×
10.04.2019
219.017.0834

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЯЕМОЙ ПЕРЕСТАНОВКИ ИНФОРМАЦИИ, ХРАНИМОЙ В ЭВМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Устройство относится к области преобразования информации и может быть использовано в вычислительной технике, системах коммуникации и защиты информации от несанкционированного доступа. Техническим результатом является возможность высокоскоростного параллельного преобразования форматов блоков данных. Устройство управляемой перестановки информации, хранимой в ЭВМ, с n входами и n выходами управляющих кодов, n входами и n выходами данных включает в себя сортирующую сеть, каждая ячейка которой состоит из компаратора сортирующей сети, с двумя входами, двумя выходами и выходом управления, который соединен с входом управления транспозиционного элемента ячейки, имеющего два входа и два выхода данных, причем для пар ячеек, компараторы которых соединены между собой в соответствии с топологией сортирующей сети, выполняется условие, если выход компаратора первой ячейки соединен с входом компаратора второй ячейки, то вход транспозиционного элемента первой ячейки соединен с выходом транспозиционного элемента второй ячейки, входы управляющих кодов устройства образованы входами компараторов входных ячеек сортирующей сети, а выходы управляющих кодов устройства образованы выходами компараторов выходных ячеек сортирующей сети, входы данных образованы входами транспозиционных элементов выходных ячеек сортирующей сети, а выходы данных образованы выходами транспозиционных элементов входных ячеек сортирующей сети. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Устройство относится к области преобразования информации и может быть использовано в вычислительной технике, системах коммуникации и защиты информации от несанкционированного доступа.

Для задач, связанных с преобразованием форматов данных методом перестановок, необходимы высокоскоростные устройства, осуществляющие перестановку входных данных под управлением внешних кодов. Наибольший интерес представляют однотактные устройства, осуществляющие заданную перестановку за один такт внешнего генератора тактовых импульсов. В этом случае частое изменение управляющих кодов не должно приводить к замедлению работы устройства.

Известен дешифратор управляемой побитовой транспозиции информации, хранимой в персональной ЭВМ (см. патент РФ №2320000, МПК G06F 7/76). Дешифратор содержит К уровней узлов дешифрации, каждый уровень дешифрации содержит 2i элементов , регистр управляющих кодов, сдвиговый регистр данных, двойной буферный регистр накопления и хранения форматированных данных, блок управления, генератор тактовых импульсов. Вход выборки дешифратора соединен с первыми входами первого и второго элементов первого уровня. Элемент первого уровня реализует логическую функцию , остальные элементы реализуют логическую функцию . Вход Х элемента первого уровня соединен с выходом первого бита регистра управляющих кодов, входы X1 остальных элементов i-го уровня соединены с выходом i-ro бита регистра управляющих кодов, входы X2 остальных элементов i-ro уровня соединены с выходами элементов i-1 уровня, причем вход двойного буферного регистра накопления и хранения форматированных данных соединен с выходом сдвигового регистра данных, а входы разрешения записи этого регистра соединены с выходами последнего уровня дешифрации. Генератор тактовых импульсов соединен с блоком управления, который своими входами и выходами соединен с буферным регистром накопления и хранения форматированных данных, входным сдвиговым регистром данных, регистром управляющих кодов.

Недостатком данного дешифратора является последовательное преобразование данных, которое происходит за N тактовых импульсов генератора, что при больших значениях N значительно снижает быстродействие.

Известны сортирующие сети Бетчера ("Sorting Networks and Their Applications", К.E.Batcher, Proceedings of 1968 Spring Joint Computer Conference, pp.307-314, 1968). Данные устройства осуществляют быструю сортировку 2p элементов данных за 1/2р(1+р) шагов, но не обеспечивают перестановку данных, управляемую внешним кодом.

Известна модифицированная сеть Бетчера для сортировки несортированных входных сигналов за log2N последовательных проходов. Сеть строится рекурсивно от размера 4 до произвольного размера. Модифицированная сеть Бетчера сортирует N элементов данных за log2N последовательных проходов через сеть, где N - число элементов данных для каждого прохода. Сеть имеет задержку на log2N компараторах (см. патент US №5319788, МПК G06F 7/36; G06F 7/22).

Однако данная сеть не обеспечивает управляемую внешним кодом перестановку входных данных.

Известно устройство для осуществления управляемых перестановок, которое состоит из двух сетей типа «Butterfly» одинакового размера, соединенных одна с другой (back-to-back). Управление осуществляется программно с помощью процессора.

Недостатком данного устройства является программное управление перестановками, которое осуществляется процессором и приводит к замедлению работы системы (см. патент US №6922472, МПК H04L 9/34).

Задачей настоящего решения является упрощение и ускорение процесса управления перестановками при минимизации элементов устройства.

