Ассоциативное запоминающее устройство Советский патент 1983 года по МПК G11C15/00 

2„ Устройство по П.1, о т |i и -, ч а ю щ е е с я тем, что каждый : логический блок содержит сумматор,; операционный усилителе, нелинейныеэлементы и нагрузочные элементы, j причем одни из выводов первого нагрузочного элемента и нелинейного элемента и вход операционного усилителя подключены к одному из выводов второго нагрузочного элемента, один из выводовтретьего нагрузочного элемента соединен с другим выводом первого нелинейного элемента, один из выводов второго нелинейного элемента подключен к выходу операционного усилит.еля и другому выводу третьего нагрузочного элемента, а ; другой вывод - к другому выводу первоЪо нагрузочного- элемента и первому входу сумматора, второй вход которого и другой вывод первого нагрузочного элемента объединены и являют.ся входом .блока, выходом которого.:явЛяется выход сумматорд.

3, Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок анаi лиза информации содержит группу нелинейных элементов и четвертый наг рузочный элемент, .один из выводов которого подключен к шине напряжения смещения, а другой вывод объединен с одними из выводов нелинейных элементов группы и является выходом блока, входами которого являются другие выводы нелинейных элементов группы.

АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее детекторы, цифровые блоки сравнения, одни входы которых подключены к выходам регистра опроса, а другие - к выходам информационных регистров, отличающееся тем, что, с ц«лью повышения быстродействия и расширения области применения устройства за счет увеличения числа критериев поиска, в него введены блок анализа информации цифроаналоговые преобразователи, логические блоки и аналоговые блоки сра1знения, выходы которых, подключены к входам детекторов, одни из входов соединены с выходом блока анализа информации, другие - с входами блока анализа информации и выходами логических блоков , входы которых подключены к выходам цифроаналоговых преобразовате i лей, входы которых соединены с выходами цифровых блоков сравнения. (Л |1 Н ||

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в запоминающих устройствах.

Известны ассо.циативнне запрминаю:щие устройства, осуществляющие поиск в массиве чисел, ближайших к заданному, содержащие накопитель, регистр опроса, элементы ИЛИ, счетчки и детекторы по числу хранимых . признаков, динамический триггер ij

Недостатком известного устройства является пониженное быстродействие.

Наиболее близким к предлагаемому является ассоциативное запоминакхцее устройство, содержащее регистры хранимых признаков, регистр опроса, цифровые схемы сравнения и детекторы, в котором выходы разрядов каждого регистра хранимых признаков подключены к первым входам соответствующих цифровых схем сравнения, вторые входы которых подсоединены к выходам одноименных разрядов регистра опроса1 23.

Недостатками этого устройства являются пониженное быстродействие и ограниченность области .его применения (малое число критериев поиска) .

« Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области п1эименения устройства за счет увел1)1чения числа критериев поиска.

Поставленная цель достигается тем, что в ассоциативное запоминающее устройство, содержащее детекторы, цифровые блоки сравнения, одни входы которых подключены к выходам регистра опроса, а другие - к выходам информационных регистров, введе

ны блок анализа информации, цифроаналоговые преобразователи, логические блоки и аналоговые блокисравнения, выходы которых подключены к

входам детекторов, одни из входов соединены с выходом блока анализа информации, другие - с входами блока , анализа информации и выходами логических блоков, входы которых подключены к выходам цифроаналоговых преобразователей, входы которых соединены с выходами цифровых блоков сравнения .

Кроме того, каждый логический

5 блок содержит сумматор, операционный усилитель, нелинейные элементы и нагрузочные элементы, причем одни из выводов первого нагрузочного элемента и нелинейного элемента и вход операционного усилителя подключены к одному из выводов второго нагрузочного элемента, один из выводов третьего нагрузочного элемента соединен с другим выводом первого нелинейного элемента, один из выводов второго нелинейного элемента подключен к выходу операционного усилителя и другому выводу третьего нагрузочного элемента, а другой вывод - к другому выводу первого нагрузочного

элемента и первому входу сумматора.

второй вход которого и другой вывод первого нагрузочного элемента объединены и являются входом блока, выходом которого является выход сумматора.

Блок анализа информации содержит группу нелинейных элементов и четвертый нагрузочный элемент, один из выводов которого подключен к шине ),,

напряжения смещения, а другой выводJ

объединен с одними из выводов нелинейных элементов группы и является выходом блока, входами которого являются другие выводы нелинейных элементов группы,

На фиг. Д изображена функциональная схема ассоциативного запоминающего устройства; на фиг. 2 - функциональная схема цифроаналогового преобразователя; на фиг. 3 и 4 функциональные схемы логического блока и блока анализа информации соответственно.

