Ячейка однородной структуры Советский патент 1980 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться пля реализации различных цифровых устройств в опнородных структурах, Игэвестны ячейки однородной структуры, используемые для реализации устройств автоматики и вычислительной техники Щ и 2. Известные ячейки однородных структур осуществляют ограниченное число логических функций. Наиболее близким к изобретению является ячейка однородной структуры, содержащая связанные между собой элементы И, ИЛИ, Неравнозначность. В однородной структуре из таких ячеек можно реализовать произвольную комбинационную схему з Однако для реализации автоматов с памятью необходимы внешние элементы памяти, подключаемые к комбинационной схеме с помощью дополнительных связей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей ячейки однородной структуры. Цель достигается . за счет того, что в ячейку однородной структуры, первый и форм ационный вход которой соединен с одним из входов первого пвухвходового элемента И, выход которого связан с OJTним из входов элемента Неравнозначнооти, второй вход которого подсоединен ко второму информационному входу ячейки, а . выход является вторым информационным выходом ячейки, к первому информацио ному входу ячейки подключен также один из входов второго двухвходового элемевта И, второй вход которого соединен с выходом первого двухвходового элемента ИЛИ, а выход является первым информационным входом ячейки, введены первая и вторая координаты шины настройки, третий и четвертый информационные входы и триггер зшоминания состояния настройки, причем первая координатная шина соеди нена с одним из входов.третьего двух- входового элемента И, второй вход котсн. рого подсоединен ко второй координатной шине, а выход связан с первым входом

готвертого пвухвхопового элемента И, второй вход которотх) поакпгочвк к третьему И фс рмяцио шому вхоцу ячейки, S выхоц соепинен с епиничньгм триггера, выхоп третьего элемента И связан также с опним из входов пятого цвухвходового впемента И, второй вход которого попфвпиненк выходу элемента НЕ, поц™ клю«|еннотч) вхопом к третьему итгформа цйофому входу ячейки, а выхоп поцсоецинв н к нулевому входу тригрера, иттеро,ный.;выход триггера соединен со вторым вхофм первого элемента И, первым вхо дом; шестого трехвходового элемента И, второй и третий входы которого подсоединенй схютветственно к первой координатно шине и тетвертому информационному входу ячейки, а выход связан с первым входом второго трехвходового. элеме гга ИЛИ, вто KOTOpotx подключен к третьему ипффрмациоршому входу, третий вход подклюЧен к выходу восьмого двухвходового sneHieirTa И, а выход является третьим информационным выходом ячейки, причем пер вый; вход восьмого элемента И подключен ко второй координатной шине, а второй вход подключен к прямому выходу тригге ра, :который соединен также с одним из входов первого элемента ИЛИ, вачэрой вход которого связан с выходом элемента ИЛИ- НЕ,; входы которого соединены , соответственно, со вторым информационным входом ячейки и первый координатной шиной, выход первого элемента ИЛИ связан такхсэ с одним из входов третьего двухвходоаого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим информационным вхо дом ячеШи, а выход подсоединен к первому входу седьмого двухвходового элемента И, второй вход которого подключен к четвертому ин(1юрмацио1тному ВХОЕЦГ ячейки а выход является четвертым информанио ным выходом ячейки.

На чертеже предстевлена функционапьнад блок-схема ячейки однородной струк- туры.

Ячейка содержит элемент 1 Неравно™ aHaqHocTb, элемент 2 , элемент 3 НЕ, элементы 4-11 И, элементы 1214 ИЛИ, триггер 15, координатные шины 16 и17, информационные входы и выходы ,

Ин 1юрмаиионный вход 18 непосредствен но и второй информационный вход 19 ©пвме)ггг 4 И подключен ко входам элемента 1 Неравнозначность, выход ко гогюго является вторым информационным