Техническим результатом является возможность высокоскоростного параллельного преобразования форматов блоков данных методом перестановок с использованием управляющих кодов.

Поставленная задача достигается тем, что устройство управляемой перестановки информации, хранимой в ЭВМ, с n входами и n выходами управляющих кодов, n входами и n выходами данных включает в себя сортирующую сеть, каждая ячейка которой состоит из компаратора сортирующей сети, с двумя входами, двумя выходами и выходом управления, который соединен с входом управления транспозиционного элемента ячейки, имеющего два входа и два выхода данных, причем для пар ячеек, компараторы которых соединены между собой в соответствии с топологией сортирующей сети, выполняется условие, если выход компаратора первой ячейки соединен с входом компаратора второй ячейки, то вход транспозиционного элемента первой ячейки соединен с выходом транспозиционного элемента второй ячейки, входы управляющих кодов устройства образованы входами компараторов входных ячеек сортирующей сети, а выходы управляющих кодов устройства образованы выходами компараторов выходных ячеек сортирующей сети, входы данных образованы входами транспозиционных элементов выходных ячеек сортирующей сети, а выходы данных образованы выходами транспозиционных элементов входных ячеек сортирующей сети.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена блок-схема устройства, на фиг.2 приведена схема для реализации управляемой перестановки вектора данных из 4 элементов на основе сортирующей сети Бетчера,

где

1. устройство управляемой перестановки;

2. ячейки сортирующей сети;

Х1, Х2,…, Хn - n входов данных;

Y1, Y2,…, Yn - n выходов данных;

IC1, IC2,…, IСn - n входов управляющих кодов;

ОС1, ОС2,…, ОСn-n выходов управляющих кодов;

π(1,2,…, n) - перестановка управляющих кодов;

(1,2,…, n) - отсортированные управляющие коды;

(x1, х2,…, хn) - входные данные;

π(х1, х2,…, хn) - выходные данные;

X1, X2 - первый и второй входы данных транспозиционных элементов;

Y1, Y2 - первый и второй выходы данных транспозиционных элементов;

IC1, IC2 - первый и второй входы компараторов;

OC1, OC2 - первый и второй выходы компараторов;

IC1, IC2, IC3, IC4 - входы управляющих кодов;

OC1, OC2, ОС3, ОС4 - выходы управляющих кодов;

X1, Х2, Х3, Х4 - входы данных;

Y1, Y2, Y3, Y4 - выходы данных.

Предлагаемое устройство включает в себя сортирующую сеть 1, в узлах которой находятся ячейки 2, состоящие из компаратора сортирующей сети и транспозиционного элемента управляемой перестановки данных. Компаратор сортирующей сети имеет управляющий выход (на чертежах не показан), два входа IC1, IC2 и два выхода OC1, OC2. Транспозиционный элемент имеет вход управления, входы X1, Х2 и выходы Y1, Y2. В каждой ячейке управляющий выход компаратора соединен с входом управления транспозиционного элемента.

Соединения выходов OC1 и входов IC1, выходов ОС2 и входов IC2 компараторов определяются топологией используемой сортирующей сети. Соединения IC1,IC2,…, ICn входов управляющих кодов с входами компараторов входных ячеек сортирующей сети определяются топологией используемой сортирующей сети. Соединения ОС1,ОС2,…, ОСn выходов управляющих кодов с выходами компараторов выходных ячеек сортирующей сети определяются топологией используемой сортирующей сети.

Если выход ОС1 компаратора одной ячейки сортирующей сети соединен с входом IC1 компаратора другой ячейки сортирующей сети, то вход X1 транспозиционного элемента одной ячейки соединен с выходом Y1 другой ячейки. Если выход ОС2 компаратора одной ячейки сортирующей сети соединен с входом IC2 компаратора другой ячейки сортирующей сети, то вход Х2 транспозиционного элемента одной ячейки соединен с выходом Y2 другой ячейки. Если выходы OC1, OC2 выходной ячейки сортирующей сети являются выходами управляющих кодов устройства, то входы X1, Х2 транспозиционного элемента этой ячейки являются входами данных. Если входы IC1, IС2 входной ячейки сортирующей сети являются входами управляющих кодов устройства, то выходы Y1, Y2 транспозиционного элемента этой ячейки являются выходами данных.

