Пороговый логический элемент Советский патент 1977 года по МПК H03K19/06 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Элемент может быть применен, например, в устройст.вах с использованием резервирования, в качестве мажоритарного. На предложенных элементах строятся нреобразователи кодов, дешифраторы, суммирующие и множительные устройства, оперирующие с большим числом операндов.

Известен пороговый логический элемент, содержащий секционированную линию задержки, элементы совпадения, выходной триггер, связанный с выходным элементом совпадения, преобразователь кодов входных наборов, выходы которого связаны с входами линии задержки, а также элементы совпадения. Шина опроса элемента подключена к входу линии задержки и, кроме того, через переключатели начала отрицательных входов связана с входом секции, которая является соседней (справа) средней секции линии задержки. Выход последней секции линии задержки подключен к нулевому входу выходного триггера. Выход секции соседней (слев) средней секции связан через переключатель конца положительных входов с выходной схемой совпадения l.

Недостатком известного устройства является необходимость использования линии задержки с большим числом секций, которое равно тпах ( tl I 11 I ) где d -вес т того аргумента, а t -порог и недостаточно высокая Надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы логического элемента.

Для этого в пороговый логический элемент, содержащий шины входных аргументов, выходной триггер, выходной элемент совпадения, преобразователь кодов, секционированную линию задержки и элементы совпадения, введены два- сдвиговых регистра и два элемента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, выходы которых через элементы совпадения и преобразователь кодов подключены ко входам секционированной линии задержки, входы элементов совпадения первого и второго регистра подключены через элементы ИЛИ к выходу средней секции и к выходу секционированной линии задержки соответственно, выход первого сдви гового регистра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второго сдвигового регистра с нулевым входом выходного триггера. На фиг. 1 изображена функциональная схема порогового логического элемента; на фиГо 2 - схема сдвигового регистра; на фиг. 3 - преобразователь кодов входных наборов для порогового элемента с пара- i метрамиOl -2, d -1, 1, tj -1. На вход преобразователя 1 кодов подведены настроечные входы 2 весов и порога. Шины 3 входных аргументов и щина 4 синхроимпульса заведены на входы сдвиговых регистров 5. Выходы сдвиговых регистров 5 подключены к входам элементов 6 совпадения, выходы которых связаны с входом преобразователя 1 кодов. Выходы последнего подключены к секциям линии 7 задержки на которой формируются веса и порог. Выход 8 линии 7 задержки и выход 9 ее последней секции связаны соответственно с одними входами элементов ИЛИ 1О и 11, выходы которых через элементы 12 и 13 задержкй соответственно подключены к входу первого и к входу второго сдвиговых регист ров 5, Шина 14 опроса связана с другими входами элементов ИЛИ 1О и 11 и с единичным входом выходного триггера 15, нулевой вход которого связан с выходом второго регистра 5, а единичный выход тригге ра 15 подключен к одному входу выходного элемента 16 совпадения, другой вход которого связан с выходом первого сдвигового регистра. Регистр (см, фиг. 2) состоит из (ti+l) однотипных разрядов, каждый из которых содержит основной триггер 17, выходы которого соединены с соответствующими входами вспомогательного триггера 18, а также содержит управляющий триггер 19, нуле вой выход которого подключен, во-первых, к инверсному входу элемента 20, выход которого связан с единичным входом триггера 17, а во-вторых, подключен к входу элемента 21 совпадения. Единичный выход трип гера 18 подсоединен к нулевому входу триг гера 17 и к одному из входов элемента ИЛИ 22, ко второму входу которого подклю чен выход элемента 21. Выход элемента 22 подсоединен к входу элемента 2.1. к к единичному входу основного триггера, которые принадлежат следующему по номеру разряду регистра. Преобразователь кодов (см. фиг. 3) выполнен в виде сетки взаимно перпендикулярных щин. В каждой клетке сетки расположен логический элемент 23, обеспечивающий либо подключение гориоонтальцой щины к вертикальной, либо развязку между шинами. Перед началом работы производится настройка порогового элемента на выполнение требуемой пороговой функции. Последний разряд одного из регистров 5 используется для формирования с помощью преобразователя 1 кодов порога. Каждый из логических элементов 23 преобразователя 1 кодов может настраиваться по шинам 2 на выполнение одной из следующих функций: передача сигнала с горизонтальной шины на вертикальную, развязка между щинами. На фиг. 3 щины настройки не показаньс. Настройка элемента 23 производится координатным способом: на горизонтальную и вертикальную координатные щины подаются сигналы настройки, элемент, стоящий на пересечении этих щин, выбирается и код настройки поступает по информационным настроечным щинам в данный элемент. Преобразователь условно разбивается на две половины. Выходы левой половины (положительные выходы) связываются через элементы 23 со входами аргументов X - у которых веса равны Qj и положительны, и с входом константы единицы в случае отрицательного Порога. Выходы (Правой половины (отрицательные выходы) связываются через элементы 23 с входами аргументов X , у которых веса равны С(| и отрицательны, и с входом константы единицы в случае положительного порога. Настройкой преобразователя 1 рбеспечивается гальваническая связь входов преобразователя с выходами таким образом, чтобы номер выходной щины (считая справа фиг. 1, фиг. 3 для каждой половины преобразователя), связанной со входной щиной, на которую подается Xj , был равен весу этого входа Д; (а для входа константы 1 был равен порогу Ц ). Положительные и отрицательные выходы преобразователя кода подключены соответственно к входам секций левой и правой половинок линии задержки. Следовательно, чем больщэ номер выхода преобразователя, тем больщее количество секций линии задержки заключены между этим выходом и- выхсдом 8(9) для левой половины (правой половины). Таким образом, с помощью преобразователя кодов и секционированию линии задержки формируются с учетом их знаков и величины веса, и порог. Работа порогового элемента начинаегся с подачи ВХОДНОГО набора аргументов. Код входного набора по щинам 3 входных аргументов подается на входы сдвиговых регистров 5. Единицы в коде входного набора

