SU1571610A1 - Device for orthogonal walsh-hadamard transform - Google Patents
Device for orthogonal walsh-hadamard transform Download PDFInfo
- Publication number
- SU1571610A1 SU1571610A1 SU884378819A SU4378819A SU1571610A1 SU 1571610 A1 SU1571610 A1 SU 1571610A1 SU 884378819 A SU884378819 A SU 884378819A SU 4378819 A SU4378819 A SU 4378819A SU 1571610 A1 SU1571610 A1 SU 1571610A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- block
- output
- register
- shift
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в технике цифровой обработки сигналов. Цель изобретени - повышение быстродействи . Поставленна цель достигаетс за счет того, что в состав устройства вход т два блока регистров сдвига 1, 2, два регистра 3, 4, коммутатор 5, сумматор-вычитатель 6, блок синхронизации 7 и соответствующие св зи между узлами устройства. 4 ил.The invention relates to automation and computing and can be used in the technique of digital signal processing. The purpose of the invention is to increase speed. This goal is achieved due to the fact that the device includes two blocks of shift registers 1, 2, two registers 3, 4, switch 5, adder-subtractor 6, synchronization unit 7 and the corresponding communications between the nodes of the device. 4 il.
Description
фие.1FI.1
31573157
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в технике цифровой обработки сигналов, например дл сжати данных, фильтрации сигналов, выделени признаков дл распознавани образов и т.д.The invention relates to automation and computing and can be used in digital signal processing techniques, such as compressing data, filtering signals, extracting features for pattern recognition, etc.
Цель изобретени - повыаение быстродействи устройства.The purpose of the invention is to improve the speed of the device.
На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства ортогонального преобразовани по Уолшу-Адамару; на фиг.2 функциональна схема блока синхронизации; на фиг. 3 - временна диаграмма блока синхронизации; на фиг. 4 - граф- схема преобразовани по Уолшу-Адамару при .FIG. 1 is a functional diagram of the Walsh-Hadamard orthogonal transformation device; Fig.2 is a functional diagram of the synchronization unit; in fig. 3 - timing diagram of the synchronization unit; in fig. 4 is a Walsh-Hadamard graph-scheme conversion at.
Устройство содержит первый блок 1 регистров сдвига, второй блок 2 регистров сдвига, первый регистр 3, второй регистр 4, коммутатор 5, сумматор- вычитатель 6, блок 7 синхронизации и вход 8 запуска устройства.The device contains the first block 1 of the shift registers, the second block 2 of the shift registers, the first register 3, the second register 4, the switch 5, the adder-subtractor 6, the synchronization block 7 and the device start input 8.
Блок синхронизации (фиг.2) содержит вход 8 запуска, одновибратор 10, элементы 11,12 задержки, генератор 13 тактовых импульсов, триггер 14, делители 15,16 частоты, формирователь 17 короткого импульса, элементы ИЛИ 18- 20 и выходы 21 - 25.The synchronization unit (FIG. 2) contains a start input 8, a one-shot 10, delay elements 11.12, a clock pulse generator 13, a trigger 14, frequency dividers 15.16, a short pulse driver 17, OR elements 18-20 and outputs 21-25. .
