FI71437B - DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER - Google Patents
DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER Download PDFInfo
- Publication number
- FI71437B FI71437B FI811290A FI811290A FI71437B FI 71437 B FI71437 B FI 71437B FI 811290 A FI811290 A FI 811290A FI 811290 A FI811290 A FI 811290A FI 71437 B FI71437 B FI 71437B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- input
- output
- adder
- selector
- register
- Prior art date
Links
- 238000005309 stochastic process Methods 0.000 claims description 45
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 27
- 230000008569 process Effects 0.000 description 22
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 description 16
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 2
- 241000764238 Isis Species 0.000 description 1
- 238000000342 Monte Carlo simulation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000528 statistical test Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
7143771437
Digitaalinen todennäköisyyskorrelaattoriDigital probability correlator
Esillä oleva keksintö koskee digitaalisia tietokoneita ja erityisemmin vielä digitaalisia todennäköi-2 syyskorrelaattoreita.The present invention relates to digital computers and more particularly to digital probability 2 autumn correlators.
Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää stokastisten prosessien tutkimisessa ja ohjaamisessa, esimerkiksi hydrometeorologiassa, biologiassa, tietoliikenteessä, metallurgiassa, tekstiiliteollisuudessa jne.The present invention can be used in the study and control of stochastic processes, for example in hydrometeorology, biology, telecommunications, metallurgy, the textile industry, etc.
20 Stokastisten tietojen käsittelyyn kuuluu erilaisten statististen ominaisuuksien, kuten matemaattisen odotusarvon, autokorrelaatio- ja ristikorrelaatiofunktion jne laskeminen. Edellä mainittujen ominaisuuksien avulla on mahdollista estimoida stokastisten prosessien amplitudi-, 25 taajuus- ja vaiheparametrejä, prosessien keskinäisiä riippu vuuk siä jne.20 The processing of stochastic data involves the calculation of various statistical properties such as mathematical expectation, autocorrelation and cross-correlation function, etc. The above properties make it possible to estimate the amplitude, frequency and phase parameters of the stochastic processes, the interdependencies of the processes, etc.
Laskentaproseduurit, joita käytetään statististen ominaisuuksien, kuten esimerkiksi korrelaatiofunktioiden, määrittämisessä, sisältävätsuuren määrän samanlaisia arit-20 meettisia operaatioita - kerto- ja yhteenlaskuja. Esimerkiksi 10 000 ordinaattaa käsittävän stokastisen prosessin 64 ordinaatta-arvoa käsittävän korrelaatiofunktion laskemiseksi on tarpeen suorittaa noin 64 000 kertoja yhteenlaskua. Nämä operaatiot peräkkäin moninumeroisil-25 la luvuilla suoritettuina vievät pitkän ajan (useiden tuntien pituisen ajan käytettäessä yleistietokoneita), mikä tekee vaikeaksi käyttää tällaista tärkeätä proseduuria stokastisten prosessien tutkimisessa nopeana analyysikeinona.The computational procedures used to determine statistical properties, such as correlation functions, involve a large number of similar arithmetic operations - multiplications and additions. For example, to compute a correlation function of 64 ordinate values of a stochastic process with 10,000 ordinates, it is necessary to perform an addition of about 64,000 times. These operations, performed sequentially with multi-digit numbers of 25 to 1a, take a long time (several hours when using general purpose computers), which makes it difficult to use such an important procedure in the study of stochastic processes as a rapid means of analysis.
Stokastisten tietojen käsittelyn vaatiman ajan pie-30 nentämiseksi voidaan menestyksellisesti käyttää statistisen testausmenetelmän (Monte-Carlo-menetelmän) periaatetta.The principle of the statistical test method (Monte-Carlo method) can be successfully used to reduce the time required to process stochastic data.
Ennestään tunnettuja ovat useat erikoislaskimet, joissa käytetään todennäköisyyskoodauksen periaatetta, johon kuuluu digitaalisen informaation muuntaminen toden- 2 71437 näköisyysmuotoon ja eri aritmeettisten operaatioiden suorittaminen digitaalisilla signaaleilla, joiden statistiset ominaisuudet on määritelty muunnettujen tietojen arvojen avulla.Several special calculators are known which use the principle of probability coding, which involves converting digital information into a probability form and performing various arithmetic operations on digital signals whose statistical properties are determined by the values of the converted data.
5 Pääasiallisin merkitys todennäköisyyskoodauksessa on sillä seikalla, että sen avulla voidaan sanojen numeroiden lukumäärää vähentää siitä, mitä se on alkuperäisissä sanoissa, korvaamalla kaikki sanan numerot tai osa niistä yhdellä ainoalla numerolla. TodennäkÖisyyskoodauk-sessa alkuperäistä moninumeroista sanaa verrataan satunnaislukuun ja vertailutuloksen perusteella muodostetaan yksinuineroinen luku (nolla tai yksi) .5 The main role in probability coding is that it can reduce the number of word numbers from what they are in the original words by replacing all or part of the word numbers with a single number. In probability coding, the original multi-digit word is compared to a random number, and a single-digit number (zero or one) is formed based on the comparison result.
Kertolaskuoperaatioiden suorittamiseksi todennä-köisyyskoodauksen periaatteella toimivissa digitaalisissa 15 korrelaattoreissa on kaksi vertailuyksikköä, satunnaislukugeneraattori sekä logiikkapiiri, jonka otot on kytketty vertailuyksikön antoihin. Vertailuyksiköiden ensimmäisiin ottoihin tuodaan kerrottavat digitaalisignaalit, kun taas toisiin ottoihin tuodaan digitaalisignaalit 2o satunnaislukugeneraattorin annoista. Tulokseksi logiikka-piiri kehittää antoonsa binaarisen pulssijonon, jonka taajuuden määrää kerrottavien signaalien tulo. Tämä binaarinen pulssijono syötetään tietoakun ottoon ja sanottu akku kehittää antoonsa koodin, joka vastaa tulon arvoa.To perform multiplication operations, digital correlators operating on the principle of probability coding have two reference units, a random number generator and a logic circuit, the inputs of which are connected to the outputs of the reference unit. The first inputs of the comparison units are supplied with digital signals to be multiplied, while the second inputs are supplied with digital signals 2o of the outputs of the random number generator. As a result, the logic circuit develops a binary pulse train for its output, the frequency of which is determined by the input of the signals to be multiplied. This binary pulse train is input to the input of the data battery and said battery generates a code corresponding to the value of the input.
25 Nykyisin korrelaatiofunktio lasketaan käyttäen algoritmia, joka olettaa, että tutkittava stokastinen prosessi on stationaarinen ergodinen keskitetty prosessi. Käytännön työssään tutkijat pääasiallisesti kuitenkin ovat tekemisissä keskittämättömien stokastisten prosessien 30 kanssa. Näin ollen, digitaaliset korrelaattorit on yleensä varustettu elimin, jotka keskittävät prosessia edustavat syöttötiedot. Tällaiseen elimeen sisältyy summain, jonka yhteen ottoon tuodaan ottosignaali ja toiseen ottoon tuodaan ottosignaalin matemaattinen odotusarvo.25 Currently, the correlation function is computed using an algorithm that assumes that the stochastic process under study is a stationary ergodic centralized process. In their practical work, however, researchers are mainly concerned with decentralized stochastic processes 30. Thus, digital correlators are usually equipped with eliminations that concentrate the input data representing the process. Such an element includes an adder to which an input signal is applied to one input and the mathematical expectation value of the input signal is input to the other input.
35 Ennestään tunnettu on digitaalinen korrelaattori, joka käsittää summaimen, jonka yksi otto on kytketty va- 3 71437 litsimen antoon, jonka valitsimen ottoon tuodaan tutkittavan stokastisen prosessin matemaattisen odotusarvon koodi, muistiyksikön, jonka otto on kytketty summaimen antoon, satunnaislukugeneraattorin, vertailuyksikön, jon-5 ka yksi otto on kytketty satunnaislukugeneraattorin antoon ja jonka toiseen ottoon tuodaan signaali, joka määräytyy tutkittavan stokastisen prosessin ordinaatta-arvojen ja sanotun prosessin matemaattisen odotusarvon erotuksena, logiikkapiirin, jonka yksi otto on kytketty vertailuyksi-10 kön antoon, tietoakun, jonka otto on kytketty logiikka-piirin antoon, sekä ajoitusyksikön, joka on sovitettu synkronoimaan korrelaattorin yksiköiden toimintaa (vrt. SIJTLrn Keksijäntodistus nro 705 457) .A digital correlator is known, which comprises an adder, one input of which is connected to the output of a 3 71437 switch, the input of which selects the code of the mathematical expectation value of the stochastic process to be examined, a memory unit, the input of which is connected to the output of an adder, a random number generator ka one input is connected to the output of a random number generator and the other input is supplied with a signal determined as the difference between the ordinate values of the stochastic process under study and the mathematical expectation value of said process, a logic circuit having one input connected to the output of the reference unit circuit, and a timing unit adapted to synchronize the operation of the correlator units (cf. SIJTL's Inventor Certificate No. 705 457).
