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.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей порогового логического элемента за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов.

На чертеже изображен пороговый .Огический элемент на семь входов с весами W,5, , W, 55 , , ..(2, W 1 и порогом А 9.

Пороговьп логический элемент содержит три блока 1i1, 1.2, 1.3 подсчета количества единиц, блок 2 сложения В 3 двоичных чисел и блок

3 формирования порога, шины 4 входных сигналов и выход 5.

Блок 1.1 подсчета количества единиц соединен входами с шинами 4 входных сигналов X,, Xj, X,,,, Х, X,., Х имеющими в двоичном представле)1ии веса W- единицу в первом разряде.Блок 1.2 подсчета количества единиц соединен входами с шинами входных сигналов Х, Х.., Х, имеющими во втором разряде двоичного представления веса W. единицу. Блок 1.3 подсчета количества единиц соединен входами с шинами входных сигналов X,, X,, X,, имеющими в третьем разряде двоичного представления веса W j единицу.

Блок 1.1 содержит полные сумматоры 6 и 7, соединенные входами с входами блока,, а выходами - с соответстсл

о

О)

сл

4 4;

3150

вующими входами сумматора 8, выходы которого являются выходами блока 1.1 и соединены с входами блока 2 сложения чисел.

Блоки 1.2 и 1.3 подсчета количества единиц выполнены в виде полных сумматоров, соединенных выходами с входами блока 2 сложения двоичных чисел.

В общем случае блок подсчета количества единиц содержит Kj столбцов сумматоров (Kj itmj/2-1, где mj - число входов блока), причем для j-ro блока выходы каждого сумматора стол цов от первого до (P-j)-ro соединены с входами одного из сумматоров последующих столбцов, выходы суммы каждого из сумматоров столбцов от (P-J+ +1)-го до Kj-ro соединены с входами одного из сумматоров последующих столбцов, выходы сумматора Kj-ro с столбца и выходы переноса столбцов от (P-j+1)-ro до Kj-ro соединены с выходами блока.

Выходы блоков подсчета количества единиц соединены с входами блока 2 сложения двоичных чисел, вход блока 2 с весг-ом , соединенный с первым вькодом блока 1.1 подсчета количества единиц, соединен с выходом блока 2 и входом блока 3 формирования порога с тем же весом. Входы блока 2, соединенные с выходами бло

ка 1 с весами W 7/ А, соединены с выходами блока 2 и входами блока форР 1 мирования порога 3 с весами 2 А.

В общем случае блок 2 сложения В двоичных чисел, где В - число единичных разрядов в дизъюнкции двоичных представлений весов шин входных сигналов, выполняется в виде С столбцов сумматоров, где С S(B-1), причем выходы суммы сумматоров столбцов от первого до (R-l)-ro, где (A+ + 1) + 1-inin(log.i(A+1),log(m, + 1)) соединены с входами одного из сумматоров последующих столбцов, выходы суммы сумматоров остальных стобцов соединены с входами сумматоров последующих столбцов, выходы сумматора последнего столбца и выходы переноса сумматоров столбцов от R до С-го соединены с выходами блока 2 и входами блока 3 формирования порога с соответствующими весами. Входы переноса сумматоров блока 2 сложения В двоичньк чисегЕ соединены с входными щинами соответствующего веса.

Блок 2 содержит сумматор 9, соединенный входами с выходами блоков 1.1 и 1.2 с весами W , а выходами суммы S и переноса Р - с

соответствующими входами сумматора 10, вторая группа входов которого соединена с выходами блока подсчета количества единиц 1.3. ВЕ.КОДЫ сумматора 10, выход суммы S сумматора 9, выход W 1 блока 1.1 подсчета количества единиц соединен, с входами блока 3 фор -«1рования порога. Выход суммы S , сумматора 9 соединен непосредственно с выходом блока 2 с весом W 2, поскольку у блока 1.3 выход с весом W 2 отсутствует.

Блок 3 формирования порога реализует пороговую функцию с весами входов, равными 2 , и порогом А.

Пусть двоичное предетаачение порога А имеет вид

А :L

d. 2- .

Пусть f 1 5- сЛ g 1 . Входы блока, начиная с е-го и до i-ro, таких, что с( ... ... с{. 1, а o/j, О, соединены с входами элемента И, выход которого, а также входы блока, от (j+1)-ro и до 1-го таких, что а , I j t г - ... О, а 1, соединены с вxoдa IИ элемента ИЛИ, выход которого, а также входы блока, начиная с (1+1)-го и кончая входом с номером t таких, что « ;., « р ,.. 0/ 1 , О соединены с входами элемента И, и так далее до объединения всех остальных входов блока. Если то последним является элемент И, а если , О, то последним является элемент 11ПИ. Выход элемента, с входом которого соединен последний п-й вход блока с весом , является выходом блока.

В случае, когда А 2 (,1, 2...)блок содержит элемент И, соединенный входами с входами блока, начиная с (р+О-го и до п-го. В случае,когда о(( р , ... а(,блок состоит из элемента И, соединенного входами с входами блока от р-го и п-го. В случае А 2 блок выполняется в виде Л1Ш11И связи с его п-го входами на выход, где п - число входов блока.