Блок синхронизации формирует необходимые тактовые последовательности следующим образом. По короткому синхроимпульсу, поступающему по входу 9, срабатывает одновибратор 10, который формирует стробирующий импульс разрешени записи данных в блоки 1,2 регистров сдвига. Задержанные синхроимпульсы с выходов элементов 11,12 задержки используютс дл записи исходных данных и объедин ютс в соответствующих элементах ИЛИ 19,20 с тактовыми импульсами с выхода генератора 13 тактовых импульсов. Запуск генератора 13 тактовых импульсов осуществл етс импульсом с выхода элемента 12 задержки. Тактовые импульсы с выхода генератора 13 поступают на вход триггера 14 со счетным входом, который формирует импульс управлени , подаваемый на выход блока 25 синхронизации . Импульсы с выхода счетного триггера 14 поступают на вход первого делител 15 частоты, который делитThe synchronization unit generates the necessary clock sequence as follows. A short sync pulse arriving at input 9 triggers a one-shot 10, which generates a strobe pulse to enable data to be written to blocks 1.2 of the shift registers. Delayed sync pulses from the outputs of elements 11,12 delays are used to record the original data and are combined in the corresponding elements OR 19.20 with clock pulses from the generator output 13 clock pulses. The start of the clock generator 13 is effected by a pulse from the output of the delay element 12. Clock pulses from the output of the generator 13 are fed to the input of the trigger 14 with a counting input, which generates a control pulse applied to the output of the synchronization unit 25. The pulses from the output of the counting trigger 14 are fed to the input of the first frequency divider 15, which divides
rNo.-n частоту следовани импульсов на о rNo.-n pulse frequency per o
N т.е. на его выходе имеет каждый (+N i at its output everyone has (+
00
5five
61046104
+2)-и импульс входной последовательности . Второй делитель 16 частоты делит частоту входного сигнала на п,2) -and the pulse of the input sequence. The second frequency divider 16 divides the frequency of the input signal by n,
вследствие чего на выходе этого дели- ч эдwhereupon the output of this del-ed
тел будет п(г+2)-й импульс с выходаtel will be n (r + 2) th pulse from the output
триггера 14. По заднему фро нту этого импульса формирователь 17 короткого импульса формирует импульс, который останавливает генератор 13. Таким образом генератор 13 сформирует такто вую последовательность из n(N+4) импульсов .trigger 14. By the back edge of this pulse, the short pulse shaper 17 generates a pulse, which stops the generator 13. Thus, the generator 13 will form a clock sequence of n (N + 4) pulses.
В начале каждого цикла преобразовани счетный триггер 14, делители 15,16 частоты .устанавливаютс в исходное-состо ние путем подачи импульса с выхода элемента 11 задержки на их управл ющие входы.At the beginning of each conversion cycle, the counting trigger 14, the frequency dividers 15.16 are reset to the initial state by applying a pulse from the output of the delay element 11 to their control inputs.
В качестве импульсов разрешени записи промежуточных результатов преобразовани с первого блока 1 регистров сдвига во второй блок 2 регистров сдвига импользуютс импульсы с выходов делител 15 частоты, которые объедин ютс с выходным импульсом одновиб- ратора 10 на элементе ИЛИ 18.As resolution pulses for recording intermediate results of conversion from the first shift register unit 1 to the second shift register register unit 2, pulses from the outputs of the frequency divider 15 are used, which are combined with the output pulse of the one-oscillator 10 at the OR 18 element.
На фиг. 3 представлены диаграммы работы блока 7 синхронизации.FIG. 3 shows the diagrams of the operation of the synchronization unit 7.
На диаграммах 1 и 2 представлены соответственно синхроимпульс, поступающий на вход запуска устройства, импульс с выхода элемента 12 задержки.Diagrams 1 and 2 show, respectively, a sync pulse arriving at the device start input, a pulse from the output of delay element 12.
00
5five
00
II
На диаграммах 4-7 показаны соответственно сигналы с выходов генератора 13, триггера 14, делител 15 частоты, делител 16 частоты и формировател 17 короткого импульса.Diagrams 4-7 show the signals from the outputs of the generator 13, the trigger 14, the frequency divider 15, the frequency divider 16 and the short pulse shaper 17, respectively.
На диаграмме 3 показан стробирующий импульс с выхода одновибратор а 10. В соответствии с используемым алгоритмом над входной выборкой данных, представл емой вектор-столбцом f размерностью N, производитс следующее преобразование :Diagram 3 shows a gating pulse from the one-shot output of a 10. According to the algorithm used, the following data conversion is performed on the input data sample represented by the column vector f of dimension N:
F-HN-f,(1)F-HN-f, (1)
где F - вектор-столбец коэффициентов Уолша-Адамара;where F is a column vector of Walsh-Hadamard coefficients;
HN - матрица Уолша-Адамара размерности NxN; N 2,HN - Walsh-Hadamard matrix of dimension NxN; N 2
где п - положительное целое .where n is a positive integer.
