RU2321053C1 - Serial-parallel device for processing signals - Google Patents
Serial-parallel device for processing signals Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321053C1 RU2321053C1 RU2007105362/09A RU2007105362A RU2321053C1 RU 2321053 C1 RU2321053 C1 RU 2321053C1 RU 2007105362/09 A RU2007105362/09 A RU 2007105362/09A RU 2007105362 A RU2007105362 A RU 2007105362A RU 2321053 C1 RU2321053 C1 RU 2321053C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- implementation
- output
- matrix
- register
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к информационно-измерительным устройствам и может быть использовано в вычислительной технике, в системах управления и обработки сигналов.The present invention relates to information-measuring devices and can be used in computing, in control systems and signal processing.
Предлагаемое устройство исходит из наличия единственной дискретной реализации исследуемого процесса Yi, Y2, ..., YN, где Yk=Y(tk), .The proposed device is based on the presence of a single discrete implementation of the investigated process Y i , Y 2 , ..., Y N , where Y k = Y (t k ), .
Упрощенная математическая модель результатов измерений представляется в виде:A simplified mathematical model of the measurement results is presented in the form:
где Sk - полезная составляющая; uk - аддитивная шумовая составляющая.where S k is a useful component; u k is the additive noise component.
Относительно случайной составляющей будем предполагать также, что Muk=0, Duk=σ2 и, кроме того, ее значения в разные моменты времени некоррелированы (т.е. cov(uk,us)=0, k≠s), хотя эти условия не являются существенными.With respect to the random component, we also assume that Mu k = 0, Du k = σ 2 and, moreover, its values at different instants of time are uncorrelated (i.e., cov (u k , u s ) = 0, k ≠ s) although these conditions are not essential.
Основная решаемая задача - выделение полезной составляющей в условиях недостаточной априорной информации о статистических характеристиках аддитивного шума и функции полезной составляющей.The main problem to be solved is the selection of the useful component in conditions of insufficient a priori information about the statistical characteristics of additive noise and the function of the useful component.
Подобная задача может возникнуть: 1) в работе приемопередающих устройств дальней или космической связи; 2) в радиотехнике при обработке сигналов; 3) в системах цифровой обработки изображений; 4) в метеорологии и экономике при обработке результатов измерений. В тех случаях, когда полезная составляющая Sk, принадлежит к известному классу функций и определяется конечным числом параметров, используются параметрические методы оценивания (сюда входят методы регрессионного анализа, основу которых составляет классическая теория наименьших квадратов). В тех же случаях, когда отсутствует информация о функции полезной составляющей, для оценивания полезной составляющей используются непараметрические методы, такие как сглаживание.A similar problem may arise: 1) in the operation of transceiver devices for long-distance or space communications; 2) in radio engineering when processing signals; 3) in digital image processing systems; 4) in meteorology and economics when processing measurement results. In cases where the useful component S k , belongs to a well-known class of functions and is determined by a finite number of parameters, parametric estimation methods are used (this includes regression analysis methods, which are based on the classical theory of least squares). In those cases where there is no information about the function of the useful component, non-parametric methods, such as smoothing, are used to evaluate the useful component.
Для практической реализации существующих параметрических и непараметрических методов обработки, необходимо использовать высокопроизводительные цифровые устройства (цифровые сигнальные процессоры, программируемые логические матрицы) или гибридные процессорные схемы. В простейшем случае с помощью цифровых устройств реализуют цифровые фильтры с априорно заданными характеристиками, так как их построение является менее ресурсоемким и более простым, чем реализация алгоритма адаптивной цифровой фильтрацией, аппроксимации или интерполяции.For the practical implementation of existing parametric and nonparametric processing methods, it is necessary to use high-performance digital devices (digital signal processors, programmable logic arrays) or hybrid processor circuits. In the simplest case, digital filters implement digital filters with a priori specified characteristics, since their construction is less resource-intensive and simpler than the implementation of adaptive digital filtering, approximation, or interpolation algorithm.
