Программируемая ассоциативная логическая матрица

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 15979 03 К 19/ 1) С 11 С 15 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ/24-2 принципов обработки информации - достигается путем введения в программируемую матрицу дополнительных инверторов, выходы которых образуют дополнительные шины несовпадения, и соответствующего числа программируемыхключей ввода-вывода. При этом реализуется возможность дополнительнойнастройки на коммутацию програмМируемых ключей считывания в матрице,У 37.Криворучк 088.8 ССР 985 е свидетельство Н 03 К 17/04,Р 3816725,38, 1974, что позволяет использовать вычисляемые функции как в прямом, так и в инверсном виде с параллельной выбор-.кой ячеек матрицы по содержимому без учета их расположения в схеме, определяющей конкретную функцию, а такжеЮ уменьшить размер матрицы и числовнешних выводов, приходящихся на одну функцию. Программируемая ассоциативиая логическая матрица .солериит также программируемые ключи опроса, резисторы, программируемый коммутатор связи и ключи. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.(57) Изобрете ронно-вычисли ои техник в качестве и логическог устройства с ми вычислени е фу ет о расширен тей за с е относится к обла Изобретенэлектронно-в ходы которых образ числительнои и коммута ки и может быть исполь стве матричного коммут ческого устройства с ми принципами вычислесы впаден и го числ да-выво рограммиру Благодаря ьных ших нционнои техн овано в кач олнит то ли лог ативнь зуется возможност асс ний астроики на коммут ых ключей считыван Целью изобретения является рение функциональных возможно за счет обеспечения ассоциати принципов обработки информацииВ программируемую матрицу д нительно вводят ш инверторов,позволяет ализовыв асшией рямом, раллел о соде акиви ой выбор мому бе хеме, о ополвыложения в тную функ ию, а та(56) Авторск1 1307573, кПатент СШАкл. С 06 Р 7 ние .относится к электтельной и коммутационможет быть использоваматричного коммутатора перепрограммируемого ассоциативными принципаЦель изобретения - нкциональных возможносбеспечения ассоциативных т дополнительныесоответствующеемых ключей ввоиспользованиюесовпадения реадополнительной цию программируея вматрице, чтоать функции как нверсном виде кой ячеек матриз учета их распределяющей конккже позволяетуменьшить число внешних выводов, приходящихся на одну функцию.На чертеже приведена принципиальная схема устройства при реализации трех логических функций от четырех переменных вида:= х хзух х 2 х 49Р - х,х ух х-хРз х хз чг 1 Р 10 В качестве программируемых ключейпри этом могут быть использованыМДП-транзисторы.Программируемая ассоциативная логическаяматрица содержит программируемую ассоциативную матрицу 1 и 20 программируемый коммутатор 2 .связи. Матрица 1 состоит из ш п однотипных ячеек, где ш -число строк матрицы, и - число столбцов, каждая из кото-, рых содержит программируемый ключ 3 25 опроса, вход которого соединен. с общей шиной 4, и программируемый ключ 5 считывания, вход которого соединен с шиной 6 питания. Каждые и ячеек по строке объединяются двумя гори зонтальными шинами 7 и. 8, .одна из которых, являясь шинойсовпадения, соединена с второй шиной 8 несовпадения через дополнительный инвертор 9 и с шиной 6 питания через нагрузочный резистор 10. Каждые .ш ячеек объединяются по столбцам. двумя информационными шинами 11 и 12, одна из ко. торых (шина 11) соединена с второй(шиной 12) через инвертор 13; другие 40 концы информационных шин соединены через соответствующие резисторы 14 . с.общей шиной 4 н с входами программируемых ключей 15 и 16 ввода-вывода соответственно. Выходы программи руемых ключей 15 и 16 подключаются к выводам 17 матрицы 1.Программируемый коммутатор 2 связи соединяет любой из и выводов 17 слюбым из г внешних выводов 18 устройства черезпрограммируемый ключ 19, причем т (с и.Настроечные .входы программируемых ключей 3 опроса и ключей 5 считывания в соответствии с программируемой Функцией настраиваются на соединениес одной из информационных шин 11 и12, с шиной 7 совпадения или несовпадения 8 соответственно, либо не соединяются с ними вовсе. Выходы и программируемых ключей 3 опроса объединяются соответствующей шиной 7 совпадения по И, а шиной 8 несовпадения по. И-НЕ, Выходы ш программируемых ключей 5 считывания объединяются информационной шиной 11 по ИЛИ,.а инФормационной шиной 12 по ИЛИ-НЕ. Настроечные входы програмируемых ключей 15, 16 и 19 в соответствии с программируемой функцией настраиваются на соединение либо несоединение с шиной б питания.Программирование ключей возможно выполнять как во время изготовления схемы путем масочного программированйя, так и после ее выпуска путем ,пережигания плавких перемычек, включенных последовательно с затвором МДП-транзистора - ключа, либо путем установки МДП-транзисторов с плавающими затворами, позволяющих реализовывать ультрафиолетовое или электрическое стирание.Матрица работает следующим образом,В соответствии с реализуемыми функциями осуществляется программирование матрицы 1 и коммутатора 2 связи путем настройки установочных входов ключей опроса 3, считывания 5, ввода-вывода 15 и 16.