Через восемь тактов генератор завершает свой рабочий цикл и восстанавливает исходное состояние.The second key 3 control function k ₁ opens on the second half of the determination interval and from its output 7 remove the third Haar function. The obtained second Haar function from the output of the first key 3 of the first group of keys directly and through the inverter 4 is supplied to the control inputs of the keys 3 of the first key pair of the second group of keys. Therefore, the first key 3 of the first key pair of the second group of keys is open at one eighth of the function definition interval and therefore, the fourth Haar function is removed from its output 8. The second key 3 of the first key pair of the second group of keys is also open by one eighth of the determination interval, but its closure is shifted by one eighth from the beginning of the determination interval. Therefore, with its release, 9 remove the fifth Haar function. Similarly receive at the outputs 10 and 11 of the second key pair 3 of the second group of keys the sixth and seventh Haar functions. After eight clocks, the generator completes its duty cycle and restores the original state.

Из рассмотренного следует, что предложенный генератор действительно позволяет генерировать искомые функции Хаара. Кроме того, он значительно проще известных, так как содержит на каждую пару генерируемых функций, кроме первой, три элемента, т. е. имеет минимально возможное число элементов. При этом общими для генератора являются тактовый генератор и m-разрядный двоичный счетчик. Следовательно, цель выполнена в полном объеме. (56) Авторское свидетельство СССР N 1493991, кл. G 06 F 1/025, 1987. From the above it follows that the proposed generator really allows you to generate the desired Haar functions. In addition, it is much simpler than the known ones, since it contains three elements for each pair of generated functions, except the first, that is, it has the minimum possible number of elements. Moreover, a clock and an m-bit binary counter are common to the generator. Therefore, the goal is fully implemented. (56) Copyright certificate of the USSR N 1493991, cl. G 06 F 1/025, 1987.

Авторское свидетельство СССР N 1575166, кл. G 06 F 1/026, 1988. USSR author's certificate N 1575166, cl. G 06 F 1/026, 1988.

Claims

HAAR FUNCTION GENERATOR, containing a clock generator, m-bit binary counter, m - 1 key group, moreover, each k-th group (k = 1, m - 1) contains 2 ^k keys, and the output of the clock generator is connected to the input , the information inputs of each first group are connected to the direct output of the (m - 1) -th order of the counter, the control inputs of the first and second keys of the first group are connected, respectively, to the direct and inverse outputs of the m-th stage of the counter, direct output of the m-th stage all keys m - 1 groups are outputs of the generator, differing the fact that it contains m - 2 groups of elements NOT, at the same time, each j-th group (j = 1, m - 2) contains 2 ^J elements NOT, moreover, the output of the ith key (i = 1,2 ^k ) k the 1st group is connected to the control input of the (2i - 1) -th key of the (k + 1) -th group and the input of the i-th element is NOT the k-th group, the output of which is connected to the control input of the 2nd i-key (k + 1) -th group, information inputs of keys of the p-th group (p = 2, m - 1) are connected to the direct output of the (m - p) -th digit of the counter.