Пороговый логический элемент

Пороговый логический элемент

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 55939Э (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено18.03.75 (21) 2114465/21 (5l) М. Кл.е

Н 03 К 19/06 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный номитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано25.05.77. БюллетЕнь ¹ 19 (4б). Дата опубликования описания 27.07.77 (53) УД((681 327 (088.8) (72) Авторы изобретения

O.Â.ÂèêòDðîâ, Л.Ф. Карачун, А,М. Романкевич и А.И. Яцунов

Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (71) Заявитель (54) ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Элемент может быть применен, например, в устройст-! . вах с использованием резервирования, в качестве мажоритарного. На предложенных элементах строятся преобразователи кодов, дешифраторы, суммируюшие и множительные устройства, оперируюшие с большим числом операндов.

Известен пороговый логический элемент, 10 содержащий секционированную линию задержки, элементы совпадения, выходной триггер, связанный с выходным элементом совпадения, преобразователь кодов входных наборов, выходы которого связаны с входами линии тб задержки, а также элементы совпадения.

Шина опроса элемента подключена к входу линии задержки и, кроме того, через переключатели начала отрицательных входов связана с входом секции, которая является со- 20 седней (справа) средней секции линии задержки. Выход последней секции линии задержки подключен к нулевому входу выходного триггера. Выход секции соседней (слева,) средней секции связан через переключатель кон- 25 ца положительных входов с выходной схемой совпадения (1), Недостатком известного устройства является необходимость использования линии задержки с большим числом секций, которое равно тлях (й (О„ I + I т) 1) roe се„-вес того аргумента, а I) -порог и недостаточно высокая надежность работы.

11елью изобретения является повышение надежности работы логического элемента.

Для этого в пороговый логический элемент, содержащий шины входных аргументов, выходной триггер, выходной элемент совпадения, преобразователь кодов, секционированную линию задержки и элементы совпадения, введены два. сдвиговых регистра и два эле мента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствуюшими входами сдвиговых регистров, выходы которых через элементы совпадения и преобразователь кодов подключены ко входам секционированной линии задержки, входы элементов совпадения первого и второго регистра подключены через элементы ИЛИ к выходу средней секции и к выходу секционированной линии за559393 держки соответственно, выход первого сдвигового регистра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второго сдвигового регистра с нулевым входом выходного триггера.

На фиг. 1 изображена функциональная схема порогового логического элемента; на фиг. 2 — схема сдвигового регистра; на фиг. 3 — преобразователь кодов входных наборов для порогового элемента с пара- 1л метрами ol„=-2, 0 =-1, (4 =1, =-1, На вход преобразователя 1 кодов подвелены настроечные входы 2 весов и порога.

Шины 3 входных аргументов и шина 4 синхроимпульса заведены на входы сдвиговых 15 регистров 5, Выходы сдвиговых регистров

5 подключены к входам элементов 6 совпадения, выходы которь1х связаны с входом преобразователя 1 кодов. Выходы последнего подключены к секциям линии 7 задержки, 2 на которой формируются веса и порог. Выход 8 линии 7 задержки и выход 9 ее последней секции связаны соответственно с одними входами элементов ИЛИ 10 и 11, выходы которых через элементы 12 и 13 задержки соответственно подключены к входу первого и к входу второго сдвиговых регистров 5. Шина 14 опроса связана с другими входами элементов ИЛИ 10 и 11 и с единичным входом выходного триггера 15, нулевой вход которого связан с выходом второго регистра 5, а единичный выход триггера 15 подключен к одному входу выходного элемента 16 совпадения, другой вход которого связан с выходом первого сдвигового регистра.

