В П Т Б ЧП r^f'n'^f'nTrii т bnOiiiiPiyi Советский патент 1973 года по МПК G06F7/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для использования в качестве функционального элемента комму1Ирующих сред однородных вычислительных структур.

Известны однородные структуры, в которых для коммутации связей между решающими блоками используются коммутирующие среды с ячейками, выполненными на триггерах, схемах «И и «И--НЕ.

Однако известные коммутирующие среды недостаточно эффективны и надежны.

Целью изобретения является повышение эффективности коммутирующей среды и ее надежности.

Для этого выход входной схемы «И-НЕ каждого из блоков ввода-вывода соединен со входами входных схем «И-НЕ других блоков ввода-вывода и со входом первой выходной схемы «И-НЕ, выходы которой соединены с выходными шинами ячейки, в каждом блоке ввода-вывода входная шина соединена со входами входной схемы «И-НЕ и схемы «И-НЕ; автоконтроля, второй вход которой соединен с общей шиной опроса, а выход через схему «И соединен с нулевым входом триггера, единичный выход триггера соединен со входами входной схемы «И-НЕ и схемы «И-НЕ направления коммутации, входы которой соединены с нулевым выходом триггера

смежной ячейки и с выходом второй выходной схемы «И-НЕ данной ячейки, входы схемы «И-НЕ записи соединены с общей шиной записи, выходом входной схемы «И-

НЕ и выходом схемы «И-НЕ направления коммутации, а выход соединен со входом схемы «И, входы второй выходной схемы «И-НЕ ячейки соединены с выходами схем «И-НЕ направления коммутации смежных

ячеек, соединенными также со входами третьей схемы «И-НЕ ячейки, вход которой соединен с общей шиной возбуждения, а выход соединен с выходной схемой «И ячейки, второй вход выходной схемы «И ячейки соединен с общей шиной установки среды в исходное состояние, а выход соединен с единичным входом триггера каждого блока ввода-вывода. Это позволяет повысить эффективность коммутирующей среды Н ее надежность за счет

автоматической установки кратчайших каналов связи между вершиной - источником и вершинами - приемниками среды с обходом неисправных ячеек и их локализацией. На чертеже приведена схема ячейки. ;

Ячейка коммутирующей среды содержит блоки ввода-вывода 1, каждый из которых содержит, в свою очередь, входную схему «И-НЕ 2 и схему «И-НЕ 3 автоконтроля со входной шиной 4, схему «И-НЕ 5 направления коммутации, схему «И-НЕ 6

записи, схему «И 7, триггер 8 с нулевым выходом 9; схема «И-НЕ 5 направления коммутации имеет вход 10 с нулевого выхода триггера соответствующей смежной ячейки и выход 11. Входы блоков ввода-вывода соединены с общими шинами 12, 13, 14 опроса, записи и сброса на нуль соответственно. Ячейка среды содержит также выходные схемы «И-НЕ 15 и 16 со входами 17, соединенными с выходами схем «И-НЕ направления коммутации смежных ячеек, выходную схему «И-НЕ 18, выходную схему «И 19, соединенную с общей щиной 20 установки среды в исходное состояние, выходы 21. Вход выходной схемы «И-НЕ 16 соединен с общей щинрй возбуждения 22.

Работа ячейки основана на волновом принципе поиска кратчайшего направления передачи информации. Это направление выбирается путем автоматического подключения ячеек к той из входных щин 4, на которой раньше всех появился потенциал поиска. При одновременном появлении указанного потенциала на нескольких входных шинах ячейки, последняя подключается к одной из шин и выдает потенциал поиска на все выходы 21.

В исходном состоянии триггеры 8 всех ячеек среды установлены в единичные состояния, поэтому среда в исходном состоянии - проводящая.