Известен способ скользящего среднего [Андерсон Т. Статистический анализ временных рядов. - М.: Мир, 1976. - 765 с.]. Это один из самых простых методов сглаживания результатов измерений. Для его использования достаточно одной реализации Y1, Y2, ...,YN исходного процесса.The known method of the moving average [Anderson T. Statistical analysis of time series. - M .: Mir, 1976. - 765 p.]. This is one of the easiest methods to smooth out measurement results. To use it, one implementation of Y 1 , Y 2 , ..., Y N of the original process is sufficient.
Для исходной дискретной реализации результатов измерений определяется интервал сглаживания m, т.е. натуральное число m<N. Способ скользящего среднего предполагает запоминание исходной дискретной реализации результатов измерений Yk, , определение длины m отрезка ряда Yk, (или ширины «скользящего окна»), для которого производится вычисление среднего арифметического, значений Y1, Y2, ..., Ym, замену центрального из значений Y1, Y2, ..., Ym найденным средним , сдвиг «скользящего окна» на одно значение вправо (т.е. выбор вместо отрезка Yk, Yk+1, ..., Yk+m-1 другого отрезка Yk+1, Yk+2, ..., Yk+m), вычисление среднего арифметического выбранных значений реализации, и так до тех пор, пока не будет достигнут правый конец исходной дискретной реализации результатов измерений.For the initial discrete implementation of the measurement results, the smoothing interval m is determined, i.e. natural number m <N. The moving average method involves storing the initial discrete implementation of the measurement results Y k , , Determining a number m of the segment length Y k, (or the width of the "sliding window") for which the arithmetic mean is calculated, values of Y 1 , Y 2 , ..., Y m , replacing the central of the values of Y 1 , Y 2 , ..., Y m by the found average , shift of the “sliding window” by one value to the right (i.e., instead of selecting the segment Y k , Y k + 1 , ..., Y k + m-1, another segment Y k + 1 , Y k + 2 , .. ., Y k + m ), calculating the arithmetic mean of the selected implementation values, and so on, until the right end of the original discrete implementation of the measurement results is reached.
Ширину "окна" выбирают нечетной, т.к. сглаженное значение рассчитывается для центрального значения. Выражение для вычисления сглаженных значений исходной дискретной реализации результатов измерений записывается в виде:The width of the "window" is chosen odd, because the smoothed value is calculated for the central value. The expression for calculating the smoothed values of the initial discrete implementation of the measurement results is written in the form:
где p=(m-1)/2 (m - нечетное число).where p = (m-1) / 2 (m is an odd number).
Нередко сглаживание на основе скользящего среднего преобразует реализацию результатов измерений, так что мелкие, но важные для анализа детали полезной составляющей (волны, изгибы и т.д.) не выделяются.Often, smoothing based on a moving average transforms the implementation of the measurement results, so that small but important parts for the analysis of the useful component (waves, bends, etc.) are not highlighted.
Признаки устройства-аналога, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, следующие: запоминание дискретного сигнала, выделение временных отрезков, нахождение среднего арифметического значения сигнала, попавших в выделенные отрезки времени, замена исходной дискретной реализации результатов измерений сглаженными значениями.The features of the analog device, which coincide with the features of the claimed technical solution, are as follows: storing a discrete signal, highlighting time periods, finding the arithmetic mean of the signal that fell into the selected time periods, replacing the original discrete implementation of the measurement results with smoothed values.
Недостатками известного устройства является следующее:The disadvantages of the known device is the following:
- первые р и последние р значений результатов измерений не сглаживаются; этот недостаток особенно заметно сказывается в случае, когда объем реализации результатов измерений невелик, или же если необходимо провести экстраполяцию за пределы рассматриваемого временного интервала;- the first p and last p values of the measurement results are not smoothed; this drawback is especially noticeable in the case when the volume of implementation of the measurement results is small, or if it is necessary to extrapolate beyond the considered time interval;
- способ скользящего среднего вызывает автокорреляцию остатков, даже если она отсутствовала в исходной полезной составляющей (эффект Слуцкого-Юла).- the moving average method causes autocorrelation of residues, even if it was absent in the original useful component (Slutsky-Yul effect).
Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, заключаются в следующем:The reasons that impede the achievement of the required technical result are as follows:
- если ширина "окна" сглаживания равна 2р+1, то первые р и последние р значений исходной реализации результатов измерений не подвергаются обработке;- if the width of the “window” of smoothing is 2p + 1, then the first p and last p values of the initial implementation of the measurement results are not processed;
- поскольку центральное значение "окна" сглаживания вычисляется как среднее арифметическое соседних, то значения оценки полезной составляющей становятся зависимыми.- since the central value of the “window” of smoothing is calculated as the arithmetic average of the neighboring ones, the values of the estimation of the useful component become dependent.
Структурная схема устройства, реализующего рассмотренный способ, содержит генератор таковых импульсов, коммутатор, блок управления, первый и второй регистры, сумматор, выход которого подключен к информационному входу первого регистра, выход которого соединен с первым информационным входом коммутатора, второй вход которого является входом устройства.The structural diagram of a device that implements the considered method contains a pulse generator, a switch, a control unit, first and second registers, an adder whose output is connected to the information input of the first register, the output of which is connected to the first information input of the switch, the second input of which is the input of the device.
Известен способ взвешенного скользящего среднего [Экономико-математические методы и прикладные модели: Учебное пособие для вузов. / Под ред. В.В.Федосова. - М.: ЮНИТИ, 1999. - 399 с.], который отличается от способа простого скользящего сглаживания тем, что значения исходной дискретной реализации результатов измерения, входящие в интервал сглаживания, суммируются с различными весами. Для вычисления оценки используется выражение:There is a method of weighted moving average [Economic and mathematical methods and applied models: Textbook for universities. / Ed. V.V. Fedosova. - M .: UNITI, 1999. - 399 pp.], Which differs from the simple sliding smoothing method in that the values of the initial discrete implementation of the measurement results included in the smoothing interval are summed with different weights. To calculate the score expression is used:
где веса рk определяются с помощью метода наименьших квадратов.where the weights p k are determined using the least squares method.
Для взвешенного скользящего среднего недостатком является отсутствие возможности сглаживать значения исходной дискретной реализации результатов измерения на концах реализации. Кроме того, применение этого способа без отрицательных весов вызывает автокорреляцию остатков, т.е. имеет место эффект Слуцкого-Юла.For a weighted moving average, the disadvantage is the inability to smooth the values of the initial discrete implementation of the measurement results at the ends of the implementation. In addition, the use of this method without negative weights causes autocorrelation of residues, i.e. the Slutsky-Yule effect takes place.
Известен способ наименьших квадратов и устройство для кусочно-линейной аппроксимации [Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 540 с., авторское свидетельство №1624479]. Для использования данного способа достаточно одной реализации Y1, Y2, ..., YN исходного процесса.A known method of least squares and a device for piecewise linear approximation [Bendat J., Piersol A. Applied analysis of random data: TRANS. from English - M .: Mir, 1989. - 540 p., Copyright certificate No. 1624479]. To use this method, one implementation of Y 1 , Y 2 , ..., Y N of the original process is sufficient.
Способ наименьших квадратов позволяет для результатов измерений Y1, Y2, ..., YN исходного процесса получить оценку, , минимизируя целевую функцию вида:The least squares method allows to obtain an estimate for the measurement results Y 1 , Y 2 , ..., Y N of the original process, minimizing the objective function of the form:
В случае, когда представляет собой полином первой степени , коэффициенты а и b можно найти, минимизируя целевую функцию вида:In the case when is a polynomial of the first degree , the coefficients a and b can be found by minimizing the objective function of the form:
Дифференцируя выражение (2) по а и b и приравнивания к нулю, получаем систему линейных уравнений:Differentiating expression (2) with respect to a and b and equating to zero, we obtain a system of linear equations:
Решением системы является:The solution of the system is:
При оценке , сумма квадратов отклонений значений оценки от значений реализации измерений является минимальной (2).When evaluating , the sum of the squares of the deviations of the evaluation values from the implementation values of the measurements is minimal (2).
