Ячейка однородной структуры

Ячейка однородной структуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и ёычислительной технике и может быть использовано для построения однородных плоскостных структур, реализующих произвольные нормальные формулы (в том числе любые скобочные) на h букв, заданные в базисе И, ИЛИ и НЕ при условии равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ячейки однородной структуры . Ячейка содержит (фиг. 1) информационные входы 1 и 2. настроечные входы 3, 4 и 5, мажоритарный элемент 6, четыре элемента И 7-10, два элемента ЗАПРЕТ 11 и 12, два элемента ИЛИ 13 и 14, элемент НЕ 15 и информационные выходы 16 и 17 ячейки 18 Структура ячейки описывается следующей системой формул Г| а1а2г1гЗ V Oz2z3 v v- a1z lz2z3 jaWa2)z1z3Va2z1z2z3; f2 a1a2zlz 2 v/ 70г2гЗ a2z1z2z3V (a1Va2)z1z2Va1z1z2z3; где a1 и а2 - логические переменные z1, z2 и z3 - константы, принадлежащие множеству 01,; f 1 и f2 - результаты логических операций . При подаче сигналов настройки ячейка реализует восемь видов функций. На основе аналогичных ячеек можно построить однородную структуру, позволяющую реализовать произвольную нормальную логическую формулу на минимальном числе fl4eek однородной структуры. 3 ил. 1 табл. 77 СП с (Я ч fc

СOIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 F 7!00

ГОСУДАРСТВЕННЪ|Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ юг. /

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4847825/24 (22) 05.07.90 (46) 30,07.92, Бюл, йт 28 (71) Московский институт связи (72) В. Н. Карандин (56) Авторское свидетельство СССР

М 441732,.кл. G 06 F 7/00, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1501036, кл. G.06 F 7/00, 1987. (54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения однородных плоскостных структур, реализующих произвольные нормальные формулы (в том числе любые скобочные) на h букв, заданные.в базисе И, ИЛИ и НЕ при условии равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей ячейки однородной структу„„Я3 „„1751744 А1 ры. Ячейка содержит (фиг, 1) информационные входы 1 и 2, настроечные входы 3, 4 и 5, мажоритарный элемент 6, четыре элемента

И 7 — 10, два элемента ЗАПРЕТ 11, и 12, два элемента ИЛИ 13 и 14, элемент НЕ 15 и информационные выходы 16 и 17 ячейки 18.

Структура ячейки олисывается следующей системой формул f>=ala2z1z3 4 0z2z3 v

i, а1к1г2гЗ v (а Иа2)г1 31/а2г1г2г3; fz=a1a2z z2V

/0z2z3 a2z1z2z3V (a1Va2)z1z2Va1z1z2z3; где а1 и а2 — логические переменные z1, z2 и z3 — константы. принадлежащие множеству (01,); f1 и f2 — результаты логических операций. При подаче сигналов настройки ячейка . реализует восемь видов функций, На основе аналогичных ячеек можно построить одно- родную структуру. позволяющую реализовать произвольную нормальную логическую формулу на минимальном числе ячеек однородной структуры. 3 ил. 1 табл.

1751744

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения однородных плоскостных структур, реализующих произвольные нормальные формулы (в том числе любые скобочные) из hбукв,,заданные в базисе И, ИЛИ и НЕ при условии равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации.

Известна ячейка однородной структуры, содержащая два информационных входа, два настроечных входа, мультиплексор, элемент ЗАПРЕТ, элемент И, мажоритарный элемент и два выхода, которая позволяет реализовать произвольные логические

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей ячейки однородной структуры за счет реализации полного функции.

Однако эта ячейка не позволяет реализовать полный набор настраиваемых функ. циональных и коммутационных схем, Наиболее близким к предлагаемой по 20 технической сущности является устройство, выполненное .В виде ячейки однородной структуры, содержащее два информационных входа, два настроечных входа, ма>коритарный элемент, два элемента И, элемент 25

ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ и два информационных выхода, причем первый информационный вход ячейки. соединен с первым входом мажоритарного элемента, второй информационный вход ячейки соединен с 30 вторым входом мажоритарного элемента и первым входом nepaoro элемента И, первый настроечный вход ячейки соединен с третьим входом мажоритарного элемента, второй настроечный вход ячейки соединен с вторы- 35 ми входами первого и второго элементов И и элемента ЗАПРЕТ, первый вход элемента

ЗАПРЕТ соединен с выходом мажоритарно го элемента, первый вход второго элемента

И соединен с первым информационным 40 входом ячейки, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выход элемента ЗАПРЕТ соединен с вторым и первым входами пер- 45

:вого и второго элементов ИЛИ соответст венно, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым информационным выходом ячейки, вьЬод первого элемента ИЛИ . соединен с вторым информационным выхо- 50 дом ячейки. . Недостатками известного устройства . являются ограниченные функциональные возможности, в частности реализация неполного набора настраиваемых функцио- 55 напьных и коммутационных схем, набора настраиваемых функциональных и коммутационных схем, Поставленная цель достигается тем, что в ячейку однородной структуры, содержащую мажоритарный элемент, два элемента