Пусть необходимо образовать каналы связи между вершиной-источником , где Р - множество вершин-источников среды, и вершинами-приемниками

( (71. 2. - (/к) Qp, ,

где Q - множество вершин-приемников среды. Вершине р задается признак источника сигнала путем подключения ее входной шины 4 к источнику напряжения с потенциалом фр относительно обшей шины среды. При этом в среде начинает распространяться сферическая волна потенциала поиска, центр которой находится в вершине р.

Вершинам Qp задаются признаки приемников сигнала путем подключения их соответствующих входов к источнику напряжения с потенциалом фд относительно общей шины среды.

Пусть волна потенциала поиска достигла рассматриваемой ячейки по двум входным шинам 4. Поскольку в исходном состоянии среда проводящая, то каждая из соответствующих входных схем «И-НЕ 2 имеет разрешение на прием потенциала поиска.

Схемы «И-НЕ 2 через обратные связи (по получении потенциалапоиска) образуют триггер с двумя устойчивыми состояниями. В результате узел вырабатывает решение, описываемое выражением.

(2j(/),A 5(г,, у), У 1,2,

где у - текущая ячейка среды, принадлежащая множеству ячеек Y;

2i - ячейка среды, принадлежащее множеству ячеек Z;

S(z, у)-функция тока, втекающего со стороны ячейки 2 в ячейку у; п - число входов ячейки.

Существование функции тока со стороны ячейки гь i, 2, .... п, в ячейку у определяется совпадением наличия потенциала поиска со стороны рассматриваемой ячейки и отсутствия его в ячейке у, то есть

S(zi, y) ((y).

Рещения ячейки образуют множества возможных решений его в данной ситуации

R(y) : 4

образующих полную группу несовместных событий.

Пусть потенциал поиска принимается /С-ой схемой «И-НЕ 2. При этом его инвертированное значение прикладывается ко всем остальным входным схемам «И-НЕ 2 данной ячейки, блокируя все ее входы, кроме /С-го, и

к выходной схеме «И-НЕ 18. Проинвертированный схемой «И-НЕ 18 потенциал поиска вновь в виде логической единицы распространяется в среду по выходам 21. Таким образом, формируется дерево каналов связи с несливающимися ветвями. Поэтому оно имеет единственные каналы - стволы дерева, соединяющие верщину-источник р и вершины-приемники Qp. Следующим этапом является запись образованного дерева каналов в собственную намять ячеек. Для этого по шинам 13 на схемы «И-НЕ 6 записи дерева подается единичный импульс. Вторые входы схем «И-НЕ 6 соединены с выходами соответствующих входных

схем «И-НЕ 2. Так как нулевой потенциал удерживается лишь на выходе схемы 2, принимающей потенциал поиска, то только одна из схем 6, не среагировав на команду записи, оставляет триггер 8 в единичном состоянии.

Остальные схемы «И-НЕ 6, приняв команду записи ее инверсией через соответствующие схемы «И 7 устанавливают триггеры 8 в нулевые состояния. Для выделения стволов дерева каналов с

вершин-приемников Qp по соответствующим выходам 9 крайних ячеек в среду посылаются нулевые потенциалы выделения стволов. Инвертируясь выходной схемой «И-НЕ 15 рассматриваемой ячейки, потенциал выделения данного ствола, в виде единичного потенциала прикладывается ко входам схем «И-НЕ 5. Другие их входы соединены с единичными выходами одноименных триггеров 8 данной ячейки и по входам 10 - с нулевыми выходами триггеров смежных ячеек.

Совпадение единичных нотенциалов на выходах указанных триггеров определяет направление приема потенциала поиска. В данном случае совпадение единичных потенциалов имеет место лишь на входах /С-ой схемы

«И-НЕ 5. На выходе ее устанавливается нулевой потенциал, который, направляясь через выход 11 к смежной ячейке, является командой запрета. Для данной ячейки такой командой является нулевой потенциал, пришедший по одному из входов 17 со стороны смежных ячеек или из вершины-приемника. Так по всем стволам формируются нулевые потенциалы запрета изменения состояний их ячеек. Принимается этот сигнал схемой «И-НЕ 16, включенной параллельно схеме «И-НЕ 15.