Признаки устройства-аналога, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, следующие: запоминание дискретного сигнала, аппроксимация по методу наименьших квадратов, замена исходной дискретной реализации результатов измерений аппроксимированными значениями.The features of the analog device, which coincide with the features of the claimed technical solution, are as follows: storing a discrete signal, approximation by the least squares method, replacing the original discrete implementation of the measurement results with approximated values.
Недостатками известного способа является следующее:The disadvantages of this method is the following:
- при использовании данного способа необходима априорная информация о функции полезного сигнала;- when using this method requires a priori information about the function of the useful signal;
- ошибка полезной составляющей имеет вдоль реализации, в общем случае, нелинейную зависимость и достигает своих максимальных значений на границах интервала аппроксимации;- the error of the useful component along the implementation, in the general case, is non-linear and reaches its maximum values at the boundaries of the approximation interval;
- при неполиноминальной модели оценки полезной составляющей строгое решение задачи минимизации целевой функции способа наименьших квадратов не всегда существует в силу нелинейности решаемой системы уравнений;- with a non-polynomial model for estimating the useful component, a strict solution to the problem of minimizing the objective function of the least squares method does not always exist due to the nonlinearity of the system of equations being solved;
- ограниченность способа наименьших квадратов к распараллеливанию и построению системы многоканальной обработки.- limited method of least squares to parallelize and build a multi-channel processing system.
Причина, препятствующая достижению требуемого технического результата, заключается в следующем:The reason that impedes the achievement of the required technical result is as follows:
- эффективность оценки полезной составляющей зависит от объема реализации, статистических характеристик аддитивного шума и наличия априорной информации о функциональной зависимости модели полезной составляющей.- the effectiveness of the estimation of the useful component depends on the volume of sales, the statistical characteristics of the additive noise and the availability of a priori information about the functional dependence of the model of the useful component.
Структурная схема устройства для кусочно-линейной аппроксимации, содержит группу последовательно соединенных регистров, первый и второй вычитатели, сумматор, первый и второй накапливающие сумматоры, элементы задержки, генератор тактовых импульсов, два умножителя и два делителя на постоянный коэффициент.The block diagram of a device for piecewise linear approximation, contains a group of series-connected registers, first and second subtracters, an adder, first and second accumulative adders, delay elements, a clock, two multipliers and two dividers by a constant coefficient.
Наиболее близким к изобретению является способ выделения тренда путем размножения оценок его единственной исходной реализации (РАЗОЦ) и устройство для его осуществления (патент №2207622, МПК 7 G06F 17/18).Closest to the invention is a method for highlighting a trend by multiplying estimates of its only initial implementation (ROSOTs) and a device for its implementation (patent No. 2207622, IPC 7 G06F 17/18).
Рассматриваемое устройство-прототип предполагает: 1) запоминание входной реализации Y1, Y2, ..., Yn; 2) разбиение входной реализации на подинтервалы случайными числами, имеющими равномерный закон распределения; 3) проверка условия, что подинтервалы включают не менее L значений исходной реализации, если условие не выполняется, то заново генерируются случайные числа разбиения; 4) нахождение на каждом подинтервале входной реализации оценок коэффициентов аппроксимирующего полинома а+bk+ck2 с помощью метода наименьших квадратов; 5) повторение процедур, описанных в пунктах 2-4 К раз; 6) нахождение сглаживающей функции как среднего арифметического "кусочно-квадратичных" аппроксимирующих функций в каждый момент времени.The prototype device under consideration involves: 1) remembering the input implementation Y 1 , Y 2 , ..., Y n ; 2) dividing the input implementation into sub-intervals by random numbers having a uniform distribution law; 3) checking the condition that the sub-intervals include at least L values of the original implementation, if the condition is not met, then random partition numbers are regenerated; 4) finding in each subinterval input implementation the coefficient estimates approximating polynomial and + bk + ck 2 using the method of least squares; 5) repetition of the procedures described in paragraphs 2-4 K times; 6) finding the smoothing function as the arithmetic mean of “piecewise quadratic” approximating functions at each moment in time.
