Функциональный коммутатор Советский патент 1985 года по МПК G06F7/00 H03K17/00 

1 Изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано для подключения управляющей вычислительной машины и объекту управления с предварительной логичесйой обработкой информации. Известен функциональный коммутатор, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой. Каждая ячейка устройства содержит регистр настройки и элементы И, ИЛИ и НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ СП. Недостатком этого устройства является низкая достоверность функциониродания, обусловленная испольйованием большого количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде релёйно-контактных схем. Известен также функциональный ком мутатор,, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (п+1)-разрядный выход которого соединен с первым вхо дом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу / основного элемента И, второй вход ко торого соединен с горизонтальным вхо дом ячейки, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого под ключен к горизонтальному выходу ячей ки, первый элемент И, причем горизон тальный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с горизонтальным выхо дом ячейки с координатами (i-l,j), а основной вертикальный вход - с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,), при этом горизонтальные входы ячеек первого столбца объединены и подключены к шине одиночного..логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора, а также второй элемент ИЛИ 2. Недостатком такого устройства является низкая достоверность функцио нирован1-ш, обусловленная использованием большого количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде релёйно-контактных схем. Цель изобретения - повышение достоверности функционирования. Цель достигается тем, что в функциональный коммутатор, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично 82 соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (п+1)-разрядный выход которого соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с горизонтальным входом ячейки, а выход - .с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И, причем горизонтальный вход ячейки с коррдинатами (i,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами {i-l,j), а основной вертикальный вход - с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (ijj-f-l), при этом горизонтальные входы ячеек первого столбца объедикены и подключены к шине одиночного логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора., в каждый столбец введены п вертикальньк шин, где п равняется количеству строк функционального коммутатора, а в каждую ячейку - дополнительный элемент И, элемент ИЛИ-НЕ, дополнительные вертикальные вход и выход и группа из п злементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной шиной, второй вход - с соответствующим разрядным выходом с первого поП регистра .пастройки, а выход подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом первый вход первого элемента И подключен к основному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+2)-разрядным выходом регистра настройки, а выход - со вторым входом элемен-- та ИЛИ, первый вход дополнительного элемента И подключен к дополнительному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+З)-разрядным выходом регистра настройки, а выходс третьим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к основному и дополнительному вертикальным выходам ячейки, причем дополнительный вертикальный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с дополнительным вертикальнь м выходом ячейки с координатами (i,J-1). На фиг . 1 предст-авлена структурная схема функционального коммутатораJ 3 на фиг.2 - функциональная схема яче ки функционального коммутатора; на фиг.З - пример реализации функциональным коммутатором булевой функции, заданной в виде релейно--контактной схемы; на фиг.4 - реализация релейной контактной схемы известным устройством. .Функцибнальный коммутатор содержит ячейку .1 , горизонтальньш вход 2 ячейки 1 с координатами (i,j) соединен с горизонтальным выходом 3 ячейки 1 с координатами (i-l,j), ос новной вертикальный вход 4 - с основным вертикальным выходом 5 ячейки 1 с координатами (iiJ + O, дополнительный вертикальный вход 6 с дополнительными вертикальными выходом 7 ячейки 1 с коорданатами (i, j-l), шину 8 единичного логического уровня, которая подключена к горизонтальным входам 2 H4eek 1 первого столбца, горизонтальный выход 3 каж дой из которых соединен с одноименной выходной шиной 9 функционального коммутатора, вертикальные шины 1 Ячейка 1 функционального коммута тора содержит регистр II настройки, (п+1}-разрядный выход которого соединен с первым входом элемента 12 Н РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу элемента 13 второй вход которого соединен С горизонтальным входом 2 (fv .) ячейки 1 , а выход - с первым входом эле мента 14 ИЛИ, выход которого подклю чен к горизонтальному выходу 3(f ;) ячейки 1, группы 15п элементов И, первый вход каждого из котррых соединен с одноименной вертикальной ши ной 10 (xj, Xjji, . . . , х-р) , второй вход с соответствующим разрядным выходом с первого по п регистра 11 настройки, а выход подключен кодно му из входов элемента 1.6 ИЛИ-НЕ, вькод которого соединен со вторым входом элемента 12 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ первый элемент 17 И, первый вход ко торого подключен к основному вертикальному входу 4 (Vj -) ячейки I, второй вход соединен с (п+2) разряд ным выходом регистра 11 настройки, а выход - с вторым входом элемента 14 ИЛИ, дополнительный элемент И 18, первый вход которого под ключен к дополнительному вертикальному входу 6 ) ячейки I , второй вход соединен с (г,+3)-разрядным вы584ходом регистра I1 настройки, а вы.ход - с третьим входом элемента 14 ИЛИ, выход которого подключен к основному 5 (V| ,-) и дополнительному 7 (W,- ) вертикальным выходам ячейки 1. Функциональный коммутатор работает следующим образом. Предположим, что необходимо реализовать релейно-контактную схему (см. фиг.З, соответствующая булевая функция которой имеет вид f Гх1-(х2 УХз чЯ «5Х4 х ХзУХд ( -п) (X( случая п i и V УЗ л f через V обозначены разрядные выходы регистра 11 настройки. Функционирование ячейки 1 осуществляется согласно таблице, в первом столбце которой даны реализуемые ячейкой 1 булевые функции во втором столбце - эквивалентные релейно-контактные схемы,, а в последующих столбцах - коды настройки ячейки 1, которые записываются в регистр II настройки. В регистр 11 настройки ячейки 1 с ко- ординатами i 0, j 3 заносится код 1100, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция 1Л Лх X . Этот код заносится в регистр II настройки ячейки 1 с координатами i О, j 1, вследствие чего на ее выходах реализуется буле- вая функция 1Л х х. В регистр 11 настройки ячейки 1 с координатами i 0, j 2 заносится код ОНО, в результате чего с ее выходов снимаем переменную х., . В регистр II наг., стройки ячейки 1 с координатами I , j 1 заносится код 0000 и с ее выходов снимается переменная х, Далее в регистре I1 настройки ячейки 1 с координатами i 1, j 2 записан код 1001, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция . В регистре П настройки ячейки 1 с координатами i 1, j 3 записан код 1101, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция x(x2VXj)Vx и т. п. Значение булевой функции f сниаются с горизонтального выхода 3 чейки 1 с координатами 1 6, j 3. аким образом, в рассматриваемом приере булевая функция f, заданная в иде релейно-контактной схемы, рвалиэуется на фрагменте размерами 4 предлагаемого функционального коммутатора. Та же релейно-монтажная схема реализуется на фрагменте размерами; 7 7 известного устройства (см. фиг.4). Предлагаемое устройство позволяет сэкономить 21 ячейку 1 ,