Tunnettu korrelaattori käsittää myös toisen vertai-15 luyksikön, jonka yksi otto on kytketty satunnaislukugeneraattorin toiseen antoon ja jonka toinen otto on kytketty muistiyksikön antoon ja jonka anto on kytketty logiikka-piirin toiseen ottoon.The known correlator also comprises a second comparator 15, one input of which is connected to the second output of the random number generator and the other input of which is connected to the output of the memory unit and the output of which is connected to the second input of the logic circuit.
Kuten tunnettua, moninumeroisia lukuja vertaile-20 maan pystyvän vertailuyksikön toteuttaminen on vaikea ongelma. Esimerkiksi, jos käytetään Texas Instruments, Inc.rn valmistamia sarjan SN 74 ja SN 54 mikropiirejä, niin sellainen piiri, joka suorittaa kahden yhden tavun pituisen sanan vertailun, käsittäisi kuusi SN 7400- tai (SN 5400-) 25 sarjan mikropiiriä ja neljä SN 7401- (tai SN 54010-)sarjan mikropiiriä, joista kukin on kapseloitu omaan koteloonsa. Lisäksi tällaisessa piirissä pitäisi vertailuyk-sikön toiseen moninumeroiseen ottoon syötetty luvun koodi invertoida. Tämä edellyttää, että käytetään mikropiirejä, 30 joilla on sekä invertoimattomat että invertoidut otot tai että käytetään lisäksi inverttereitä, mikä johtaa piirin mutkistumiseen vielä enemmän. Nykyaikaisissa korrelaatto-reissa, joiden kapasiteetti on monta tavua, vertailuyksikön muodostavien osien määrä tulee vastaavasti suuremmaksi.As is well known, the implementation of a multi-digit compare-20 country capable comparison unit is a difficult problem. For example, if SN 74 and SN 54 series microcircuits manufactured by Texas Instruments, Inc. are used, then a circuit that performs a comparison of two one-byte words would comprise six SN 7400 or (SN 5400-) 25 series microcircuits and four SN 7401 - (or SN 54010-) series of integrated circuits, each encapsulated in its own housing. In addition, in such a circuit, the number code entered in the second multi-digit input of the reference unit should be inverted. This requires the use of integrated circuits with both non-inverted and inverted inputs, or the use of additional inverters, which further complicates the circuit. In modern correlators with a capacity of many bytes, the number of parts forming the reference unit becomes correspondingly larger.
35 Se että on välttämätöntä käyttää mutkikkaita ver- 4 71437 tailuyksiköitä, jotka käsittävät lukuisia erillisiä osia, johtaa huomattavaan mutkikkuusasteen sekä korrelaattori-piirin kustannusten kasvuun.35 The need to use complex 4 71437 control units comprising a number of separate components leads to a significant increase in the degree of complexity as well as the cost of the correlator circuit.
Esillä olevan keksinnön pääasiallisena tarkoituk-5 sena on saada aikaan digitaalinen todennäköisyyskorrelaat-tori, jossa kerrottavien sanojen vertaileminen satunnaislukuihin suoritetaan sellaisella tavalla, joka tekee tarpeettomaksi ainakin toisen vertailuyksikön ja siten yksinkertaistaa korrelaattoripiiriä ja pienentää sen kustan-10 nuksia.The main object of the present invention is to provide a digital probability correlator in which the comparison of the words to be told with random numbers is performed in such a way as to make at least another comparison unit unnecessary and thus simplify the correlator circuit and reduce its cost.
Tämä pääasiallinen tarkoitus mielessä pitäen esitetään digitaalinen todennäköisyyskorrelaattori, joka käsittää summaimen, jonka yksi otto on kytketty valitsimen antoon, jonka valitsimen ottoon tuodaan tutkittavan stokas-15 tisen prosessin matemaattisen odotusarvon koodi, muistiyk-sikön, jonka otto on kytketty summaimen antoon, satunnaislukugeneraattorin, vertailuyksikön, jonka yksi otto on kytketty satunnaislukugeneraattorin antoon ja toiseen ottoon syötetään signaali, jonka määrää tutkittavan stokastisen 20 prosessin ordinaatta-arvojen ja sanotun stokastisen prosessin matemaattisen odotusarvon erotus, logiikkapiirin, jonka yksi otto on kytketty vertailuyksikön antoon, tieto-akun, jonka otto on kytketty logiikkapiirin antoon, sekä ajoitusyksikön, joka on sovitettu synkronoimaan korrelaat-25 torin osien toimintaa, jossa korrelaattorissa keksinnön mukaan valitsimella on toinen otto, joka on kytketty satunnaislukugeneraattorin toiseen antoon, logiikkapiirin toinen otto on kytketty summaimen muistinumeron antoon, summaimen toinen otto on kytketty rekisterin antoon, jonka rekis-30 terin otto on kytketty toisen valitsinpiirin antoon, jonka valitsinpiirin yhteen ottoon tuodaan tutkittavan stokastisen prosessin ordinaatta-arvo ja jonka toinen otto on kytketty muistiyksikön antoon.With this main purpose in mind, a digital probability correlator is provided comprising an adder, one input of which is connected to the output of a selector, the input of which selects the mathematical expectation code of the stochastic process under study, a memory unit, the input of which is connected to the output of an adder, a random number generator, one input connected to the output of the random number generator and the other input being supplied with a signal determined by the difference between the ordinate values of the stochastic process under study and the mathematical expectation value of said stochastic process, the logic circuit , and a timing unit adapted to synchronize the operation of the parts of the correlator 25, in which correlator according to the invention the selector has a second input connected to the second output of the random number generator, the second input of the logic circuit is connected to the summator. en, the second input of the adder is connected to the output of a register, the input of the register-30 of which is connected to the output of the second selector circuit, the input of which selects the ordinate value of the stochastic process to be examined and the second input of which is connected to the output of the memory unit.
Tällaisessa korrelaattorissa muistiyksikköön tallen-35 nettujen lukujen vertailu satunnaislukuihin suoritetaan vä- 5 71437 hennyslaskun avulla suiranaimessa, jota käytetään prosessin syöttötietojen keskittämisessä. Tämä tekee mahdolliseksi käyttää vain yhtä vertailuyksikköä, niillä tavoin saadaan aikaan korrelaattoripiirin yksinkertaistuminen ja 5 sen kustannusten pieneneminen.In such a correlator, the comparison of the numbers stored in the memory unit with the random numbers is performed by means of a subtraction count in the gutter used to centralize the process input data. This makes it possible to use only one reference unit, thus simplifying the correlator circuit and reducing its cost.
Vertailuyksikön toinen otto voidaan kytkeä toisen rekisterin välityksellä summaimen antoon.The second input of the reference unit can be connected to the output of the adder via the second register.
Käytettäessä korrelaattoria, joka on varustettu kahdella otolla, esimerkiksi ristikorrelaatiofunktion las-10 kemiseen, on suositeltavaa käyttää toista summainta, joka suorittaa korrelaattorin toiseen ottoon syötetyn signaalin keskittämisen ja tämän signaalin arvojen vertailemiseen satunnaislukuihin. Tässä tapauksessa vertailuyksikkö on summain, jonka yksi otto on kytketty toisen rekisterin vä-15 lityksellä kolmannen valitsimen antoon, jonka valitsimen toinen otto on kytketty kolmannen rekisterin välityksellä tämän summaimen antoon ja jonka toiseen ottoon tuodaan toisen tutkittavan stokastisen prosessin ordinaatta-arvoja, summaimen toisen oton ollessa kytketty satunnaislukugene-20 raattorin antoon neljännen valitsimen avulla, jonka valitsimen yksi otto on kytketty satunnaislukugeneraattorin antoon ja sen toiseen ottoon syötetään toisen tutkittavan prosessin matemaattisen odotusarvon koodi, ja tämän summai-men muistinumeron>annon ollessa kytketty logiikkapiirin 25 toiseen ottoon.When using a correlator equipped with two inputs, for example to calculate a cross-correlation function, it is recommended to use a second adder that concentrates the signal input to the second input of the correlator and compares the values of this signal with random numbers. In this case, the reference unit is an adder whose one input is connected via the second register to the output of the third selector, the second input of the selector is connected via the third register to the output of this adder and the second input is supplied with ordinate values of the second stochastic process under study, the second input being connected to the output of the random number generator 20 by a fourth selector, one input of which selector is connected to the output of the random number generator and the mathematical expectation code of the second process to be examined is input to the second input, and the memory output of this sum is connected to the second input of the logic circuit 25.
Tällainen korrelaattoripiiri tekee mahdolliseksi poistaa täysin tarve käyttää erityistä vertailupiiriä, mikä edelleen yksinkertaistaa korrelaattoripiiriä ja pienentää sen kustannuksia.Such a correlator circuit makes it possible to completely eliminate the need to use a special reference circuit, which further simplifies the correlator circuit and reduces its cost.