выходом 22 ячейки, к первому ин4юрМЕнциошюму входу .19 ячейки подключен так- жб один из входов двухвходового вп емв№та 5 И, вгорой нход которого ооединйн с выходом двухвкоцового элемента 12 ИЛИ, а выход является первым информационным выходом 23 ячейки. Первая координеггная шина 16 соединена с одним из входов двухвходового элемента 6 И, второй вход которого подсоединен ко второй координатной шине 17, а ВЬЕХОЦ связан.с первым входом двухвходового элемента 7 И, второй вход которого подключен к третьему информацио1шому входу 21, а выход соединен с едтшчным входом тригрерв 15, Выход вяемегтта 6 И св5{зан также с одни из входов цвухвходового элемента 8 И, второй вход которого подсоединен к выходу элеме.нта 3 НЕ, подключеггаого входом к третьему ин.х|зорм анионному входу 21, а выход подсоединен к пулевому входу триггера 15. Инверсный выход триггера 15 соединен со вторым входом элемента 4 И первым входом трехвходового элемента 9 И,, второй и третий входы которого подсоединены соответственно к первой коорди каткой шина 16 и четвертому информациoi-шому входу 20 ячейки, а выход связан с первым входом трехвходового элемента 13 ИЛИ, втортй вход которого подключен к третьему информационному входу 21. Третий вход элемента 13 ИЛИ подключен к выходу двухвходового элемента 11 И, а выход является третьим информационным выходом 24 ячейки. Первый вход элемента 11 И подключен ко второй координатной шине 17, а второй вход подключен к прямому выходу триггера 15, который соединен такнда с одним из входов элемента 12 ИЛИ, второй вход которого связан с выходом элемента 2. , входы которого соединены, соответственно, с инфоркмациошгым вкоцо.- 3.8 ячейки и первой координатной шиной 16„ Вьосод элемента 12 ИЛИ связан также с одним из входов .цвухвходовото эпеме1гга 14 ИЛИ, второй. вход которого соедИЕЮн с информационным .входом 215 а выхса поцсоединен к первому входу двухвходового элемента 10 И, второй вход ко-торэго подключен к информai.u-iOHHOMy входу 20 ячейки, а выход является четвертым информационным вътгходом 25 ячейки.

Ячейка работает следующим образом. На ииформационные входы 18-21 поданы СООТВ6ТС-1-Б8ННО сигналы , , у , ti J соеюяния координатнь Х шик 16 и ..7 соответственно - С и о , состояния

57429,25

Т{жггера - 01и а. Выхоц эгементоа табгаще привеаены функции, peanif5, 10, 13 - соответствет -W, Е ячеШшй, в завиотмости от состоV , V .янийа.Ь, с.

11

а

4/®tLJ

W ® а

г 5(() U- 5

/ г j() У- V

V г )Jt-aty Состояния настройки можно разбить на три группы: (Вц), (В, В, В), (А, AZ., Работа ячейки в соответствии с указан ным распределением состояний настройки. При возбужлении обеих коорпинатных шин 16 и 17 (состояние В) в триггер может быть записана информация, т,е,0.и). Этот режим используется либо цпя настройки ячеек оцнороаной структуры, пибо ппя за писи информации в элементе памяти в случае реализации в однородной структуре за поминающего устройства. Причем парафаэное йанесение информации в триггер не является необходимым. Возможна модификация схемы занесения: обеспечение npez5варительного гашения триггера и послеоукзщего занесения информации ко входу установки 1. Рассмотрим некоторые виды записи и формации в прямоугольный участок однородной структуры, когда все левые входы у элементов левого столбца равны нулю: возбуждением только одной вертикальной и только одной горизонтальной шины обеспечивается занесение информации в любой выбранный триггер; возбуждением одной горизонтальной и некоторых вертикальных координатных шин обеспечивается одновременная независимая по столбцам запись информации в выбранные триггеры одной

о

о

1 i

о

100

о

о

о

о

ЛГи © tA/© UT©

иг

1Г

х

о

J

V y() /U , y(A/fU)