11374586

Технический эффект от использования предложенного функционального коммутатора заключается в повышении достоверности его функционирования 5 за счет сокращения примерно в 2 раза количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде релейно-контактных схем.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержавши идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (п+1)-разрядный выход кот торого соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с горизонтальным входом ячейки, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И, причем горизонтальный вход ячейки с координатами- (i,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами (i--l, j), а основной вертикальный вход - с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,j+I), при этом горизонтальные входы ячеек первого столба объединены и подключены к шине единичного логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в каждый столбец введены п вертикальных шин, где п равняется количеству строк функционального коммутатора, а в каждую ячейку дополнительньй элемент И, элемент ИЛИНЕ, дополнительные вертикальные вхрд и выход и группа из п элементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной шиной, второй вход - с соответствуюi щим разрядным выходом с первого по п регистра настройки, а выход подключен к одному иэ входов элемента ШШНЕ, выход которого соединен со вторым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом первый вход первого элеменJ та И подключен к основному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+2)-разрядным выходом регистсо ра настройки, а выход - со вторым входом элемента ИЛИ, первый вход дополниif; тельного элемента И подключен к доСП полнительному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+ 00 н-З)-разрядным выходом регистра настройки, а выход - с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к основному и дополнительному вертикальным выходам ячейки, причем дополнительный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с дополнительным вертикальньм выходом Ячейки с координатами (i,j-l).

, Vi-M

. fiM,i

Vi

i,

u

i,i+i

0 0

0 0 0 0 0

1 1

0 0 1

0 0

1

№ 10 fO 41

I I

I i I

11

U

Фиг.1

.

,

i.

/ -(1 (2 )У)( vxs (Хю i))(Xi2VXj3)i is

(риг. 2

1 т :-V

-

I Xi2

fpuz.3

/ (X; (Х УХз) V/ )(Л5 /5 /Л7 Хв VXg ())(Х,г гз) П 15

(Pus.ff