и ключей 19 на соединение либо несоединение с соответствующими шинами.. Программируемые ключи 3 опроса,например строки(1 = 1, 2, , ш)матрицы 1 программируются на реализацию некоторого терма С, причем если переменная х входит в терм д в прямом виде, то установочный вход ключа 3 опроса, например, ячейки 11 с Ос = 1, 2, , и) программируется на соединение с информационной шиной 12 столбца К матрицы 1, если переменная х входит в терм 1 в инверсном виде, то установочный вход программируемого. ключа 3 опроса программируется на соединение с инФормационной шиной 11 столбца Е, установочный вход ключа 3 опроса несоединяется ни с одной из информационных шин 12 и 11 столбца 1 с, еслипеременная х не входит в данныйтерм л . Программируемые ключи 5 считывания, например, столбца е программируются на формирование некоторой10 5 20 функции Г на информациойной шине 11либо функции Г па информационнойшине 12, причем, если рассматриваемый термвходит в данную функцию Р (Р) в прямом виде, то ключ 5считывания ячейки х программируетсяна соединение установочного входа сшиной 7 совпадения, если термвходит в функцию Р (Г) в инверсномвиде, то ключ 5 считывания ячейки1 г программируется на соединение установочного входа с -й шиной 8 несовпадения, установочный вход ключа5 считывания.не соединяется ни с одной из шин , 8 в -й строке матрицы1, если термне входит ни в однуиз функций Г (Р),Схема матрицы 1, реализуется наоснове БИС, характеризуется числомвходных переменных и числом выход. ных функций. Так как матрица 1 является однородной, то любые столбцыэтой матрицы в зависимости от реализуемой схемы могут быть связаны свнешними выводами через программируемые ключи 15 (16) и 19,Ключ 15 ввода-вывода, например,столбца 1 с программируется на соединение установочного входа с шиной .6 питания, если столбец 1 должен бытьвнешним входом в матрицу либо прямымвнешним выходом, реализуемой в столбце функции (Р). Ключ 16 ввода-выводастолбца. К программируется:на соединение установочного входа с шиной 6питания, если столбец 1 должен бытьинверсным внешним выходом, реализуемой в столбце функции (Р). Ключ 19коммутатора 2 связи программируетсяна соединение входа с шиной 6 питания, если вывод 17 матрицы 1 соответствующего столбца 1 с должен быть соединен с внешним выводом 18 устройства.Столбцы, которые реализуют внутренние функции (их может быть в схеме значительно больше, чем внешнихфункций), не требуют внешних выводов18, поэтому соответствующие ключи5 (16) и 19 не программируются насоединение их входов с шиной 6 питания,Для реализации приведенных трехфункций от четырех переменных в из:вестном устройстве потребовалась быматрица 1 с одиннадцатью строкамиБлагодаря наличию дополнительной шины несовпадения, соединеннои указанчным способом, ту же систему функций можно реализовать на пяти строках.Ввиду того, что две функции (Р Г) из трех являются внутренними функциями, то пятый и шестой столбцы матрицы 1 не подсоединяются к внешним выводам через ключи 15 (16) и 19.Это означает, что в предлагаемой матрице 1, заданной с теми же параметрами, что и известная матрица,"но обладающей дополнительными функциональными возможностями, могут быть реализованы более сложные логические функции с большим количеством конъюнктивных термов и меньшим количеством внешних выводов, что увеличивает эффективность используемой площади кристалла БИС устройства и расширяет его функциональные возможности,Формула изобретения 1. Программируемая ассоциативная логическая матрица, содержащая программируемую матрицу из ши ячеек, где ш - число строк, п - число столбцов, каждая из которых содержит программируемый ключ опроса, соединенный с общей шиной, и программируемый ключ считывания, вход которого соединен с шиной питания, и элементов НЕ, ш шин совпадения и 2 п информационных шин, д-я информационная шина ( = 1, 3, 5, , 2 п) соединена через соответствующий -й резистор с общей шиной и непосредственно с входом -го инвертора, выход которого соединен с (+1)-й информационной шиной, которая через соответствующий (1+1)-й резистор соединена с общей шиной, настроечный вход М-го программируемого ключа опроса соединен с выбранной в соответствии с программируемой функцией -й или (д+1)-й информационной шиной, выходы ц программируемых ключей опроса 1-й строки матрицы ( = 1, , ш) объединены соответствующей 1-й шиной совпадений, которая через соответствующий нагрузочный резистор подключена к шине питания, настроечный вход К-го про- граммируемого ключа считывания соединен с выбранной в соответствии с программируемой функцией 1-й шиной совпадения, выходы ш программируемых ключей считывания 1-го столбца матрицы Ь = 1, 2, , и) объединены-й информационной шиной, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в матрицу введены ш дополнитель" ных инверторов, входы которых подключены к соответствующим ш шинам совпадения, а выходы - к соответствующим ш дополнительным шинам несовпадения, настроечный вход Ц-го программируемого ключа считывания соединен с выбранной в соответствии с программируемой функцией 1-й шиной несовпадения, -я и Я+1)-я информационные шины К-го столбца соединены соответственно с Е-м выводом матрицы через соответствующие дополнительно введенные программируемые ключи ввода-вывода, установочные входы которых в зависимости от реализуемых функций в матрице соответственно подключены к шине питания.2. Матрица по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения числа внешних выводов матрицы, в нее дополнительно введен программируемый коммутатор связи, содержащий программируемые ключи, включенные между соответствующими выводами матрицы и внешними шинами матрицы, причем настроечные входы указанных ключей в зависимости от реализуемых в ,матрице функций соответственно под,ключены или неподключены к шине пи