Генератор функцій уолша

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и может быть использовано для спектральной обработки сигналов в системах передачи данных, спектроанализаторах, а также для генерации испытательных последовательностей при контроле цифровых устройств, в схемах функциональных преобразователей и в системах с самоконтролирующими модулями для повышения достоверности обработки информации, где требуется минимум две системы упорядочения функций Уолша. Известен [1] генератор функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов (ГТИ), счетчик, вход которого подключен к выходу ГТИ, шифратор. Недостатком генератора является низкое быстродействие, обусловленное неавтономностью устройства при упорядочивании функций Уолша, так как при необходимости изменения набора номеров функций Уолша требуется время на формирование перепрограмирующей кодовой информации. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является генератор функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, дешифратор, регистр, управляющую шину "сброс", которая подключена к соответствующим входам регистра и счетчика, дешифратор, первый и второй элементы И, шифратор функций Уолша, выход которого является выходом устройства. Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, так как время на формирование функций Уолша упорядоченых по Уолшу и Адамару определяется следующим образом где tp - время формирования одного разряда в коде одного номера функции; - время задержки счетчика; - время выборки из блока памяти; - время задержки элемента И; - время суммирования; - время задержки регистра; - время сдвига, на один разряд; - время стирания предыдущих кодов матрицы преобразования одной строки; время записи кодов матрицы преобразования; - разрядность кода номера функции; - число строк матриц преобразования; - разрядность кода строки матрицы преобразования. Цель изобретения повышение быстродействия при формировании функций Уолша во всевозможных системах упорядочения. Поставленная цель достигается тем, что генератор функций Уолша, содержащий генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом счетчика, регистр, управляющую шину "сброс", которая подключена к соответствующим входам регистра и счетчика, дешифратор, первый и второй элементы И, шифратор функций Уолша, выход которого является входом устройства, дополнительно содержит первый, второй, третий блоки вентилей, блок формирования кода номера функций, два элемента ИЛИ, четыре элемента НЕ, причем вход первого элемента НЕ подключен к выходу счетчика разряда, а n-разрядные выходы счетчика подключены к информационным входам первого блока вентилей, выходы которого соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими информационными входами второго и третьего блоков вентилей, выходы второго блока вентилей соединены с входами шифратора, а выходы третьего блока вентилей соединены с соответствующими входами блока формирования кода номера функции, выходы которого соединены с информационными входами n-разрядного регистра, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, а управляющая шина "считывания" регистра подключена к выходу второго элемента НЕ, вход которого соединен с управляющим входом первого блока вентилей и подключены к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и подключены к выходу первого элемента НЕ, второй вход первого элемент ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента И и подключены к выходу разряда счетчика, а второй вход соединен с входом третьего элемента НЕ и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выход третьего элемента НЕ подключен к второму входу второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом второго блока вентилей и входом четвертого элемента НЕ, выход которого подключен к управляющему входу третьего блока вентилей. В предлагаемом решении все признаки, указанные в отличительной части формулы изобретения, проявляют в процессе взаимодействия присущие им известные свойства, дающие каждый в отдельности известный положительный эффект. При этом обеспечивается сверхсуммарный положительный эффект, обусловленный совокупностью указанных признаков, заключающийся в том, что формирование кодов номеров функций упорядоченных по Уолшу и Адамару осуществляется в генераторе параллельно, а переход на другую систему упорядочения осуществляется без затрат времени на перезапись информации в блоке памяти соответствующих матриц преобразования. Это позволяет увеличить быстродействие на формирование функций Уолша по заданным системам упорядочения, обусловленное формированием параллельного кода номера функций этих систем и автономностью работы генератора функций Уолша. Таким образом, предлагаемое решение удовлетворяет критерию "существенные отличия". На фиг.1 приведена структурная схема генератора функций Уолша; на фиг.2 электрическая схема блока формирователя кода номера функции для Генератор функций Уолша (фиг.1) содержит генератор тактовых импульсов (ГТИ) 1, выход которого соединен с входом счетчика 2, разрядные выходы которого подключены к информационным входам первого блока вентилей 3, выходы которого соединены с входами дешифратора 4; выходы которого подключены к информационным входам второго блока вентилей 5, выходы которого подключены к входам шифратора