30 Keksintöä selitetään jäljempänä kuvaamalla yksi- tuoskohtaisesti sen parhaana pidettyjä toteutusmuotoja viittaamalla liitteinä oleviin piirustuksiin, joissa kuvio 1 on keksinnön erään toteutusmuodon mukaisen digitaalisen todennäköisyyskorrelaattorin lohkokaavio; 35 kuvio 2 on keksinnön toisen toteutusmuodon mukaisen 6 71437 digitaalisen todennäköisyyskorrelaattorin lohkokaavio.The invention will now be described, by way of example only, with reference to the preferred embodiments thereof, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a block diagram of a digital probability correlator according to an embodiment of the invention; Fig. 2 is a block diagram of a 6,71437 digital probability correlator according to a second embodiment of the invention.
Kuviossa 1 digitaalinen todennäköisyyskorrelaatto-ri käsittää summaimen 1, jonka otto 2 on kytketty valitsimen 3 antoon, moninumeroisen muistiyksikön 4, jonka otto 5 on kytketty summaimen 1 laskentatuloksen antoon 5, satunnaislukugeneraattorin 6, jonka toinen anto 7 on kytketty vertailuyksikön 9 ottoon 8. Vertailuyksikön 9 toinen otto 10 on kytketty rekisterin 11 välityksellä summaimen 1 antoon 5. Vertailupiirin 9 anto on kytketty logiikkapiirin 10 14 ottoon 13, logiikkapiirin toinen otto 15 on kytketty summaimen 1 muistinumeron antoon 12, kun taas logiikkapiirin 14 anto on kytketty tietoakun 16 ottoon.In Fig. 1, the digital probability correlator comprises an adder 1, the input 2 of which is connected to the output of the selector 3, a multi-digit memory unit 4, the input 5 of which is connected to the output 5 of the adder 1, a random number generator 6, the second output 7 of which is connected to the input 8 of the comparison unit 9. the second input 10 is connected via the register 11 to the output 5 of the adder 1. The output of the comparison circuit 9 is connected to the input 13 of the logic circuit 10, the second input 15 of the logic circuit is connected to the memory number 12 output of the adder 1, while the output of the logic circuit 14 is connected to the data accumulator 16.
Valitsimessa 3 on kaksi ottoa 17 ja 18. Otto 17 on kytketty rekisterin 19 antoon, jota rekisteriä käytetään 15 tutkittavan stokastisen prosessin matemaattisen odotusarvon koodin tallentamiseen. Otto 18 on kytketty satunnaisluku-generaattorin 6 toiseen antoon 20.The selector 3 has two inputs 17 and 18. The input 17 is connected to the output of a register 19, which register is used to store the code of the mathematical expectation value of the stochastic process to be examined. The input 18 is connected to the second output 20 of the random number generator 6.
Lisäksi korrelaattori käsittää valitsimen 21, jossa on kaksi ottoa 22 ja 23, sekä rekisterin 24. Valitsi-20 men 21 otto 22 on korrelaattorin otto. Valitsimen 21 otto 23 on kytketty muistiyksikön 4 antoon. Valitsimen 21 anto on kytketty rekisterin 24 ottoon, jonka rekisterin anto on kytketty summaimen 1 toiseen ottoon 25.In addition, the correlator comprises a selector 21 with two inputs 22 and 23 and a register 24. The input 22 of the selector 20 is the input of the correlator. The input 23 of the selector 21 is connected to the output of the memory unit 4. The output of the selector 21 is connected to the input of the register 24, the output of the register of which is connected to the second input 25 of the adder 1.
Korrelaattori käsittää vielä ajoitusyksikön 26, jon-25 ka annot on kytketty korrelaattorin vastaavien elementtien ohj ausottoinin.The correlator further comprises a timing unit 26, the outputs of which are connected to the control inputs of the respective elements of the correlator.
Tietoakku 16 käsittää moninumeroisen muistiyksikön 27, monibittisen binaarilaskurin 28, jonka otto 29 on kytketty muistiyksikön 27 antoon ja jonka anto on kytketty 30 muistiyksikön 27 ottoon, laskurin 28 laskentaoton 30 muodostaessa tietoakun 16 oton.The data battery 16 comprises a multi-digit memory unit 27, a multi-bit binary counter 28, the input 29 of which is connected to the output of the memory unit 27 and the output of which is connected to the input of the memory unit 27, the count input 30 of the counter 28 forming the data battery 16 input.
Laskurin 28 anto on korrelaattorin anto.The output of counter 28 is the output of the correlator.
Muistiyksikkö 27 on tehty samalla tavalla kuin muis-tiyksikkö 4, mutta siinä on enemmän numeropositioita kuin 35 muistiyksikössä 4.The memory unit 27 is made in the same way as the memory unit 4, but it has more number positions than 35 in the memory unit 4.
7 714377 71437
Summaimen 1 otot 2 ja 25 sekä sen laskentatuloksen anto 5, valitsimien 3 ja 21, muistiyksiköiden 4 ja 27, sekä rekisterien 11, 19 ja 24 otot ja annot, satunnaisluku-generaattorin 6 annot 7 ja 20, vertailuyksikön 9 otot 8 5 ja 10, sekä laskurin 28 otto 29 ja anto edustavat moninumeroisia ottoja ja antoja, ja ne muodostuvat joukosta digitaalisia rinnakkaisväyliä.The inputs 2 and 25 of the adder 1 and the output of its calculation result 5, the inputs and outputs of the selectors 3 and 21, the memory units 4 and 27, and the registers 11, 19 and 24, the outputs 7 and 20 of the random number generator 6, the outputs 8 5 and 10 of the comparison unit 9, and the input 29 and output of the counter 28 represent multi-digit inputs and outputs and consist of a plurality of digital parallel buses.
Muistiyksikkö 4 on muodostettu joukosta siirtorekis-tereitä, joiden otot vastaavasti muodostavat muistiyksikön 10 ottoväylän, siirtorekisterien annot muodostavat muistiyk-sikön 4 antoväylän siirtorekisterien yhteenkytkettyjen ohjausottojen muodostaessa muistiyksikön 4 onjausoton.The memory unit 4 is formed from a plurality of shift registers, the inputs of which respectively form the input bus of the memory unit 10, the outputs of the shift registers form the output bus of the output bus of the memory unit 4, the interconnected control inputs forming the output of the memory unit 4.
Satunnaislukugeneraattori 6 on tunnettu laite, joka generoi kumpaankin antoonsa toisistaan riippumattoman sar-15 jän moninumeroisia tasaisesti jakautuneita satunnaislukuja.The random number generator 6 is a known device which generates multi-digit evenly distributed random numbers of an independent series for each of its outputs.
Logiikkapiiri 14 on JA-veräjä. Yleisesti ottaen, logiikkapiiri 14 voi olla mutkikkaampi ja käsittää useita loogisia komponentteja.Logic circuit 14 is an AND gate. In general, the logic circuit 14 may be more complex and comprise several logic components.
Ajoituspiiri 26 on mikro-ohjelman ohjaama laite, jo-20 ka kehittää antoonsa ohjaussignaaleja, jotka generoidaan tietyssä järjestyksessä, mikä riippuu korrelaattorin toiminta-algoritmista.The timing circuit 26 is a device controlled by a microprogram, which generates for its control signals which are generated in a certain order, which depends on the operation algorithm of the correlator.
Kuviossa 1 esitetty digitaalinen todennäköisyyskor-relaattori on suunniteltu stokastisen prosessin autokorre-25 laatiofunktion laskentaa varten.The digital probability correlator shown in Figure 1 is designed to calculate the autocorrelation function of the stochastic process.
Kuvio 2 on kahden stokastisen prosessin ristikorre-laatiofunktion laskentaan suunnitellun digitaalisen toden-näköisyyskorrelaattorin lohkokaavio.Figure 2 is a block diagram of a digital probability correlator designed to calculate the cross-correlation function of two stochastic processes.
Kuviossa 2 digitaalinen todennäköisyyskorrelaatto-30 ri käsittää, paitsi laskurin 1, muistiyksikön 4, satunnaislukugeneraattorin 6, valitsimet 3 ja 21, logiikkapiirin 14, rekisterit 19 ja 24, tietoakun 16 ja ajoitusyksikön 26, lisäksi myös sumina ime n 31, kaksi valitsinta 32 ja 3 3 sekä kolme rekisteriä 34, 35 ja 36. Kuviossa 1 esitetyn korre-35 laattorin vertailuyksikköä 9 (kuvio 1) ja rekisteriä 11 8 71437 ei käytetä kuviossa 2 esitetyssä korrelaattorissa, koska niiden toiminnot suorittaa summain 31 ja vastaavasti rekisteri 35.In Fig. 2, the digital probability correlator 30 comprises, in addition to the counter 1, the memory unit 4, the random number generator 6, the selectors 3 and 21, the logic circuit 14, the registers 19 and 24, the data accumulator 16 and the timing unit 26, two selectors 32 and 3 3 and three registers 34, 35 and 36. The correlation unit 9 of the corrugator-35 shown in Fig. 1 (Fig. 1) and the register 11 8 71437 are not used in the correlator shown in Fig. 2 because their functions are performed by the adder 31 and the register 35, respectively.
