Пороговый логический элемент Советский патент 1989 года по МПК H03K19/23 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения различных устройств переработки дискретной информации.

Цель изобретения - расширение функциональных возмогкностей порогового логического . -емента за счет обеспечения реализации пороговых функций с любым порогом и любыми весами входных переменных.

На чертеже изобршхен пороговый логический элемент на семь входов с весами и, 1, , , , S , и порогом А 13,

Цороговый ло1 ический элемент содержит (А+1)4 блоков 1.1 - 1,4 сложения по модулю два и пороговый блок 2, которые соединеюа последовательно, входы 3 и выход 4. Пороговый блок содержит элемент ИЛИ 5, элемент И 6 и элемент ИЛИ 7. Блоки сложения выполнены на сумматорах 8-.16.

Поскольку двоичные представления весов входов порогового элемента равны , (, , и/ 0101, u), , u)-, 1001, то с входами блока 1.1 сложения по модулю два соедине1гы входы X,., X ., Х, X,, X , с входами блока 1,2 сложения ло модулю два - выходы тереНо со ю

Од

со

са сумматоров блока 1.1 и входы л., Xj, Х, с входами блока 1,3 сложения но модулю два - выходы переноса сумматоров блока 1.2 сложения по модулю два и входы Хз,Хд,Х,Х, с входами .блока 1,4 сложения по модулю два - выходы переноса сумматоров блока 1.3 и вход Х. Выходы переноса сумматоров блока 1.4 сложения по модулю два, а также вспомогательные выходы блоков 1.1-1.4 (выходы суммы сумматоров 9, 11, 14 и 16 соответственно) соединены с входами порогового блока с соответствующим весом. Выходы вспомогательные блоков 1.1- 1.4 имеют веса 1,2,4 и 8, а выходы переноса сумматоров блока 1.4 - веса 16. Указанные выходы соединяются с входами порогового блока 2 с весами 1,2,4,8,16 и 32 соответственно.

Каждый блок сложения по модулю два в общем случае выполняется в виде групп сумматоров, причем входы сумматоров первой группы соединены с входами блока, входы сумматоров остальных групп соединены с выходами суммы сумматоров предыдущих групп или с выходами суммы сумматоров превходом с номером t, такие, что (/., , зс/,0, соединены с входами элемента И и так далее до объединения всех входов порогового блока 2. Если о(, последним является элемент И, если о(, последним является элемент 1ШИ, выход которого является выходом блока 2. При

10 блок формирования выполняется в виде ЭJleмeнтa ИЛИ, соединенного входами с входами с весами Ij(}f2, При o(, o/j. .,.,0, а o((...« о у 1 пороговый блок 2 выполняется

15 в виде элемента И, соединенного входами с входами блока с весами (t)f, т.е. от Р до и-го. При Л 2 иоро- говый блок выполняется в виде линии связи с его и-го входа на выход.

20

Элемент работает следующим образом.

Каждый блок сложения по модулю два при подаче на его входы m еди- 25 ничных логических сигналов формирует на своих выходах переноса сумматоров ровно единичных логических .сигналов, а на вспомогательном

выходе-выходе суммы сумматора послед- дыдущих групп и входами блока. Число 30 й группы - единичный логический групп сумматоров может быть от сигнал, если (m)raod2 1 и нулевой сиг- (1-1) Jlog.jl, где 1 - число входов блока сложения по модулю два. При наличии у порогового логического элемента входов с весом большим или равным порогу Л соответствующие входы соединяются непосредственно с входами блока 2 с последующими венал, если (m). В результате на вспомогательных выходах блоков 1. i сложения по модулю два формируется

п р 35 двоичный код числа XW:X-)mod2 , а

U

на выходах переноса cyt-n aTOpoB блоп р

„1,ка 1 . Р формируется W. Х;/2 едисами Z ,;.,

Пороговый блок 2 реализует. noporo- Q ничных логических сигналов, сигналы вую функцию с весами входов 2 и по- с выходов блоков 1 сложения по моду- рогом А, Он может быть выполнен на элементах И, ИЛИ следующим образом.

лю два поступают на входы блока 2.

п Если jXj -A, то на входы порогоПусть двоичное представление порога А равно

,2-,

in

где ,2,,„.,0.

Пусть at, oi. . . р., 0, а с/(1, Входы порогового блока, начиная с

1-го и до j-ro, такие, что

...e(, а ,0, соединены с входами элемента И, выход которого, а также входы блока 2, начиная с 4j + 1)-ro и до i-ro, такие, что d- е..,. . о(.0, а о(;ц 1, соединены с входами элемента IL Di, выход которого, а также входь порогового блока 2, начиная с ()-ro и кончая

входом с номером t, такие, что (/., , зс/,0, соединены с входами элемента И и так далее до объединения всех входов порогового блока 2. Если о(, последним является элемент И, если о(, последним является элемент 1ШИ, выход которого является выходом блока 2. При

0 блок формирования выполняется в виде ЭJleмeнтa ИЛИ, соединенного входами с входами с весами Ij(}f2, При o(, o/j. .,.,0, а o((...« о у 1 пороговый блок 2 выполняется

5 в виде элемента И, соединенного входами с входами блока с весами (t)f, т.е. от Р до и-го. При Л 2 иоро- говый блок выполняется в виде линии связи с его и-го входа на выход.

