Прогрлламируемьш автомат

ПИСАНзов ентоАВТОРСКОМУ С 394 Союз Советских Социал исти цеских РеспубликН И ВИДЕТЕДЬСТВ иоимое от авт. свидетельства8.111.1971 ( 1635531/18-24 ением заявкиЗаявлено л. 60619 присое осударственный комитетСовета Министров СССРпо делам изаоретенийи открытий ПриоритетОпубликовано 22.Н 11,1973. БюллетеньДата опубликования описания 20.Х 11.1973 Д 1 681,325.65 (088.8) вторзсбрстзпия. П. Егор Заявитель на Ленина институт проблем управления (автоматики и телемеханики) ОГРАММИРУЕМЫЙ АВТОМА Предложение относится к области автома. тики и вычислительной техники и предназначено для реализации логических и вычислительных функций путем воспроизведения логической структуры автомата, выполняющего эти функции.Известны однородные структуры (ОС), содержащие одинаковые функциональные элементы с однотипными связями, в которых может быть промоделирована схема любого конечного автомата, Однако функциональные возможности таких структур ограничиваются из-за жестких соединений между функциональными элементами (обычно каждый элемент ОС соединен только со смежными элементами) .Предложенное устройство отличается тем, что управляющие входы входных схем И каждой пары смежных функциональных элементов подключены к общей управляющей шине столбца (строки) матрицы, а выходы входных схем И каждого функционального элемента соединены со входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к выходам того же элемента и через первую дополнительную схему И - к операционному блоку, выход которого через вторую дополнительную схему И соединен со входом схемы ИЛИ.Это позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет возможности формирования различных временных связей между функциональными элементами при неизменных физических связях между ними, 5 что, в свою очередь, позволяет реализоватьзаданный автомат с различной сложностью (т. е. с использованием различного количества функциональных элементов) и с различным быстродействием в зависимости от 0 требований, предъявляемых к решаемой задаче.На фиг. 1 изображена схема функционального элемента и его связей с другими функциональны ми элемента ми программируемого 5 автомата; на фиг. 2 - некоторые состоянияэлементов решетки, иллюстрирующие работу устройства.1 хаждый функциональный элемент устройства содержит входные полюса 1 - 4, схемы 0 И б, схему ИЛИ 6, операционный блок7, управляющие входы 8 и 9 и выходные полюса 10 - 13. Входные схемы И всех функциональных элементов подключены к соответствующим общим управляющим шинам 14 25 и 15, соответственно, строк и столбцов матрицы.Выходные полюса матрицы функциональных элементов, расположенные по краю решетки, соединены с соответствующими вход ными полюсами функциональных элементов, 394788расположенными на противоположном кра 1 О матрицы.Операционный блок 7 каждого функционального элемента имеет входной накопитель, в который записываются переменные, поступающие на входные полюса элемента, операционную схему, отрабатывающую требуемую функцию от переменных, и выходную память, в которой хранится полученный результат.Программируемый автомат циклически воспроизводит структуру заданного автомата (каждый цикл воспроизведения состоит из и тактов). В процсссс воспроизведения заданного автомата на общие управляющие горизонтальные ц всртцкальныс шццы 14 ц 1 з подаются определенные комбинации нулевых и единичных сшпалов. В результате в каждо 1 такте поле функццопальнь 1 х элементов прогрсмыируемого автомата Окязывястся разбитым на отдельные электрически изолированные друг от друга прямоугольные участки, границы которых опредсляются пулевыми сигналами на управляющих шинах. Это даст возможность осуществлять пересылки сигнала из выходной памяти операционного блока 7 одного любого) функционального элемента внутри участка в накопители любых элементов этого же участка. В конце цикла операционные блоки отрабатывают требуемые функции от переменных, поступивших в течении цикла в их накопители, и полученные результаты переписываются в выходну 1 о память,После этого следует новый цикл воспроизведения. Поскольку размеры участков определяются комбинацией сигналов на общих управляющих шинах, то, изменяя эти комбинации, можно изменять размеры участков и, следовательно, изменять длительность цикла воспроизведения и число функциональных элементов программируемого автомата, участвующих в реализации заданного автомата,Рассмотрим случай, когда длительность цикла воспроизведения автомата (в тактах) Р-п, где п - число функциональных элементов программируемого автомата. В этом случае с минимальной сложностью (без избыточности) воспроизводится автомат, заданный произвольным п-вершинным структурным графом. Пусть функции, отработаш 1 ыс операционными блокямц 7 элементов программируемого автомата в предшествующем цикле, хранятся в их выходной памяти. На всех общих управляющих кинах 14 ц 15 присутствуют единичные сцгналы. В результате входные и выходные полюса всех элементов автомата оказываются элсктричсски соединенными. В каждом из и тактов цикла подается сигнал на управляющий вход только одного (любого) элемента. При этом содержимое выходной памяти операционного блока 7 этого элемента поступаст на входные полюса 1 - 4 всех остальных элементов автомата. Одновременно подается сигнал на 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вход 9 тех элементов, входы которых, согласно графу воспроизводимого автомата, должны быть соединены с выходом данного элемента, и содержимое выходной памяти данного элемента переписывается в накопители выбранных элементов. Таким образом, за и тактов осуществляются раздельно во времени все необходимые пересылки сигналов мсжд элсмсцтамц программируемого автомата. В конце цикла результаты отработанных опсрациопнымц блоками 7 функций переписываются в их выходную память, и начинается следующий цикл воспроизведения, Быстродействие реализуемого автомата определяется длительностью одного цикла воспроцзвс,сипя, Поэтому автомат, реализованный описанным образом, является мсдленнодсйсты ющпм.В случае необходимости, устройство позволяет повышать быстродействие воспроизводимого автомата за счет сокращения длительности цикла Р и соответствующего увеличения числа элементов программируемого автомата, принимающих участие в воспроизведении. Рассмотрим, например, реализацию автомата цри Р=9. В нервом такте цикла на уг 1 равляющцх шинах 14 и 15 автомата присутствует комбинация нулевых и единиццых сигналов, представленная на фиг, 2, а на шинах, нс помеченных нулями, присутствуют единичные сшцалы). В результате поле функциональных элементов автомата оказывается рассеченным на квадратныес 1 сткц, кяждыц из которых содерж 11 т девять элементов. Внутри каждого участка осуществляется пересылка сиг 1 ала из выходной памяти элемента, окрашенного в черный цвет, в накопители операционных блоков 7 любого из восьми элементов, обозначенных неокрашенными кр 1 жками. В след ющем такте же комбинация нулевых и единичных сигналов ца управ;яющцх ши;ах 14 и 15 сдвигается па один шаг. Теперь в роли элемента, помеченного чсрным кружком, выступает другоц элемент автомата,1 ак 11 х образом, за девять тактов будет произведсна пересылка сигнала из выходной памяти каждого элемента в накопитель операционного блока побого из восьми его соседних элементов, т. е, будет реализован однородный гра ф соединений, (фиг. 2, б) . Сложность рсализа 1 цш заданного автомата в рассмотренном случае возросла за счет его воспроизведения в однородной сети (фиг. 2, б) но быстродействие автомата увеличилось, так как уменьшилось число тактов, составляющих цикл восроцзведепия. Предмет изобретения Программируемыи автомат, содержащий матрицу функциональных элементов, содержащих операционные блоки и логические схемы И и ИЛИ, причем вход каждой из четырех входных схем И каждого функ394788 1 ционального элемента соединен с выходом соответствующего смежного функционального элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей автомата, управляющие входы входных схем И каждой пары смежных функциональных элементов подключены к общей управляющей шине столбца и, соответственно, строки матрицы, а выходы входных схем И каждого функционального элемента соединены со входами схемы ИЛИ, выход которой подключен к выходам того же элемента и через первую дополнительную схему И - к операционному блоку, выход которого через вторую дополнительную схему И соединен со входом схемы ИЛИ.Составители В, Игнатущенк Техред Т. Курилко Тираж 647 Подписносвета Министров СССРоткрытийаб., д. 4/5 Заказ 8/7 ЦНИИПИ ипография, пр. Сапунов Редактор Е. Семанова Изд. М 1823 осударственного комитета по делам изобретений и Москва, Ж-З 5, Раушская