Многофункциональный элемент непрерывной логики Советский патент 1983 года по МПК H03K19/23 

пятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом пятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов выход шестого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход седьмого/порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмого порогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход девятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом девятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход десятого порогового элемента соединен через, резисторы с тормозным входом десятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход одиннадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормоз НЕЛМ входом одиннадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом двенадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов., выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозными входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, а выход шестнадцатого порогового элемента соединен с его тормозным входом через резистор и соединен с выходом многофункционального элемента непрерывной логккк.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ НЕПРЕРЫВНОЙ ЛОГИКИ, содержащий шестнадцать пороговых элементов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого и тринадцатого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого и четырнадцатого пороговых элементов, первый,второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждающими входами соответственно первогоf второго, третьего и четвертого пороговых элементов, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,выход, источника опорного напряжения через резисторы соединен с тормозными входами первых двенадцати и пятнадцатого пороговых элементов, первый вход многофункционального элемента неп;Еэерывной логики через резисторы соединен с возбуждающим, входом десятого порогового элемента и тормозным входом четырнадцатого логического элемента, выход которого через резисторы соединен с тормозными входами двенадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого, одиннадцатого и девятого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резистор с тормозным входом тринадцатого порогового элемента, выход которого соединен через резисторы с тормозными входами десятого и тринадцатого пороговых элементов и с возбуждающим входом восьмого порогового элемента, выход которого соединен через резисторы с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов и с тормозным сл входом восьмого порогового элемен-та, который через резистор соединен с выходом первого порогового элемента, который через резисторы соединен с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами шестого и десятого пороговы элемен тов, выходвторого порогового эле4 4 мента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого, десятого одиннадцатого и Двенадцатого пороговых элементов и с оо тормозными входами пятого, восьмого .и девятого пороговых элементов,выход третьего порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и тормозными входами пятого, шестого и седьмого пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента соединен через . резисторы с возбуждающими входами двенадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, а именно к .устройствам, реализующим функции непрерывной логики.

Известен многофункциональный элемент непрерывной логики, содержащий четырнадцать транзисторов и диод, которые работают как пороговые элементы, ограничители и инверторы, набор резисторов, взаимные связи элементов, источники питания и опорного напряжения

Недостатком многофункционального порогового элемента является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку он реализует только шесть функций непрерывной логики и не позволяет реализовать такие общеупотребительные функции, как минимум, эквивалентность и др.

Наиболее близким к изобретению является многофункциональный элемент непрерывной логики, содержащий шестнадцать пороговых элементов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход много.функционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого и тринадцатого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами.шестого, седьмо-.

го и четырнадцатого пороговых элементов, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждаю. щими входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов Сз.

Недостатком данного многофункционального элемента непрерывной

Q логики является относительно низкое быстродействие, поскольку скорость перестройки его на выполнение заданной функции Сравнительно мала.

Цель изобретения - повыаение быстродействия многофункционального, элемента непрерывной логики.

Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональном элементе непрерывной логики, содержащем шестнадцать пороговых элё0 ментов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами пятого,

5 седьмого, девятого и тринадцатого пороговых элементов, второй-вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами

0 щестого, седьмого и четырнадцатого пороговых элементов, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждающими входами соответственно

первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, выход источника опорного напряжения через резисторы.соединен с тормозными входами первых двенадцати и пятнадг цатого пороговых элементов, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики через резисторы соедданен с возбуждающим входом десятого порогового элемента и тормозным входом четырнадцатого логического элемента, выход которого через ре зисторы соединен с тормозными входами двенадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого, одиннадцатого и девятого пороговых элементов, вто- рой вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резистор с тормозным входом тринадцатого порогового элемента, выход KOTofJoro соединен через резисторы с тормозными входами десятого и тринадцатого пороговыхэлементов

и с возбуждающим входом восьмого порогового элемента, выход которого соединен через резисторы с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов и с то рмозным входом восьмого порогового элемента, который через резистор соединен с выходом первЬгопорогового элемента, который через резисторы соединен с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого, один- . надцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами шестого и десятого пороговых элементов, выход второго порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов/ и с тормозными входами пятого, восьмого и девятого пороговых элементов, выход третьего порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого,.де-, вятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и тормозными входами пятого, шестого и седьмого пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами двенадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход пятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом пятого порогового элемента и возбуждаю- щими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход шестого пороговог о элемента соединен через резисторы с торМозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых.