Ассоциативное запоминающее устройство (фиг. 1) содержит информационные регистры 1, регистр 2 опроса, цифровые блоки 3 сравнения, детекторы 4, цифроаналоговые преобразователи 5, логические блоки 6, блок 7 анализа информации и аналоговые блоки 8 сравнения.

Цифроаналоговый преобразователь 5 (фиг. 2) содержит ключи 9, рези ;торы 10 - имеет входы И 13f,..., 11 -13„,, выход 14 и подключен к шинам 15 и 16 .напряжения смещения.

При этом преобразователь 5 преобразует код

:)

N--Ip.2

,

где pj - 1, О, 1, в напряже«ие.

Логический блок б (фиг. 3) выполнен в виде схемы образования модуля и содержит первый 17 , второй 17ц и Третий 17 нагрузочные элементы, выполненные, например, в виде резисторов, первый 18 и второй IS нелинейные элементы (например, диоды), операционный усилитель 19 и сумматор 20. Блок 7 анализа информации(фиг. 4) содержит группу нелинейных элементов 21 (например, диодов) и четвертый нагрузочный элемен 22 (например, резистор), подключенный к щине 23 напряжения смещения. Блок 7 выполняет при этом функцию схемы выделения минимума.

УсТ1х й ;тво работает следующим образом.

Обозначим X:, - хранимый признак,

Х, , пиУ- признак опроса.

Все признаки записаны в виде позиционного кода

-f

Y г а- у, ,

)

Я-

где , у. - значения разрядов; aj - веса Хранимые признаки и признак опроса одновременно, парал дельными кодами подаются на входы соответствующих цифровых блоков 3 сравнения.

Для случая двоичного кода i-ая цифровой блок 3 сравнения имеет т входов разрядов хранимого признака ,- ,..., , .. ., ,т входов разрядов признака опроса у, ..., у, ... у(и 3 m)m групп по три

выходов. Для каждой из m групп выходов выполняются соотношения

f.f j vjvx-.jAv:

0

ij --N-j fi

Переменные , {ftj t поступают соответственно на входы 11,, 12j и 13; i-ro цифроаналогового преобразователя 5. Резисторы 10 ,..., lOj , 0.0, 10 выбираются так, что

где R .- сопротивление резистора

OJ lOj ; 0 R - константа.

Приняв напряжение смещения на шине 15 + Е и на шине 16 - Е, получим на выходе 14 цифроаналоговогопреобразователя 5 напряжение

J-1 1

пропорциональное разности значений , признаков и Y.

Q При выполнении блока б, как показано на фиг. 3, на его выходе .будет вьаделено напря кение

U--(Uil,

5 а при выполнении блока 7, как показано на фиг. 4, на его выходе получим напряжение

и, , На входы i-ro аналогового блока

0 8 сравнения поступают напряжения U и и при их совпадении этот факт фиксируется в детекторе 4,тем самым отмечается хранимый признак, ближайший к признаку опрюса.

5 Ниже приводится таблица, показывающая, при каких конкретных реали- . зациях блоков б и 7 содержимом регистра 2 в устройстве выполняются те или иные виды поиска.

0 Некоторые виды поиска могут быть получены упрощением схемы устройства (например, поиск максимального или минимального можно получить, исключив блоки 6). Соответственно,

комбинируя схемы, реализующие указанные виды поиска, можно получить комбинированные виды поиска, а введя цепи управления (настройки; - полу;чить многофункциональное устройство.

Таким образом, в предлагаемом устройстве реализован широкий набор функций ассоциативного поиска { в том числе - поиск на.иболее удаленного. При этом в отличие от известных устройств процесс поиска происходит

за, один такт и явление итерационного накопления разницы между хранимыми признаками и признаками опроса, характерное для цифровой реализации, отсутствует, благодаря чему повышено быстродействие.

Предлагаемое устройство наиболее эффективно для ассоциативного поися

Схема выделения минимума

я

Схема выделения максимума

Схема выделения максимума

Схема выделения максимума

Схема выделения минимума

Схема выделения минимума

1л

Of

ка в массивах небольшой размерности. В частности оно может быть использовано в качестве блока специализированных средств вычислительной техники, например генератора случайных чисел с управляемой корреляцией, в котором требуется осуществлять поиск ближайшего в массиве.

Ближайший к Y

Наиболее удаленный от Y

Ближайший меньший к У

№

2 - 1 Максимальный

Ближайший больший Y к Y

Минимальный

tfn§

фие.З

а

./г/

}s25 фиеЛ