SU1095191A1 - Устройство дл анализа распределени случайного процесса - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок пам ти, выход которого соединен с первым входом сумматора, аналого-цифровой преобразователь, вход которого  вл етс  информационным входом устройства, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем определени  истинного значени  плотности веро тности и функции распределени , он содержит счетчик импульсов, элемент И-НЕ, коммутатор адреса, регистр адреса, блок делени , элемент НЕ, коммутатор, данных, регистр и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, к входу синхронизации регистра адреса , управл ющему входу блока пам ти и к счетному входу счетчика импульсов , разр дность которого равна Л+k (где и - количество разр дов в слове, а 2 Н - количество слов выходы nf k разр дов которого подключены , к первому входу блока делени , k младших разр дов счетчика импульсов соединены с первым входом коммутатора адреса, второй вход которого соединен с выходом аналого-ци(ового преобразовател , выход k -го разр да счетчика импульсов соединен с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого объединен с. входом элемента НЕ, с управл ющими- входами коммутатора адреса, коммутатора данных, блока делени  и  вл етс  управл ющим входом устройства, выход л элемента И-НЕ подключен к входу синхронизации регистра, выход которого подключен к второму .входу сумматора , выход которого соединен с информационным входом регистра, первым информационным входом коммутатора данных и  вл етс  выходом устройства , второй информационный вход коммутатора данных подключен к выходу блока делени , второй вход которо го соединен с выходом блока пам ти, СП выход коммутатора данных соединен с информационным входом блока пам ти , выход коммутатора данных адресо са пЬдключен к информационному входу регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока пам ти

