Табличный преобразователь кодов Советский патент 1991 года по МПК H03M7/00 H03M13/00 

4/J-f) 5(J-i)

Изобретение относится к вычислительной технике, касается усовершенствования устройства по авт. ев. № 1524182 и может быть использовано в системах обработки информации.

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя за счет исправления ошибок во входных кодовых комбинациях.

На чертеже приведена функциональная схема преобразователя.

Преобразователь содержит К элементов НЕ 1 для непрерывных сигналов (К - число выходных логических пере- менных), М групп 2 по К диодов (М - число слов входного кода), матрицу 3 трансформаторов постоянного тока размерностью M-J (J-1 - число входных логических переменных), (М-Н) и (М+2)-ю группы 4, 5 по J диодов, ключ 6, резисторы 7, блоки 8 отрицательного сопротивления, первый и второй источники 9, 10 постоянного напряжения . На чертеже обозначены также пер- вые и вторые выводы 11, 12 преобразователя, выводы 13 матрицы 3 и управ™ ляющий вход 14.

Элементы 1 и трансформаторы 3 такие же, как в прототипе.

В основе работы преобразователя лежит следующее.

Обозначим Ј Х| - потенциал на выводе 11.k (,K) преобразователя; Y j - потенциал на выводе ( 3) вторичны обмоток j-ro столбца матрицы 3 трансформаторов U - напряжение второго источника 10 постоянного напряжения; и потенциал, соответствующий логической 1 (потенциал, соответствующий логическому равен нулю и присутствует на общей шине); U - напряжение первого источника 9 постоянного напряжения, причем

(1)

,(2)

Wn - потенциал на выводе 12.п (,Й) преобразователя9 причем n j-1;(3)

N J-1}(4)

rj - сопротивление резистора 7.j; (-R) - сопротивление блока 8.J отрицательного сопротивления X,Y,W - векторы потенциалов %jYj ,Wa

соответственно.

Вектор Y, присутствующий в таблице истинности, реализуемой преобразователем;, будем называть разрешенным, а отсутствующий - неразрешенным.

0

0

5

0

5

В основном изобретении показано, что преобразователь кодов преобразует двоичный вектор X, поданный на выводы 11 j в двоичный код Y, возникающий на выводах 13 (режим прямого преобразования), или преобразует двоичный код Y, поданный на выводы 13, в двоичный код X, возникающей на выводах 11 (режим обратного преобразования) . Необходимым для этого условием является правильность таблицы истинности и соблюдение равенства

.(5)

В рассматриваемом преобразователе условие (5) выполняется всегда, так как вывод 13.1 подключен к источнику 10 напряжения.

Далее рассматривается только ражим обратного преобразования, когда двоичный вектор W подается из выводы 12.

Кроме того, будем пола-ить, что выход 11 преобразователя соединен со схемой,, имеющей большое сопротивление, т.е. величиной, обратной этому сопротивлению, можно пренебречь.

Итак, на вывод 12 подаются потен1ЩЗЛЫ

wn(o, и), (6)

а на его выводе 11 токи равны нулю.

Преобразователь представляет собой электрическую цепь,, содержащую только сопротивления, диоды, источники постоянного напряжения и трансформаторы постоянного тока. В таких электрических цепях минимизируется величина мощности тепловых потерь

, -Yj)«/rj4Yj-|uWR min(7)

при ограничениях, которые накладываются диодами и трансформаторами на потенциалы Yj этой цепи. Благодаря наличию диодов 4.j и 5.

0ЈYjЈU.(8)

.Вид зависимости между величинами Y:, определяемой трансформаторами и другими диодами, в дальнейшем не потребуется и поэтому здесь не исследуется „ I

Преобразователь функционирует следующим образом,

На вывод 12 подается вектор W, удовлетворяющий условию (6). На управляющий вход 14 подается управляющий потенциал Ср. который в первый период времени (t,) равен 0,. а во зтсрой период (t) равен U. В соответствии с этим цикл работы устройства состоит из двух фаз: в первой фазе длительностью t с момента прихода входного вектора W ключ 6 разомкнут, а зо второй фазе длительностью t ключ 6 замкнут.

Пока ключ 6 разомкнут, сопротивления блоков 8 выключены из схемы. При этомэ как следует из (7), тепловые

потери

J

)2/ri

(9)

Рассмотрим теперь случай, когда на вывод 12 преобразователя подается вектор W, для,которого не существует разрешенного кода Y, отвечающего условию (10). При этом в первой фазе по-прежнему минимизируется величина (9). Однако она не может обратиться в нуль, так как не существует вектора Y, удовлетворяющего условию (10). Таким образом, компоненты вектора Y в начальный момент

J -2.

Минимум (нуль) этой величины дости-is второй фазы примут значения Y , удовлетворяющие условию (8), но не удов- летворяющие, вообще говоря, условию (12).

гается при

(Ю)

Wj., Yj, ,J.

Если вектор Y, отвечающий этому условию, является разрешенным, то это условие может быть реализовано в электрической цепк преобразователя, т.е. отвечает указанным выше ограничениям. Поэтому оно реализуется практически, так как отвечает принципу минимума величины (9).

Во второй фазе при открытом ключе 6 тепловые потери вычисляются по (7) и в начальный момент второй фазы определяются как ,.

Q )2

(YJ- |lJ)2/R, (11)

где Y. - значения Y; в начальный моJ

J

мент второй фазы, удовлетворяющие условию (8). Из (6) и (10) следует, что

YJ(0, U), ,J. (12) В течение второй фазы Y могут изменяться так, чтобы величина (7) уменьшалась.

