Устройство для сложения Советский патент 1986 года по МПК G06F7/50 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах, а также в качестве элемента адаптивных нейронных сетей для моделирования биологических процессов. Целью изобретения является повышение устойчиво.сти устройства для сложения к отказам и расширение его функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для сложения; иа фиг. 2 и 3 - структурная схема нейроподобного элемента (НЭ); на фиг. 4 - функциональная схема коммутатора входных сигналов; на фиг.5 функциональная схема входного буферного регистра; на фиг. 6 - функциональная схема таймера; на фиг. 7 функциональная схема блока формирователей импульсов; на фиг. 8 - структура канала связи между двумя группами НЭ разных уровней. Устройство для сложения содержит группы 1-4 НЭ первого уровня, груп пы 5-8 НЭ второго уровня, группы 9 и 10 НЭ третьего уровня, группу положительных входов 11 и группу от рицательных входов 12 первого опера да, группу положительных входов 13 и группу отрицательных входов 14 вт рого операнда, каналы 15-22 связи для передачи сигналов возбуждения, каналы 23-26 связи для передачи сиг налов торможения, группу 27 положительных выходов и группу 28 отрицательных выходов результата вычислений. Каждый НЭ содержит две группы 29 и 30 входных буферных регистров 31 и одновибраторов 32, коммутатор 33 входных сигналов, сумматоры 34 и 35, реверсивный счетчик 36, формирователь 37 импульсов, шифратор 38, регистр 39 состояния, дешифратор 40 блок 41 формирователей импульсов, таймер 42, первый триггер 43, регис 44 режима, генератор 45 выходных им пульсов, первый элемент И 46, счетчик 47, второй элемент И 48, элемент ИЛИ 49, второй 50 и третий 51 триггеры, генератор52 случайных чисел, демультиплексор 53, счетчик 54 реакций, две группы 55 и 56 выходных одновибраторов 57 и выходных усилителей 58. Кроме указанных блоков, на фиг.2 и 3 показаны настроечные входы устройства 59 и 60 (например, тактирующий и информационный входы, если регистр 44 выполнен в виде сдвигового регистра), выходы 61-63 разрядов регистра 44, выходы 64 и 65 индикации коммутатора 33, указывающие на класс входного сигнала (соответственно возбуждение, торможение), первая 66 и вторая 67 группы информаьщонных выходов и выход 68 коммутатора 33, блокирующий выдачу сигнала подтверждения приема, выход 69 младшего разряда счетчика 36, выходы 70 и 71 обнуления и переполнения счетчика 36, выходы 12-1Ъ шифратора 38 соответственно регенерации R, приема РЗ и генерации GV, GT, линии 76-78 сигналов - условий выработки синхронизирующих сигналов, выходы 79-82 соответствующих разрядов регистра 39 состояния (соответственно R, РЗ, GV, GT), где выходы 81 и 82 - это выходы разрешения передачи сигналов соответственно возбуждения и торможения, линия 83 сигнала, синхронизирующего запись в регистр 39, линии 84 и 85, сигналов установки в начальное состояние счетчиков 36 и 54 и тэ.ймера 42, линии 86 и 87 разрешений микрокоманд приема сигналов возбуждения и торможения соответственно, линия 88 разрешения вычитания сигналов торможения, линия 89 разрешения генерации выходного сигнала, линия 90 признака состояния приема Р, он же является блокирующим сигналом для таймера 42, линии 91 И 92 сигналов подтверждения приема и переполнения счетчика 54 соответственно. Нейроподобные элементы первого уровня (НЭ) функционально идентичны и имеют группу входов возбуждения, группу выходов возбуждения и группу выходов торможения. Работа НЭ( первого уровня характеризуется четырьмя устойчивыми состояними (см, табл. 1): Р - состояние готовности к приему сигналов возбуждения, GV - состояние генерации сигналов возбуждения, GT - состояние генерации сигналов торможения, R - состояние регенерации (отдыха), в зтом состоянии запрещены и прием, и генерация сигналов. Нейроподобные элементы второго уровня (ПЭ j) также функционально 3 идентичны между собой и имеют группу входов возбуждения, группу входо торможения и группу выходов возбуждения. , Работа Ю второго уровня характеризуется четырьмя устойчивыми сос тояниями (см. табл. 2) : Р - состоя ние готовности к приему сигналов во буждения, РЗ - состояние приема сигналов возбуждения и торможения, .