Ячейка однородной структуры

Ячейка однородной структуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для построения плоскостных однородных структур для вычисления произвольных нормальных формул от h букв и для упорядоченного хранения и вьщачи информации при массовой параллельной обработке данных и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1092492. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности хранения и вьщачи информации . Ячейка содержит два информационных входа 1, 2, два настроечных входа 3, 4, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, элементы ЗАПРЕТ 7, 12, мультиплексоры 8., 9., два информационных выхода 10, 11, триггер 13, элемент ИЛИ-НЕ 14. Ячейка однородной структуры кроме построения на ее основе однородных структур для реализации формул из h букв может быть использована в качестве запоминающей матрицы-накопителя для хранения и вьщачи информации для процессоров с перестраиваемой структурой решающего поля. 6 ил. с (Л f 0 0fi на Й7 -0 ОО СО СП со ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (11) 5975 А 2 (51) 4 G 06 F 7/00 ф1 PÓ с-„ц(, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCKOIVlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 9

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1092492 (21) 40,56049/24-24 (22) 21.04.86 (46) 07.09.87. Бюл. ¹ 33 (71) Северо-Западный заочнь1й политехнический институт (72) Т.В. Волченская, В.С. Князьков, В.Н. Егоров и С.Е. Раевский (53) 681.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1092492, кл. G 06 F 7/00, 1983. (54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для построения плоскостных однородных структур для вычисления произвольных нормальных формул от h букв и для упорядоченного хранения и выдачи информации при массовой параллельной обработке данных и является усовершенствованием изобретения по авт.св. ¹ 1092492. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения возможности хранения и выдачи информации. Ячейка содержит два информационных входа 1, 2, два настроечных входа 3, 4, элемент И 5, элемент

ИЛИ 6, элементы ЗАПРЕТ 7, 12, мультиплексоры 8., 9, два информационных выхода 10, 11, триггер 13, элемент

ИЛИ-НЕ 14. Ячейка однородной структуры кроме построения на ее основе однородных структур для реализации формул из h букв может быть использована в качестве запоминающей матрицы-накопителя для хранения и выдачи информации для процессоров с перестраиваемой структурой решающего поля. 6 ил, (1 ) (2 ) (3 ) 30 (1 0 9 < ) (2" ) (3 " ) = а,а,:, =0;

50 <1Е С1+1

13

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и предназначено для построения плоскостных однородных структур для вычисления произвольных нормальных формул от и букв, заданных в базисе И, ИЛИ, НЕ, при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации, и для упорядоченного хранения и выдачи информации при массовой параллельной обработке данных, и является усовершенствованием устройства по авт,св ° № 1092492, Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет обеспечения возможности хранения и выдачи информации.

На фиг. 1 приведена схема ячейки однородной структуры; на фиг. 2 организация однородн< и структуры на фиг. 3 — 6 соответственно графические интерпретации процессов записи информации в последовательном, параллельном и с маскированием режимах и считывания информации в поразрядном, п-разрядном и с маскированием режимах работы ячеек в однородной структуре, Ячейка однородной структуры (фиг ° 1) содержит два информационных

1 и 2 и два настроечных 3 и 4 входа, элемент И 5, элемент ИЛИ 6, элемент

7 ЗАПРЕТ, мультиплексоры 8 и 9, информационные выходы 10 и 11, элемент

12 ЗАПРЕТ, триггер 13, элемент ИЛИНЕ 14.

Ячейка однородной структуры в зависимости от значений управляющих . сигналов, поступающих на настроечные входы 3 и 4 ячейки, выполняет функции коммутации информационных каналов, записи, хранения, и выдачи информации, логической обработки данных, поступающих из 1 и 2 входов ячейки. Ячейка выполняет вычисление следующих функций:

z,z à, v z,z,à,à,u к,z,(а, 35975

2 а,, а — соответ< твенно состояния первого 1 и второго 2 информационных входов ячейки;

В 2

f f — соответственно состояния первого 11 и второго 10 информационных выходов ячейки, При подаче на настроечные входы

4 и 3 ячейки сигналов z = z1= 0 функции (1)-(3) соответственно принимают вид:

В этом случае в ячейке выполняется коммутация первого информационно20 го входа 1 со вторым информационным выходом 10, второго информационного входа 2 с первым информационным выходом 11,,запись состояния первого информационного входа 1 в триггер 13.