И, два элемента ИЛИ и первый элемент ЗАПРЕТ, причем первый и второй информационные входы ячейки соединены с первым и вторым входами мажоритарного элемента, третий вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки, второй настроечный вход которой соединен с первыми входами первого и второго элементов И и инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента, выход первого элемента ЗАПРЕТ соединен с первым входом первого элемента ИЛИ. второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым информационным входом ячейки, первый информационный вход которой соединен с вторым входом второго элемента И. выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом ячейки, второй выход которой соединен с выходом первого элемента ИЛИ, введены третий и четвертый элементы И,О элемент НЕ и второй элемент

ЗАПРЕТ, причем первый и второй информационные входы ячейки соединены с первыми входами третьего и четвертого элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с первым настроечным входом ячейки и входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов И, четвертые входы которых соединены с третьимй входами третьего и четвертого элементов И, инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ и третьим. настроечным входом ячейки, второй настроечный вход которой соединен с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с третьим входом первого элемента ИЛИ и вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента.

Введение указанных элементов в предлагаемую ячейку позволяет обеспечить реализацию полного набора настраиваемых функциональных и коммутационных схем ячейки однородной структуры, На фиг. 1 показана функциональная схема ячейки однородной структуры; на фиг, 2 — коммутационные.и функциональные схемы, реализуемые ячейкой путем ее настройки; на фиг. 3 — пример реализации формулы

1751744 древовидной схемой, реализованной на однородной структуре, Ячейка содержит (фиг, 1) информационные входы 1 и 2. настроечные входы 3 — 5, мажоритарный элемент 6, четыре элемента 5

И 7 — 10 два элемента ЗАПРЕТ 11 и 12, два элемента ИЛИ 13 и 14, элемент НЕ 15 и информационные выходы 16 и 17 ячейки 18.

Первый информационный вход 1 ячейки соединен с первым входом мажоритарного 10 элемента 6, вторым входом элемента И 10 и . первым входом элемента И 8, второй информационный вход 2 соединен с вторыми входами мажоритарного эйемента 6 и элемейта

И 7 и с первым входом элемента И 9. Первый 15 настроечный вход 3 соединен с третьим входом мажоритарного элемента 6, с вторыми входами элементов И 8 и 9 и через элемент

НЕ 15 с третьими входами элементов И 7 и

10, Второй настроечный вход 4 соединен с 20 первыми входами элементов И 7 и 10, .с четвертыми входами элементов И 8 и 9, и с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 11.

Третий настроечный вход 5 соединен с чет- вертыми входами элементов И 7 и 1.0, с 25 третьими входами элементов И 8 и 9 и с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 12.

Выход мажоритарйого элемента 6 соединен с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ 11 и 12; выходы которых соединены с первым 30 и третьим входами элементов ИЛИ 13 и 14 соответственно. Выход элемейта И 7 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 13, выход элемента И 10 соединен с первым входом элемента ИЛИ 14, выходы элемен- 35 тов И 8 и 9 соединены с третьим и вторым входами элементов ИЛИ 13 и 14 соответственно. Выходы элементов ИЛИ 13 и 14 соединены с информационными выходами 17 и 16 ячейки соответственно. 40

Ячейка предназначена для создания однородных вычислительных структур, реали- зующих произвольные логические функции.

Структура ячейки описывается следующей системой формул . 45

)1=a1a2z1i3 V 0z2z3 V a1z1z2z34 (a1v

Ч а2)к1731/а2г1к2кЗ;

f2=a1a2z1z2 V 0z2z3 V a2z1z2z3Ч (а1ч

v/ а2)г1Г2уа1 1г2кЗ, где а1 и а2 — логические переменные, посту- 50 пающие на информационные входа 1 и 2 ячейки соответственно;

И, z2 и z3 — константы, принадлежащие множеству (0,1) и поступающие на настроечные входы 3-5 ячейки; 55

f1 и f2 — результаты логически операций, выдаваемые ячейкой на информационные выходы 16 и 17 соответственно.

Настройка ячейки на выполнение логической операции и на заданную коммутационную схему осуществляется с помощью управляющих сигналов, подаваемых на настроечные входы, согласно таблице, Информационные входы 1 и 2 предназначены для ввода значений логических переменных а1 и а2 соответственно.

Настроечные входы 3 — 5 служат для ввода констант, осуществляющих настройку ячейки на заданные функциональные и коммутационные схемы реализации.

Мажоритарный элемент 6 выполняет заданные операций, имеет три входа и один выход и может быть выполнен на микросхемах, например, 134ЛПЗ йли 533ЛПЗ.

