УСТРОЙСТВО для СТРУКТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯАВТОМАТОВ Советский патент 1972 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известиы устройства для структурного моделирования автоматов, содержащие элементы, выполненные на регистрах памяти и логических схемах, подключенные входами н выходами к каналу связи.

Известные устройства требуют большого числа элементов и большую память программного блока.

Предлагаемое устройство отличается тем, что в пем входная клемма каждого элемента через схему совпадения и регистр входной памяти соединена со входами многофункциональной перестраиваемой схемы, выход которой через регистр выходной памяти и схему совпадения подключен к выходной клемме элемента.

На чертеже приведена блок-схема устройства для структурного моделирования.

Устройство содержит элементы fi-/«, канал связи 2 и программный блок 3. Однотипные элементы У содержат схемы совпадения 4 и 5, регистры входной и выходной памяти б и 7 и многофункциональную перестраиваемую схему 8.

ментов ф, а ориентироваииые ребра изображают связи (соединения) между элементами; каждый элемент набора ф постоянно реализует одну (любую) функцию из набора функций ф /,...,frn.

Заданный автомат моделируется устройством, содержащим п однотипных элементов / (т. е. без избыточности по числу используемых элементов), соединенных между

собой общим каналом связи 2.

Такое соединение элементов / можно представить в виде одномерного «-элементного каскада. Настройка устройства на моделирование

заданного автомата производится с помощью кодов настройки, поступающих на управляющие входы элементов 1 из программного блока 3 и представляющие собой груииы двоичных «-разрядных кодов.

Назначение кодов первой группы состоцт в том, чтобы «воспроизводить в соответствии с графом заданного автомата необходимые соединения между элементами /. За п тактов производится последовательное подключение

выхода каждого элемента / к каналу связи 2. Так в i-oM такте к каналу связи 2 подключается выход i-ro элемента (t l, ...,/i). Одновременно на входы каскада поступает (-ый код из первой группы. В зависимости от

.. . . -.. .- :.- 3 .

вход элемента Ij либо подключается к каналу связи 2, и тогда значение сигнала с рыхода i-oro элемента записывается в регистр входной памяти 6 /-го элемента, либо на этом такте вход /-го элемента не подключается к каналу связи 2. Очевидно, что коды нервой группы представляют собой в совокупности матрицу смежности графа реализуемого автомата. Так как матрица размера /гХ и, следовательно, -разрядные коды могут быть произвольными, то каскад на п элементах может моделировать автомат, заданный произвольным п-вершинным графом, в том числе и полным. Можно показать, что верхняя оценка объема памяти программного блока 3, обеспечивающего воспроизведение на я элементах / произвольного «-вершинного графа степени V или его любого подграфа, составляет

(бит.)

/мак -«1 logs -77+ 1

1

и не может быть улучшена.

Вторая групша кодов состоит из log2| 4| кодов, где М -число функций :в наборе ф. Назначение этих кодов состоит в том, чтобы настраивать каждый элемент И каскада на реализацию одной (любой) функции из ф. При реализации каждого конкретного автомата соответствуюгцие коды второй группы постоянно (не меняясь) присутствуют на управляющих входах многофункциональной перестраиваемой схемь 8 всех элементов / каскада.

Третья группа состоит из Л кодов, где Л - число внещних входов элемента 1 каскада. Назначение кодов третьей группы состоит в том, чтобы в процессе реализации автомата задавать на определенных входах элементов 1 внешние (входные) переменные. Эти коды меняются в процессе реализации автомата в соответствии с изменением входных переменных.

Четвертая группа есть п-разрядный двоичный код. Назначение этого кода в том, чтобы задавать исходное (непротиворечивое) состояние автомата путем перевода регистров выходной памяти 7 элементов / каскада в определенное положение. Этот код однократно подается на соответствующие входы элементов / перед началом реализации автомата.

В пятую группу входит п-разрядный двоичный код. Этот код представляет собой совокупность внешних выходных переменных, которые вырабатываются моделируемым автоматом и значения которых определяются состоянием регистров выходной намяти 7 элементов / каскада.

Устройство, работает следующим образом.

Реализации автомата предшествуют две

операции, вылолняемые на. подготовительном

этапе: путем одпократпой подачи кода (четвертой группы) регистры выходной памяти 7 элементов / переводятся в положения, соответствующие состоянию автомата; путем постоянной подачи кодов (второй грунпы), каждый элемент У пастраивается па реализацгио соответствующей функции из набора ф.

Далее следует п однотипных операций, из которых произвольная г-ая операция (/ 1,...,п) заключается в следующем.

На i-OM такте открывается выход элемента /г, и содержимое регистра выходной памяти 7 элемента /, выдается в канал связи 2. Одновр.еменн.о на все элементь / подается последовательно по разрядам или параллельно i-ый код из группы /. Нри этом открываются входы тех элементов, которые согласно структурной схеме автомата соединены с выходами 1-го элемента. В результате содержимое регистра выходной памяти /-го элемента

переписывается во входные регистры этих элементов. Одновременно значения внешних переменных, поступающих па эти элементы в г-ом такте, фиксируются их регистрами входной памяти. Последняя операция в цикле заключается в том, что iB каждом элементе / значения отработанных функций записываются в регистр выходной памяти элемента. После того Описанный цикл моделирования повторяется.

Предмет изо,бретения

Устройство для структурного моделнрования автоматов, содержащее элементы, выполненные на регистрах памяти и логических схемах, подключенные входами и выходами к каналу связи, отличающееся тем, что, с целью сокращения оборудования, в нем входная клемма каждого элемента через схему совпадения и регистр входной памяти соединена со входами многофункциональной перестраиваемой схемы, выход которой через регистр выходной памяти и схему совпадения подключен к выходной клемме элемента.