При подаче на настроечные входы

4 и 3 ячейки сигналов z =0 z =1 функции (1)-(3) соответственно принимают вид:

В этом случае в ячейке выполняется коммутация первого информационного входа 1 с первым информационным выходом 11, формирование на втором информационном выходе 10 результата операции логического умножения состояний триггера 13 и информационного входа 2, сохранение состояния триггера 13.

При подаче на настроечные входы

4 и 3 ячейки сигналов z,=1, z =0 функции (1)-(3) соответственно принимают вид: (2) f = z,z,а,uz,z а,, 1.(3) <1 >

Z < ф Z состояние прямого выхода триггера 13 соответственно состояния первого 4 и второго 3 настроечных входов ячейки,:

В этом случае в ячейке выполняется формирование на первом информационном выходе 11 сигнала логического формирование на втором информационном выходе 10 результата логического умножения состояний первого

1 и второго 2 информационных входов, сохранение Ьостояния триггера 13.

1335975

При подаче на настроечные входы

4 и 3 ячейки сигналов z = z

1 функции (1) †(3) соответственно принимают вид:

f, = а,ча

f2 = 0;

С1 = «1,, ° (3 )

В этом случае н ячейке выполняется формирование на первом информационном выходе 11 сигнала логического

:"0", формирование на втором информационном выходе 10 результата логичес- 15 кого сложения состояний первого 1 и второго 2 информационных входов, сохранение состояния триггера 13.

Рассмотренные свойства ячейки однородной структуры обеспечивают вы- 20 полненйе в однородной структуре, организованной путем соединения выходов 11 и 10 предлагаемых ячеек соответственно с вторым входом 2 соседней ячейки по вертикали и первым 25 входом 1 соседней ячейки по горизонтали (фиг. 2), следующих режимов записи и считывания информации.

Устройство работает следующим образом. 30 .В последовательном режиме записи информации задача, которую решает устройство, заключается в записи и-разрядного двоичного вектора, поступающего на первые входы 1 ячеек крайнего левого столбца однородной структуры в триггеры 13 ячеек некоторого i-ro столбца ячеек однород-. ной структуры. Для выполнения этой задачи на первые входы 1 ячеек край- 40 него левого столбца поразрядно подается и-разрядный двоичный вектор, а на вторые информационные входы 2 всех ячеек поспедней строки однородной структуры подается сигнал логи- 45 ческого "0". Одновременно на настроечные входы 4 и 3 всех ячеек i-го столбца подаются управляющие сигналы z =z -=0, а на настроечные входы 4 и 3 остальных ячеек однородной структуры соответственно сигналы управления z<=1 и z =1 °

При этом ячейки i-го столбца реализуют функции (1 -3 ): сигнал логического 0, поступающий на настроечный вход 4 и сигнал логического

"0", поступающий на вход настройки

3, одновременно поступают на первый и второй входы элемента ИЛИ-НЕ 14, первый и второй настроечные входы мультиплексора 9, третий прямой и четвертый инверсный входы элемента

ЗАПРЕТ, также сигнал логического "О" с входа настройки 3 поступает на вход настройки мультиплексора 6, сигнал логического "О" с входа настрой— ки 4 поступает на инверсный вход элемента 7 ЗАПРЕТ; при этом на выходе элемента 12 ЗАПРЕТ формируется логический "0", на выходе мультиплексора 8 формируется состояние его второго входа, который подключен к информационному входу 2 ячейки, и соответственно на выходе элемента

7 ЗАПРЕТ формируется состояние выхода мультиплексора 8, чем обеспечивается коммутация информационного входа 2 ячейки с первым информационным выходом 11 ячейки. Далее на выходе мультиплексора 9 формируется состояние его первого входа, который подключен к первому информационному входу 1 ячейки, тем самым выполняется коммутация первого информационного входа 1 ячейки с вторым информационным выходом 10 ячейки, одновременно с этим на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 14 формируется сигнал логической "1", который поступает на вход управления записью триггера 13, обеспечивая запись в него состояния информационного входа этого триггера, который подключен к первому информационному входу 1 ячейки.