Для случая А 9 01001 блок 3 формирования nopoi a содержит элемент ШШ 1 1 , соединенньп входами г вхо

515

дами блока с весами W 1, 2, i, а выходом - с входом элемента И 12, второй вход которого соединен с входом блока с весом W 8, а выход - с входом элемента ИЛИ 13, вход которого соединен с входом блока с весом W 16, а выход - с выходом блока и порогового . югическог о элемента 5.

Функционирование предлагаемого порогового логического элемента происходит следующим образом.

Каждый блок 1.J подсчета количества единиц формирует на своих вьгхо- дах двоичнь код числа единиц на входах с учетом их весов, причем i-й разряд формируемого кода имеет вес

2 W. при 2 W,iA, oi-1

при 2- ,

где W - веса разрядов двоичных представлений весов шин входных сигналов, соответствующих да1Н1ому блоку подсчета количества единиц 1, j , j 1, 2...

Коды с выходов блоков 1 подсчета количества единиц поступают на входы блока 2 сложения В двоичных чисел, который осуществляет их суммирование и формирует на своих выходах двоичный код с весами разрядов 1-1

2 при 2 i Л

о Рог, (и1С т - л 2 при 2 А,

п

значение которого равно W Х.

Код с выходов блока 2 поступает на входы блока 3 формирования порогов,

п

если W , А о о выходе

t : 1

формируется единичньй сигнал, в противном случае - нулевой.

Пусть, например, единичные сигналы поданы на входы Х и Х. Это вызывает единичные сиг налы на выходе переноса сумматора 1.3 и выходе переноса сумматора 6 и выходе суммы S сумматора 8 блока 1.1 подсчета количества единиц. Поступая на входы блока 2, сигналы с вькодов блоков 1.1 и 1.3 вызывают единичный сигнал на выходе S сумматора 9 и выходе S сумматора 10, которые соединены с выходами блока 2 и входами блока 3 формирования порога с весами W 2 и W 8 соответственно. При этом единичные сигналы будут на входе и выходе эле

0

5

0

5

5

.46

мента ILIUI 11, обоих входах и выходе элемента И 12, что ш.пылает сдинич- Hhu i сигн;и1 на выходе элемента ИЛИ 13, являющемся В1.п-;одом 5 nopoi onciro ;то- гического элемента.

Таким образом, прс длагаемьй поро- говьй элемент обеспечивает реализацию пороговых функций с произвольными весами входных переменных. Формула изобретения

Пороговьи логически) элемент, содержащий блок фop Пlpoвaния порога, выход которого подключен к шине выходных сигналов, и сумматоры двоичных чисел, которые объединены в блок подсчета количества единиц, входы которого соединены с шинами входных сигналов и содержит К, столбцов сумматоров, входы сумматоров первого столбца подключены к входам блока, выходы каждого из сумматоров i-x столбцов i Р, Р I „ (А+1) подключены к входам суьтматоров последующих столбцов, выходы суммы сумматоров остальных столбцов, при Р - К,, подключены к входам сумматоров последующих столбцов, входы переноса сумматоров подключены к входам блока, а свободные входы разрядов сумматоров - к щинам входных сигналов соответствующего веса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов, сумматоры объединены в блоки подсчета количества единиц и блок сложения двоичных чисел, блок подсчета количества единиц (j 1, 2...) подключен входами к шинам входных сигналов, в двоичном представлении весов KOTOPI.IX в J-M разряде имеется единица, и содержит KJ столбцов сумматоров, выходы каждого из сумматоров столбцов от первого до (P-j)-ro подклю- ченц к входам сумматоров последующих столбцов, а выходы суммы каждого из сумматоров остальных столбцов подключены к входам сумматоров поаае- дувощих столбцов, входы переноса сумматоров столбцов подключены к входам блока, а свободные входы разрядов сумматоров - к шинам входных сигналов соответствующего веса, при (P-J+ +1) Kj выходы переноса сумматоров столбцов от (P-j+1)-ro до Kj-ro

соединены с входами блока формирования порога, выходы блоков подсчета количества единиц с весами W А, соединены с входами блока сло жения двоичных чисел, содержащего С столбцов сумматоров, выходы суммато ров столбцов от первого до (С-1)-го с весами W А соединены с входами сумматоров последующих столбцов, вы

506544

ходы сумматора последнего С-го столбца и выходы сумматоров остальных столбцов с весами соединены с входами блока сложения двоичных чисел, который подключен к входам блока формирования порога, входы которого при наличии шин входных сигна- пов с весами соединены с ука- , ,Q занными шинами.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения различных устройств переработки данных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов. Сумматоры объединены в блоки подсчета количества единиц и блок сложения двоичных чисел. Входы порогового логического элемента, в двоичном представлении веса которого в J -M разряде имеется единица, соединены с J - M блоком подсчета количества единиц. Свободные входы сумматоров блока сложения двоичных чисел соединены с входами соответствующего веса, а выходы сумматоров с весом, большим или равным порогу, и выходы сумматоров последнего столбца соединены с входами блока сложения двоичных чисел, выходы которого соединены с входами блока формирования порога. 1 ил.

Xt Xt X}

«.

4