Устройство для решения системАлгЕбРАичЕСКиХ уРАВНЕНий Советский патент 1981 года по МПК G06F17/12 

1

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для решения систем гшгебраических уравнений.

Известны устройства, представляющие собой совокупность комбинационных решающих узлов, соединенных между собой в соответствии с математическим описанием решаемой задачи и искомое решение находится как установившееся значение переходного процесса в схеме с обратной связью J1j.

Использование дискретных логических элементов для построения указанной совокупности комбинационных ре1ца ощих узлов и функционирующих в схемах с обратной связью не всегда позволяет установиться схеме в устойчивое состояние вследствие возникновения состязаний, вызванное разбросом параметров задержек логических элементов.

Наиболее близким по технической сущности является устройство, состоящее из группы сумматоров, выходы которых соединены с выходами устройства и с входами группы комбинационных масштабных узлов, выходы комбинационных масштабных узлов соединены соответственно с первой группой

входов группы сумматоров, вторая группа входов группы сумматоров соединена с входами устройства 2.

Недостатком известного устройства является низкая достоверность решения из-за возникновения генерации, вследствие состязаний в схеме, вызванное разбросом параметров задержек логических элементов.

0

Целью изобретения является повышение достоверности решения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее группу сумматоров, одни входы кото5рых подключены к выходам масштабных группы, а другие входы - являются входают устройства, введена группа Д-триггеров, компарг.тор, элемент задержки и генератор одиночных

0 импульсов, причем выходы сумматоров группы соединены с первыми входами Д-триггеров группы и с первой группой входов компаратора, выход которого через элемент задержки подклю5чен ко входу генератора одиночных импульсов, выход которого соединен со вторыми входами Д-триггеров группы, выходы которых соединены с второй группой входов компаратора и 0 входами масштабных узлов группы.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство для решения систем алгебраических уравнений содержит входь устройства 1, группу сумматоров 2, группу масштабных узлов 3, группу Д-тригг1еров 4, выходы устройства 5, компаратор 6, элемент задержки генератор одиночных импульсов 8.

На входы 1 поступают значения свободных членов F тР заданной системы уравнений, представленной в матричном

X-Bx.f(1)

На .выходах 5 вырабатывается значение искомого вектора неизвестных x,-f-XyT Па группе комбинационных масштабных узлов 3 производится умножение искомого вектора неизвестных на постоянные коэффициенты матрицы В заданной системы уравнений (1), На группе сумматоров 2 производится думмирование частичных произведений искомого вектора неизвестных с коэффициентами матрицы В и с компонентами свободных членов .

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии выходы д-триггеров 4 группы находятся в состоянии X тх°, которое определяет начальный вектор неизвестных переменных X, а коэффициенты матрицы В заданной системы уравнений (1) введены в группу масштабных узлов 3, При поступJieнии компонент свободных членов системы уравнений (1) F входы устройства 1 на выходах группы сумматоров вырабатывается новое значение вектора X в течение времени переходных процессов схемы. Компаратор б сравнивает поступающие на первую и вторую группы входов значения кодов и как только произойдет изменение какого-либо входа, компаратор вырабатывает сигнал несоответствия, который поступает на элемент задержки 7, Элемент задержки 7 задерживает выходной сигнал с компАратора б на время, необходимое для того,,чтобы все группы выходов сумматоров установились в устойчивое состояние.

По истечении времени задержки на элементе задержки 7 генератор одиночных импульсов 8 вьщает импульс на входы синхронизации группы Д-триггеров 4 и производит запись значения кода на выходах группы сумматоров 2 в группу Д-триггеров 4, Новое значение кода, поступающее с выходов группы Д-триггеров 4 на вход группы масштабных узлов 3, умножается на коэффициенты матрицы В и,просуммировавшись со значениями слободных членов F т F( на выходах группы сумматоров 2 вырабатывает новое значение кода, которое сравнивается со значением кода на выходах группы Д-триггеров компаратором б, который вырабатывает новый сигнал несоответствия и процёсс повторяется до тех пор, пока значения кодов на выходах группы сумматоров 2 и группы Д-триггеров 4 не совпадут по своему значению, которое и будет соответствовать искомому вектору неизвестных x -i-Xj заданной системы уравнений (1),

Для исключения неправильной работы устройства в схему включены задержки. Только при правильном выборе величин задержек можно устранить существенные и критические состязания в схеме,

На величины задержек накладываются два ограничения.

Первое - переключающий фронт такта подается на вторые входы Д-триггеров , когда их информационные входы находится в устойчивом состоянии Следовательно.

ivnax (

где t.

максимальная задержка в

1 ma. устройстве;

t.

минимальная задержка в

1 min устройстве;

минимальная задержка в

ivwn компараторе б и генераторе 7; t

максимальное время задержDNOHки Д-триггера;

время между первым и последним изменением входных переменных F подаваемых одновременно. Второе - чтобы генератор одиночных импульсов 8 генерировал в течение перехода один импульс, а не несколько, что может произойти в результате состязаний между состояниями. Необходимо также длительность импульса или минимально возможный период срабатывания ограничить следующей величиной

tT: C(,)lt-D c(x tTimiti)

(turrta3 tLrnin))

где t . - .минимальное время переключения Д-триггера; t, „ .- максимальное время задержЬТпОл-- « j

ки в компараторе 6 и генераторе 7,

Причем и tr определяется из данной элементной базы.

Использование дополнительных элементов схемы и новых связей между ними выгодно отличает данное устройство для решения систем алгебраических уравнений от известных, таккак позволяет устранить состязания в схеме путем применения самосинхронизации в цепи обратной связи с помощью д-триггеров на время максимальной задержки в цепях групйы комбинационных масштабных узлов и группы сумматоров и тем самым находить реше