Summaimen 31 toinen otto 37 on kytketty valitsimen 5 32 antoon. Summaimen 31 toinen otto 38 on kytketty rekis terin 35 välityksellä valitsimen 33 antoon. Valitsimen 32 toinen otto 39 on kytketty rekisterin 34 antoon, jota rekisteriä käytetään toisen stokastisen prosessin matemaattisen odotusarvon tallentamiseen. Valitsimen 32 toinen ot-10 to 40 on kytketty satunnaislukugeneraattorin 6 antoon 7. Valitsimen 33 toinen otto 41 edustaa korrelaattorin toista ottoa. Valitsimen 33 toinen otto 42 on kytketty rekisterin 36 välityksellä summaimen 31 laskentatuloksen antoon 43, summaimen 31 muistinumeron annon 44 ollessa kytketty 15 logiikkapiirin 14 ottoon 13.The second input 37 of the adder 31 is connected to the output of the selector 5 32. The second input 38 of the adder 31 is connected via a register 35 to the output of the selector 33. The second input 39 of the selector 32 is connected to the output of a register 34, which register is used to store the mathematical expectation value of the second stochastic process. The second input 10 to 40 of the selector 32 is connected to the output 7 of the random number generator 6. The second input 41 of the selector 33 represents the second input of the correlator. The second input 42 of the selector 33 is connected via a register 36 to the output 43 of the calculation result of the adder 31, the output 44 of the memory number of the adder 31 being connected to the input 13 of the logic circuit 14.
Summaimen 31 otot 37 ja 38 sekä laskentatuloksen anto 43, samoinkuin valitsimien 32 ja 33 sekä rekisterien 34, 35 ja 36 otot ja annot edustavat moninumeroisia ottoja ja antoja, ja ne muodostuvat joukosta digitaalisia rin-20 nakkaisväyliä.The inputs 37 and 38 of the adder 31 and the output 43 of the calculation result, as well as the inputs and outputs of the selectors 32 and 33 and the registers 34, 35 and 36, represent multi-digit inputs and outputs and consist of a plurality of digital rin-20 click buses.
Muissa suhteissa kuviossa 2 esitetty korrelaattori ei eroa kuviossa 1 esitetystä korrelaattorista.In other respects, the correlator shown in Figure 2 does not differ from the correlator shown in Figure 1.
Kuten tunnettua, kahden stokastisen prosessin ris-tikorrelaatiofunktion laskenta suoritetaan seuraavalla 25 kaavalla: N-p K (p) = —> (x. - m ) (y. - m ) , (1) yx n-p / 1_p x 1 y 30 i=1 jossa KyX(p) on prosessin "y" prosessin "x” suhteen lasketun ristikorrelaatiofunktion "p":nnen ordinaatan arvo; 25 p on korrelaatiofunktion ordinaatan järjestys numero; 9 71437 N on laskennassa käytetty prosessien ordinaatto-jen lukumäärä; x^ on stokastisen prosessin "x" "i”:nnen ordinaa-tan arvo; ^ on stokastisen prosessin "y" "i":nnen ordinaa- tan arvo; i on stokastisen prosessin ordinaatan järjestysnumero; mx on prosessin "x" matemaattinen odotusarvo; m on prosessin "y" matemaattinen odotusarvo. Stokastisen prosessin autokorrelaatiofunktio lasketaan seuraavan kaavan mukaisesti: N-p is Κχχ(ρ> =·^ y ,χλ’ (xi-p'V' u) i = l jossa K (p) on prosessin "x" autokorrelaatiofunk-As is known, the calculation of the cross-correlation function of two stochastic processes is performed by the following formula: Np K (p) = -> (x. - m) (y. - m), (1) yx np / 1_p x 1 y 30 i = 1 where KyX (p) is the value of the "p" of the cross-correlation function computed with respect to process "x" of process "y"; 25 p is the ordinal number of the correlation function; 9 71437 N is the number of process ordinates used in the calculation; x ^ is the stochastic process "x" "i": the value of the nth ordinate; ^ is the value of the "i" th ordinate of the stochastic process "y"; i is the ordinate number of the stochastic process; mx is the mathematical expectation value of process "x"; m is the mathematical expectation value of the process "y". The autocorrelation function of a stochastic process is calculated according to the following formula: N-p is Κχχ (ρ> = · ^ y, χλ ’(xi-p'V 'u) i = 1 where K (p) is the autocorrelation function of the process" x "
X XX X
tion "p":nnen ordinaatan arvo.the value of the "p" th ordinate.
2o Korrelaattori, joka on suunniteltu autokorrelaa- tiofunktion laskentaan ja joka on esitetty kuviossa 1, toimii seuraavalla tavalla.2o A correlator designed for calculating the autocorrelation function and shown in Fig. 1 operates as follows.
Valitsimen 21 ottoon 22 syötetään tutkittavan stokastisen prosessin koodattuja ordinaatta-arvoja samalla 25 kun valitsimen 3 ottoon 17 syötetään stokastisen prosessin matemaattisen odotusarvon koodi, joka lasketaan tunnetuilla menetelmillä.The coded ordinate values of the stochastic process to be examined are input to the input 22 of the selector 21 while the code of the mathematical expectation value of the stochastic process is input to the input 17 of the selector 3, which is calculated by known methods.
Stokastisen prosessin "x" autokorrelaatiofunktion laskentaproseduuri N ordinaatta-arvoa käytettäessä palau- 30 tuu N jaksoksi, joista kuhunkin kuuluu stokastisen prosessin sennetkisen ordinaatta-arvon vastaanottaminen ja keskittäminen, tyyppiä (χ.-m )(x._ -m ) olevien tulojen muodostaminen ja sanottujen tulojen yhteenlaskeminen kaavan (2) mukaisesti.The calculation procedure of the autocorrelation function of the stochastic process "x" using N ordinate values returns N periods, each of which involves receiving and centering the previous ordinate value of the stochastic process, generating inputs of type (χ.-m) (x._ -m), and aggregation of said income according to formula (2).
35 Tarkasteltakoon korrelaattorin toimintaa "i":nnen jakson aikana, toisin sanoen sen jakson aikana, jolloin 10 71 437 käsitellään stokastisen prosessin "i":nnen ordinaatan arvoa x^.35 Consider the operation of the correlator during the "i" period, that is, during the period in which the value of the "i" ordinate of the stochastic process "x" is processed.
Jakson alussa tuodaan ajoitusyksikön 26 vastaavasta annosta komento muistiyksikön 4 ohjausottoon, mistä seu-5 raa, että muistiyksikköön tallennettua tietoa siirretään. Tätä suoritettaessa valitsimet 3 ja 21 pysyvät avoimessa tilassa. Muistiyksiköt 4 ja 27 on tehty siten, että tiedon siirtosuunta on muistiyksiköiden annosta ottoon päin, mistä johtuu, että jakson alussa ensimmäinen (annosta ot-1Q toon päin laskettaessa) ryhmä muistiyksikön 4 siirtorekis-terien kiikkuja asetetaan tilaan nolla, kun taas viimeisessä kiikkuryhmässä edellisen jakson lopussa olleet tiedot menetetään.At the beginning of the cycle, a command is introduced from the corresponding dose of the timing unit 26 to the control input of the memory unit 4, from which it follows that the information stored in the memory unit is transferred. When this is done, selectors 3 and 21 remain open. The memory units 4 and 27 are made so that the data transfer direction is from the input of the memory units to the input, so that at the beginning of the cycle the first group (counting the dose ot-1Q) of the memory registers of the memory unit 4 is set to zero. the data at the end will be lost.
Stokastisen prosessin kulloinenkin ordinaatta-15 arvo x^ kirjoitetaan valitsimen 21 otosta 22 rekisteriin 24 ja siirretään summaimen 1 ottoon 25 tuotaessa vastaava komento ajoitusyksiköstä 26 valitsimen 21 ohjausottoon. Samanaikaisesti tämän stokastisen prosessin matemaattinen odotusarvo m viedään rekisteristä 19 summaimen 1 ottoon Λ 20 2 tuotaessa vastaava komento valitsimen 3 ohjausottoon.The current ordinate-15 value x 1 of the stochastic process is written from the input 22 of the selector 21 to the register 24 and transferred to the input 25 of the adder 1 when the corresponding command is imported from the timing unit 26 to the control input of the selector 21. At the same time, the mathematical expectation value m of this stochastic process is taken from register 19 to the input of adder 1 Λ 20 2 when the corresponding command is imported into the control input of selector 3.
Samanaikaisesti tuotaessa komento summaimen 1 ohjausottoon stokastisen prosessin ordinaatan arvosta vähennetään sen matemaattinen odotusarvo, minkä johdosta summain 1 kehittää antoonsa 5 arvon §. koodin ja muodostamalla tä-25 ten stokastisen prosessin esitetyn ordinaatan arvon, toisin sanoen arvon joka on yhtäsuuri kuin (xi~m ).At the same time, when importing a command into the control input of adder 1, its mathematical expectation value is subtracted from the value of the ordinate of the stochastic process, as a result of which adder 1 develops a value of 5 in its output. code and generating the value of the ordinate shown for this stochastic process, i.e. a value equal to (xi ~ m).
