По этой причине представляет интерес промежуточный вариант структуры ЦНП, у которого одна часть квантователей включена на выходах ЦИ, а другая часть на их входах. Структурная схема такого ЦНП приведена на рис.18. В этой схеме выходные приращения являются квантованными и, следовательно, проблем при их передаче между нейропроцессорами не возникает. Выходные приращения могут передаваться как на информационные входы, так и на входы изменения параметров. Далее, на входы сумматоров См1, См2 подаются неквантованные приращения. Данное обстоятельство не только позволяет исключить из схемы 3+N квантователей, но и уменьшить погрешность квантования, поскольку в соответствии с выражениями (43), (45) погрешность при суммировании неквантованных приращений меньше, чем при их суммировании после квантования.
Таким образом, можно предположить, что данная структура ЦНП будет не только более экономичной (при N входах она содержит всего 4 квантователя), но и более точной.
Отмеченные обстоятельства позволяют утверждать, что приведенная на рис.18 структура ЦНП является наиболее оптимальной. В связи с этим она используется в дальнейшем при синтезе конкретных схем цифровых нейропроцессоров.
12. Быстродействие цифрового нейропроцессора
Для оценки быстродействия ЦНП проанализируем его реакцию на ступенчатое входное воздействие, описываемое функцией
Пусть на входы ЦНП поступают такие постоянные во времени воздействия, алгебраическая сумма которых равна V(ti). С целью сокращения математических выкладок положим Qп = 0. Тогда, с учетом введенного допущения алгоритм (34 – 36) имеет вид
где h = bV(ti); 0< b £1.
Из алгоритма (48, 49) видно, что быстродействие нейроподобного процессора определяется длительностью нестационарной составляющей решения уравнения (48). В свою очередь, это быстродействие тем выше, чем быстрее ЦНП переходит в новое устойчивое состояние, определяемое значениями h и a. Для оценки быстродействия ЦНП и выяснения зависимости времени переходного процесса в функции от таких параметров процессора, как тактовая частота его работы, разрядность регистров, точность отработки стационарного состояния, рассмотрим решение разностного уравнения (48). Это решение имеет вид
Из равенства (50) следует, что стационарное решение a-1h, соответствующее входному суммарному входному воздействию h, будет получено тем быстрее, чем быстрее обратится в нуль произведение
Иными словами, при достижении требуемой точности вычислений будем иметь:
где d = |yi – a-1h| – заданная погрешность вычислений.
Следовательно, быстродействие ЦНП можно оценить тем количеством шагов i, которое необходимо для удовлетворения неравенства (51). Определяя это количество шагов, получим
В дальнейшем соотношение (52) будем использовать в виде равенства
где значение в скобках округляется до ближайшего большего целого числа.
При определении времени отработки i шагов интегрирования в ЦНП, построенном на основе ЦИ, учтем то обстоятельство, что для реальных цифровых интеграторов справедливо соотношение
где T – время одного элементарного шага интегрирования.
В свою очередь, время T определяется конструкцией ЦИ и для случая интеграторов последовательного типа может быть представлено в следующем виде:
Скачать реферат