Description

Изобретение относитс  к вычисли тельной технике, предназначено дл  анализа и вычислени  плотности веро тностей и функции распределени  случайных процессов и может быть использовано в вычислительной технике , а именно в устройствах цифро вой обработки сигналов, примен емы в медицине, геодезии, радиолокацией Известно устройство дл  анализа случайных процессов, содержащее аналого-цифровой преобразователь, регистры, счетчик импульсов lj . Недостатками данного устройства  вл ютс  сложность устройства и невозможность выполнени  в одном устр стве анализа распределени , вычислени  плотности веро тностии функции распределени  случайного процесса . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  вычислени  относительной плотности веро тности по алгоритму, в соответствии с кото рым определ ютс  количества одинако вых значений в случайном процессе, содержащее сумматор, аналого-цифровой преобразователь, вход которого соединен с информационным входом устройства, блок пам ти, выход кото рого соединен первым входом сумматора 2 . Недостаток известного устройства - низкое быстродействие, так как невозможно формирование следующего значени  на выходе аналого-цифрового преобразовател  до окончани  цикла записи в блок пам ти. Результат вычислени  относительной плотно ти веро тности в данном устройстве неудобен дл  дальнейшего анализа и обработки; так как отличаетс  в М раз от .истинного значени , М - количество анализируемых отсчетов, которое может измен тьс  с каждым новым измерением. Кроме того, прото тип не имеет возможности вычисл ть такую важную характеристику случайного процесса как функцию распределени . Цель изобретени  - увеличение бы стродействи  устройства, а также распирение его функциональных возможностей путем вычислени  истинног значени  плотности веро тности и функции распределени . . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  анализа случайного процесса, содержащее бло пам ти, выход которого соединен с первым входом, сумматора, аналого-ци ровой преобразователь, вход которог  вл етс  информационным входом устройства , введены счетчик импульсов, элемент И-НЕ, коммутатор адреса, регистр адреса, блок делени ,элемен НЕ, коммутатор данных, регистр и ге нератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, к входу синхронизации регистра адреса, управл ющему входу блока пам ти и к счетному входу |счетчика импульсов, разр дность которого равна п-. k (где м - количество разр дов в слове, а 2 N - количество слов) выходы m-k разр дов которого подключены к первому входу блока делени , k младших разр дов счетчика импульсов соединены с первым входом коммутатора адреса, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател , выход k -го разр да счетчика импульсов соединен с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого объединен с входом элемента НЕ, с управл ющими входами коммутатора адреса, коммутатора данных, блока делени  и  вл етс  управл ющим входом устройства, выход элемента подключен к входу синхронизации регистра, выход которого подключен к второму входу.сумматора, выход KOTOpioro соединен с информационным входом регистра, первым информационным входом коммутатора данных и  вл етс  выходом устройства, второй информационный вход коммутатора данных подключен к выходу блока делени , вто|зой вход которого соединен с выходом блока пам ти, выход коммутатора адреса подключен к информационному входу регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока пам ти. На чертеже представлена структурна  схема устройства. Устройство дл  анализа распределени  случайного процесса содержит аналого-цифровой преобразователь 1, вход которого соединен с информационным входом устройства, а выход с вторым входом коммутатора 2 адреса , выход коммутатора 2 адреса подключен к входу регистра 3 адреса, выход которого соединен с адресным входом блока 4 пам ти; генератор 5 тактовых импульсов своим выходом подключен к счетному входу счетчика 6 импульсов, к входу управлени  записью считыванием блока 4 пам ти, к первому входу элемента И-НЕ и к синхровходу регистра адреса 3, управл ющий вход устройства соединен с входом элемента НЕ 8, с управл ющим входом коммутатора 2 адреса и коммутатора 9 данных, с входом приема делимого в блок 10 делени  и с вторым входом элемента И-НЕ 7, выход элемента НЕ 8 подключен к входу переноса в младший разр д сумматора 11, с младших разр дов счетчика импульсов 6 соединены с пер вым входом коммутатора 2 адреса, а П4-К разр дов - с входом блока 10 делени , k -ый разр д счетчика б им пульсов, кроме того, соединен с третьим входом элемента И-НЕ 7, вхйд блока 4 пам ти соединен с выходом коммутатора 9 данных, первый вход которого соединен с выходом блока 10 делени , а второй - с выходом сумматора 11 входом регистра 12 и выходом устройства, выход блока 5 пам ти соединен с первым входо сумматора 11, с вторым входом блока 1.0 делени , выход регистра 12 соединен с вторым входом сумматора 11, а синхровход регистра 12 подключен к выходу элемента И-НЕ 7. На управл ющий вход устройства п тупает признак режимов: Анализ слу чайного процесса, Вычисление плот ности веро тности и функции распределени . Устройство выполн ет режим Анализ случайного процесса в соответс ВИИ с алгоритмом, по которому зна:чение операнда А; на выходе аналого цифрового преобразовател  1  вл емс ал1эесом  чейки блока 4 пам ти, k и формации Р хран щейс  в  чейке А, прибавл етс  единица и результат Р записываетс  по адресу А;. Выражение дл  получени  истинног значени  плотности веро тности Имее . Р, Р, „. Н-. ,. 21 Р; М о Из 1) видно, что требуетс  выпо нить формирование значений/Р,- т.е. вьтолнить анализ распределени  случайнрго процесса по .всем адресам А, {л 0, 1 . .. ), а затем каждое значение Р разделить на суммарное .количество данных М, доступивших в устройство. Выражение, ,,i,,..h-l Явл етс  функцией распределени . Сл дует отметить, что необходимым условием -работы устройства  вл етс  М.ТТИ , - VrTH 04 АЦП ГТИ г А ;; ) где Т - период формировани  зна чени  А; аналого-цифровым преобразователем 1; - .. ., гти период следовани  синхроимпульсов генератора 11 тактовых импульсов; .ми - длительность положитель ного 1мпульса в синхроимпульсе д - период синхроимпульсов дл  блока 10 делени  (не показано); . п - требуема  разр дность р зультата; п - коэффициент, завис щий от выбранного алгоритма делени . Рассмотрим работу устройства в режиме Анализ распределени  случайного процесса .В исходном положении счетчик б импульсов, регистр 12 и все  чейки блока 4 пам ти содержат нули (цепи установки исходного положени  не показаны). Пусть этому режиму соответствует нулевое значение на. управл ющем входе устройства , которое разрешает прохож-, дение через коммутатор 2 адреса информации с выхода аналого-цифрового преобразовател  1, через коммутатор 9 данных информации с выхода сумматора 11, обеспечивает с помощью элемента НЕ 8 единичное значение на входе переноса в младший разр д сумматора 11, запрещает прохождение через элемент И-НЕ 7 синхроимпульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов на синхровход регистра 12. Пусть на входе аналого-цифрового преобразовател  1 присутствует значение А;, . В первом тйкте первый синхроимпульс положительным перепа-дом устанавливает счетчик б импульсов в состо ние 00. . ,01. Этим же перепадом вьшолн етс  прием информации А с выхода аналого-цифрового преобразовател  1 в регистр 3 .адреса и в это же врем  с выхода генератора 5 тактовых импульсов единичное значение синхроимпульса,.-которое пусть соответствует режиму считывани  данных из блока 4 пам ти, поступает на вход управлени  записью , считыванием блока 4 пам ти. Выполн етс  считывание операнда P.J W. . .0 по адресу А, . Значение Р поступает на вход сумматора 11 и прибавл етс  к единичному значению на входе переноса в младший разр д. Величина Р; 00,...01 с выхода сумматора 11, пройд  через коммутатор 9 данных, поступает на вход блока 4 пам ти. В это врем  с выхода генератора 5 тактовых импуль сов поступает нулевое значение, которое пусть соответствует режиму записи в блок 4 пам ти. Р 00...01 записываетс  в блок 4 пам ти по адресу А . Остальные М-1 тактов.выполн ютс  аналогично. Значение М - количество анализируемых данных,произвольно может устанавливатьс  оператором, но М не должно быть более 2, так как будет переполнение счетчика импульсов б. После оконча.ни  режима Анализ распределени  случайного процесса оператором устанавливаетс  режим Вычисление .плотности веро тности и функции распределени , которому соответствует единичное значение на управл ющем входе устройства, присутствие единичного значени  на управл ющем входе устройства разрешает прохождение k разр дов с выхода счетчика 6 иктульсов через

коммутатор 2 адреса на вход регистра 3 адреса, информации с выхода блока 10 делени  через коммутатор

