ОДНОРОДНАЯ СТРУКТУРА Советский патент 1973 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для реализации различных логических и вычислительных функций.

Известны однородные структуры, содержащие одноразрядные регистры сдвига, соединенные в замкнутый двумерный регистр сдвига, триггеры с раздельными входами и различные функциональные элементы.

Однако известные однородные структуры состоят из относительно сложных функциональных элементов, а реализация в этих структурах различных функций всегда связана с избыточностью по числу используемых функциональных элементов.

Целью изобретения является упрощение однородной структуры, которое позволяет выполнять различные функции с существенно меньшей избыточностью или даже без избыточности.

Для этого в однородную структуру введены двухвходовые многофункциональные логические элементы, выход каждого одноразрядного регистра сдвига соединен с одним из входов соответствующего двухвходового многофункционального логического элемента, другой вход которого подключен к одному из выходов триггера, а выход многофункционального догического элемента соединен через члементы совпадения со входами соответствующего триггера и одноразрядного регистра сдвига. Изобретение пояснено чертежами. На фиг. 1 приведена схема однородной структуры, условно представленной в виде двух массивов памяти А и У емкостью п двоичных знаков каждый (в данном случае ); на фиг. 2 - схема функционального элемента однородной структуры.

Массив У представляет собой замкнутый п-разрядный регистр сдвига, содержимое которого (переменные г/;,...., г/п) в каждом такте работы устройства сдвигается на один шаг в одном из четырех направлений. Массив

X составляют обособленные (не соединенные между собой непосредственно) триггеры с раздельными входами, в которых хранятся переменные х,..., хп. Одноразрядный регистр 1, содержащий у,, и триггер 2, содержащий

Xi (,...,n), входят в состав функционального элемента однородной структуры (см. фиг. 2). Функциональный элемент содержит также перестраиваемый многофункциональный логический элемент 3, способный реализовать набор ф ;/i,...., fm логических функций двух переменных Хг и yi, которые поступают на его входы из регистра I и триггера 2. Среди функций набора ф имеются функции повторения переменных xi и г/,-. Требуемая функция f}{x, у) (i,.. ., т) из набора ф выполняется при поступлении на входы 4 определенного двоичного кода настройки. Выход элемента 3 через элементы совпадения 5 подключен ко входам триггера 2, а также через элемент 6 «ИЛИ и инвертор 7 подключен ко входу одноразрядного регистра 1. Соединения между одноразрядными регистрами в массиве памяти У осуществляются при помощи входных полюсов 8, 9 10 и 11, коммутируемых соответствующими элементами 5, и выходных полюсов 12, 13, 14 и 15. Результат функции fi, отработанной в элементы 3, переписывается в регистр 1 или в триггер 2 в зависимости от значений сигналов на входах 16 и 17. Перепись содержимого одного триггера в другой в каждом одноразрядном регистре производится при одновременной подаче единичного сигнала на входы 18 всех регистров.

Однородная структура работает следующим образом.

Подлежащие обработке данные (переменные г/ь .. ., УП) каким-либо образом записываются в массив У. Над этими переменными требуется выполнить нужные логические функции, а также вычислительные операции, если хотя бы часть переменных является разрядами обрабатываемых чисел. В общем случае логические переменные и разряды чисел перед обработкой могут произвольным образом располагаться в массиве У. Далее производится перепись содержимого У в массив X. Для этого элементы 3 настраивают на реализацию функции повторен1ия У, и единичный сигнал подается на вход 16. В процессе обработки массив переменных У в каждом такте сдвигается относительно массива X на один щаг в направлении, определяемом сигналом, подаваемым в этом такте на управляющий вхоц элемента 5, коммутирующего какой-либо входной полюс функционального элемента. В результате перемещения массива У относительно массива X любая переменная из (t/i,... ,Уп) может быть «сведена в одном функциональном элементе с любой переменной из

(Xi,...,Xn) и логический элемент 3 этого элемента может реализовать требуемую функцию этих переменных. Полученный результат может быть переписан как в массив У, так и в массив А и в дальнейщем рассматривается как

новая переменная У или X, которая в определенном функциональном элементе «сводится с другим полученным ранее результатом и выполняется требуемая функция между ними. Легко показать, что в описанной однородной

структуре можно получить г любых функций п переменных (первоначально записанных в У) лз числа 2 возможных. Время же реализации каждой конкретной задачи определяется самой задачей, принятым порядком размещения переменных в У и А перед началом работы, а также траекторией сдвигов У относительно X.

Предмет изобретения

Однородная структура, содержащая одноразрядные регистры сдвига, соединенные з замкнутый двумерный регистр сдвига, триггеры с раздельными входами и элементы совпадения, отличающаяся тем, что, с целью упрощения однородной структуры, она содержит двухвходовые многофункциональные логические элементы, выход каждого одноразрядного регистра сдвига соединен с одним из входов

соответствующего двухвходового многофункциовального логического элемента, другой вход которого подключен к одному из выходов триггера, а выход многофункционального логического элемента соединен через элементы

совпадения со входами соответствующего триггера и одноразрядного регистра сдвига.

.,.A.

Ч Д A/ft A

Д-у np -l---Д . ---«.-v.(

/ --Г ..;

Н у Уч / У7 Ув Г-

/-Тт//-Г/У у У /

/ y,s А -f/-t/ V

/г,//./..7s

;У /X,f/

Фие. 1

Фиг. г