Недостатками известного устройства-прототипа являются:The disadvantages of the known prototype device are:
- невозможность реализации известного способа РАЗОЦ в реальном масштабе времени;- the impossibility of implementing the known method Razots in real time;
- отсутствие практических рекомендаций по выбору количества интервалов разбиения и количества размножений оценок;- lack of practical recommendations on the choice of the number of partition intervals and the number of multiplication estimates;
- большие вычислительные затраты.- high computing costs.
Причина, препятствующая достижению требуемого технического результата, заключаются в следующем:The reason that impedes the achievement of the required technical result is as follows:
- для использования способа размножения необходимо запоминать всю входную реализацию.- to use the method of reproduction, it is necessary to remember the entire input implementation.
Устройство для выделения тренда методом размножения оценок его единственной исходной реализации (РАЗОЦ) содержит блок хранения результатов измерений, коммутаторы, генератор случайных чисел, блок устранения связанных значений, блок ранжирования, регистр хранения выборки случайных чисел, блоки аппроксимации, регистры хранения оценок, арифметическое суммирующее устройство, блок хранения оценки полезной составляющей, генератор тактовых импульсов.A device for highlighting a trend by the method of multiplying estimates of its only initial implementation (Razots) contains a block for storing measurement results, switches, a random number generator, a block for eliminating related values, a ranking block, a register for storing random numbers, approximation blocks, register for storing estimates, an arithmetic summing device , storage unit estimates useful component, a clock generator.
Суть предлагаемого последовательно-параллельного устройства обработки сигналов заключается в следующем. Упрощенная математическая модель входной последовательности результатов измерений представляется в соответствии с выражением (1).The essence of the proposed serial-parallel signal processing device is as follows. A simplified mathematical model of the input sequence of measurement results is presented in accordance with expression (1).
Суть метода размножения оценок состоит в размножении оценок полезной составляющей путем многократного разбиения исходной реализации на интервалы случайной длины и оценивании на них полезной составляющей с помощью аппроксимации линейной или квадратичной функции методом наименьших квадратов. Разбиения формируется путем деления промежутка (1, N) случайными числами αi, на m интервалов:The essence of the method of multiplying estimates is to multiply the estimates of the useful component by repeatedly dividing the original implementation into intervals of random length and estimating the useful component on them by approximating the linear or quadratic function by the least squares method. Partitions are formed by dividing the interval (1, N) by random numbers α i , on m intervals:
где Δ1, Δ2, ..., Δm - длины интервалов разбиения, - вариационный ряд случайных чисел, каждое из которых имеет равномерный закон распределения; значения α0 и αm - фиксированы (α0=1; αm=N).where Δ 1 , Δ 2 , ..., Δ m are the lengths of the intervals of the partition, - a variational series of random numbers, each of which has a uniform distribution law; the values of α 0 and α m are fixed (α 0 = 1; α m = N).
Основным недостатком метода размножения оценок является сложность осуществления обработки в реальном масштабе времени и большие вычислительные затраты при реализации в виде устройства.The main disadvantage of the method of multiplying estimates is the complexity of real-time processing and the large computational costs when implemented as a device.
В общем случае оценку полезной составляющей можно представить в виде свертки вида:In the General case, the assessment of the useful component can be represented as a convolution of the form:
Выражение (4) можно рассматривать как умножение квадратной матрицы весовых коэффициентов размерностью N×N на входной вектор-столбец :Expression (4) can be considered as the multiplication of a square matrix of weight coefficients of dimension N × N by an input column vector :
Матрица весовых коэффициентов представляет собой набор импульсных характеристик, являющихся откликом на входное воздействие вида:The matrix of weights is a set of impulse responses that are a response to an input effect of the form:
В матричном виде (5) представляет собой единичную матрицу.In matrix form (5) is a unit matrix.