устанавливаются в единицы триггера 19 разрядов регистров. Константа 1, подаваемая в последний разряд одного из регистров 5 (в зависимости от знака порога) устанавливает в единицу триггер 19. С помощью СИ производится запись единицы в тот разряд первого и в тот разряд второго регистров 5, который соответствует месту первого аргумента, равного единице в коде входного набора. После этого на шину 14 подается сигнал опроса, который устанавливает в единицу выходной триггер и через элементы ИЛИ 1О и 11 на входы элементов 6 совпадения. Поскольку в одном разряде каждого из регистров 5 задрсана единица, то сигнал опроса проходит через открытый элемент б совпадения, связанный с этим разрядом в каждом из регистров 5, на соответствующий вход {в левой и правой половине) преобразователя, и через элемент 29 преобразователя поступает на выходную шину, номер которой соответствует весу первого не равного нулю аргумента. Сигнал опроса появляется на этой выходной шине в левой (правой) половине преобразователя в случае положительного (отрицательного) веса входного аргумента. В правой (левой) половине преобразователя сигнал опроса пО является на выходной шине с номером О. Так, например, если , и , то на втором выходе отрицательной (правой) половины преобразователя 1 и на нулевом выходе положительной (левой) половины появляются сигналы.

Сигнал опроса, задержанный на элементе 12 задержки и на элементе 13 задержки поступает на входы регистров 5 в качестве тактового импульса и сдвигает единицы в этих регистрах до ближайшего разряда, в котором управляющий триггер 19 (см, фиг. 2) находится в единичном состоянии (до следующего равного 1 аргумента

Сигналы с выходов преобразователя 1 проходят через секции линии 7 задержки, заключенные между положительным выходом ивыходом 8 линии задержки (для левой половины преобразователя) и отрицательным выходом и выходом 9 линии 7 задержки и через элементы ИЛИ 1О и 11 соответственно и поступают на входы элементов совпадения 6. Затем описанный цикл повторяется для следующего не равного нулю аргумента Этот процесс длится до тех пор, пока единица не появится на выходе старшего разряда какого-либо из регистров 5. Время, в течение которого сигнал опроса циркулирует в левой половине линии задержки до появления на выходе первого регистра 5 единицы, равно Е Id.jx. если

t, S loi-l X--f если Т о.

Каждая секция линии задержки осуществляет единичную задержку сигнала. Время, в течение которого сигнал опроса шфкулнрует в правой половине линии задержки до появления единицы на выходе второго регистра 5, равно:

cSo

S /о(

если Т о.

Если i, : t.

i 2 единичный сигнал с Выхода первого регистра 5 проходит через Выходную схему совпадения 16, которая от крыта выходным триггером 15, установленным в единицу.

Если t t , то единичный сигнал с выхода второго регистра 5 устанавливает выходной триггер 15 в О и единичный сигнал с выхода первого регистра не проходит через схему совпадения 16, следовательно, пороговый элемент реализует функцию

,ecли ё а - 1 (

х„. п

О, если i-1

r.e.f Сх... )--sg-n (TI- Z: a..:) . .

В пороговом элементе каждая из половин секционированной линии задержки содержит число секций, равное тах(/а,7,/7,/} расчете на наихудший случай, против числа секции, равного

-max (zi /я . ) xi-i

для противопоставляемого порогового элемента, т.е. намного меньше. Так, например, для П 4 число секций для противопоставляемого элемента равно 24, а для предлагаемого-8; для Ti 5 соответственно-48,

16; для П 6-1ОО и 34,

Таким образом, введение новых блоков сдвиговых регистров, обладающих высокой степенью однородности и технологичностью, позволяет значительно упростить пороговый

элемент, а следовательно, повысить надежность его работы.

Формула изобретения

Пороговый логический элемент, содержащий шины входных аргументов, выходной триггер, единичный выход которого подключен ко входу выходно1 о элемента совпаде- ния, преобразователь кодов, выходы которого соединены со входами секционированной линии задержки, и элементы совпадения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, в него введены два сдвиговых регистра и два элемента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, выходы которых через элементы совпадения и преобразователь кодов подключены ко входам секционированной линии задержки, входы, элементов совпадения первого и второго регистров подключены через элементы ИЛИ к выходу средней секции и к выходу

секционированной линии задержки, соответственно, выход первого сдвигового регист-. ра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второго сдвигового регистра - с нулевым входом выходного триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 508935, М.Кл.- Н ОЗ К 19/42, 12.О6.74.

Фыг.1

;

(риг.г

Lil