Остальные ячейки однородной структуры реализуют функции (1 )—

7 > (3 ): сигнал логической "1, по- ступающий на инверсный вход элемента 7 ЗАПРЕТ, обеспечивает формирование на выходе этого элемента сигнала логического "0", независимо от состояния его второго входа, тем самым достигается одновременная подача на вторые информационные входы 2 ячеек однородной структуры сигнала логического "О" (на элементы последней строки структуры на входы.2. подается нулевой двоичный вектор), на выходе элемента 14 формируется логический

"0", обеспечивая запрет записи информации в триггер 13 по информационному входу; логическая "1" поступает на инверсный вход элемента 12 ЗАПРЕТ с входа настройки 4 ячейки и обеспечивает формирование на его выходе сигнала логического "0" независимо от состояния других «кодо!3 этО! О мента, на первый и второй «астро .I ные входы мультиплексора 9 «Осту)3«ют сигналы логиче(кои "1" с 3 и входов настройки ячейки, при этом мультиплЕксор 9 Об)ес«е 3инает подключе«ие тре1 ьего входа к второму II«$(!33мационному выходу 10 ячейки, третий вход мультиплексора 9 является выходом элемента ИЛИ 6, на вход которого подключены соответстве««О «ервый 1 и второй 2 и«формационные входы ячейки, так как на входе 2 логический "0", то с.оответственно на выходе элемента 6 формируется состояние, тождественное состоянию информационного входа 1 ячейки.

10 задаче.

В режиме параллельной записи информации задача, которую решает устройство, заключается в одновременной записи. информации п-разрядного двоичного векторного в несколько столбцов однородной структуры. Данный режим выполняется полностью аналогично предь3дущему, с той лишь разницей, что сигналы настройки z =--г2=0 в этом случае подаются одновременно на ячейки требуемых стопбцов однородной структуры. Графическая интерпретация коммутации информационных каналов приведена на фиг. 4, где штриховой линией показаны ячейки, в которые выполняется запись соответствующих,45

55

На фиг. 3 приведена графическая интерпрегация коммутации информационных каналов в однородной структуре, организованной из предлагаемых ячеек, которые работают в описанных режимах. При такой Организации работы ячеек однород«ой структуры и-разряд«ый двоичный вектор, поступающий на первые информационные входы 1 ячеек крайнего левого столбца структуры, без изменения передается на первые информационные входы 1 ячеек i ro столбца, в который требуется выполнить его запись и хранение, В ячейках i-го столбца выполняется режим записи информации с информационных

35 входов 1 в соответс-.вующие триггеры

13 и одновременная передача информации, поступившей на первый 1 и второй 2 информационные входы ячейки, соответственно на второй 10 и первый

11 информационные выходы без изменений. Это соответствует поставленной

3)а.3pIIJI()33 «I!()II I«))l I)t l,т()3);3, «О(ту!3 )юЩОГО Ilа II(.р))).)е 1 I I!3(1))эрь!((ц)(О!331! I(Б х О Д ь Я ч (3 (к к ) а Й «е О J l (.3 в О О c T (? л б) и а структуры.