Для нахождения импульсной характеристики способа размножения оценок, необходимо определить импульсную характеристику устройства, реализующего метод наименьших квадратов.In order to find the impulse response of the method of multiplying estimates, it is necessary to determine the impulse response of a device implementing the least squares method.
В случае, когда оценка полезной составляющей определяется как полином первой степени , коэффициенты а и b находятся, минимизируя целевую функцию вида:In the case when the estimate of the useful component is defined as a polynomial of the first degree , the coefficients a and b are found, minimizing the objective function of the form:
Выражение для оценки коэффициентов аппроксимирующего полинома имеют следующий вид:The expression for estimating the coefficients of the approximating polynomial is as follows:
Так как значения дискретной последовательности исходного сигнала получены в равностоящие моменты времени, то:Since the values of the discrete sequence of the source signal are obtained at equidistant time instants, then:
тогда then
Если исходная последовательность представляет собой единичную матрицу размерностью N×N, то отклик системы, реализующий метод наименьших квадратов имеет вид:If the original sequence is a unit matrix of dimension N × N, then the response of the system that implements the least squares method has the form:
Таким образом, если в выражение (4) подставить выражение (6), то значения являются отсчетами линейной аппроксимирующей функции.Thus, if we substitute expression (6) into expression (4), then the values are samples of a linear approximating function.
Для получения импульсной характеристики устройства, реализующего способ размножения оценок, предлагается получить следующую матрицу коэффициентов для каждого набора разбиений (размножения):To obtain the impulse response of a device that implements the method of multiplying estimates, it is proposed to obtain the following matrix of coefficients for each set of partitions (reproduction):
где - матрица размерности Δi×Δi, Δi - длина интервала разбиения, - номер интервала разбиения, m - количество интервалов разбиений, t - номер размножения. Для каждого i-го интервала разбиения формируется импульсная характеристика с помощью выражения (б):Where - a matrix of dimension Δ i × Δ i , Δ i is the length of the partition interval, - partition interval number, m - number of partition intervals, t - breeding number. An impulse response is generated for each ith interval of the partition using expression (b):
Так как интервалы разбиения Δi имеют случайную длину, то для каждого набора разбиений (3) матрица (7) различна.Since the intervals of the partition Δ i have a random length, the matrix (7) is different for each set of partitions (3).
Результирующая импульсная характеристика способа размножения оценок определяется путем усреднений импульсных характеристик, полученных для каждого варианта разбиения.The resulting impulse response of the method of multiplying the estimates is determined by averaging the impulse responses obtained for each partition option.
Метод размножения оценок позволяет производить распараллеливание вычислений и реализации его в системе последовательно-параллельной обработки.The method of multiplying estimates allows you to parallelize the calculations and implement it in a serial-parallel processing system.