5five
Преобразовани Уолша-Адамара производ тс итерационно за п итераций по формуле:The Walsh-Hadamard transforms are performed iteratively over n iterations using the formula:
, „ «), „“)
F(SF (s
W HNW HN
II
...(5„.Н(5,-НИ) f), (2)... (5 „.Н (5, -НИИ) f), (2)
515515
где . . .H(Nn), матрица размеромwhere . .H (Nn) matrix size
NxN;NxN;
S., - мономиальна матрица перестановки .S., is a monomial permutation matrix.
Л jL j
HN 1 н/г®, ,п, где 1 fj/i - единична матрица пор дка N/2; Н1 - матрица Адамара пор дка 2;HN 1 n / g®, n, where 1 fj / i is the identity matrix on the order of N / 2; H1 is the Hadamard matrix of order 2;
..
Таким образом, вычислительна процедура (2) реализуетс за п итераций, при этом кажда i- итераци сводитс к умножению вектора-столбца результатов f , на матрицу Н (w1 , что сводитс к сложению или вычитанию соответствующих элементов промежуточного вектора f ,-., и переупор дочиванию элементов результирующего вектора f; умножением на мономиальную матрицу S . Суть перестановки заключаетс в разделении массива элементов вектора f на массивы четных и нечетных элементов и формировании переупор доченного вектора ff путем последовательного расположени этих массивов, при этом массив нечетных элементов вектора f располагаетс в первой половине результирующего массива. Правило .перестановки можно задать следующим соотношением:Thus, the computational procedure (2) is implemented in n iterations, and each i-iteration reduces to multiplying the column vector of the results f by the matrix H (w1, which reduces to adding or subtracting the corresponding elements of the intermediate vector f, -., And reordering the elements of the result vector f; multiplying by a monomial matrix S. The essence of the permutation consists in dividing the array of elements of the vector f into arrays of even and odd elements and forming a rearranged vector ff by successively . Assumption these arrays, wherein the array of the odd elements of the vector f disposed in the first half of the resulting array can .perestanovki Rule defined by the following relation:
f.f.
фf
fj(2 (J-O + O, при j 1,N/2, f ,(2 -(j- ), при j N/2+1,N fj (2 (J-O + O, with j 1, N / 2, f, (2 - (j-), with j N / 2 + 1, N
Элементы матрицы S N определ ютс по формуле:The elements of the matrix S N are determined by the formula:
1, (i-1), при . N/2.1, (i-1), at. N / 2.
N/ 2N / 2
S ( 1, (i- f), при ,N,S (1, (i- f), with, N,
О, иначе.Oh, otherwise.
1стройство работает следующим образом .The device operates as follows.
Устройство рассчитано на естественный пор док входных данных. Однако в устройство при перезаписи данных с первого блока 1 регистров сдвига на второй блок 2 регистров сдвига осуществл етс переупор дочение данных по правилу (3), вследствие чего требуетс переупор дочение исходных данных при записи в первый блок 1 регистров сдвига. Необходимо их переупор дочитьThe device is designed for a natural order of input data. However, when overwriting data from the first block 1 of the shift registers to the second block 2 of the shift registers, the device reorders the data according to rule (3), which requires reordering of the original data when writing to the first block 1 of the shift registers. It is necessary to finish them again
00
5five
00
таким образом, чтобы после перезаписи во второй блок 2 регистров сдвига они оказались в естественном пор дке, т.е. перед началом вычислений N отсчетов сигнала наход тс на последовательных адресах ,N в блоке 2 регистров сдвига.so that after rewriting into the second block of the 2 shift registers they appear in the natural order, i.e. before starting the calculations, the N signal samples are located at consecutive addresses, N in block 2 of the shift registers.