причем сигналы возбуждения принимаются и накапливаются до определенно го наперед заданного порога, а зате прлем сигналов возбуждения блокируе ся и разрешается прием сигналов тор можения, GV - состояние генерации сигналов возбуждения, R - состояние регенерации (отдыха), в этом состоя нии НЭ запрещены и прием, и регенерация сигналов. Нейроподобные элементы третьего уровня (НЭ) также функционально идентичны между собой и имеют группу входов возбуждения, группу входов торможения и группу выходов воз буждения. Работа НЭ третьего уровня характеризуется тремя состояниями (см. табл.3): Р - состояние готовности к приему сигналов возбуждения и торможения, GV - состояние генерации сигналов возбуждения, R - состояние регенерации (отдыха), в этом состоянии НЭ запрещены и генерация и прием сигналов, Все состояния НЭ,, НЭ и НЭ, за исключением состояния Р , регламентированы по времени, т.е. они имеют некоторое время жизни о , Линии связи входов и выходов НЭ разных уровней могут быть как однонаправленные - передача информации происходит только в направлении от источника к приемнику, так и двунаправленные, в этом случае в направлении от источника к приемнику передаетсяг первичная информация, а от приемника к источнику - вторичная информация. Под первичной информацией понимается собственно сигнал возбуждения или торможения, генерируемый НЭ - источником, а под вторичной информацией - сигнал подтверждения приема первичной информации, генерируемьй НЭ - приемником. Вторичная информация НЭ - приемником передается в ту линию связи, с которой получена первичная информация. 604 Устройство относится к классу вероятноетно-детермированных автоматов . Общее количество линий связи в канале связи определяется из соотношенияL п т, где L - общееколичество линий связи;п - числоНЭ-источников; m - числоНЭ-приемников. Выбор линии связи НЭ-источником в KOHKpetHbM момент времени, а следовательно, и акт передачи первичной информации тому или иному НЭ-приемнику осуществляется вероятностным путем. Вероятностный характер проявляется в том, что в пределах канала связи выбор направления передачи первичной информации осуществляется вероятностно. Как правило, при этом используется равномерный закон распределения вероятностей, но возможно применение и других законов распределения вероятностей. Таким образом, чтобы обеспечить нормальное функционирование устройства, каждый его НЭ должен обеспечивать прием и накопление до определенного порога первичной информации - сигналов, поступающих по каналам связи на входы возбуждения или торможения в соответствии с табл.1-3, причем сигналы поступают асинхронно; вьщачу вторичной информации - сигналов подтверждения приема, причем вторичная информация должна поступать строго в ту линию связи, с которой получена первичная информация; генерацию первичной информации - сиг- налов возбуждения или торможения в соответствии с табл. 1-3, причем выбор НЭ-приемника, которому будет передана первичная информация, осуществляется НЭ-источником в пределах канала связи одного типа (возбуждение, торможение) вероятностно; прием и накопление до определенного порога вторичной информации - сигналов подтверждения приема, поступающих на выходы возбуждения или торможения НЭ, с той линии связи, в которую передана первичная информация, а также беспечивать регулируемое время жизи состояний (см. табл. 1-3), за ислючением состояния готовности к приему Р, время жизни которого не регламентируется. .