В режиме за«иси информации с маскирОнанием .3адача кОтОрую p(ÎIIIQpT устро33стно, заключается в записи в триггеры 13 ячеек i — го столбца однород«ой структуры только тех из разрядов и-разрядного двоичного вектора, которым соответствуют единицы в соответствующ33х разрядах управляющего вектора-маски, подаваемого на первые информационные входы 1 ячеек крайнего левого столбца ячеек однородной структуры, Для выполнения этой задачи в ячейки крайнего левого столбца однородной структуры предварительно записывается в режиме последовательной записи п-разрядный информационный двоичный вектор. Во втором такте работы на первые информациойные входы 1 крайних левых ячеек однородной структуры подается управляющий вектор-маска, содержащий единицы в тех разрядах, вес которых на единицу больше веса соответствующих разрядов информационного двоичного вектора (xpaнится в ячейках крайнего левого столбца однородной структуры), который требуется записать в ячейки i-ro столбца. Одновременно на вторые информа-. ционные входы 2 ячеек последней строки однородной структуры подаются сигналы логического "О", кроме второго информационного входа 2 последней ячейки крайнего левого столбца, на которую подается старший разряд управляющего вектора-маски. Одновременно на построечные входы 4 и 3 ячеек крайнего левого столбца подаются соответственно сигналы настройки z,=0, z =1, на ячейки i ãî столбца, в который требуется записать информационный двоичный вектор, подаются с;Згналы настройки к,=-к =О, на остальные ячейки однородной структуры подаются сигналы настройки

z --z =-1. При этом работа ячеек, на которые поданы сигналы настройки

z =z =О и z =z =1 происходит анало3 2 г гично описанной для режима последовательной записи информации, чем обеспечивается запись п-разрядного двоичного вектора, сформированного на вторых информационных выходах 2 ячеек крайнего левого столбца одно13 5975 родной структуры, в i-и столбец однородной структуры.

Ячейки крайнего левого столбца однбродной структуры работают следующим образом.

С настроечных входов ячейки 4 и 3 поступают в ячейку сигналы логического "О" и логической "1". При этом сигналом "1" мультиплексор 8 настраивается на коммутацию первого входа, который подключен к первому информационному входу 1 ячейки, с выходом

11, который подключен к прямому входу элемента 7 ЗАПРЕТ, на инверсный вход которого поступает с входа ячейки 4 логический "0", обеспечивая формирование на выходе элемента 7 состояния прямого входа элемента 7, т.е. состояния первого информационН SI ного входа 1 ячейки. Сигналами 0 и "1", поступающими соответственно с настроечных входов ячейки 4 и 3, мультиплексор 9 настраивается на подключение к собственному выходу четвертого информационного входа, за счет чего на его выходе формируется сигнал логического "О", так как четвертый вход мультиплексора 9 подключен к нулевой шине ячейки. Одновременно сигналы "0" и "1" с входов

4 и 3 ячейки поступают соответственно на инверсный и третий прямой входы элемента 12 ЗАПРЕТ, на первый и второй входы которого соответственно подаются сигналы с выхода триггера 13 и второго информационного входа 2 ячейки. Тем самым достигается формирование на выходе элемента

12 ЗАПРЕТ состояния, соответствующего результату операции логического умножения состояний второго информационного входа 2 ячейки и прямого выхода триггера 13 ячейки.

Таким образом, на втором выходе

10 ячейки будет сформировано значение состояния триггера 13 только в том случае, если на второй информационный вход этой ячейки подается сигнал "1", в противном случае будет сформирован "0". Из сказанного следует, что ячейки крайнего левого столбца однородной структуры выполняют функции (1 )-(3 ) и обеспечивают формирование на вторых информационных выходах 2 значения тех разрядов двоичного вектора, записанного в триггерах 13, которым соответствуют "1" в разрядах управляющего век55

В режиме и-разрядного считывания информации задача, которую решает устройство, заключается в считывании. и-разрядного двоичного вектора, записанного в i-ом столбце однородной тора-мас ки, вес которых на сдинпцу больше, при этом вектор-ма«ка подается на первые информационные входы

1 ячеек крайнего левого столбца.

Очевидно, что совместная работа всех элементов однородной структуры в этом случае обеспечивает выполнение задачи, реашемой устройством в описываемом режиме. Графическая интерпретация данного режима приведена на фиг. 5, где показана коммутация информационных каналов в зависимости от поданных сигналов настройки; штриховкой показаны ячейки, в которые записываются. соответствующие разряды информационного вектора.