Устройство работает следующим образом. На n входов управляющих кодов IC1,IC2,…, ICn, образованных входами компараторов IС1, IС2 устройства, подаются входные управляющие коды, представляющие собой перестановку чисел натурального ряда π(1,2,…, n). На n входов данных Х1,Х2,…, Хn, образованных входами транспозиционных элементов Х1, Х2 устройства, подаются входные данные (x1,x2,…, xn). Через время задержки τ, на n выходах данных Y1,Y2,…, Yn, образованных выходами транспозиционных элементов устройства, появляются выходные данные, представляющие собой перестановку π(х12,…, хn). Время задержки τ определяется количеством элементов на пути распространения сигналов управления и данных. Если значение кода на входе компаратора IC1 больше или равно значения кода на входе компаратора IC2, то значение кода поступает с входа IC1 на выход OC1, а значение кода на входе IC2 поступает на выход ОС2. Одновременно на управляющем выходе компаратора появляется сигнал, который подается на управляющий вход транспозиционного элемента. При этом перестанавливаемые данные на входе X1 поступают на выход Y1; а перестанавливаемые данные на входе Х2 поступают на выход Y2.

Если значение кода на входе компаратора IС1 меньше значения кода на входе компаратора IC2, то значение кода поступает с входа IC1 на выход ОС2, а значение кода на входе IC2 поступает на выход OC1. Одновременно на управляющем выходе компаратора появляется сигнал, который подается на управляющий вход транспозиционного элемента. При этом перестанавливаемые данные на входе X1 поступают на выход Y2; а перестанавливаемые данные на входе Х2 поступают на выход Y1.

Таким образом, перестановка входного вектора данных (х12,…, хn) в соответствии с входными управляющими кодами π(1,2,…, n) выполняется параллельно, что обеспечивает высокую скорость преобразования. Число ячеек устройства зависит от топологии используемой сортирующей сети и для сетей Бетчера составляет O(n·(log2 n)2). Это число растет практически линейно с ростом n, что делает технически возможным управляемую перестановку больших блоков данных.

Устройство управляемой перестановки информации, хранимой в ЭВМ, с n входами и n выходами управляющих кодов, n входами и n выходами данных, включает в себя сортирующую сеть, каждая ячейка которой состоит из компаратора сортирующей сети, с двумя входами, двумя выходами и выходом управления, который соединен с входом управления транспозиционного элемента ячейки, имеющего два входа и два выхода данных, причем для пар ячеек, компараторы которых соединены между собой в соответствии с топологией сортирующей сети, выполняется условие, если выход компаратора первой ячейки соединен с входом компаратора второй ячейки, то вход транспозиционного элемента первой ячейки соединен с выходом транспозиционного элемента второй ячейки, входы управляющих кодов устройства образованы входами компараторов входных ячеек сортирующей сети, а выходы управляющих кодов устройства образованы выходами компараторов выходных ячеек сортирующей сети, входы данных образованы входами транспозиционных элементов выходных ячеек сортирующей сети, а выходы данных образованы выходами транспозиционных элементов входных ячеек сортирующей сети.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 22 items.
10.01.2013
№216.012.1719

Способ оценки прогрессирования стадии первичной открытоугольной глаукомы

Изобретение относится к медицине, в частности к офтальмологии, и может быть использовано для оценки стадии прогрессирования первичной открытоугольной глаукомы. Для конкретного пациента с уже установленным клиническими методами диагнозом первичная открытоугольная глаукома стадии S проводят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471405
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.171a

Способ бесконтактного измерения внутриглазного давления

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для измерения внутриглазного давления. Способ заключается в том, что на глаз воздействуют пневмоимпульсом, с одновременным освещением его поверхности лазером, используя калибровочную кривую для модели глаза. Преобразуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471406
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a22

Устройство обнаружения электропроводящих объектов на базе датчиков магнитного поля с частотным выходом

Изобретение относится к металлоискателям для целей диагностики и дефектоскопии, археологии, входного контроля в системах безопасности и т.п. и может использоваться для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических и металлосодержащих предметов ограниченных размеров, проводных линий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472182
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a53

Способ экспериментального моделирования стресс-индуцированного развития острого язвенного кровотечения

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к гастроэнтерологии, и касается моделирования развития острого язвенного кровотечения. Для этого обеспечивают индуцированное последовательное воздействие на крыс путем хронического социального и иммобилизационного стрессов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472231
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.02.2013
№216.012.2801

Способ изготовления зонда для ближнеполевой сверхвысокочастотной микроскопии

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в ближнеполевой сканирующей СВЧ и оптической микроскопии. Способ изготовления стеклянного зонда с проводящей сердцевиной включает помещение в стеклянную трубку легкоплавкого металла или металлического сплава, температура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475761
Дата охранного документа: 20.02.2013
10.04.2013
№216.012.344d

Способ визуализации аминокислот на целлюлозной матрице, средство для его реализации и способ получения средства

Группа изобретений относится к аналитической химии, а именно к идентификации и экспрессного полуколичественного определения биологически активных соединений в сложных смесях. Способ получения средства для визуализации аминокислот на целлюлозной матрице включает приготовление водного раствора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478932
Дата охранного документа: 10.04.2013
10.06.2013
№216.012.4868