функций Уолша 6, выходы 7 которого являются выходами генератора. Информационные входы третьего блока вентилей 8 подключены к соответствующим выходам дешифратора 4, а выходы соединены с входами блока формирователя кода номера функции 9, выходы которого соединены с информационными входами n-разрядного регистра 10, выходы которого подключены к входам дешифратора 4. Выход 11 разряда счетчика подключен к первому входу первого элемента И 12, к первому элементу НЕ 13 и к первому входу второго элемента И 14, второй вход первого элемента И 12 соединен с входом 15 генератора тактовых импульсов 1, который подключен к входу третьего элемента НЕ 16, выход которого соединен с входом второго элемента И 14, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 17, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 18 и подключены к выходу первого элемента НЕ 13, второй вход элемента ИЛИ 18 подключен к выходу элемента И 12, выход элемента ИЛИ 18 подключен к управляющему входу 19 первого блока вентилей 3 и к входу второго элемента НЕ 20, выход которого соединен с управляющей шиной 21 "считывания" регистра 10, выход второго элемента ИЛИ 17 подключен к управляющему входу 22 второго блока вентилей 5 и к входу четвертого элемента НЕ 23, выход которого подключен к управляющему входу 24. Электрическая схема фиг.1, 2 блока формирования четырехразрядных кодов номеров функций Уолша для упорядочения по Адамару построена по стандартной схеме четырех элементов ИЛИ с 8 - ю входами, причем номера входов 1 - 15 соответствуют выходам третьего блока вентилей 8 (фиг.1). Генератор функций Уолша работает следующим образом. По управляющим импульсам шины "сброс" обнуляются регистр 10 и счетчик 2. Тактовые импульсы ГТИ 1 поступают на вход счетчика 2 на выходе счетчика 2 формируется код номера функции системы упорядочения по Уолшу, который поступает на информационные входы первого блока вентилей 3. Одновременно тактовые импульсы ГТИ 1 по выходу 15 поступают на соответствующие входы первого элемента И 12 и инвертируются проходя через элемент НЕ 16 и поступают на соответствующий вход второго элемента И 14, а на другие входы элементов И 12, НЕ 13, И 14 с выхода 11 разряда счетчика 2 поступает импульс, который совместно с тактовыми импульсами формирует импульсы управления на входах элементов И 12, НЕ 13, И 14, которые пройдя элемент ИЛИ 18 или ИЛИ 17 поступают соответственно на управляющие входы 19 первого блока вентилей 3 и вход 22 второго блока вентилей 5, на выходных шинах последнего появится дешифрированный код счетчика 2, импульс которого возбуждает соответствующую шину шифратора 6, на выходе которого появляется функция системы упорядочения по Уолшу, при этом сигналы с выхода элементов ИЛИ 18, ИЛИ 17 инвертируются элементами НЕ 20 и НЕ 23, поступают на управляющие шины "считывания" 21 регистра 10 и управляющую шину 24 третьего блока вентилей 8 и не разрешают формирование функций Уолша в другой системе упорядочения. Затем с появлением единичного импульса на выходе 11 счетчика 2, на управляющих входах 19 и 24, 21 и 22 появляются импульсы соответствующие временным диаграммам, которые формируются на выходах элементов ИЛИ 18, ИЛИ 17 и НЕ 20, НЕ 23, на соответствующие входы которых поступают сигналы с выхода элементов И 12, НЕ 13, И 14, на соответствующие входы которых поступает единичный импульс с выхода 11, при этом на второй вход элемента И 12 поступают тактовые импульсы с выхода 15, а на второй вход элемента И 14 поступают инвертированные тактовые импульсы с выхода элемента НЕ 16. Процесс преобразования системы упорядочения по Уолшу в систему упорядочения по Адамару происходит следующим образом. Процесс формирования кода номера функции Уолша упорядоченного по Адамару из поступившего со счетчика 2 кода номера функции по Уолшу происходит благодаря корректировки выходного импульса с дешифратора 4, прошедшего через третий блок вентилей 8, который поступает на соответствующие входы блока формирования кода номера функции 9, с соответствующих выходов последнего единичные импульсы запишутся в соответствующие разряды регистра 10, в регистре сформируется код номера функции системы Адамара и при появлении импульса по входу 21, этот код появится на входах дешифратора 4, на соответствующем выхода которого появится импульс, которой пройдет через второй блок вентилей 5, при наличии на его управляющем входе 22 единичного импульса, и возбудит соответствующую шину шифратора, на выходах шифратора появится функция Уолша системы упорядочения по Адамару. При этом время генерирования функций Уолша упорядочены по Уолшу и Адамару определить следующим образом где - время задержки шифратора - время задержки дешифратора. Если допустить для сравнения (1) и (2), что то для для Отсюда видно, что с увеличением разрядности положительный эффект предлагаемого изобретения увеличивается. Таким образом, предлагаемый генератор функций Уолша позволяет сократить время формирования кода номера функций Уолша упорядоченных по двум системам - по Уолшу и по Адамару более чем в два раза. Кроме того, схемотехническое решение позволяет, используя микроэлектронную технологию, выполнить его в едином кристалле, а его автономный режим позволит уменьшить проблему отказоустойчивости и увеличить живучесть современных систем обработки информации.