Ячейка однородной структуры Советский патент 1982 года по МПК G06F7/00 

(5) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено дг.я вычисления булевых функций. Известна ячейка однородной структуры для вычисления булевых функций, содержащая первый, второй и третий тр14ггеры, входы которых подключены соответственно к выходам первого, вто рого, третьего,четвертого, пятого и шестого элементов И, инверсный выход первого триггера соединен с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом второго триггера, инверсный выход которого соединен с первым входом восьмого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом первого триггера, а третий вход соединен с первым входом ячейки, к которому также подключены первый вход вто рого элемента И и через элемент НЕ первый вход первого элемента И и третий вход седьмого элемента И, выход которого соединен с выходом ячейки и с выходом восьмого элемента И, четвертый вход которого соединен через элемент НЕ с управляющей шиной ячейки и с первым входом десятого элемента И, а непосредственно с первый входом девятого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, а третий вход через элемент НЕ подключен к второму входу устройства и второму входу десятого элемента И, выход которого соединен с вторыми входами первого, . второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И, причем первый вход третьего элемента И через элемент НЕ подключен к третьему входу ячейки, первый вход четвертого элемента И соединен с выходом девятого элемента И, первый вход пятого элемента И соединен через элемент НЕ с : первым входом шестого элемента И и с четвертым входом ячейки 1. Недостатками этой ячейки являются сложность и функциональная ограничен,ность, что не позволяет вычислить булевые функции, заданные в виде релейно-контактной диаграммы, без пред варительного их преобразования и записи в базисе стрелка Пирса. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является яче ка однородной структуры для вычисления булевых функций, содержащая четыре элемента памяти, первые входы которых подключены к входам настройки ячейки, вторые входы соединены с входом сброса, а третьи входы - с входом управления ячейки, причем пря мой выход первого элемента памяти со динен с первыми входами первого и вт рого элементов И-НЕ, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов .Неравнозначность, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИНЕ, третьий вход которого соединен с инверсным выходом третьего, элемента памяти, а выход соединен с первым входом третьего элемента Неравнозначность, второй вход которого соединен с прямым выходом третьего элемента памяти, а выход соединен с первым инвертирующим входом элемента ИЛИ,выход которого соединен с инфор мационным выходом устройства, а второй инвертирующий вход соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с прямым выходом четвертого элемента памяти, а второй вход соединен с выходом четвертого элемента Неравнозначность, первый вход которого под ключен к выходу второго элемента Неравнозначность, а второй вход подключен к второму входу первого элемента Неравнозначность и к первому информационному входу ячейки, причем второй вход второго элеме та Неравнозначность подключен к прямому выходу второго элемента памя ти, а второго вход второго элемента И-НЕ соединен со вторым информационным входом ячейки 2. Однако известная ячейка имеет сложную конструкцию и не позволяет вычислять булевые функции, заданные в виде релейно-контактных схем, без предварительного их преобразования к форме булевых выражений. Целью изобретения является упроще ние ячейки и расширение области применения путем вычисления булевых функций, заданных в виде релейнокоитактных схем без их предварительного преобразования к форме булевых выражений. Поставленная цель достигается тем, что в ячейке однородной структуры, содержащей триггеры, элементы И, ИЛИ и Неравнозначность, причем первый и второй входы настройки ячейки подключены к информационным входам первого и второго триггеров соответственно, входы установки в ноль которых подключены к входу установки в ноль третьего триггера и к входу установки в ноль ячейки, вход управления которой подключен к входам управления записи информации первого, BToporo и третьего триггеров, первый информационный вход ячейки подключен к первому входу первого элемента И, выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И , вход переменной информации ячейки подключен к информационному входу третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров подключены к первому и второму входам элемента Неравнозначность соответственно,выход которого подключен к второму вхо,ду первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к второму информационному входу ячейки, первый выход которой подключен к выходу элемента ИЛИ и к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к второму выходу ячейки. На фиг. 1 изображена ячейка однородной структурыJ на фиг. 2 - пример реализации устройством булевой функции f(X, Хл, Х, ),представленной в виде релейно-контактной схемы. Ячейка содержит триггеры 1-3, элемент k Неравнозначность, элементы И 5 и 6, элемент 7 ИЛИ, входы 8 и 9 настройки, вход 10 переменной ячейки, вход 11 сброса, вход 12 управления, информационные входы 13 и 14, выходы 15 и 16. Входы триггеров 1 и 2 подключены соответственно к входам 8 и 9 настройки ячейки, вход триггера 3 к входу 10 переменной ячейки, входы установки в ноль триггеров 1,2 и 3 к входу 11 сброса, а другие их входы соединены с входом 12 управления ячейки, причем выход триггера 1 соединен с одним из входов элемента

t Неравнозначность, другой вход которого подключен к выходу триггера 3, а выход соединен с входом элемента И 5, другой вход которого подключен к информационному входу 13 ячейки, а выход - к входу элемента ИЛИ 7, другой вход которого подключен к информационному входу It ячейки, а выход соединен с выходом 15 ячейки и с входом элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом триггера 2, а выход - с выходом 16 ячейки.