Saatu tulos kirjoitetaan muistiyksikön 4 rekisterien ensimmäiseen (otosta antoon lueteltuna) kiikkur/h-mään tuotaessa komento muistiyksikön 4 ohjausottoon ja 30 samanaikaisesti tämä tulos kirjoitetaan rekisteriin 11 ja välitetään vertailuyksikön 9 ottoon 10, mikä tapahtuu rekisterin 11 ohjausottoon tuodun komennon vaikutuksesta.The result obtained is written to the first (listed in the output) of the registers of the memory unit 4 when the command is imported into the control input of the memory unit 4 and at the same time this result is written to the register 11 and passed to the input 10 of the comparison unit 9.
Muistiyksiköiden 4 ja 27 kunkin siirtorekisterin kiikkujen lukumäärä on sama kuin laskettavien korrelaa-35 tiofunktion ordinaattojen lukumäärä "q".The number of flip-flops of each shift register of the memory units 4 and 27 is equal to the number "q" of the coordinates of the correlation function to be computed.
11 71437 "i":nnen jakson alussa (ennen siirtoa ja ensimmäisen kiikkuryhmän nollausta) muistiyksikkö 4 sisältää keskitetyt arvot x^_^, ^i-2' *·*' ^i-q' joiden lukumäärä on "q", siten että ordinaatat, joilla on pienempi järjes-5 tysnumero on tallennettu niihin kiikkurynmiin, jotka on sijoitettu lähemmäksi muistiyksikön 4 antoa. Näin ollen, sen jälkeen, kun tietoja on muistiyksikössä 4 siirretty "i"rnnen jakson alussa, tämän muistiyksikön rekisterien kiikut sisältävät seuraavat arvot (otosta antoon päin lue-10 te Ituna) : O, x.^, °i_2' -··» °i-q+i· Tämän jälkeen arvo x^ kirjoitetaan muistiyksikön 4 ensimmäiseen kiikkuryhmään, minkä jälkeen alkaa sarja alajaksoja, joiden aikana tulot kumuloidaan tietoakkuun 16.11 71437 At the beginning of the "i" period (before the transfer and resetting of the first flip-flop group), the memory unit 4 contains the centered values x ^ _ ^, ^ i-2 '* · *' ^ iq 'with the number "q", so that the ordinates, having a smaller sequence number 5 are stored in those flip-flops which are placed closer to the output of the memory unit 4. Thus, after the data has been transferred in the memory unit 4 at the beginning of the "i" th period, the flip-flops of the registers of this memory unit contain the following values (from the sample to the output read-10 te Ituna): O, x. ^, ° i_2 '- ·· » ° i-q + i · The value x ^ is then written to the first flip-flop group of the memory unit 4, after which a series of sub-periods begins, during which the inputs are accumulated in the data accumulator 16.
Ensimmäisen alajakson aikana arvo x^ kerrotaan ar-15 volla ja tulos lasketaan yhteen muistiyksikön 27 vastaavan kiikkuryhmän sisällön kanssa.During the first sub-period, the value x ^ is multiplied by ar-15 and the result is added to the contents of the corresponding flip-flop group of the memory unit 27.
Tätä tarkoitusta varten valitsin 21 asetetaan sellaiseen tilaan, jossa valitsimen 21 ottoon 23 on tuotu informaatio siirtyy rekisterin 24 ottoon, jolloin sanottuun 20 rekisteriin tuodaan arvo muistiyksikön 4 viimeises tä kiikkuryhmästä. Samanaikaisesti laskurin 28 ohjaus-ottoon tuodun komennon vaikutuksesta muistiyksikön 27 viimeisestä kiikkuryhmästä (annosta) siirretään informaatio tähän laskuriin. Sitten muistiyksikköihin 4 ja 27 tallen-25 netuille tiedoille suoritetaan siirto. Siirron jälkeen tieto, joka oli tallennettuna muistiyksiköiden 4 ja 27 viimeiseen kiikkuruhmään ennen siirtoa, löytyy rekisteristä 24 ja vastaavasti laskurista 28, kun taas muistiyksiköiden ensimmäinen kiikkuryhmä asetetaan tilaan nolla.For this purpose, the selector 21 is set to a state in which the information input to the input 23 of the selector 21 is transferred to the input of the register 24, whereby a value from the last flip-flop group of the memory unit 4 is introduced into said register 20. Simultaneously, as a result of the command introduced into the control input of the counter 28, information from the last flip-flop group (dose) of the memory unit 27 is transferred to this counter. Then, the data stored in the memory units 4 and 27 is transferred. After the transfer, the information stored in the last flip-flop group of the memory units 4 and 27 before the transfer is found in the register 24 and the counter 28, respectively, while the first flip-flop group of the memory units is set to zero.
30 Tämän jälkeen luvuille x. ja x. jotka on tal- lennettu rekisteriin 11 ja 24 vastaavasti, suoritetaan to-dennäköisyyskertolasku. Tämän suorittamiseksi summaimen 1 ottoon 2 tuodaan satunnaisluku, joka saadaan satunnaisluku-generaattorin 6 annosta 20 valitsimen 3 välityksellä, ja 35 summaimen 1 ohjausottoon tuodaan vähennyslaskukomento.30 Then to the numbers x. and x. which are stored in registers 11 and 24, respectively, a probability multiplication is performed. To do this, a random number obtained from the output 20 of the random number generator 6 is introduced into the input 2 of the adder 1 via the selector 3, and a subtraction command is introduced into the control input of the adder 1.
12 71 4 3 712 71 4 3 7
Jos summaimen 1 otossa 25 vaikuttava luku on suurempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 20 vaikuttava luku, niin logiikkapiirin 14 ottoon 15 tuodaan looginen ykkönen summaimen 1 muistinumeron annosta 12, muussa ta-5 pauksessa ottoon 15 tuodaan looginen nolla. Samoin jos rekisterin 11 annossa 12 vaikuttava luku on suurempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 7 vaikuttava luku, niin logiikkapiirin 14 ottoon 13 tuodaan looginen ykkönen vertailuyksikön 9 annosta, muussa tapauksessa ottoon 10 13 tuodaan looginen nolla. Jos logiikkapiirin 14 molempiin ottoihin 13 ja 15 tuodaan looginen ykkönen, niin laskurin 28 laskentaottoon tuodaan ajoitusyksiköstä 26 saadulla komennolla looginen ykkönen logiikkapiirin 14 annosta, jolloin laskurin 28 sisältö suurenee yhdellä. Muissa ta-15 pauksissa laskurin 28 ottoon 30 tuodaan looginen nolla eikä laskurin 28 sisältö muutu.If the number acting on the input 25 of the adder 1 is greater than the number acting on the output 20 of the random number generator 6, then a logical one of the input 12 of the memory number 12 of the adder 1 is applied to the input 15 of the logic circuit 14, otherwise a logic zero is applied to the input 15. Similarly, if the number acting on the output 12 of the register 11 is greater than the number acting on the output 7 of the random number generator 6, then a logical one of the output of the reference unit 9 is applied to the input 13 of the logic circuit 14, otherwise a logical zero is introduced to the input 10 13. If a logical one is applied to both inputs 13 and 15 of the logic circuit 14, then a logic one of the output of the logic circuit 14 is introduced into the calculation input of the counter 28 by the command received from the timing unit 26, whereby the contents of the counter 28 increase by one. In other cases, a logic zero is applied to the input 30 of the counter 28 and the contents of the counter 28 do not change.
Suuremman laskentatarkkuuden saamiseksi prosessi, jolla rekistereihin 11 ja 24 tallennettuja lukuja vertaillaan satunnaislukugeneraattorin 6 annoissa 7 ja 20 vai-20 kuttaviin satunnaislukuihin, voidaan toistaa useita kertoja eri luvuilla annoissa 7 ja 20, mitkä luvut vaihdetaan tuomalla vastaava komento ajoitusyksiköstä 26 satunnaislukugeneraattorin 6 ohjausottoon. Tässä tapauksessa laskurin 28 sisällön muutoksen määrää logiikkapiirin 14 25 aikaansaamien loogisten signaalien summa.For greater computational accuracy, the process of comparing the numbers stored in registers 11 and 24 with random numbers in outputs 7 and 20 of random number generator 6 may be repeated several times at different numbers in outputs 7 and 20, which numbers are exchanged by importing a corresponding command from timer control unit 6 random number. In this case, the change in the contents of the counter 28 is determined by the sum of the logic signals provided by the logic circuit 14.
Näin ollen kuviossa 1 esitetty korrelaattori suorittaa tutkittavan stokastisen prosessin keskitettyjen or-dinaatta-arvojen todennäköisyyskertolaskun käyttämällä vain yhtä vertailuyksikköä 9 ja prosessin kulloisenkin 30 ordinaatta-arvon ja satunnaisluvun vertailu suoritetaan summaimessa 1.Thus, the correlator shown in Fig. 1 performs a probability multiplication of the centralized ordinate values of the stochastic process under study using only one comparison unit 9, and the comparison of the respective 30 ordinate values and the random number of the process is performed in adder 1.