элементов, выход седьмого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмого порогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход девятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом девятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход десятого порогово-го элемента соединен через резисторы с тормозным входом десятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход одиннадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом одиннадцатого порогового элемента и .возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом двенадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов

. выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозными входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов,а выход шестнадцатого порогового элемента соединен с его тормозным входом через резистор и соединение выходом многофункциональног о элемента непрерыбной логики.

На чертеже показана структурная схема многофункционального элемента непрерывной логики.

Многофункциональный элемент непрерывной логики содержит шестнадцать пороговых элементов 1-16, источник 17 опорного напряжения и резисторы 18-108, первый вход 109 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы 18-21 с возбуждающими входами пятого 5, седьмого 7 , девятого 9 и тринадцатого 13 пороговых элем.ентов, второй вход 110 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы 22-24 с возбуждающими входами шестого б, седьмого 7 и четырнадцатого 14 пороговых элементов, первый 111, второй 112, третий 113 и четвертый 114 управляющие входы соединены через резисторы 25-28 с возбуждающими входами соответственно первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 пороговых элементов. Выход источника 17 опорного напряжения через резисторы 29-41 соединен с тормозными входами первых двенадцати 1-12 и пятнадцатого 15 пороговых элементов, первый вход 109 многофункционального элемента непрерывной логики через резисторы 42 и 43 соединен с вoзбyж лaющим входом десятого порогового элемента 10 и тормозным входом четырнадцатого порогового элемента 14, выход которого через резисторы 44-48 соединен с тормозными входами двенадцатого 12 и четырнадцатого 14 пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого 8, одиннадцатого 11 и девятого 9 пороговых элементов, второй вход 110 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резистор 49 с тормозным входом тринадцатого порогового элемента 13, выход которого соединен через резисторы 50-52 с тормозными входами десятого 10 и тринадцатого 13 пороговых элементов и п Roябvждaющим входом восьмого порогового элемента 8, выход которого соединен через резисторы 53-55 с возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов и с тормозным входом восьмого порогового элемента 8, который через резистор 56 соединен с выходом первого порогового элемента 1, который через резисторы 57-63 соединен с возбуждающими входами пятого 5, седьмого 7, девятого 9, одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 пороговых элементов и с тормозными входами шестого 6 и десятого 10 пороговых элементов,выход второго порогового элемента 2 соединен через резисторы 64-71 с возбуждающими входами шестого 6, седьмого 7, десятого 10, одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 пороговых элементов и с тормозными входами пятого 5, восьмого 8 и девятого 9 пороговых элементов, выход третьего порогового элемента 3 соединен через резисторы 72-81 с возбуждающими входами восьмого 8, девятого 9, десятого 10, одиннадцатого 11, двенадцатого 12, тринадцатого 13 и четырнадцатого 14 пороговых элементов и тормозными входами пятого 5, шестого 6 и седьмого 7 пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента 4 соединен через резисторы 82-84 с возбуждающими входами двенадцатого 12, пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 логических элементов, выход пятого порогового элемента 5 соединен через резиторы 85-87 с тормозным входом пятого порогового элемента 5 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход шестого порогового элемента 6 соединен через резисторы 88-90 с тормозным входом шестого порогового элемента 6 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов.

выход седьмого порогового элемента 7 соединен через резисторы 91-93 с тормозным входом седьмого пороговогр элемента 7 и с возбуждающими входами пятнадцатого 15 и илестнадцатого 16 пороговых элементов, выход девятого порогового элемента 9 соединён через резисторы 94-96 с тормозным входом девятого порогового элемента 9 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых- элементов, выход десятого порогового элемента 10 соединен через резисторы 97-99, с тормозным входом десятого порогового элемента 10 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход одиннадцатого порогового элемента 11 соединен .через резисторы 100-102 с тормозным входом одиннадцатого порогового элемента 11 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента 12 соединен через резисторы 103-105 с торч озным входом двенадцатого порогового элемента 12 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход пятнадцатого порогового элемента 15 соединен через резисторы 106-107 с тормозными входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, а выход шестнадцатого порогового элемента 16 соединен с его тормозным входом через резистор 108 и соединен с выходом 115 многофункционального элемента непрерывной логики.

Многофункциональный элемент непрерывной логики работает следующим образом.

Управляющие сигналы в виде параллельного Четырехразрядного потенциального двоичного кода подаются на управляющие входы 11.1-114., Зависимость вида реализуемой функции от кода управления представлена в таблице.