Способ повышения стабильности водного раствора квантовых точек - наночастиц селенида кадмия, покрытых меркаптокислотами

Изобретение относится к аналитической химии. Водный раствор квантовых точек на основе селенида кадмия, покрытых меркаптокислотой, стабилизируют, вводя сульфит натрия до его концентрации в растворе 0,02-0,2 моль/л. Технический результат - повышение стабильности водного раствора квантовых точек...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484116
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.09.2013
№216.012.70cb

Способ получения электромагнитных колебаний в свч и квч диапазоне со сверхширокополосной перестройкой частоты

Изобретение относится к области твердотельной сверхвысокочастотной микроэлектроники, в частности к методам получения электромагнитных колебаний в СВЧ и КВЧ диапазоне, и может использоваться в устройствах для передачи информации. Достигаемый технический результат - расширение диапазона...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494526
Дата охранного документа: 27.09.2013
20.02.2019
№219.016.becb

Генератор случайных перестановок

Устройство относится к вычислительной, информационно-измерительной радиотехнике и может быть использовано в системах защиты информации от несанкционированного доступа. Технический результат - обеспечение высокой скорости работы устройства, формирующего уникальные случайные числа путем генерации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395834
Дата охранного документа: 27.07.2010
20.02.2019
№219.016.c2c3

Генератор импульсов случайной длительности

Изобретение относится к вычислительной технике, информационно-измерительной радиотехнике и может быть использовано в качестве источника подкачки энтропии в систему генерирования случайных чисел для различных устройств информационной безопасности. Техническим результатом является обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408059
Дата охранного документа: 27.12.2010
Showing 1-8 of 8 items.
10.01.2013
№216.012.1a22

Устройство обнаружения электропроводящих объектов на базе датчиков магнитного поля с частотным выходом

Изобретение относится к металлоискателям для целей диагностики и дефектоскопии, археологии, входного контроля в системах безопасности и т.п. и может использоваться для обнаружения локальных неоднородностей в виде металлических и металлосодержащих предметов ограниченных размеров, проводных линий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472182
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.07.2013
№216.012.5819

Устройство перестановок и сдвигов битов данных в микропроцессорах

Изобретение относится к средствам перестановок и сдвигов битов данных в микропроцессорах. Технический результат заключается в увеличении скорости выполнения операций. Устройство содержит n-разрядный вход данных X-X, n-разрядный выход данных Y-Y, n-разрядный вход битов маскирования F-F,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488161
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.02.2019
№219.016.becb

Генератор случайных перестановок

Устройство относится к вычислительной, информационно-измерительной радиотехнике и может быть использовано в системах защиты информации от несанкционированного доступа. Технический результат - обеспечение высокой скорости работы устройства, формирующего уникальные случайные числа путем генерации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002395834
Дата охранного документа: 27.07.2010
20.02.2019
№219.016.c2c3

Генератор импульсов случайной длительности

Изобретение относится к вычислительной технике, информационно-измерительной радиотехнике и может быть использовано в качестве источника подкачки энтропии в систему генерирования случайных чисел для различных устройств информационной безопасности. Техническим результатом является обеспечение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002408059
Дата охранного документа: 27.12.2010
08.03.2019
№219.016.d55a

Устройство для расчета порядковых номеров битов с высоким логическим уровнем в строке данных

Изобретение относится к области обработки информации и может быть использовано в вычислительной технике, системах коммуникации и защиты информации от несанкционированного доступа. Техническим результатом является упрощение устройства при сохранении высокой скорости выполнения операции....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451987
Дата охранного документа: 27.05.2012
08.03.2019
№219.016.d55c

Быстродействующее устройство для расчета порядковых номеров битов с высоким логическим уровнем в строке данных

Изобретение относится к области обработки информации. Техническим результатом является повышение быстродействия расчета порядковых номеров битов и общего числа бит с высоким логическим уровнем в строке данных длиной n, при этом число используемых сумматоров должно быть более O(nlogn), при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451988
Дата охранного документа: 27.05.2012
29.04.2019
№219.017.4518

Устройство кросс-кластерной управляемой перестановки информации, хранимой в персональной эвм

Изобретение относится к области вычислительной техники, в частности к кодированию информации, и может быть использовано в системах коммуникации и защиты информации от несанкционированного доступа. Техническим результатом является возможность высокоскоростной кросс-кластерной перестановки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002409842
Дата охранного документа: 20.01.2011
18.05.2019
№219.017.5661

Полосовой ферритовый фильтр сверхвысоких частот

Устройство относится к области использования ферритовых резонаторов, частота которых управляется внешним постоянным магнитным полем. Техническим результатом изобретения является увеличение уровня режекции устройства преобразования индукции магнитного поля (УПИ) до минус 10 - минус 15 дБ, а...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002393594
Дата охранного документа: 27.06.2010
+ добавить свой РИД