Группы 29 и 30 входных буферных регистров 31 и одновибраторов 32 служат для приема сигналов возбуждения и торможения соответственно, а также для выдачи сигналов подтверждения приема на принятый сигнал. Входные буферные регистры 31 служат для согласования с двунаправленной шиной, а также для запоминания шины, по которой принят сигнал, причем буферный регистр 31 переключается на выдачу сигнала подтверждения приема в двунаправленную шину самим сигналом подтверждения приема. Входные одновибраторы 32 служат для калибровки входных импульсов по длительности. Коммутатор 33 входных сигналов служит для подключения .выходов одновибраторов 32 двух входных групп 29 и 30 к входам сумматоров 34 и 35 в соответствии с табл. 4 для определения наличия информации на выходах одновибраторов 32, а также для определения класса принимаемого сигиала (возбуждение, торможение).

В табл. 4 отражена функциональная зависимость сигналов на выходах коммутатора 33 от управляющих сигналов, где F,, FI сигналы от одновибраторов 32 соответственно групп 29 и 30.

Сумматоры 34 и 35 осуществляют суммирование импульсов, поступаюш их на их входы за определенный период времени, причем сумма на выходе представляется в виде унарного кода, период следования которого в п раз меньше периода следования импульсов входных сигналов (п - число разрядов в группе входов).

Последовательности выходных импульсов сумматоров 34 и 35 синхронны и смеш;ены во времени одна относително другой с целью исключения одновременного прихода активных фронтов импульсов на счетные входы реверсивного счетчика 36 с перестраиваемым , порогом накопления.

Формирователь 37 импульсов формирует импульсы по каждому фронту переключения младшего разряда счетчик 36 во время отсутствия информации н

входах коммутатора 33.

Шифратор 38 представляет собой комбинагщонную схему выработки сигнлов - условий состояния НЭ и сигнаов - условий синхронизирующих сигналов (см. табл. 5 и 6 соответственно) .

Состояния НЭ фиксируются в регистре 39 состояния, функциональное соответствие разрядов которого представлено в табл. 7.

Дешифратор 40 представляет собой комбинационную схему вьфаботки управляющих микрокоманд (см.табл.8). Блок 41 формирователей импульсов служит для формирования синхроимпульсов. Таймер 42 с перестраиваемой временной выдержкой отмеряет дпительность регламентированных по времени состояний НЭ. Первый триггер 43 необходим для выполнения первого режима работы НЭ. .

Функциональное соответствие разрядов регистра 44 представлено в табл. 9.

Счетчик 47 служит для формирования временного интервала ожидания сигнала подтверждения приема на сгенерированный сигнал. Генератор 52 случайных чисел задает адрес коммутации в каждой п-разрядной выходной группе НЭ.

Выходной демультиплексор 53 коммутирует выходной сигнал в соответствии с адресом, указанным генератором 52 случайных чисел.

Счетчик 54 реакций осуществляет накопление сигналов подтверждения приема. На время генерации выходного сигнала счетный вход счетчика 54 блокируется. Сигнал подтверждения приема, поступающий со счетного входа счётчика 54, является также условием генерации последующего выходного сигнала.

Первая 55 и вт.орая 56 группы, выходных одновибраторов 57 и выходных усилителей 58 служат для вьщачи сигналов возбуждения и торможения соответственно, а также для приема сигналов подтверждения приема.

Выходные одновибраторы 57 служат для калибровки выходных импульсов

по длительности.