Четырехразрядные коды управления через входы 111-114 подаются на четыре пороговых элемента 1-4, которые выполняют функцию стандартизации уровней напряжений логического нуля и логической единицы по каждому разряду.

При подаче кода управления 0000 пороговые элементы 5-12 и 15 заторможены сигналом с источника 17 опорного напряжения, а пороговые . элементы 13 и 14 не заторможены и под действием сигналов XI и Х2 возбуждаются, причем так, что пороговый элемент 13 вычисляет функцию условной разности L(X1-X2), а пороговый элемент 14 вычисляет функцию обратной условной разности L(X2-X1). , В дальнейшем эти значения испол зуются при формировании других функций непрерывной логики. На поро говый элемент 16 никакие сигналы не подаются, и на его выходе наблю дается сигнал, постоянно равный логическому нулю. При подаче кода 00.01 (на входе 111сигнал логической единицы, на остальных - логического нуля) растормаживается пороговый элемент 5, благодаря возбуждающему сигналу XI и собственной отрицательной обратной связи он реализует повторение си-гнала XI. Сигнал с этого порогового элемента. подается на выходной пороговый элемент 16,- который его также повторяет. При подаче кода 0010 (на входе 112сигнал логической единицы, на остальных - логического нуля) растормаживается пороговый элемент 6, который реализует функцию повторения Х2 аналогично пороговому элементу 5. Сигнал с порогового элемента 6 задается для повторения на выходной пороговый элемент 16. При подаче кода ООН .растормажиБается пороговый элеменг 7, который вычисляет функцию условного сложения L (Х1+Х2) и подает ре.зультат на выходной пороговый элемент 16. При подаче кода 0.100 сигналом с порогового элемента 3 растормаживается пороговый элемент 8, который вычисляет функцию модуля разности МОД (X1-X2)L(L(X1-X2)). Для этого слагаемые прямая и обратные условные разности берутся с пороговых элементов 13 и 14 соответ ственно. Результат с порогового эле мента 8 подается на выходной порого вый элемент 16. При подаче кода 010 растормаживается пороговый элемент который вычисляет функцию непрерывной логики.- максимум: МАХ(Х1,Х2) L (Xl+L(Х2-Х1)). Суммируемые сигналы XI берутся с входа 109, а обт ратная разность берется с выхода порогового элемента 14. Результат подается на выходной пороговый эле мент 16. При подаче кода ОНО растормаживается пороговый элемент 10 который вычисляет функцию непреркв ной логики - минимум: MIN(X1,X2) L(X1-L(X1-X2)). Суммируемые сигн лы XI и L(X1-X2) берутся с входа 109 и с выхода порогового элемента 13. Результат подается на выходной пороговый элемент 16. При подаче кода 0111 суммой сигналов с пороговых элементов 1-3 растормаживается пороговый элемент 11, который повторяет вычисленную на пороговом элементе 13 функцию условной разности L(X1-X2) и подает ее на входной пороговый элемент 16. При подаче кода с 1000 по 1110 все перечисленные выше функции инвертируются, т.е. вычисляются их дополнения до единицы. Это обеспечивается за счет растормаживания сигналом с порогового элемента 4 другого порогового элемента 15, который совместно с пороговым элементом 16 вычисляет дополнения от Поступающих на них сигналов следующим образом: (Ze)-2U(ze;J,(1-zej, где Ze - при е 1-7 - сигналы не совместных функций, подаваемые на пороговые элементы 15 и 16 с пороговых элементов 5-11. При подаче кода 1111 растормаживается пороговый элемент 12, который вычисляет функцию L(1-X2+X1), сигнал с этого порогового элемента подается на пороговые элементы 15 и 16, где ВЕйчисленный. сигнал преобразуется в его дополнение, а именно, в -обратную условную разность Y , (1-Ц1-Х2-ьХ1Л L(X2-X1). Таким способом, вычисляются все 16 функций, указанных в таблице. Таким образом, быстродействие многофункционального элемента пороговой логики не изменяется при переходе от режима обработки входных сигналов к режиму настройки на новую функцию. Изменение реализуемой функции осуществляется простым изменением 4-разрядного входного кода на входах кодового управления 111-114. Кодовое управление хорошо согласуется с цифровыми управляющими устройствами. Изобретение позволяет реализовывать произвольные функции непрерывной логики от большого числа переменных путем каскадного соединения нескольких предлагаемых устройств.

Условное обратное вычитание

L(X2-X1)

XT X2

// 112 W

107