Регистр (см. фиг. 2) состоит из (г1+1) однотипных разрядов, каждый из которых содержит основной триггер 17, выходы которого соединены с соответствующими вхо — -4О дами вспомогательного триггера 18, а также содержит управляющий триггер 19, нулевой выход которого подключен, во-первых, к инверсному входу элемента 20, выход которого связан с единичным входом тригге- 45 ра 17, а во-вторых, подключен к входу элемента 21 совпадения. Единичный выход триггера 18 подсоединен к нулевому входу триггера 17 и к одному из входов элемента

ИЛИ 22, ко второму входу которого подключен выход элемента 21. Выход элемента 22 подсоединен к входу элемента 21 и к единичному входу основного триггера, которые принадлежат следуюшему по номеру разряду регистра.

Преобразователь кодов (см. фиг. 3) выполнен в виде сетки взаимно перпендикулярных шин. В каждой клетке сетки расположен логический элемент 23, обеспечивающий либо подключение горизонтальной шины

60 к вертикальной, либо развязку между шинами.

Перед началом работы производится настройка порогового элемента на выполнение требуемой пороговой функции.

Последний разряд одного из регистров 5 используется для формирования с помощью преобразователя 1 кодов порога.

Каждый из логических элементов 23 преобразователя 1 кодов может настраиваться по шинам 2 на выполнение одной из следуюших функций: передача сигнала с горизонтальной шины на вертикальную, развязка между шинами.

На фиг. 3 шины настройки не показаны.

Настройка элемента 23 производится координатным способом: на горизонтальную и вертикальную координатные шины подаются сигналы настройки, элемент, стоящий на пересечении этих шин, выбирается и код настройки поступает по информационным настро— ечным шинам в данный элемент.

Преобразователь условно разбивается на две половины. Выходы левой половины (положительные выходы) связываются через элементы 23 со входами аргументов Х ., у которых веса равны 0 и положительны, и с входом константы единицы в случае отрицательного порога. Выходы, правой половины (отрицательные выходы) связываются через элементы 23 с входами аргументов X y

К которых веса равны С(и отрицательны, и с входом константы единицы в случае положительного порога. Настройкой преобразовате— ля 1 обеспечивается гальваническая связь входов преобразователя с выходами таким образом, чтобы номер выходной шины (считая справа фиг. 1, фиг. 3 для каждой половины преобразователя), связанной со входной шиной, на которую подается Х, был равен весу этого входа С (а для входа кон1 станты "1" был равен порогу ().

Положительные и отрицательные выходы преобразователя кода подключены соответст— венно к входам секций левой и правой половинок линии задержки. Следовательно, чем больше номер выхода преобразователя, тем большее количество секций линии задержки заключены между этим выходом и выходом

8 (9 ) для левой половины (правой половины) .

Таким образом, с помощью преобразователя кодов и секционированию линии задержки формируются с учетом их знаков и величины веса, и порог.

Работа порогового элемента начинаемся с подачи входного набора аргументов. Код входного набора по шинам 3 входных аргументов подается на входы сдвиговых регистров 5. "Единицы" в коде входного набора

559393 устанавливаются в "единицы" триггера 19 разрядов регистров. Константа "1", подаваемая в последний разряд одного из регистров 5 (в зависимости от знака порога) устанавливает в единицу" триггер 1 9. С помощью СИ производится запись "единицы" в тот разряд первого и в тот разряд второго регистров 5, который соответствует месту первого аргумента, равного "единице в коде входного набора. После этого на шину 14 подается сигнал опроса, который устанавливает в единицу выходной триггер и через элементы ИЛИ 10 и 11 на входы элементов 6 совпадения. Поскольку в одном разряде каждого из регистров 5 записана

"единица", то сигнал опроса проходит через открытый элемент 6 совпадения, связанный с этим разрядом в каждом из регистров 5, на соответствуюший вход (в левой и правой половине) преобразователя, и через элемент

29 преобразователя поступает на выходную шину, номер которой соответствует весу первого не равного нулю аргумента. Сигнал опроса появляется на этой выходной шине в левой (правой) половине преобразователя в случае положительного (отрицательного) веса входного аргумента. В правой (левой) половине преобразователя сигнал опроса по. является на выходной шине с номером "0".