Ensimmäisen alajakson lopussa, tuotaessa komento ajoitusyksikön 26 annosta muistiyksiköiden 4 ja 27 ohjaus-ottoihin, arvo S._q+1 siirretään rekisteristä 24 muistiyk-35 sikön 4 ensimmäiseen kiikkuryhmään, kun taas laskurin 28 13 71 4 37 sisältö, joka on muuttunut määrällä x^x^ +^f kirjoitetaan muistiyksikön 27 ensimmäiseen kiikkuryhmään. Tämän jälkeen ensimmäinen alajakso päättyy.At the end of the first sub-period, when importing a command from the timing unit 26 to the control inputs of the memory units 4 and 27, the value S._q + 1 is transferred from the register 24 to the first flip-flop group of the memory unit 35, while the contents of the counter 28 13 71 4 37 have changed by x ^ x ^ + ^ f is written to the first flip-flop group of the memory unit 27. After this, the first subsection ends.
Korrelaattorin osien toimintasekvenssi toisen 5 ja sitä seuraavien alajaksojen aikana ei eroa ensimmäisen alajakson toimintasekvenssistä.The operating sequence of the correlator parts during the second 5 and subsequent sub-periods does not differ from the operating sequence of the first sub-period.
Toisen alajakson aikana tallennetaan, otosta antoon päin lueteltuna, arvot x, Λ~, x. ,. , x., x. , , ... , ^j__q+3 muistiyksikön 4 kiikkuryhmiin samalla kun laskurin 10 28 laskentaottoon 30 tuodaan looginen signaali, joka vastaa tulon S^x^_ 2 todennäköisyysarvoa ja joka lisätään laskurissa 23 siihen tietoon, joka oli saatavissa muisti-yksikön 27 viimeisestä kiikkuryhmästä ensimmäisen alajakson lopussa. Toisen alajakson lopussa muistiyksikön 27 15 sisältöä siirretään yhden askeleen verran ja laskurista 23 kirjoitetaan muistiyksikön 27 ensimmäiseen kiikkuryhmään tieto, joka on muuttunut arvon x^x^_^+2 verran. Seuraavien alajaksojen aikana muistiyksiköissä 4 ja 27 olevia tietoja siirretään taas eteenpäin ja arvo x^ kerrotaan 20 järjestyksessä seuraavina olevilla stokastisen prosessin ordinaatta-arvoilla, jotka on säilytetty muistiyksikön 4 rekistereissä. Viimeisen, "q":nnen, alajakson aikana lasketaan arvo x^. Viimeisen alajakson lopussa muistiyksikkö 4 sisältää seuraavat arvot (otosta antoon päin lueteltuna); o o o . . . . ......During the second sub-period, the values x, Λ ~, x are stored, listed from sample to output. ,. , x., x. ,, ..., ^ j__q + 3 to the flip-flop groups of the memory unit 4 while a logic signal corresponding to the probability value of the input S ^ x ^ _ 2 is applied to the calculation input 30 of the counter 10 28 and added in the counter 23 to the information available from the last memory unit 27 at the end of the first sub-period. At the end of the second sub-period, the contents of the memory unit 27 15 are shifted by one step, and the counter 23 writes to the first flip-flop group of the memory unit 27 information that has changed by x ^ x ^ _ ^ + 2. During the following sub-periods, the data in the memory units 4 and 27 are forwarded again and the value x 1 is multiplied by the following ordinate values of the stochastic process stored in the registers of the memory unit 4 in 20 order. During the last, "q", sub-period, the value x ^ is calculated. At the end of the last subsection, the memory unit 4 contains the following values (listed from sample to output); o o o. . . . ......
25 x^, ... , x-[_q+p' toisin sanoen sen sisältö on täy sin sama kuin ennen ’’i" :nnen jakson ensimmäisen alajakson alkua, kun taas muistiyksikön 27 kiikut sisältävät (otosta antoon päin lueteltuna) arvot, jotka ovat muuttuneet ar- o 2 o o o o vojen x. , x.x. . £ ... , x.x. verran.25 x ^, ..., x - [_ q + p ', that is, its contents are exactly the same as before the beginning of the first sub-period of the' 'i' period, while the flip-flops of the memory unit 27 contain (listed from sample to output) the values, which have changed by ar- o 2 oooo by x., xx. £ ..., xx.
J 11 i-lf l i-q+1 30 Tämän jälkeen alkaa korrelaattorin toiminnan seu- raava eli (i+1):s jakso. Tämän jakson aikana korrelaattorin elementtien toimintasekvenssi ei eroa yllä kuvatun edellisen eli "i":nnen jakson toimintasekvenssistä. (i+1): nnen jakson alussa rekisteriin 24 tuodaan valitsimen 21 35 välityksellä tutkittavan stokastisen prosessin seuraavan 14 71 4 37 ordinaatan arvo jL+^. Sitten muistiyksikön 4 rekisterien sisältöä siirretään, mistä seuraa, että muistiyksikon 4 ensimmäinen kiikkuryhmä asetetaan tilaan nolla ja seuraa- vaan kiikkuryhmään viedään arvo x^_q+2' Tässä vaiheessa 5 muistiyksikon 4 viimeiseen kiikkuryhmään ennen siirtoa tallennettu tieto (arvo x. .,) menetetään. Seuraavaksi i-q+1 tapahtuu summaimessa 1 matemaattisen odotusarvon vähentäminen arvosta xi+^ ja keskitetyn arvon xi+^ tallentaminen muistiyksikön 4 ensimmäiseen kiikkuryhmään.J 11 i-lf l i-q + 1 30 After this, the next (i + 1) th period of correlator operation begins. During this period, the operating sequence of the correlator elements does not differ from the operating sequence of the previous or "i" period described above. At the beginning of the (i + 1) th period, the value jL + ^ of the next 14 71 4 37 ordinate of the stochastic process to be examined is introduced into the register 24 via the selector 21 35. The contents of the registers of the memory unit 4 are then transferred, with the result that the first flip-flop group of the memory unit 4 is set to zero and the value x ^ _q + 2 'is transferred to the next flip-flop group. At this point, the data stored in the last flip-flop group 4 of the memory unit 4 (value x. . Next, in the adder 1, the mathematical expectation value i-q + 1 is subtracted from the value xi + ^ and the centralized value xi + ^ is stored in the first flip-flop group of the memory unit 4.
10 (i+1)rnnen jakson ensimmäisen alajakson lopussa rekisteriin 24 tuodaan arvo $^_q+2 muistiyksikon 4 viimeisestä kiikkuryhmästä samalla kun laskuriin 23 kirjoitetaan muistiyksikön 27 viimeisen kiikkuryhmän sisältö, joka, kuten edellä esitettiin, edustaa "i"rnnen jakson en- 15 simmäisen alajakson aikana arvon . verran muuttu- J l i-q+1 nutta lukua. Tämän jälkeen seuraa arvojen x... ja x. , ~ kertominen keskenään ja kertolaskun tuloksen vienti laskurin 28 laskentaottoon ja lisääminen laskuriin 28 tallennettuun lukuun. Täten laskurin 28 sisältö muuttuu jokaisen 20 jakson ensimmäisen alajakson aikana sellaisen arvon verran, joka on yhtäsuuri kuin stokastisen prosessin ordinaatan ja sen edellisen ordinaatan arvojen tulo, edellisen ordinaatan järjestysnumeron erotessa viimeisimmän ordinaatan järjestysnumerosta määrällä (q-1) .At the end of the first sub-period of the 10th (i + 1) second period, the value $ ^ _ q + 2 from the last flip-flop group of the memory unit 4 is introduced into the register 24 while the counter 23 writes the contents of the last flip-flop group of the memory unit 27, which represents "i" during the first subperiod. number of variables. J l i-q + 1. This is followed by the values of x ... and x. , ~ multiplying each other and exporting the result of the multiplication to the calculation input of the counter 28 and adding it to the number stored in the counter 28. Thus, during the first sub-period of each period 20, the contents of the counter 28 change by a value equal to the product of the ordinate of the stochastic process and its previous ordinate, the sequence number of the previous ordinate differing from the sequence number of the last ordinate by (q-1).