Ячейка работает следующим образом.

В начале работы триггеры 1,2 и 3 находятся в нулевом состоянии после подачи сигнала сброса на вход 11

ячейки. Для программирования ячейки на настроечные входы 8 и 9 подаются соответственно сигнала а и b , на вход 10 переменной ячейки подается значение X входной переменной. При подаче сигнала Запись на управля|ющий вход 12 триггеры 1,2 и 3 запоминают поданную на их входы информацию. Состояния информационных входов

13 и 1 ячейки соответственно Y и Z, состояния выходов 15 и 16 ячейки соответственно Y и Z .

В таблице приведены функции и акт вивалентные релейно-контактные схемы, реализуемые ячейкой, в зависимости от состояний а,Ь,х. 9 Программирование однородной струк туры осуществляется в соответствии со следующими правилами: 1. Каждый нормально разомкнутый контакт релейно-контактной схемы соответствует О, где i,j - коор динаты ячейки (состояния настройки А и в). 2. Каждый нормально замкнутый контакт схемы соответствует 1 (сое тояния настройки С и D ) . 3.Каждое короткозамкнутое соединение, заменяющее контакт релейноконтактной схемы, соответствует 1 при аj: 0 или О при 1 (состояния настройки Е и F ). 4.Каждому отсутствующему контакту в ячейке, нанесенной на релейно контактную схему координатной сети, ставим в соответствие Xij О при О или 1 при .- 1 (состояния настройки G и Н). 5. Вертикальная перемычка в релейно-контактной схеме соответствует 1 (состояния настройки В,0,Е, Н). 6.Отсутствие вертикальной связи в схеме отмечается, как bjj О (состояние настройки A,C,E,G). Рассмотрим пример зьписи информации в прямоугольный участок однородной структуры при вычислении булевой функции f (Х , X(j, Хз ), заданной релейно-контактной схемой (фиг.2 а) Нанесем на схему координатную сеть Элемент схемы с координатами(1,1 ) программируется в ячейке однородной структуры с теми же координатами в соответствии с состоянием настройки В и первым и пятым правилами. На вход 10 переменной X подается значение переменной Х. На Z входы I ячеек верхней границы структуры подаются значения логического О. В ячейке координатной сети с координатами (1,2) элемент схемы отсутствует. Следовательно, ячейка однородной структуры с теми же координатами программируется в соответствии с остоянием настройки G и четвертым и шестым правилами. Элемент релейно-контактной схемы с координатами .(2,1) программируется в ячейке однородной структуры с теми же координатами в соответствии С состоянием настройки А и первым и шестым правилами. На вход 10 переменной X ячейки подается значение переменной Xft. Элемент релейно-контактной схемы с координатами (2,2) 9б программируется в ячейке однородной структуры с координатами (2,2) состоянием настройки D в соответствии с вторым и пятым правилами. На вход 10 переменной X ячейки подается значение переменной Xj . Аналогично настраиваются ячейки однородной структуры с координатами (3,1) и (3,2). Прямоугольный участок однородной структуры, настроенный для решения булевой функции f (Х-, Xi, Хз ), заданной релейно-контактной схемой, показан на фиг.26. Таким образом, предлагаемая ячей,ка однородной структуры по сравнению с известной более проста и имеет более широкую область применения,, поскольку легко настраивается для реаяизации булевых функций, заданных в виде релейно-контактных схем без их предварительного преобразования к форме булевых выражений. Структура позволяет реализовать одновременно несколько релейно-контактных схем, так как каждая строка структуры имеет свои выход, и легко организовать развязку между строками с помощью переменной настройки Ь. Формула изобретения Ячейка однородной структуры, содержащая триггеры, элементы И, ИЛИ и Неравнозначность, причем первый и второй входы настройки ячейки подключены к информационным входам первого и второго триггеров соответственно, входы установки в ноль которых подключены к входу установки в ноль третьего триггера и к входу установки в ноль ячейки, вход управления которой подключен к входам управления записи информации первого, второго и третьего триггеров, первый информационный вход ячейки подключен к первому входу первого элемента И, выход первого триггера подключен к первому входу второго элемента И,отличающая с я тем, что, с целью упрощения и расширения области применения за счет вычисления булевых функций, заг. данных а виде релейно-контактных схем без их предварительного преобразования к форме булевых выражений, вход переменной и.нформации ячейки подключен |с информационному входу третьего триггера, выходы второго и третьего триггеров подключены к первому и второму входам элемента Неравнозначность соответственно, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй . вход которого подключен к второму информационному входу ячейки, первый выход которой подключен к выходу элемента ИЛИ и к второму входу второго 1 11 W ff 8 о о 9 9 Р фуг.

элемента И, выход которого подключен к второму выходу ячейки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

/о

/

J

)f/iOO ffffffff

rffmj/ Uii

,//,V t-о

. f, УЗ)

Фг/е.