После прихода синхроимпульса на управл ющий вход 8 устройства на входы разрешени записи первого и второго блоков 1,2 поступают стробирующие импульсы с выходов блока 7 синхронизации .After the arrival of the sync pulse to the control input 8 of the device, the strobe pulses from the outputs of the synchronization block 7 are received at the recording resolution enable inputs of the first and second blocks 1.2.
Первый тактовый импульс, поступающий на вход блока 1 регистров сдвига с выхода блока 7 синхронизации, произведет параллельную запись исходныхThe first clock pulse arriving at the input of block 1 of the shift registers from the output of block 7 of synchronization will produce a parallel recording of the initial
данных в регистры сдвига блока 1.data to block shift registers 1.
Вследствие того, что i вход (,N) группы (параллельного ввода информации ) блока 1 регистров сдвига подключен к j-му информационному входу устройстваDue to the fact that i input (, N) of the group (parallel input of information) of block 1 of shift registers is connected to the j-th information input of the device
1 -(j-0-И, j 1, N/2,1 - (j-0-I, j 1, N / 2,
-УС NN N M 2 -US NN N M 2
30thirty
3535
4040
4545
5050
где Q , where Q,
исходные данные запишутс в регистры сдвига блока 1 в переупор доченном виде. Первый тактовый импульс с выхо- ка блока 7 синхронизации перепишет переупор доченные исходные данные в блок 2 регистров сдвига, в котором они окажутс в регистрах с пор дковыми номерами ,N в естественном пор дке за счет соответствующего соединени выходов блока 2 регистров сдвига и входов блока 2 регистров сдвига. После этого устройство готово к началу вычислений ортогонального преобразовани выборки исходных данных размерности N.the source data will be written to the shift registers of block 1 in a reordered form. The first clock pulse from the output of synchronization unit 7 will overwrite the reordered source data in unit 2 of shift registers, in which they will appear in registers with sequence numbers, N in natural order due to the corresponding connection of outputs of unit 2 of shift registers and inputs of unit 2 shift registers. After that, the device is ready to begin computing the orthogonal transform of the sample of source data of dimension N.
За первые N тактов первой итерации N отсчетов сигнала сдвигаютс на выход 0-го регистра сдвига блока 2, поступают на вход регистра 3 и первый информационный вход коммутатора 5. Работу коммутатора можно описать следующим правилом:During the first N cycles of the first iteration, the N samples of the signal are shifted to the output of the 0th shift register of block 2, received at the input of register 3 and the first information input of switch 5. The switch operation can be described by the following rule:
то that
2-1 2-1
, то then
-логическое состо ние на управл ющем входе коммутатора;-logical state at the control input of the switch;
-подключение М-го информационного входа коммутатора-connection of the M-th information input of the switch
к L-му выходу;to the L-th exit;
М 1,3, ,2-.M 1.3, 2-.
Первый f( и второй f2 отсчета (и далее каждый нечетный и четный отсчеты) в течение двух тактов благодар задержкам на регистрах 3,4 будут одновременно поступать на информационные входы сумматора-вычитател , режим которого по управл ющему входу мен етс с каждым тактом. Сумма f,+ +ft в третьем такте первой итерации преобразована и последующие суммы в нечетных тактах первой итерации записываютс в блок 1 регистров сдвига под действием тактовых импульсов на его входе. Разность в четвертом такте первой итерации преобразовани (и последующие разности в четных тактах итерации) запишутс в блоке 1 регистров сдвига. Таким образом, к началу (N+4) такта первой итерации преобразовани на нечетных регистрахThe first f (and the second f2 count (and then every odd and even count)) during two clock cycles due to delays on the registers 3,4 will simultaneously arrive at the information inputs of the adder-subtractor, the mode of which on the control input changes with each clock cycle. The f, + + ft in the third cycle of the first iteration is converted and the subsequent amounts in odd cycles of the first iteration are recorded in the shift register unit 1 under the action of the clock pulses at its input. The difference in the fourth cycle of the first conversion iteration (and the subsequent The stems in even iteration cycles will be recorded in shift register block 1. Thus, to the beginning (N + 4) of the first conversion iteration cycle on odd registers
кN kN
сдвига блока 1 будут записаны сумм,shear block 1 will be recorded sums,
N а на нечетных регистрах сдвига - гN and on odd shift registers - g
разностей.differences.