Последовательно-параллельное устройство обработки сигналов является N-канальным устройством, где N - максимальный размер входной реализации, и содержит регистр хранения входной реализации 1, являющийся информационным входом устройства, выход которого подключен к первым входам умножителей 8.N, выходы которых подключены к первым входам сумматоров 9.N соответственно, выход каждого из которых подключен к N-му входу регистра хранения выходной реализации 11 и входам регистров хранения 10.N, выходы которых подключены к вторым входам сумматоров 9.N; выход блока управления 2 подключен ко входу блока формирования матрицы коэффициентов 4, выход которого (1, 2, ..., N) подключены к входам регистров хранения строки матрицы 6.N, выходы которых подключены к вторым входам умножителей 8.N; выход счетчика тактовых импульсов 5, подключен к входу регистра сравнения 7, выход которого подключен ко входу счетчика тактовых импульсов 5 и разрешающему входу регистра хранения выходной реализации 11, выход которого является информационным выходом устройства, синхронность работы устройства задается тактовым генератором 3.The serial-parallel signal processing device is an N-channel device, where N is the maximum size of the input implementation, and contains the storage register of the input implementation 1, which is the information input of the device, the output of which is connected to the first inputs of the multipliers 8.N, the outputs of which are connected to the first inputs adders 9.N, respectively, the output of each of which is connected to the Nth input of the storage register of the output implementation 11 and the inputs of the storage registers 10.N, the outputs of which are connected to the second inputs of the adders 9.N; the output of the control unit 2 is connected to the input of the unit for generating the matrix of coefficients 4, the output of which (1, 2, ..., N) is connected to the inputs of the storage registers of the row of the matrix 6.N, the outputs of which are connected to the second inputs of the multipliers 8.N; the output of the clock counter 5 is connected to the input of the comparison register 7, the output of which is connected to the input of the clock counter 5 and the enable input of the storage register of the output implementation 11, the output of which is the information output of the device, the synchronism of the operation of the device is set by the clock generator 3.
Последовательно-параллельное устройство обработки сигналов реализуется следующим образом. Значения входной реализации поступают на вход устройства и записываются в регистр хранения входной реализации. В блоке формирования матрицы коэффициентов формируется матрица импульсной характеристики, где каждая строка данной матрицы - отклик на входное единично воздействие. Параметры метода размножения оценок задаются блоком управления. Каждая строка матрицы коэффициентов построчно записывается в соответственный регистр хранения строки матрицы. Для вычисления свертки (4) в умножителях каждая строка матрицы коэффициентов умножается на строку входной реализации. С помощью циклических сумматоров находится результирующая сумма умножения всех значений строки коэффициентов на результаты входной реализации. Результат последовательно записывается в регистр хранения выходной реализации и поступает на выход устройства.Serial-parallel signal processing device is implemented as follows. The values of the input implementation go to the input of the device and are recorded in the storage register of the input implementation. In the block for generating the matrix of coefficients, an impulse response matrix is formed, where each row of this matrix is a response to a single input effect. The parameters of the method of multiplication of estimates are set by the control unit. Each row of the matrix of coefficients is written line by line in the corresponding register of storage of the row of the matrix. To calculate the convolution (4) in the multipliers, each row of the coefficient matrix is multiplied by a row of the input implementation. Using cyclic adders, the resulting sum of multiplying all values of the row of coefficients by the results of the input implementation is found. The result is sequentially written to the storage register of the output implementation and is output to the device.
Последовательно-параллельное устройство обработки сигналов работает следующим образом. Значения входной реализации записываются в регистр хранения входной реализации 1, размером N. В блоке управления 2 задаются параметры метода размножения оценок, на основе которых в блоке формирования матрицы коэффициентов 4 формируется матрица импульсной характеристики. Каждая строка матрицы коэффициентов из блока формирования матрицы коэффициентов 4 записывается в регистры хранения строки матрицы 6.N. С помощью умножителей 8.N значения из регистра хранения входной реализации 1 умножаются на значения, хранящиеся в регистрах хранения строки матрицы 6.N. Результат умножения передается на входы сумматоров 9.N. С помощью сумматоров 9.N и регистров хранения 10.N, вычисляется сумма всех результатов N умножений значений величины входной реализации, хранящихся в регистре хранения входной реализации 1, на значение коэффициентов, хранящихся в регистрах хранения строк матрицы 6.N. Результат передается на вход регистра хранения выходной реализации 11. Счетчиком тактовых импульсов 5 осуществляем счет тактовых импульсов тактового генератора 3. Результат счета счетчика тактовых импульсов сравнивается