Выходные усилители 58, представляющие собой двунаправленные усилители, служат для согласования с двунаправленной шиной, причем выходной усилитель 58 переключается на вьщачу выходного сигнала в двунаправленнзто шКну самим выходным сигналом. 7 Коммутатор 33 входных сигналов (фиг. 4) содержит две сборки 93 и 94, каждая из которых представляет собой элемент ИЛИ 95 и элемент И 96 включенные последовательно, элемент ИЛИ 97, групп: из п элементов 2И-ЗИ-ИЛИ 98 и группу из п элементов И 99. Входной буферный регистр 31 (фиг. 5) состоит из двунаправленного усилителя 100, триггера 101, эле мента И 102 и элемента ИЛИ 103. Таймер 42 (фиг. 6) содержит генератор 104, элемент И 105, элемент ИЛИ 106 и счетчик 107. Блок формирователей 41 (фиг. 7) содержит три формирователя 108-110 импульсов. Синхронизация работы НЭ осуществляется в состояниях приема по сигналам обнуления 70, переполнения 71 сигналу подтверждения приема 37 или реакции таймера 42, в состояниях генерации по сигналу переполнения 92 или реакции таймера 42. На фиг. 8 показана связь нейропо добных элементов 111 одной группы одного уровня с нейроподобными элементами 112 соответствующей группы другого уровня. Устройство для сложения работает следующим образом. Информация на входы устройства поступает по группам операндов 11-1 в параллельном унарном коде, число единиц которого равно числовому зна чению операндов. Знаки операндов оп ределяются тем, на какие входы по ложительные 11 и 13 или отрицател ные 12 и 14 устройства они поступа ют. Во избежание ошибки в вычислении недопустимо одновременное поступлен информации на положительные 11 и 13 и отрицательные 12 и 14 входы одного и того же операнда. В исходном положении все НЭ устройства находятся в состоянии Р (например, по включению питания). Допустим, на положительные входы 11 первого операнда и на отрицательные входы 14 второго операнда устройства по параллельным линиям связи в унарном коде поступают соответственно числа три и пять. При этом НЭ, первого уровня соответственно первой 1 и четвертой 4 групп, на входы возбуждения которых поступи 608 ли сигналы согласно табл. 1, переходят из состояния Р в возбужденное состояние GV. Таким образом, в первой группе 1 первого уровня возбуждено три НЭ,, а в четвертой группе 4 первого уровня - пять НЭ, . В состоянии GV НЭ, первого уровня генерируют сигналы возбуждения. Эти сигналы по каналам 15 и 18 связи поступают на входы возбуждения НЭ второго уровня соответственно первой 5 и четвертой 8 групп. При достижении порога генерации по сигналам возбуждения, т.е. когда число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требуемому (см.табл. 1) , НЭ( переходят из состояния GV в состояние GT. По истечении времени жизни НЭ, также переходят в состояние GT независим от числа принятых сигналов подтверждения приема. В состоянии GT НЭ, первого уровня генерируют сигналы торможения. Эти сигналы по каналам 23 и 25 связи поступают на входы торможения НЭ второго уровня соответственно четвертой 8 и первой 5 групп. В данном случае, когда все НЭ, первой 1 и четвертой 4 групп первого уровня перейдут в состояние GT, в первой группе 5 второго уровня возбуждено три НЭ, а в четвертой группе 8 - пять НЭ. Получив сигналы возбуждения, НЭ второго уровня переходят из состояния Р в состояние РЗ (см.табл.2). Сигналы торможения могут быть приняты только теми НЭ второго уровня, которые находятся в состоянии РЗ. При достижении порога генерации по сигналам торможения, т.е. когда , число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требус мому (см. табл. 1), НЭ, переходят из состояния GT в состояние R. По истечении времени жизни НЭ, также переходят в состояние R независимо от числа принятых сигналов подтверждения приема. По истечении времени жизни с НЭ переходят в состояние Р. Сигналы торможения, принимаемые НЭ первой 5 и четвертой 8 групп второго уровня, вычитаются из массива принятых сигналов возбуждения, и еси число принятых сигналов возбужения становится равным нулю, ЕЭ торого уровня из состояния РЗ возращаются в состояние Р. Если за время жизни р число принятых сигналов возбуждения не станет равным нулю, НЭ второго уровня переходят в состояние GV, т.е. на НЭ второго уровня происходит рекомбинация сигналов возбуждения и торможения, пришедших от НЭ первого уровня. В данном случае в состояние GV переходят два НЭ четвертой группы 8 второго уровня. В состоянии GV НЭ второго уровня генерируют сигналы возбуждения (см. табл. 2). При достижении порога генерации по сигналам возбуждения, т.е. когда число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требуемому (см. табл. 2), НЭ переходят из соетояния GV в состояние R. По истечении времени жизни НЭ также переходят в состояние R независимо от числа принятых сигналов подтверждения прие Гр НЭ переПо истечении времени ходят в состояние Р. Сигналы возбуждения с выходов НЭ четвертой группы 8 второго уровня по каналу 22 связи поступают на входы торможения НЭ второй группы 10 третьего уровня. НЭд третьего уровня воспринимают сигналы, поступающие на входы возбуждения и входы торможения как возбуждающие, и при их получении переходят из состояния Р в состояние GV. В данном случае, когда все НЭ четвертой группы 8 второго уровня перейдут из состояния GV в состояние R, во второй группе 10 третьего уров -ня возбуждено два НЭ. По истечении времени жизни НЭ третьего уровня из состояния GV переходят в состояние К. По истечении времени жизни OR НЭ третьего уровня переходят в состояние Р. Сигналы возбуждения с выходов НЭ второй группы 10 третьего уровня поступают на отрицательные выходы 28 устройства.