25 Ensimmäisen alajakson aikana muistiyksiköissä 4 ja 27 olevia tietoja siirretään ja laskurin 28 sisältö viedään muistiyksikön 27 ensimmäiseen kiikkuryhmään. Toisen ja sitä seuraavien alajaksojen aikana ei muistiyksikön 27 ensimmäiseen kiikkuryhmään ensimmäisen alajakson aikana kirjoitettu 30 tieto muutu, vaan se vain siirretään useita kertoja peräkkäin eteenpäin, kunnes se "q":nnen alajakson lopussa saapuu muistiyksikön 27 viimeiseen kiikkuryhmään. Täten N:nnen jakson ensimmäisen alajakson lopussa muistiyksikön 27 ensimmäinen kiikkuryhmä sisältää summan i7 71 437 keskittämisen tulosta ja joka on yhtäsuuri kuin (y^-m ). Tämä arvo kirjoitetaan rekisteriin 36.During the first sub-period, the data in the memory units 4 and 27 are transferred and the contents of the counter 28 are transferred to the first flip-flop group of the memory unit 27. During the second and subsequent sub-periods, the information 30 written to the first flip-flop group of the memory unit 27 during the first sub-period does not change, but is only forwarded several times in succession until it reaches the last flip-flop group of the memory unit 27 at the end of the "q" sub-period. Thus, at the end of the first sub-period of the Nth period, the first flip-flop group of the memory unit 27 contains the result of the summing of the sum i7 71 437 and is equal to (y ^ -m). This value is written to register 36.
Tämän jälkeen samanaikaisesti, kun prosessin "x" keskitetty ordinaatta-arvo tallennetaan muistiyksikön 5 4 ensimmäiseen kiikkuryhmään, asetetaan valitsin 33 sen ohjausottoon tuodulla vastaavalla komennolla sellaiseen tilaan, jossa keskitetty arvo y. siirretään rekisteristä 36 rekisteriin 35.Thereafter, at the same time as the centered ordinate value of the process "x" is stored in the first flip-flop group of the memory unit 5 4, the selector 33 is set to the state in which the centered value y is brought by the corresponding command brought to its control input. transferred from register 36 to register 35.
Stokastisten prosessien ordinaatta-arvojen toden-10 näköisyyskertolasku tapahtuu seuraavasti.The true-10 visibility multiplication of the ordinate values of stochastic processes takes place as follows.
"i":nnen jakson ensimmäisen alajakson alussa rekisteriin 24 tallennetaan arvo x. ,Sitten valitsimien i-q+1 19 ja 32 ohjausottoihin syötetään sellaiset komennot, jotka aiheuttavat satunnaislukujen tuonnin satunnaislukuge-15 neraattorin 6 annoista 20 ja 7 summaimen 1 ottoon 2 ja vastaavasti summaimen 31 ottoon 37, kun taas summaimien 1 ja 31 ohjausottoihin tuodaan vähennyslaskukomento. Tästä seuraa, että logiikkapiirin 14 ottoon 15 tuodaan (summaimen 1 muistinumeron annosta 12) looginen ykkönen, jos re-20 kisteriin 27 kirjoitettu arvo on suurempi kuin sa tunnaislukugeneraattorin 6 annossa 20 vaikuttava luku, ja looginen nolla, jos arvo on pienempi kuin satunnais lukugeneraattorin 6 annossa 20 vaikuttava luku. Samalla tavoin logiikkapiirin 14 ottoon 13 tuodaan (summaimen 31 25 muistinumeron annosta 44) looginen ykkönen, jos rekisteriin 35 kirjoitettu arvo y^ on suurempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 7 vaikuttava luku, ja looginen nolla, jos arvo ^ on pienempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 7 vaikuttava luku. Suuremman tarkkuuden saamiseksi 30 rekistereihin 24 ja 25 tallennettujen lukujen vertailu satunnaislukugeneraattorin 6 annoissa 7 ja 20 vaikuttaviin lukuihin voidaan suorittaa useita kertoja, kun annoissa 7 ja 20 vaikuttavilla luvuilla on eri arvot. Täten korre-laattorin toiminnan "i":nnen jakson ensimmäisen alajakson 35 lopussa logiikkapiiri 14 kehittää antoonsa loogisen sig- ie 71437 naalin (tai loogisten signaalien jonon), joka edustaa prosessin "y" keskitetyn arvon y^ ja keskitetyn arvon xi-q+l ^er't°las^un todennäköisyystulosta.At the beginning of the first sub-period of the "i" period, a value x is stored in register 24. , The control inputs of the selectors i-q + 1 19 and 32 are then supplied with commands that cause the random numbers to be imported from the outputs 20 and 7 of the random number generator 15 into the adder 2 input 2 and the adder 31 input 37, respectively, while the control inputs of the adder 1 and 31 are subtracted. It follows that the input 15 of the logic circuit 14 (from the memory number 12 of the adder 1) is supplied with a logical one if the value written to the re-20 register 27 is greater than the number effective at the output 20 of the random number generator 6, and a logical zero if the value is less than the random number 6 of the random number generator 6. dose 20 effective figure. Similarly, the input 13 of the logic circuit 14 (input 44 of the memory number 25 of the adder 31) is supplied with a logical one if the value ^ written to the register 35 is greater than the number acting on the output 7 of the random number generator 6, and logical zero if the value ^ is less than the value 7 of the random number generator 6 number. For greater accuracy, the comparison of the numbers stored in the registers 24 and 25 with the numbers affecting the outputs 7 and 20 of the random number generator 6 can be performed several times when the numbers affecting the outputs 7 and 20 have different values. Thus, at the end of the first sub-period 35 of the "i" period of the correlator operation, the logic circuit 14 generates a logic signal 71437 (or a sequence of logic signals) representing the centered value y1 and the centered value xi-q + 1 of the process "y". ^ er't ° las ^ un probability result.
”i”:nnen jakson seuraavien alajaksojen aikana 5 arvo ^ kerrotaan arvoilla Xp_q+2' °i_q+3 ine*f mikä saadaan aikaan siirtämällä peräkkäisiä kertoja muistiyksikön 4 sisältöä eteenpäin ja kirjoittamalla tieto muistiyksi-kön 4 viimeisestä kiikkuryhmästä rekisteriin 21 edellä kuvatulla tavalla. "i":nnen jakson viimeisen eli "q":nnen 10 alajakson aikana logiikkapiiri 14 kehittää antoonsa toden-näköisyystulon jiLx^.During the following sub-periods of the “i” period, the value 5 is multiplied by the values Xp_q + 2 '° i_q + 3 ine * f which is obtained by successively passing the contents of the memory unit 4 and writing information about the last flip-flop group of the memory unit 4 to the register 21 as described above. During the last sub-period of the "i" th period, i.e. the "q" th period 10, the logic circuit 14 generates a probability input jiLx ^ for its output.
Näin ollen kuviossa 2 esitetty korrelaattori suorittaa kahden stokastisen prosessin keskitettyjen ordi-naatta-arvojen todennäköisyyskertolaskun ristikorre-15 laatiofunktion laskemiseksi kaavan (1) mukaisesti käyttämättä erityisiä vertailuyksiköitä, joiden toiminnat suoritetaan summaimilla 1 ja 31.Thus, the correlator shown in Fig. 2 performs a probability multiplication of the centralized ordinate values of the two stochastic processes to calculate the cross-correlation function according to formula (1) without using special comparison units whose operations are performed by adders 1 and 31.
Tulojen arvot, jotka saadaan eri jaksojen järjestysnumeroltaan samojen alajaksojen aikana, lasketaan yh-20 teen tietoakussa 16 edellä esitetyllä tavalla. Tämän yhteenlaskun tuloksena tietoakku 16 sisältää arvotThe values of the inputs obtained during the same sub-periods with the same sequence number of the different periods are calculated in the data accumulator 16 in the same way as described above. As a result of this summation, the data battery 16 contains values
N N N NN N N N
Σοο \ p o \ o o \ o oΣοο \ p o \ o o \ o o
Xiyi' Xi-lyi ’ l_j xi-lyi' *·* i-4+lyi' i=l i=l i=l i-1 jotka ovat verrannolliset prosessin "y" prosessin "x" suhteen lasketun ristikorrelaatiofunktion ordinaatta-arvoihin. 3Q Laskennan jälkeen nämä arvot voidaan lukea tietoakusta 16 ja niitä voidaan käyttää ristikorrelaatiofunktion graafiseen näyttöön tai niitä voidaan edelleen käsitellä digitaalisessa tietokoneessa.Xiyi 'Xi-lyi' l_j xi-lyi '* · * i-4 + lyi' i = l i = l i = l i-1 which are proportional to the ordinate values of the cross-correlation function calculated with respect to process "x" of process "y". 3Q After the calculation, these values can be read from the data accumulator 16 and used for the graphical display of the cross-correlation function or they can be further processed in a digital computer.
i7 71 437 keskittämisen tulosta ja joka on yhtäsuuri kuin (y^-m ). Tämä arvo kirjoitetaan rekisteriin 36.i7 71 437 concentration result and which is equal to (y ^ -m). This value is written to register 36.
Tämän jälkeen samanaikaisesti, kun prosessin "x" keskitetty ordinaatta-arvo tallennetaan muistiyksikön 5 4 ensimmäiseen kiikkuryhmään, asetetaan valitsin 33 sen ohjausottoon tuodulla vastaavalla komennolla sellaiseen tilaan, jossa keskitetty arvo y^ siirretään rekisteristä 36 rekisteriin 35.Thereafter, at the same time as the centered ordinate value of the process "x" is stored in the first flip-flop group of the memory unit 5 4, the selector 33 is set to a state where the centered value y ^ is transferred from register 36 to register 35.