В режиме поразрядного считывания задача, которую решает устройство, заключается в формировании на втором информационном выходе 2 j é ячейки крайнего правого столбца однородной структуры состояния триггера 13

i j A ячейки. для выполнения этой эа25 дачи на первый информационный вход (i+1)-й ячейки крайнего левого столбца однородной структуры подается логическая "1", на настроечные входы 4 и 3 i-ro столбца ячеек подаются соответственно сигналы z, =О, z =1, чем достигается настройка ячеек i-го столбца на выполнение функции (1 )-(3 ) (функционирование ячеек для этого случая описано в предыдущем режиме). Остальные ячейки однородной структуры настраиваются сигналами z,=0, z,.=0, чем достигается их настройка на выполнение функции (1 )-(3 ). В результате на вто4О ром информационном выходе 10-й ячей-, ки формируется значение состояния триггера 13. Состояние второго информационного выхода 10 i,j-й ячейки поступает на первый информацион45 ный вход 1 соседней ячейки .однородной .структуры, подключается к ее выходу

10 и т.д. Таким образом, на втором информационном выходе 10 j-й ячейки правого крайнего столбца однородной структуры формируется значение триггера 13 i j-й ячейки однородной структуры, что и требуется для решения поставленной задачи.

9 13359 структуры. Для решения этой задачи на первые информационные входы 1 ячеек крайнего левого столбца однородной структуры подаются "1", на втоЭ рои информационный вход последней ячейки i-го столбца — сигнал "1", сигналы настройки на входы 4 и 3 всех ячеек однородной структуры подаются аналогичные сигналам настройки для режима поразрядного считывания. В результате на вторых информационных выходах 2 ячеек крайнего правого столбца однородной структуры будут сформированы значения разрядов информационного вектора, соответствующие значениям состояний триггеров

13 ячеек i-столбца, чем достигается решение поставленной задачи (фиг. 6).

В режиме "Считывание с маскированием" задача, которую решает устройство, заключается в считывании иэ некоторого i-ro столбца однородной структуры групп разрядов записанного 2б в нем двоичного вектора, определяемого вектором-маской, в котором требуемые для считывания разряды заданы единицами в разрядах с весом, на единицу большим. Работа устройства gp полностью аналогична работе устройства в режиме п-разрядного считывания с той лишь разницей, что в данном случае на первые информационные входы 1 ячеек крайнего левого столбца структуры подается управляющий двоичный вектор-маска, а на второй информационный вход 2 последней ячейки д-ro столбца подается старший разряд вектора-маски. Следует учитывать, что для считывания п-разрядного двоичного вектора из >-ro

7г 10 столбца в данном режиме вектор-маска должен быть (и+1) разряда.

Таким образом, ячейка однородной структуры, кроме построения на ее основе однородных структур для ðåàлизации нормальных формул иэ п букв, может быть использована в качестве запоминающей матрицы-накопителя для хранения и выдачи информации для процессоров с перестраиваемой структурой решающего поля.

Кроме того, предлагаемая ячейка однородной структуры позволяет строить на единой логической и технологической основе решающие поля для различных специализированных и универсальных процессоров. формула изобретения

Ячейка однородной структуры по авт.св. N - 1092492, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения воэможности хранения и выдачи информации, ячейка содержит элемент ИЛИ-HE триггер и дополнительный элемент ЗАПРЕТ, причем первый и второй настроечные входы ячейки соединены с первым инверсным и вторым входами дополнительного элемента ЗАПРЕТ и первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом разрешения записи триггера, информационный вход которого соединен с первым информационным входом ячейки, второй информационный вход которой соединен с третьим входом дополнительного элемента ЗАПРЕТ, четвертый вход которого соединен с выходом триггера, выход дополнительного элемента ЗАПРЕТ соединен с вторым выходом ячейки.

„0

° C е е е

° е ° е ° е

1335975

° ° °

Э ° °

° ° °

° ° °

° ° °

gи и и г з

Фиг. s

° ° ° б ° °

° ° °

° ° Э

° ° °

° ° °

Редактор Н,Егорова

Заказ 4048/43

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ю

1 ь

I ф

Ф ф ь ф

lg

А

Ъ ь сь

ig

Ф

Фиг. б

Составитель О.Березикова

Техред М.Ходаннч Корректор Л.Пилипенко

Тираж 672 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5