Сопротивления г. и R в устройстве выбираются таким образом, чтобы

R «г

Г

(13)

Поэтому, анализируя (7), достаточно рассматривать второй член формулы (7). Следовательно, О уменьшается, если

Yj увеличивается при ,

i

Yj уменьшается при

(14)

Y-0 J

Однако YJ удовлетворяют условию (8). Следовательно, во второй фаСледовательно, в преобразователе 50 устанавливается такой разрешенный код Y, который является ближайшим к поданному на его вывод 12 коду W В частности, если существует код

зе они не изменяются, если в первой фазе имели величины (12). Таким образом, если на вывод 12 преобразова- 55 tiyiie (1) то устанавливается именно

Y, совпадающий с кодом W по фортеля подается разрешенный вектор W , которому по формуле (Ю) соответству Y,

ет разрешен или вектор Y, то преоб- разов атель вычисляет вектор X точэтот код Y . Если же не существует такого кода Y, то устанавливается тот из разрешенных кодов Y, для которого величина

,

10

но так же, как и преобразователь кодов по основному изобретению.

Рассмотрим теперь случай, когда на вывод 12 преобразователя подается вектор W, для,которого не существует разрешенного кода Y, отвечающего условию (10). При этом в первой фазе по-прежнему минимизируется величина (9). Однако она не может обратиться в нуль, так как не существует вектора Y, удовлетворяющего условию (10). Таким образом, компоненты вектора Y в начальный момент

и-is второй фазы примут значения Y , удов

о

6 летворяющие условию (8), но не удов- летворяющие, вообще говоря, условию (12).

По-прежнему, во второй фазе Y мо- 20 гут изменяться так, чтобы величина (7) уменьшалась. При этом из (13) следует, что Y;

25

(15)

(16)

35

увеличивается при ,

уменьшается при

v

Случаем точного равенства

Y(.U/2

можно пренебречь, поскольку такое состояние является неустойчивым. Та- 30 ким образом, из (15) и (8) следует, что во второй фазе величины Y принимают значения:

Yj(0, U), ,J. (17)

Эти значения принадлежат некоторому разрешенному вектору Y, поскольку двоичный вектор Y в преобразователе может быть только разрешенным - в противном случае не соблюдалось бы условие (5).

Итак, во второй фазе вектор Y принимает одно из разрешенных значений и при этом минимизируется величина (7). Эту величину можно считать критерием близости векторов Y и W, 45 поскольку для двоичных кодов Y, т.е. для кодов с компонентами (17), второй член формулы (7) является константой RU2/4 и не зависит от Y.

Следовательно, в преобразователе 50 устанавливается такой разрешенный код Y, который является ближайшим к поданному на его вывод 12 коду W. В частности, если существует код

40

55 tiyiie (1) то устанавливается именно

Y, совпадающий с кодом W по форtiyiie (1) то устанавливается именно

этот код Y . Если же не существует такого кода Y, то устанавливается тот из разрешенных кодов Y, для которого величина

Q JL(WH -Y;)/r; j-2. JJ

(18)

минимальна. Величины г могут рассматриваться как весовые коэффициенты в критерии близости (18). Выбирая г,« определенным образом, можно придавать различный смысл величине Q .

На выводе 11 преобразователя возникает вектор X, соответствующий по таблице истинности найденному век тору Y.

Итак, если преобразователь построен по правильной таблице истинности, реализующей зависимость

(Y),

а на его вывод 12 подается двоичный код W , то на его выводе 11 формируется двоичный код

(Y ),

где Y - разрешенный двоичный кодя ближайший к W по критерию (18). Следовательно, преобразователь вырабатывает двоичный код на выводе 11 и в том случае, когда на его вывод 1 поступил двоичный код, содержащий ошибки,, а его реакция на поступивший ошибочный входной код совпадает с реакцией на правильный входной код, ближайший к поступившему. Формула изобретения

Табличный преобразователь кодов по авт. св. № 1524182, о т л и

«0

5

15

20

25

30

чающийс я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя путем исправления ошибок во входных кодовых комбинациях, в преобразователь введены ключ, блоки отрицательного сопротивления, резисторы, (М+1)-я и (М+2)-я группы по J-1 диодов и первый и второй источники постоянного напряжения, выход второго источника постоянного напряжения подключен к первым выводам всех диодов (М+1)й группы и первому выводу второй обмотки первого трансформато- ра первой строки матрицы, выход первого источника постоянного напряжения соединен с информационным входом ключа, управляющий вход которого является управляющим входом преобразователя, выход ключа соединен с первыми выводами первого (J-l)-ro блоков отрицательного сопротивления, второй вывод каждого из которых объединен с первыми выподАмк одноименных резистора и диода (М+2)-й группы и вторым выводом одноименного диода (М-Н)-й группы и подключен к первому выводу вторичной обмотки соответственно второго J-го трансформатора первой строки матрицы. вторые выводы всех диодов (М+2)-й группы подключены к обшей шине, вторые выводы первого (J-l)-ro резисторов являются вторыми выводами преобразователя,

Изобретение относится к вычислительной технике, является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1524182 и м.б. использовано в системах обработки информации. Цель - повышение надежности преобразователя за счет исправления ошибок во входных кодовых комбинациях. Преобразователь содержит элементы НЕ 1 для непрерывных сигналов, группы 2 диодов и матрицу 3 трансформаторов. Благодаря введению групп 4,5 диодов, ключа 6, резисторов 7, блоков 8 отрицательного сопротивления и источников 9,10 постоянного напряжения при подаче на выводы 12 запрещенной кодовой комбинации на выводах 11 формируется ближайшая разрешенная кодовая к омби нация. 1 ил.о