Таким образом, на выходах устройства через некоторое время с момента поступления операндов на входы устройства в параллельном унарном коде появляется результат вычислений. В данном случае результат вычислений минус два.

В режиме сложения устройство работает аналогичным образом.

Каждый НЭ работает следующим образом.

в зависимости от комбинации микрокоманд 86-88 (см. табл. 4) поступают на входы сумматора 34 или 35. Далее просз ммированные сигналы поступают соответственно на суммирующий .или вычитающий входы реверсивного счетчика 36. По реакции младшего разряда счетчика 36 на принятый сигнал при отсутствии информации на входах коммутатора 33 входных сигналов формирователем 37 генерируется Предварительно перед началом автономной работы производится настройка порогов накопления счетчиков 36,47, 54 и 107, настройка генератора 52 случайных чисел на выбранную функцию плотности вероятностей, а также выбирается режим работы НЭ настройкой регистра 44 режима. Возможные состояния НЭ представлены в табл. 7 и 9. В соответствии с алгоритмом работы устройства для сложения и вычитания НЭ .первого уровня настраиваются на второй и пятый режимы, НЭ второго уровня - на первый и четвертый режимы, НЭ третьего уровня - на третий и четвертый режимы, В состояниях приема (Р, РЗ) дешифратор (микрокоманд) 40 вырабатывает микрокоманды 86-88 в зависимости конкретного состояния и выбранного режима работы (см. табл. 8). По микрокомандам 86 и 87 разрешается работа входных буферных регистров 31 соответствующих групп. При этом в случае поступления сигнала из двунаправленной шины на вход буферного регистра 31, работа которого разрешена, он передается на вход одновибратора 32, где калибруется по длительности. Одновременно в соответствующем разряде буферного регистра 31 запоминается двунаправленная шина, по которой принят сигнал. Сигналы принимаются и запоминаются асинхронно и независимо двуг от друга. Вероятность одновременного прихода сигналов и, как следствие, блокирование одного из сигналов при асинхронном обмене сравнительно мала Р 0,2 - П,3 и, кроме того, может быть скомпенсирована изменением (снижением) порога накопления счетчика 36 или изменением (повышением) порога накопления счетчика 54. Прокалиброванные входные сигналы через коммутатор 33 входных сигналов сигнал подтверждения приема, поступающий на информационные входы входных буферных регистров 31, Далее сигнал подтверждения приема поступает только в ту двунаправленную шину, входной буферный регистр 31 которой запомнил факт приема сигнала. Одновременно шифратором 38 анализируются внешние воздействия (признаки сигналов 64 и 65 возбуждение и торможение соответственно), внутренние состояния НЭ (содержимое регистров 39 и 44) и синхронизирующие воздействия (сигналы подтверждения приема 37 обнуления и переполнения счетчика 36 переполнения счетчика 54, переполнения таймера 42). В случае выполнения условий перехода из одного состояния в другое по синхроимпульсу 83 происходит запись единичного значения в тот разряд регистра 39 состояния, условия которого выполнились, и происходит переход НЭ в новое состояние или подтвержда ется прежнее состояние. В то же время, если выполнились условия вьфабот ки синхроимпульсов 84 и 85, происходит установка в исходное состояние счетчика 36 или 54, а также в обоих случаях таймера 42. При этом дешифра тор 40 (микрокоманд) .вырабатывает новую комбинацию микрокоманд 86-88, если новое состояние - состояние при ема. Если новое состояние - состояние генерации, дешифратор 40 вырабатьшае сигнал на выходе 89 разрешения генерации, а по одной из микрокоманд 81 и 82 генерации разрешается работа соответствующей группы выходных усилителей 58. По сигналу :у.а выходе 89 разрешается прохождение импульсов генератора 45 через элемент И 46 на счетный вход счетчика 47. По.переднему фронту импульса с выхода младшего разряда счетчика 47 на выходах генератора 52 случайных чисел, в соответ ствии с выбранной функцией плотности вероятностей, устанавливается адрес двунаправленной шины, триггер 50 устанавливается в нулевое состояние, возбуждается вход демультиплексора 53, и выходной сигнал через одновибратор 57 и выходной усилитель 58 поступает в двунаправленную шину. По активному фронту следующего им пульса генератора 45 в синхронный 6012 триггер 51 записывается нулевое значение триггера 50, по которому формируется задний фронт выходного импульса и разрешается прием сигналов подтверждения приема. Импульсы генератора 45 продолжают поступать на счетньш вход счетчика 47, и НЭ переходит в режим ожидания, длительность которого определяется временем заполнения счетчика 47. В случае получения сигнала подтверждения приема последний поступает через элемент ИЛИ 49 на единичный вход триггера 50 и устанавливает его в единичное состояние, а также устанавливает в исходное состояние сг етчик 47. По первому активному фронту им- . пульса генератора 45 в синхронный триггер 51 записывается единичное значение триггера 50, по которому разрешается прохождение выходного сигнала через элемент И 48 и -запрещается прием сигналов подтверждения приема. Генерируетсяследующий выходной сигнал. При отсутствии сигнала подтверждения приема по переполнению счетчика 47 происходит установка последнего в исходное состояние и в триггер 50 записьшается единичное значение, которое по ближайшему активному фронту импульса генератора 45 записывается в синхронный триггер 51, и генерируется следующий выходной сигнал. Так происходит до тех пор, пока не переполнится счетчик 54, по сигналу переполнения которого в дешифраторе 40 блокируется сигнал на выходе 89, НЭ переходит в новое сое-, тояние. В случае отсутствия входных сиг- налов в состоянии приема РЗ, а в состояниях генерации GV, GT в случае неудачной генерации выходного сигнала (отсутствие сигналов подтверждения приема) по истечении некоторого времени жизни состояния, определяемого таймером 42 (состоний), НЭ переходит в новое состояние. Переходы из одного возбужденного состояния в другое заканчиваются переходом НЭ в состояние регенерации R (отдых). В этом состоянии устройство не принимает и не генерирует сигналы. Условием для выхода НЭ из состояния R является переполнение таймера 42. По окончании времени жизни состояния с НЭ переходит в состояние Р. Формула, изобретения 1. Устройство для сложения, содержащее первую и вторую группы нейроподобных элементов первого уровня, первую группу нейроподобных элементов второго уровня, причем выходы возбуждения нейроподобных элементов первой группы первого уровня соединены с входами возбуждения каждого нейроподобного элемента первой группы второго уровня, о т л и ч а ю щ, е ес я тем, что, с целью повышения устойчивости к отказам и расширения функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания, устройство дополнительно содержит треть и четвертую группы нейроподобных элементов первого уровня, вторую, , третью и четвертую группы нейроподоб ных элементов второго уровня, первую и вторую группы нейроподобных элемен тов третьего уровня, причем входы возбуждения нейроподобных элементов первой группы первого уровня подключены к положительным входам первого операнда устройства, входы возбуждения нейроподобных элементов второй группы первого уровня подключены к отрицательным входам первого операнда устройства, входы возбуждения ней роподобных элементов третьей группы первого уровня подключены к положительным входам второго операнда устройства, входы возбуждения нейроподобных элементов четвертой группы первого уровня подключены к отрицательным входам второго операнда уст ройства, выходы возбуждения нейроподобных элементов второй, третьей и четвертой групп первого уровня со динены с. входами возбуждения каждог нейроподобного элемента соответственно второй, третьей и четвертой групп второго уровня, выходы торможения нейроподобных элементов первой, второй, третьей и четвертой групп первого уровня соединены с входами торможения каждого нейроподобного элемента соответственно чет вертой, третьей, второй и первой групп второго уровня, выходы возбуж цения нейроподобных элементов перво и второй групп второго уровня соеди нены с входами возбуждения каждого нейроподобного элемента соответственно первой и второй групп третьего уровня, выходы возбуждения нейроподобных элементов третьей и четвертой групп второго уровня соединены с входами торможения каждого нейроподобного элемента соответственно первой и второй групп третьего уровня, выходы нейроподобных элементов первой группы третьего уровня подключены к положительным выходам результата вычислений устройства, выходы возбуждения нейроподобных элементов второй группы третьего уровня подключены к отрицательным выходам результата вычислений устройства. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждый нейроподобный элемент содержит первую и вторую группы входных буферных регистров, первую и вторую группы входных одновибраторов, кoм ryтaтop входных сигналов, первый и второй сумматоры, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, шифратор, регистр состояния, дешифратор, блок формирователей импульсов, таймер, три триггера, регистр режима, генератор выходных импульсов, два элемента И, счетчик, элемент ИЛИ, генератор случайных чисел, демультиплексор, счетчик реакдий, первую и вторую группы выходных одновибраторов, первую и вторую группы выходных усилителей, первые входы входных буферных регистров первой и второй групп подключены соответственно к группам входов возбуждения и торможения нейроподобного элемента, выходы входных буферных регистров каждой группы через входные одновибраторы одноименной группы соединены с информационными входами коммутатора входных сигналов,, разряды первого и второго выходов- которого подключены к входам первого и второго сумматоров соответственно, выход первого разряда реверсивного счетчика соединен с входом формирователя импульсов, блокирующий вход которого подключен к третьему выходу коммутатора входных сигналов, четвертый и. пятый выходы которого соединены с первым и вторым входами шифратора, выходы с первого по четвертьй которого подключены к соответствуюш11м информационным входам регистра- состояния, выход формирователя импульсов соединен с вторыми входами входных буферных регистров групп и с третьим входом шифратора, пятый, шестой и седьмой выход которого подключены к соответствующим входам блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регистра состояния, второй выход подключен к первому входу сброса таймера и к входу сброса реверсивного счетчика, выходы обнуления и переполнения которого соединены соответственно с четвертьм и пятым входами шифратора и с соответствующими входами сброса и установки первого триггера, второй вход сброса которого подключен к выходу таймера и к шестому входу шифратора, с первого по четвертый выходы регистра состояния соединены с од ноименными входами дешифратора, первый и второй выходы которого подключены к входам разрешения приема вход ных буферных регистров первой и второй групп соответственно и к первому и второму управляющим входам коммутатора входных сигналов, третий управляющий вход которого подключен к одноименному выходу дешифратора, второй, третий и четвертый выходы регистра состояния соединены соответ ственно с седьмым, и девятым входами шифратора, десятый вход кото рого подключен к выходу переполнения счетчика реакций и к пятому входу дешифратора, четвертый выход которого соединен с входом запуска таймера и с одиннадцатым входом шифратора двенадцатый, тринадцатый и четырнад..Датый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам регистра режима, установочные входы которого являются управляющими входами нейроподобного элемента, первый и второй выходы регистра режима соединены соответст- венно с шестым и седьмым входами дешифратора, пятый выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход первого разряда которого соединен с первь м входом второго элемента И, выход которого подключен к входу запуска генератора случайных чисел, к информационному входу демультиплексора и к единичному входу второго триггера, которого соединен с информационным входом третьего триггера, нулевой выход которого подключен к входу блокировки счетчика реакций, выход первого разряда которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера и к входу сброса счетчика, выход переполнейия которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора выходных импульсов подключен к второму входу первого элемента И и входу синхронизации третьего триггера, единичный выход которого подключен к второму входу второго элемента И, единичный выход первого триггера соединен с восьмым входом дешифратора, третий выход блока формирователей импульсов подключен к второму входу сброса таймера и входу сброса счетчика реакций, счетный вход которого соединен с первыми выxoдaмIi выходных усилителей всех групп, выходы информационных разрядов генератора случайных чисел подключены к соответствующим управляющим входам демультиплексора, каждый информационный выход которого соединен с входом одного из выходных одновибраторов в каждой группе, выход каждого выходного одновибратора всех групп подключен к информационному входу и первому входу разрешения соответствующих выходных усилителей групп, третий и четвертый выходы регистра состояния соединены с вторыми входами разрешения выходных усилителей первой и второй групп соответственно, вторые выходы которых подключены соответственно к группам выходов возбуждения и торможения нейроподобного элемента, выходь первого и второго сумматоров подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика .

V

41 15 .

Таблица 4

Изобретение относится к вычислительной технике и представляет собой устойчивое к отказам устройство на нейроподобных элементах. Целью изобретения является повышение устойчивости устройства к отказам и расширение функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания. Цель изобретения достигается введением шести дополнительных групп нейроподобных элементов и организацией структуры устройства в виде трех уровней с перекрестными связями групп первого и второго уровней для передачи сигналов возбуждения и торможения, а также изменением структуры нейроподобного элемента. Устройство осуществляет сложение и вычитание чисел, представленных унарными единичными I кодами. При этом для сложения и вы(Л читания служат раздельные положительные и отрицательные входы групп нейроподобных элементов первого уровня. 1 з.п, ф-лы, 8 ил, 9 табл.

Таблица 5 Примечание, Х- безразличное

Разрешен прием сигналов возбуждения (V) или торможения (Т) в соответствии с режимом работы

Состояние РЗ

Разрешен прием сигналов V

и Т в соответствии с режимом

работы состояние входа. Таблица 6 Код линии 79 |80 I 81 82 001О 0001 100О Входы (линии) 79 80 81 82 61

о 1 о о о 1

о о о о о о 1 о

О

о о о о о о о 1 О 1

1

1

о

X X

о

1

о

о о

X X X X X X

X X

1 1 о о о о о о о о

1 1 о о

о 1

о

1

о

1

1о

оо

X

11

оо

X X X

оо

о о

о1

оо

о1 Продолжение табл.7 ункциональное назначение Состояние GV Разрешена генерация сигналов V Состояние GT Разрешена генерация сигналов Т Состояние R Регенерация (отдых), запрещены прием и генерация сигналов на время, определяемое таймером (состояний) Таблица 8 Выходы (линии) 92 43 86 87 | 88 I 89 Г 90

линии I Режим IНазначение

62 1 63

О X 1 в состоянии Р разрешен прием сиг1 X 2 В состоянияхР и РЗ разрешен прием

1X3 В состояниях Р и РЗ разрешен прием

X О 4 Из состояния GV осуш,ествляется пеX 1 i 5 Из состояния GV осуществляется

1265 7fSO2U

,Таблица9 налов V. В состоянии РЗ разрешен прием сигналов V до переполнения счетчика, затем разрешен прием сигналов Т до обнуления счетчика.

сигналов V,

сигналов V и Т. реход в состояние R.

переход в состояние GT.

да

я

ЛУ

jj

lA

к N к

61

ш

3

-У

я

77

M3J

-л -да

л

да

I

ЗУ

Ci

ЛilL

5

SS

81

96

ев

iff

-

т

Я

Vf#

,

-sd

да

fa

.X №

/tXfxjte

т

OaiJJfut.t

p -

№1принер SSouet

fbiff