Элементы И 7 — 10, элементы ЗАПРЕТ 11 и 12, элементы ИЛИ 13 и 14 и элемент HE 15 предназначены для настройки и реализации функционально-коммутационных схем ячейки. Элементы.И могут быть выполнены на микросхемах, например, К155ЛИ 1, элемейты ИЛИ вЂ” на микросхемах, например, К155ЛЛ1, элементы ЗАПРЕТ вЂ” на микросхемах, например, К155ЛИ1 и К155ЛН1, элемент Н Е вЂ” на микросхемах, на и ример.

К155Л Н1.

: Информационные выходы 16 и 17 предназначены для вывода значения выходной переменной.

Ячейка однородйой структуры работает следующим образом, На информационные входы 1 и 2 ячейки подаются логические переменные или их .инверсии а1 и а2, а на настроечные входы

3 — 5 — константы z1, z2 и ZÇ; которые принимают значения 0 или 1 в зависимости от выполняемой операции и требуемого вида коммутационйой схемы в соответствии с таблицей 1 и фиг. 2, на которой показаны функционально-коммутационные схемы, реализуемые ячейкой.

В общем случае для реализации произвольной функции, заданной нормальной формулой из h букв в базисе И, ИЛИ, НЕ при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации. строится древовидная схема двухвходовых элементов И и

ИЛИ, которая вкладывается в прямоугольную плоскостную структуру из ячеек, Ячейки структуры, соответствующие элементам И (ИЛИ) древовидной схемы, настраиваются на реализацию .схем, представленных на фиг. 2в, г, д, или схем, представленных фиг. 2е, ж, з соответственно. Остальные ячейки структуры настраиваются на реализацию схем по фиг. 2 а или б.

Входные переменные подаются на однородную структуру следующим образом.

Переменные, соответствующие первому входу начальных элементов древовидной схемы, подаются на вход t-й строки или J-ro

1751744 столбца однородной структуры, а переменные, соответствующие второму входу начальных элементов, подаются на вход (1+1)-1 строки или ()+1)-ro столбца соответственно, При необходимости имеется возможность подавать переменные, соответствующие первому входу начальных элементов, как на входы строк, .так и на входы столбцов, а переменные, соответствующие второму входу элементов, — соответственно на входы соответствующих столбцов или строк однородной структуры.

Выходная переменная снимается с выхода первой строки структуры, Н а фиг. Э изо б ражена однородная структура, настроенная на реализацию формулы

y=((x1V x2)(x3 х4) (х59 x6)(x7V х8))*{(х9 v

vx10)(x11y x12)v(x13V х14){х15Ч х1 6)).

Коммутационные и функциональные возможности предлагаемой ячейки позволяют испольэовать для подачи входной переменной как вход каждой строки, так и вход каждого столбца однородной структуphf произвольно строки, так и вход каждого столбца однородной структуры произвольно в зависимости от полученной древовидной схемы реализации логической формулы.

При этом можно для реализации заданной древовидной схемы использовать однородную структуру с минимально возможным числом ячеек, позволяющим расположить зту древовидную схему. Число ячеек L в однородной структуре и необходимое число настроечных входов $ определяется соотношениями: L «(h/2), S=3L где и — число входных переменных.

Введение новых узлов позволяет на основе аналогичйых ячеек построить однородную структуру, позволяющую реализовать произвольную нормальную логическую формулу на минимальном числе ячеек однородной структуры.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения определяется тем, что по сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей ячейки за счет реализации полного набора функциональных и коммутационных схем ячейки, а также возможность оптимально размещать древовидную схему реализации логической формулы на этих структурах.

Формула изобретения

5 Ячейка однородной структуры, содержащая мажоритарный элемент, два элемента И, два элемента ИЛИ и первый элемент

ЗАПРЕТ, причем первый и второй информационные входы ячейки соединены с первым

10 и вторым входами мажоритарного элемен.та, третий вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки, второй настроечный вход которой соединен с первыми входами первого и второго элементов И и с

15 инверсным входом первого элемента 3А.ПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента, выход — с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пер20 ного элемента И, второй вход которого соединен с вторым информационным входом ячейки, первый информационный вход которой соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с пер25 вым входом второго элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом ячейки, второй выход которой соедийен с выходом первого элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ а я ся тем, что, с целью расширения функциоЭО нальных возможностей, она содержит третий и четвертый элементы И, элемент НЕ и

" второй элемент ЗАПРЕТ, причем первый и второй информацйонные входы ячейки соединень с первыми входами третьего и чет35 вертого элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с первым настроечным входом ячейки и входом элемента НЕ, выход которого соединен с третьими входами первого и второго элементов

40 И, четвертые входы которых соединены с третьими входами третьего и четвертого элементов И, инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ in третьим настроечным входом ячейки, второй настроечный вход ко45 торой соединен с четвертыми входами третьего и четвертого элементов И, выходы которых соединены соответственно с третьйм входом первого элемента ИЛИ и вторым входом втсрого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента.

1751744

Фиг.2

1751744 х„ г

Составитель В.Карандин

Техред M.Maðãåítàë Корректор О.Густи

Редактор Л.Orlop

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 2692 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гг. удаоственнсго комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5