с помощью регистра сравнения 7 с значением N+3, при равенстве разрешающий импульс передается на разрешающий вход записи в регистр хранения выходной реализации 11 и происходит сброс счетчика тактовых импульсов 5. Синхронность работы устройства осуществляется тактовым генератором 3.Serial-parallel signal processing device operates as follows. The values of the input implementation are recorded in the storage register of the input implementation 1, size N. In the control unit 2, the parameters of the method of multiplying the estimates are set, based on which the impulse response matrix is formed in the coefficient matrix generation unit 4. Each row of the matrix of coefficients from the block forming the matrix of coefficients 4 is recorded in the storage registers of the row of the matrix 6.N. Using the 8.N multipliers, the values from the storage register of the input implementation 1 are multiplied by the values stored in the storage registers of the row of the matrix 6.N. The result of the multiplication is transmitted to the inputs of the adders 9.N. Using the adders 9.N and the storage registers 10.N, the sum of all the results of N multiplications of the values of the input implementation stored in the storage register of the input implementation 1 is calculated by the value of the coefficients stored in the storage registers of the rows of the matrix 6.N. The result is transmitted to the input of the storage register of the output implementation 11. The counter of clock pulses 5 carries out the count of the clock pulses of the clock generator 3. The result of the count of the clock pulses is compared using the comparison register 7 with the value N + 3, if equal, the enable pulse is transmitted to the enable input to the register storing the output implementation 11 and the clock counter 5 is reset. The device is synchronized by the clock 3.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105362/09A RU2321053C1 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Serial-parallel device for processing signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007105362/09A RU2321053C1 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Serial-parallel device for processing signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2321053C1 true RU2321053C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007105362/09A RU2321053C1 (en) | 2007-02-12 | 2007-02-12 | Serial-parallel device for processing signals |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2321053C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541874C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова" | Method of constructing network structure fir filters |
-
2007
- 2007-02-12 RU RU2007105362/09A patent/RU2321053C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2541874C2 (en) * | 2013-06-24 | 2015-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова" | Method of constructing network structure fir filters |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Norton | An introduction to identification | |
RU2450343C1 (en) | Digital predicting and differentiating device | |
Shumway et al. | Best linear unbiased estimation for multivariate stationary processes | |
RU2321053C1 (en) | Serial-parallel device for processing signals | |
RU2393535C1 (en) | Device for processing of signals based on double-criteria method | |
Lewis | Waveform computations by the time-series method | |
RU2517322C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2517317C1 (en) | Adaptive digital predicting and differentiating device | |
RU2362208C2 (en) | Parallel device for processing signals | |
RU2410750C1 (en) | Apparatus for evaluating performance of scientific research and developmental work | |
CN110489800B (en) | Structural dynamic load sparse identification method based on matrix regularization | |
RU2541919C1 (en) | Method to increase accuracy of approximation during extraction of useful signal under conditions of prior uncertainty and device that implements it | |
RU2207622C2 (en) | Method and device for trend separation by multiplying estimates for its single original implementation | |
RU2535467C1 (en) | Adaptive digital differentiating and predicting device | |
Cohen | A mathematical approach to computational network design | |
RU2449350C1 (en) | Digital predicting and differentiating device | |
RU2475828C1 (en) | Apparatus for generating control action to provide stable operation of complex engineering systems | |
RU2365980C1 (en) | Device for picking up useful signal against background of noise with minimisation of end effects through piecewise multiplication of estimations | |
RU2406130C1 (en) | Image processing device based on two dimensional estimate multiplication method | |
RU2461874C2 (en) | Adaptive two-dimensional method of multiplying estimates and apparatus for realising said method | |
Lima et al. | Numerical Investigation of the Two-Dimensioaln Neural Field Equation with Delay | |
RU2368002C2 (en) | Device for separation of useful signal in case of single-sided law of adaptive noise component distribution | |
RU2313826C1 (en) | Device for extracting useful signal with liquidation of tear points with usage of estimate multiplication method | |
RU2257610C1 (en) | Method for separating trend using method of sliding trend estimates multiplication of its single source realization and device for realization of said method | |
RU2446461C2 (en) | Digital predictor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120213 |