-u

i it

i

строки возбуи дением нескольких горизонтальных; и некоторых вертикальных коораьнагных шин обеспечивается одновременicass независимая по столбцам запись к№формации в выбранные триггеры, причем во все строки затисывается одна и та же информация Если хотя бы Одна координатная шина не возбуждена (состояние В, Вг., Bj), то зеипсь информации в триггер невозможна, и функции, реализуемые ячейкой, определяются состоянием триггера. Когда триггер находится в состоянии , то в элементе осуществляется перекрестная передача информации без взаимодействия. Исключение составляет со стояние настройки Вх , при котором V Когда триггер находится в состоянии (X б (состояниеЛ, А, Aj), то на выходах ячейки реализук)тсяцекоторь В функции, указа1шыа в таблице. Возбуждение только одной координатной шины (состояния настройки Bj и АЗ ) позволяет считывать информацию из всех триггеров выбранной строки. При этом, очевидно, небходимо на крайние левые входы У и на ижние входы l-i подать константу нуль. огда V а . фунвщнонапьныэ возможности ячейки днородной структуры позволяют рвализ впть в оцноропкой cT{jyKTyps, озстоящей из таких ячеек, разлкч11ые устрюйства, цифровой техшжи, Схемь произвольных автоматов с f1 вхопами, -6 BbCXoaflhiH и К элементами памяти имеют оценку спожностй (число sjseМ9НТОВ опнородной CTpyKTypbilb C KlZ, формула изобретения ; Ячейка оцноропной структ -ры, -первый И1|форманионный вхоп которой соецинен с ortHHM из входов первотх) двухвхоцового элемента И, выход которого связан с оцHifM из вхоцов элемента Нергзенознавдоотй, второй вход KOTOfX)ro 1ЮЕСоепинен ко второму тгформзаконному вхоцу ячейки, а B61KOU яаппется аторым И1формацио1шьш выкоцом ячейки, к первому информадионно му входу ячейки подключен ITакй е оцик из входов второго двухвходового элемента И второй вход которого соединен с выхойом первого пвухвходового элеме{гга ИЛИ, а выход является первым информадНонным в|згходом ячейки, отличают аяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей ячейки, в нее введ ны первая и вторая коордкнатньге шяны настройки, третий к четвертый информациoBKbje входы и триггер запоминания состо йккя кастройкн, причем первая коориинагйая шина соединена с одним из входов Третьего двухвходового элемента И, вторЬй вход которого подсоединен ко вторэй крординатной шине, а выход связан с первым входом четвертого двухвхоцового элемента И, второй вхоц которого подклю чен к третьему, информационному входу йчей1си, а выход соенинен с единичным входом триггера, выход третьего элемента И связан также с одним из входов пятого двухвходового элемента И, второй вход которого подсоединен к вькоду элемента НЕ, подключенного входом к треть ,му информационному входу ячейки, а выход Годсоепииен к нулевому входу триг гера, инверагый выход триггера соединен с вторым входом первого элемента И, первым входом шестого треквхопового элеMQirra И, второй и третий входы которого подсоединены, соответственно, к первой координатной шине и четвертому информ ииотшому входу ячейки, а выход связан с первым входом второго трехвхопового элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему информациоишому входу, третий вход подключен к выходу восьмого двухвходового элеме гга И, а выход является третьим информационным выходом ячейки, причем первый вход восьмого элемента И подключен ко второй коорцинатной шине, а второй вход подключен к прямому выходу триггера, котор 1й соединен также с одшПЛ из входов первого элемента ИЛИ, второй вход которого связан с выходом элеме1гга ИЛИ-НЕ, вхоцы которого соединены, соотаетственно,- сю вторым информационным вкояом ячейки я первой координатной uiisHog, выход первого элемента ИЛИ связш таггже с опним из входов третьего двухвходового эпемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим информационным входО я гейкв, а вьжоэ подсоединен к первому входу седьмого пвухвлоцового эпемента И, второй вхое которого цодкпюченк четвертому ш юрмационному входу ячейки, а выход 5Вляется четвертьЕМ инфо| мациоБШым вьЕходом ячейки. Источники информации, принятве во внимание при экспертизе 1.EBpetraoB Э, В., Прангишвили И. В. Цифровые автоматы с насг-раиваемой структурой.М., Энергия , 1974. 2.Прангишвили В. В. и др. Методы реализации однородных на микроэлектрон1:ых эпементак. Вопросы кибернетики. Однородные мккроэлектронные структуры. М, Советское радио, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР № 4510О7, кл. Q Об F 7/ОО (прототип).