9данных на вход блока 4 пам ти, обеспечивает с помощью элемента НЕ

8 нулевое значение на входе переноса в-младший разр д сумматора 11. Положительный перепад на управл юще входе, поступа  на вход управлени  блока 10 делени , выполн ет приём делител , а.именно кода М счетчика 6 импульсов в блок 10 делени , после чего счетчик 6 импульсов устанавливаетс  начальной установкой в исходное состо ние 00...00. После установки исходного положени  в пер вом такте положительным перепадом синхроимпульса генератора 5 тактовых импульсов выполн етс  прием адреса .O с выхода счетчика 6 импульсов в регистр 3 адреса. Соето ние счетчика б импульсов при этом измен етс  на 00...01. Выполн етс  считывание операнда по ресу АО , который поступает в бло

10делени , где выполн етс  деление Значение 8 через коммутатор 9 данных поступает на вход блока 4 пам ти. Отрицательный уровень этого же синхроимпульса разрешает запись BO по адресу Ад в блок 4 пам ти. Во втором такте с приходом второго синхроимпульса код счетчика

6 импульсов 00...01 записываетс  в регистр 3 адреса, а состо ние счетчика 6 импульсов измен етс  на 00... 10. При положительном уровне С1|нхроимпульса выполн етс  считывание Р по адресу А, 00...01, операци i/M - Bfc в блоке 10 делени$1, при отрицательном - запись Bi по адресу А, в блок 4 пам ти. Вьгчисление остальных значений 8i (i 0,1... г плотности веро тности осуществл ет .с  аналогично.-вышеописанным тактам.

Признаком окончани  вычислени  плотности веро тности  вл етс  единичное значение в k -том разр де счетчика б, которое разрешает прохождение синхроимпульсов с выхода генератора 5 через элемент И-НЕ 7 на синхровходе регистра 12, На синхровход регистра 12 поступают инвер-тированные импульсы относительно синхроимпульсов генератора 5.

л рри состо нии счетчика б

0...010...00 очередной положительный перепад синхроимпульса счетчика ддписывает в регистр Э адреса код 00...00 измен ет счетчика б импульсов на 0. . .01&777б 1 . Единичное значение на входе управлени  записью, считывани  разрешает считывание информации Bj, по адресу й 00...00 из блока 4 пам ти. Положительным перепадом на синхровходе регистра 12 BQ записываетс  в него. Значение В с выхода регистра 12 поступает на вход сумматора 11. Следуема  далее запись данных в блок 4 пам ти не вли ет на результат вычислени  функции распределени  F) . Следующий положительный перепад синхроимпульса на входе регист а 3 записывает в него адрес А 00... 01, измен ет сос р ние k счетчика б импульсов на О ... 01 О ... 1 О, положительное значение синхроимпульт са разрешает считывание В по адресу А; . На сумматоре 11 выполн етс  суммирование BO и 8 , а результат суммировани  f, положительным перепадом на синхровходе записываетс  в регистр 12. Остальные такта выполн ютс  аналогично. После выполнени  j -го такта в регистре 12 получаем значение функции распределени  Fy , которое поступает на выход устройства.

Заметим, что переполнение сумматора 11 исключено, так как значение FJ всегда меньше 1, счита , что зап та  зафиксирована перед старшим разр дом.

Устройство дл  анализа распределени  случайного процесса входит в состав процессора спектральной обработки сигналов, и составл ет около 10% его аппаратурных затрат. По сравнению с базовым объектом,. серийно выпускаемым, который  вл етс  процессором спектральной обработки сигналов предлагаемый процессор, а вместе с ним и предлагаемое устройство, .имеют повышенное быстродействие.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА, содержащее блок памяти, выход которого соединен с первым входом сумматора, аналого-цифровой преобразователь, вход которого является информацион- > ным входом устройства, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем определения истинного значения плотности вероятности и функции распределения, он содержит счетчик импульсов, элемент И-НЕ, коммутатор адреса, регистр адреса, блок деления, элемент НЕ, коммутатор, данных, регистр и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ, к входу синхронизации регистра адреса, управляющему входу блока памяти и к счетному входу счетчика импульсов, разрядность которого равна И + к (где и - количество разрядов в слове, а 2^К =N - количество слов) выходы η + к разрядов которого подключены к первому входу блока деления, к младших разрядов счетчика импульсов соединены с первым входом коммутатора адреса, второй вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя, выход к -го разряда счетчика импульсов соединен с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого объединен с входом элемента НЕ, с управляющими- входами коммутатора адреса, коммутатора _с данных, блока деления и является <g управляющим входом устройства, выход элемента И-НЕ подключен к входу синхронизации регистра, выход которого подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с информационным входом регистра, первым информационным входом коммутатора данных и является выходом устройства, второй информационный вход коммутатора данных подключен к выходу блока деления, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, выход коммутатора данных соединен с информационным входом блока памяти, выход коммутатора данных адреса подключен к информационному входу регистра адреса, выход которого соединен с адресным входом блока памяти

   SU „ 1095191 >