Stokastisten prosessien ordinaatta-arvojen todenko näköisyyskertolasku tapahtuu seuraavasti.The realistic multiplication of the ordinate values of stochastic processes takes place as follows.
"i":nnen jakson ensimmäisen alajakson alussa rekisteriin 24 tallennetaan arvo x. ... Sitten valitsimien i-q+1 19 ja 32 ohjausottoihin syötetään sellaiset komennot, jotka aiheuttavat satunnaislukujen tuonnin satunnaislukuge-15 neraattorin 6 annoista 20 ja 7 summaimen 1 ottoon 2 ja vastaavasti summaimen 31 ottoon 37, kun taas summaimien 1 ja 31 oh jausottoihin tuodaan vähennyslaskukomento. Tästä seuraa, että logiikkapiirin 14 ottoon 15 tuodaan (summaimen 1 muistinumeron annosta 12) looginen ykkönen, jos re-20 kisteriin 27 kirjoitettu arvo on suurempi kuin sa tunnaislukugeneraattorin 6 annossa 20 vaikuttava luku, ja looginen nolla, jos arvo on pienempi kuin satunnais lukugeneraattorin 6 annossa 20 vaikuttava luku. Samalla tavoin logiikkapiirin 14 ottoon 13 tuodaan (summaimen 31 25 muistinumeron annosta 44) looginen ykkönen, jos rekisteriin 35 kirjoitettu arvo y^ on suurempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 7 vaikuttava luku, ja looginen nolla, jos arvo ^ on pienempi kuin satunnaislukugeneraattorin 6 annossa 7 vaikuttava luku. Suuremman tarkkuuden saamiseksi 30 rekistereihin 24 ja 25 tallennettujen lukujen vertailu satunnaislukugeneraattorin 6 annoissa 7 ja 20 vaikuttaviin lukuihin voidaan suorittaa useita kertoja, kun annoissa 7 ja 20 vaikuttavilla luvuilla on eri arvot. Täten korre-laattorin toiminnan ”i":nnen jakson ensimmäisen alajakson 35 lopussa logiikkapiiri 14 kehittää antoonsa loogisen sig- is 71437 naalin (tai loogisten signaalien jonon), joka edustaa prosessin "y" keskitetyn arvon ja. keskitetyn arvon Χχ-q+l kertolaskun todennäköisyystulosta.At the beginning of the first sub-period of the "i" period, a value x is stored in register 24. ... Then the control inputs of the selectors i-q + 1 19 and 32 are supplied with commands that cause the import of random numbers from the outputs 20 and 7 of the random number-15 generator 6 to the input 1 of the adder 1 and the input 37 of the adder 31, respectively, while the control inputs of the adder 1 and 31 a subtraction command is imported. It follows that the input 15 of the logic circuit 14 (from the memory number 12 of the adder 1) is supplied with a logical one if the value written to the re-20 register 27 is greater than the number effective at the output 20 of the random number generator 6, and a logical zero if the value is less than the random number 6 of the random number generator 6. dose 20 effective figure. Similarly, the input 13 of the logic circuit 14 (input 44 of the memory number 25 of the adder 31) is supplied with a logical one if the value ^ written to the register 35 is greater than the number acting on the output 7 of the random number generator 6, and logical zero if the value ^ is less than the value 7 of the random number generator 6 number. For greater accuracy, the comparison of the numbers stored in the registers 24 and 25 with the numbers affecting the outputs 7 and 20 of the random number generator 6 can be performed several times when the numbers affecting the outputs 7 and 20 have different values. Thus, at the end of the first sub-period 35 of the "i" period of the correlator operation, the logic circuit 14 generates a logic sig- isis 71437 signal (or a sequence of logic signals) representing the multiplication of the centered value of the process "y" and the centered value Χχ-q + 1. the probability of the result.
"i":nnen jakson seuraavien alajaksojen aikana 5 arvo y. kerrotaan arvoilla x. x. jne., mikä saa- daan aikaan siirtämällä peräkkäisiä kertoja muistiyksikön 4 sisältöä eteenpäin ja kirjoittamalla tieto muistiyksikön 4 viimeisestä kiikkuryhmästä rekisteriin 21 edellä kuvatulla tavalla, "i":nnen jakson viimeisen eli "q”:nnen 10 alajakson aikana logiikkapiiri 14 kehittää antoonsa todennäköisyys tulon S^x^.during the following subsections of the "i" period, the value of y. multiplied by the values of x. x. etc., which is obtained by successively passing the contents of the memory unit 4 forward and writing information about the last flip-flop group of the memory unit 4 to the register 21 as described above, during the last "i" period of the "i" period, the logic circuit 14 develops a probability of input. S ^ x ^.
Wain ollen kuviossa 2 esitetty korrelaattori suorittaa kahden stokastisen prosessin keskitettyjen ordi-naatta-arvojen todennäköisyyskertolaskun ristikorre-15 laatiofunktion laskemiseksi kaavan (1) mukaisesti käyttämättä erityisiä vertailuyksiköitä, joiden toiminnat suoritetaan summaimilla 1 ja 31.Thus, the correlator shown in Figure 2 performs a two-stochastic process to calculate the probability multiplication of the centralized ordinate values to calculate the cross-correlation function according to formula (1) without using special reference units whose operations are performed by adders 1 and 31.
Tulojen arvot, jotka saadaan eri jaksojen järjestysnumeroltaan samojen alajaksojen aikana, lasketaan yh-20 teen tietoakussa 16 edellä esitetyllä tavalla. Tämän yhteenlaskun tuloksena tietoakku 16 sisältää arvotThe values of the inputs obtained during the same sub-periods with the same sequence number of the different periods are calculated in the data accumulator 16 in the same way as described above. As a result of this summation, the data battery 16 contains values
N N N NN N N N
Σοο \ oo \ o o \ O o __ xiyi' /j i-lyi' xi-lYi' ··' ' / , xi—4+lyi' i=l i=l i=l i=l jotka ovat verrannolliset prosessin "y" prosessin "x" suhteen lasketun ristikorrelaatiofunktion ordinaatta-arvoihin. Laskennan jälkeen nämä arvot voidaan lukea tietoakusta 16 ja niitä voidaan käyttää ristikorrelaatiofunktion graafiseen näyttöön tai niitä voidaan edelleen käsitellä digitaalisessa tietokoneessa.Σοο \ oo \ oo \ O o __ Xiyi '/ j i-lyi' xi-lYi '··' '/, xi — 4 + lyi' i = li = li = li = l which are proportional to the process "y" to the ordinate values of the cross-correlation function calculated with respect to "x". After calculation, these values can be read from the data accumulator 16 and used for the graphical display of the cross-correlation function or further processed in a digital computer.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI811290A FI71437C (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI811290 | 1981-04-24 | ||
| FI811290A FI71437C (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI811290L FI811290L (en) | 1982-10-25 |
| FI71437B true FI71437B (en) | 1986-09-09 |
| FI71437C FI71437C (en) | 1986-12-19 |
Family
ID=8514336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI811290A FI71437C (en) | 1981-04-24 | 1981-04-24 | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI71437C (en) |
-
1981
- 1981-04-24 FI FI811290A patent/FI71437C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI811290L (en) | 1982-10-25 |
| FI71437C (en) | 1986-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI78186C (en) | Data processor performing a decimal multiplication operation using a read-only memory | |
| US4135249A (en) | Signed double precision multiplication logic | |
| Liu et al. | Stochastic dividers for low latency neural networks | |
| RU2069009C1 (en) | Adding device | |
| US4187500A (en) | Method and device for reduction of Fibonacci p-codes to minimal form | |
| FI71437B (en) | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER | |
| US5448507A (en) | Reduced logic correlator | |
| SU807320A1 (en) | Probability correlometer | |
| FI71436C (en) | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER | |
| FI71438C (en) | DIGITAL SANNOLIKHETSKORRELOMETER | |
| SU497585A1 (en) | Binary split device | |
| SU662937A1 (en) | Device for computing the function:y equals e raised to the x power | |
| SU920716A2 (en) | Device for computing elementary functions | |
| SU1735845A1 (en) | Hyperbolic function y=s@@ and y=c@@ evaluator | |
| SU480079A1 (en) | Device for implementing fast Fourier transform algorithm | |
| SU932500A1 (en) | Probabilistic correlator | |
| SU918946A1 (en) | Digital logarithmic device | |
| SU922760A2 (en) | Digital function generator | |
| SU367421A1 (en) | DIGITAL DEVICE FOR ACCELERATED DIVISION | |
| SU714391A2 (en) | Converter of mixed number binary code into binary-decimal code | |
| SU610117A1 (en) | Digital correlator | |
| SU732861A1 (en) | Device for computing inverse value | |
| SU1569823A1 (en) | Multiplying device | |
| SU682895A1 (en) | Apparatus for computing exponential functions | |
| SU1076914A1 (en) | Digital correlator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: GOSUDARSTVENNOE SOJUZNOE |