0

Элемент работает следующим образом.

Каждый блок сложения по модулю два при подаче на его входы m еди- 5 ничных логических сигналов формирует на своих выходах переноса сумматоров ровно единичных логических .сигналов, а на вспомогательном

выходе-выходе суммы сумматора послед- й группы - единичный логический сигнал, если (m)raod2 1 и нулевой сиг-

нал, если (m). В результате на вспомогательных выходах блоков 1. i сложения по модулю два формируется

п р двоичный код числа XW:X-)mod2 , а

U

ничных логических сигналов, сигналы с выходов блоков 1 сложения по моду-

лю два поступают на входы блока 2.

п Если jXj -A, то на входы порогового блока 2 поступает код числа,

большего или равного А, если

i

t X , 1 I

, то на входы порогового Ьлока 2 поступает код числа, меньшего А, в первом случае на выходе блока присутствует единичный сигнал, а во втором - нулевой.

Пусть единичные логические сигналы поданы на входы Х и X-j порогового

логического элемента. При этом п

t«,X, 147A.

При этом единичные логические сигналы находятся на выходе переноса

сумматора 8 блока 1.1, выходе суммы сумматора 11 блока 1,2, выходах сумм

сумматоров 12 и 14 блока 1,3 и выходах суммы сумматоров 15 и 16 блока 1.4. Указанные единичные логические сигналы поступают на входы порогового блока 2, при этом единичный логический сигнал устанавливается на выходе элемента Ш1Н 5, всех входах и выходе элемента И 6 и выходе элемента ИЛИ 7, являющемся выходом 4 порогового Логического элемента.

Таким образом, единичный логический сигнал всегда имеет место на выходе

та,

порогового логического элеменпесли Т . { Л.

i«l

Предлагаемый пороговый логический элемент позволяет реализовать порого- вые функции с любыми весами входных переменных и любым значением порога А.

Формула изобретения

Пороговый логический элемент, содержащий пороговый блок и блоки сложения по модулю два, входы каждого из которых, кроме первого, соединены с выходами предыдущего блока сложения по модулю два, входы первого блока сложения по модулю два соединены с входами порогового логического эле0

5

5

0

отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций любым порогом и любыми весами входных переменных, входы первого блока сложения по модулю два соединены с входами порогового логичес- кого элемента, в двоичном представлении весов которых в первом разряде имеется единица, а значение веса меньше порога, дополнительные входы i-ro блока сложения по модулю два соединены с входами порогового логического элемента, в двоичном представлении весов которых в i-м разряде имеется единица, а значение веса меньше порога, при наличии входов с весом, большим или равным порогу. Они соединены с дополнительными входами порогового блока, причем пороговый блок выполнен в виде последовательно соединенных элементов ИЛИ и И, первый элемент 11Ш1 соединен выходом с выходом блока, а входами - с его входами с весом, большим или равным порогу, и выходом первого элемента И, входы j-ro элемента И (j 1,2,...,п) соединены с j-й группой входов порогового блока, соответствующих j-й группе единичных разрядов в двоичном представлении порога, считая со старшего разряда, и выходом (j+1)-ro элемента ИЛИ, входы р-го элемента

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для построения устройств обработки дискретной информации в качестве порогового логического элемента. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения пороговых функций с любым порогом и любыми весами входных переменных. Для реализации весов входов, отличных от единицы, входы первого блока сложения по модулю два соединены с входами порогового логического элемента, в двоичном представлении весов входов которых имеется единица в первом разряде, дополнительные входы I-го блока сложения по модулю два соединены с входами порогового логического элемента, в двоичных представлениях веса которых имеется единица в I =м разряде, а пороговый блок выполнен на элементах ИЛИ и И. Первый элемент ИЛИ выходом соединен с выходом порогового элемента, а входами - с его входами, имеющими вес, равный или больший порога, и выходом первого элемента И, входы J -го элемента И соединены с J -й группой входов порогового блока, соответствующих J -й группе единичных разрядов в двоичном представлении порога. 1 ил.

мента, а выходы последнего блока ело- 35 соединены с группой входов

порогового блока, соответствующей f-и группе нулевых разрядов в двоич ном представлении порога, считая со старшего разряда, и выходом (р+1)-г 40 элемента И.

жения по модулю два и вспомогательные выходы блоков сложения по модулю два соединены с входами порогового блока, выход которого является выходом порогового логического элемента.

35 соединены с группой входов

порогового блока, соответствующей f-и группе нулевых разрядов в двоич- ном представлении порога, считая со старшего разряда, и выходом (р+1)-го 40 элемента И.