Так, например, если Х„=1, и 0 =2, то на втором выходе отрицательной (правой) половины преобразователя 1 и на нулевом выходе положительной (левой) половины появляются сигналы.

Сигнал опроса, задержанный на элементе 12 задержки и на элементе 13 задержкй поступает на входы регистров 5 в качестве тактового импульса и сдвигает "единицы" в этих регистрах до ближайшего разряда, в котором управляющий триггер 19 (см. фиг. 2) находится в единичном состоянии (до следуюшего равного "1-" аргумента) .

Сигналы с выходов преобразователя 1 проходят через секции линии 7 задержки, заключенные между положительным выходом и выходом 8 линии задержки (для левой половины преобразователя) и отрицательнгям выходом и выходом 9 линии 7 задержки и через элементы ИЛИ 10 и 11 соответственно и поступают на входы элементов совпадения 6. Затем описанный цикл повторяется для следующего не равного нулю аргумента.

Этот процесс длится до тех пор, пока "единица" не появится на выходе старшего разряда какого-либо из регистров 5. Время, в течение которого сигнал опроса циркулирует в левой половине линии задержки до появления на выходе первого регистра 5 единицы, Равно -, . )д.1х Если g ) О

1,„1 1 с ;>о

to.! л. ч- t ") f если g <О.

1 до 1 1

1)

Каждая секция линии задержки осушествляет единичную задержку сигнала. Время, в течение которого сигнал опроса циркулирует в правой половине линии задержки до появления единицы на выходе второго регистра 5, равно:

1 а,. (x Ä. + f g (, е с л и >) ) 0;

1(Б: / о(. f х . е с л и q < о.

2 а. 0 1 11 (Если т „ 1, то единичный сигнал с выхода первого регистра 5 проходит через выходную схему совпадения 16, которая открыта выходным триггером 15, установленным в "единицу

Если 1 „> 1, то единичный сигнал с выхода второго регистра 5 устанавливает выходной триггер 15 в "0" и единичный сигнал с выхода первого регистра не проходит через схему совпадения 16, следовательно, пороговый элемент реализует функцию

4,если,«,а х

1 1

V(x ...x )=

1=1

1 П 11

О,если Х:а.х g

1 1

30 п т.е. 9 (x „.. x. „1 = s g ъ (×

В пороговом элементе каждая из половин секционированной линии задержки содержит число секций, равное лах(/а;/,/y/7 в расчете

35 на наихудший случай, против числа секций, равного для противопоставляемого порогового элемента, т.е. намного меньше. Так, например, для П = 4 число секций для противопоставляемого элемента равно 24, а для предлагаемого-8; для 11 = 5 соответственно-48, 45 16; для И = 6-100 и 34.

Таким образом, введение новых блоков— сдвиговых регистров, обладаюших высокой степенью однородности и технологичностью, позволяет значительно упростить пороговьш

5О элемент, а следовательно, повысить надежность его работы.

Ф о р м у л а изобретения

Пороговый логический элемент, содержаший шины входных аргументов, выходной триггер, единичный выход которого подключен ко входу выходного элемента совпадения, преобразователь кодов, выходы которого соединены со входами секционированной линии задержки, и элементы совпадения, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены два сдвиговых регистра и два элемента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствуюшими входами сдвиговых регистров, выходы которых через элементы совпадения и преобразователь кодов подключены ко входам секционированной линии за- 1Î держки, входы, элементов совпадения первого и второго регистров подключены через элемен ты ИЛИ к выходу средней секции и к выходу секционированной линии задержки. соответственно, выход первого сдвигового регистра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второго сдвигового регистра — с нулевым входом выходного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

% 508935, М.Кл. Н 03 К 19/42, 1 2.06.7 4.

Ф 3 2 0

И Х) Составитель П. Лягин

Редактор О. Стенина Техред А. Богдан Корректор С. Шекмар

Заказ 1421/109 Тираж 1065 Подписное

ЦНИППИ i осудаоственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал iп Г! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4