По окончании переходных процессов производится восстановление проводящего состояния среды. Для этого по шинам возбуждения 22 всех ячеек подается единичный импульс. Схемы «И-НЕ 16 ячеек, не принадлежащих стволам дерева, имеют на входах совпадение единичных потенциалов и, инвертируя их, через схемы «И 19 вновь устанавливают триггеры 8 в единичные состояния. Состояния узлов, принадлежащих стволам дерева каналов, остаются неизменными.

С целью предотвращения порождения в среде ложного потенциала поиска за счет неисправных элементов, в ячейку введены схемы «И-НЕ 3 автоконтроля. Контроль среды осуществляется после установки ее в проводящее состояние нулевым потенциалом, подаваемым по шине 20 на все ячейки одновременно, подачей двух команд. Подачей нулевого потенциала по шинам 14 блокируются все входы ячеек, а подачей единичного потенциала по шинам 12 опрашиваются схемы «И- НЕ 3 автоконтроля. Вторые входы указанных схем соединены со входными шинами 4.

Поэтому, если смежная ячейка генерирует ложный потенциал поиска, то совпадение единичных потенциалов на входах данной схемы автоконтроля порождает па ее выходе нулевой потенциал, устанавливающий через схему «И 7 триггер 8 данного блока ввода-вывода в нулевое состояние. Соответствующий триггер 8 сигналом с единишого выхода блокирует входную схему «И-НЕ 2 и схему «И- НЕ 5 направления коммутации.

Таким образом, от источника ложного потенциала поиска среда изолируется блокировкой входов смежных ячеек.

В процессе образования дерева каналов устанавливаются два дерева встречных каналов. «Верхнее дерево, состоящее из элементов передачи потенциала поиска, представляет собой расходящееся от верщины р дерево каналов связи. «Нижнее дерево, состоящее из элементов передачи потенциала выделения, представляет собой дерево каналов связи, сходящихся на вершине р.

«Верхнее дерево может быть использовано для передачи приращений решающих блоков из вершины р вершинам Qp. «Нижнее дерево может быть использовано для передачи масштабных коэффициентов из вершин Qp вершине р.

Предмет изобретения

Ячейка коммутирующей среды, содержащая блоки ввода-вывода, каждый из которых выполнен на схеме «И, триггере, схемах «И- НЕ, и выходные схемы «Н и «Н-НЕ, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективпости коммутирующей среды и ее надежности, выход входной схемы «И-НЕ каждого из блоков ввода-вывода соединен со входами входных схем «И-НЕ других блоков ввода-вывода и со входом первой выходной схемы «И-НЕ, выходы которой соединены с выходными шинами ячейки, в каждом блоке ввода-вывода входная шина соединена со входами входной схемы «И-НЕ и схемы «И-НЕ автоконтроля, второй вход которой

соединен с общей шиной опроса, а выход через схему «И соединен с нулевым входом триггера, единичный выход триггера соединен со входами входной схемы «И-НЕ и схемы «И-НЕ направления коммутации, входы которой соединены с нулевым выходом триггера смежной ячейки и с выходом второй выходной схемы «И-НЕ данной ячейки, входы схемы «И-НЕ записи соединены с общей шиной записи, выходом входной схемы «И-НЕ и

выходом схемы «И-НЕ направления коммутации, а выход соединен со входом схемы «И, входы второй выходной схемы «И-НЕ ячейки соединены с выходами схем «И-НЕ направления коммутации смежных ячеек, соединенными также со входами третьей выходной схемы «И-НЕ ячейки, вход которой соединен с общей шиной возбуждения, а выход соединен с выходной схемой «И ячейки, второй выходной схемы «Н ячейки соединен с

общей шиной установки среды в исходное состояние, а выход соединен с единичным входо.м триггера каждого блока ввода-вывода. /1 to