Така работа соответствует графику преобразовани (фиг. 4). В (N+4)-M такте первой итерации преобразовани на вход разрешени записи, вход блока 2 регистров сдвига подаетс строби рующий импульс с выхода блока 7 синхронизации , вследствие чего (N+4)-M тактовым импульсом на входе блока 2 регистров сдвига данные перепишутс в блок 2.Such an operation corresponds to a conversion schedule (Fig. 4). In the (N + 4) -M cycle of the first iteration of the conversion to the recording resolution input, the input of the shift register 2 unit is supplied with a strobe pulse from the output of the synchronization unit 7, as a result of which (N + 4) -M clock pulse at the input of the shift register unit 2 will be overwritten in block 2.
На второй и последующих итераци х устройство работает аналогично.On the second and subsequent iterations, the device operates in the same way.
По окончанию n-й итерации коэффи- циенты преобразовани fj, ,N оказываютс записанными на последовательных адресах в блоке 2 регистров сдвига и будут хранитьс там до следующего цикла преобразовани . At the end of the nth iteration, the transform coefficients fj,, N are written at sequential addresses in block 2 of the shift registers and will be stored there until the next conversion cycle.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884378819A SU1571610A1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Device for orthogonal walsh-hadamard transform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884378819A SU1571610A1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Device for orthogonal walsh-hadamard transform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1571610A1 true SU1571610A1 (en) | 1990-06-15 |
Family
ID=21355816
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884378819A SU1571610A1 (en) | 1988-02-15 | 1988-02-15 | Device for orthogonal walsh-hadamard transform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1571610A1 (en) |
-
1988
- 1988-02-15 SU SU884378819A patent/SU1571610A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гул мов С.С. и др. Малые вычислительные машины систем ACBF11 и СМЭВМ и их применение дл автоматизации научных исследований. Ташкент: Фан, 1985, с. 112, рис. 5.1. Авторское свидетельство СССР № 1234847, кл. G 06 F 15/332, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4340781A (en) | Speech analysing device | |
SU1571610A1 (en) | Device for orthogonal walsh-hadamard transform | |
US3665413A (en) | Waveform regenerator for use with a digital correlator | |
SU1751748A1 (en) | Complex number multiplying device | |
SU1605254A1 (en) | Device for performing fast walsh-adamar transform | |
SU1075289A1 (en) | Device for reducing message redundancy | |
SU1425825A1 (en) | Variable countrown rate frequency divider | |
SU911526A1 (en) | Device for multiplying unit-counting codes | |
SU1751778A1 (en) | Device for measuring two-dimensional fourier transformation | |
SU1737464A1 (en) | Digital filter | |
SU1580386A1 (en) | Multichannel device for connection of subscribers to common trunk | |
SU1734209A1 (en) | Controlled frequency divider | |
SU1410056A1 (en) | Device for exhaustive search for permutations | |
SU1425707A1 (en) | Device for performing fast walsh transform | |
RU2042209C1 (en) | Device for computation of two-dimension convolution | |
SU1264200A1 (en) | Digital correlator | |
SU1259260A1 (en) | Command access driver | |
SU1656674A1 (en) | Spectrum generator | |
SU1587642A1 (en) | Device for conversion of binary code, module k | |
SU1587504A1 (en) | Programmed control device | |
RU1781835C (en) | Synchronization device | |
SU1091159A1 (en) | Control device | |
SU1443745A1 (en) | Multichannel device for shaping pulse sequences | |
SU1525715A1 (en) | Device for solvig differetial equations in partial deriavatives | |
RU1836693C (en) | Device for image processing |