Логическая ячейка

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К ЬетОРСКОМЮ СВИДВТФЛЬСТВУ(22) Заявлено 01.10.75 (21) 2179050/24 с присоединением заявки51) М. Кл. Ст 06 Г 7/О судврственныи комитетоветв Мииистров СССРпо делам иэобретеиийи открытий(43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень 3 (45) Дата опубликования описания 10,11.77(71) Заявитель осковский ордена инженерно.физиче удового Красного Знаменикий институт 54 ЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА инены со вторым ки, а выходы под соответствуюших третьим входамиючены ко вторым вхо ных элемен т наной из Изобретение относится к области цифровых вычислительных машин и предназначено для построения структур дискретных устройств управления на вычислительных однородных средах, 5Известна логическая ячейка, которая выполняет функцию "стрелка Пирса" 111, Недостатком ее является сложность, большое количество настроечных шпн, резкое снижение быстродействия автоматов, в О которых она используется, с ростом их сложности.Из известных логических ячеек наиболее близкой к предлагаемому изобретению является логическая ячейка, содержащая триг 15 геры, входы которых подключены к выходам входных элементов И, а выходы - к соответствующим входам выходных элементов И, первый элемент И, первый и второй входы которого через одни элементы НЕ подклю чены соответственно к управляющей шине и первому входу ячейки, соединенным с входами второго элемента И, выход которого подключен к первым входам входных злемен тов И, другие элементы НЕ, входы которых 25 Ячейка внешним управлением може страиваться на выполненйе любой, од следующих четырех операций:а) развязка между горизонтальной и вертикальной информационными шинами;б) передача прямого сигнала с горизонтальной на вертикальную шину;в) передача инверсного сигнала с горизонтальной на вертикальную шину;г передача инверсного сигнала с вертикальной шины на горизонтальную шину,Такие логические ячейки. используются при построении матричных однородных сред (вычислительных сред шинного типа), представляющих собой итеративную решетку йз вертикальных и горизонтальных щии, В клетках решетки располагаются логические ячейки, каждая из которых подключается к соответствующим горизонтальным и вертикальным шинам. Режим работы матричной одно3 Вид операции О О О О О О 0 0 О О О О О 1 0 О О О родной среды задается устройством управления, входяшим в ее состав,Недостатком известной ячейки являетсяограниченное число операций, выпопняемыхею что сужает область испольэомния ячейкиЦелью изобретения является расширениеобласти применения ячейки за счет увели.чения числа операций, выполняемых ею.Это достигается тем, что погическаяячейка содержит дополнительные входные 40элементы И, дополнительный эпемент НЕ идополнительный триггер, выход которого,подключен к третьему входу первого элемента И, входы - к.выходам дополнительныхвходных эпементов И, первые входы которых,15соединены с выходом вторагоэлемента И,а вторые входы подключены соответственнок выходу допопнительного эпемента НЕ ичетвертому входу ячейки, соединенному свходом доподнитепьного эпемента НЕ. 20На чертеже изображена схема логическойячейки,Логическая ячейка, подключается к горизонтальным 1-3 и вертикальным 4 5 шинамматричной однородной среды. Логическаяячейка содержит управпяюшую шину 6, выходные элементы И 7,8, первый элементИ 9, элементы НЕ 10-13, дополнительныйэлемент НЕ 14, триггеры 15, 16, допопнитепьный триггер 17, входные элементы 30И 18-21, доподнитедьные входные элементы И 22 23 1 второй элемент И 24.Входы триггеров 15, 16 подключены квыходам входных эдементов И 18-21, а выходы - к соответствующим входам выходных элементов И 7,8. Первый и второй входырдемента И 9 через эпементы НЕ 10 и 11подключены соответственно к управдяюшейшине 6 и первому входу ячейки 25, соединенным с.входами второго эпемента И 4024 выход которого подключен к первымвходам входных элементов И 18-21. Логические ячейки при испопьэомнии в матричной однородной среде имеют следуюшие режимы работы: 1 М 1 Входы элементов НЕ 12 и 13 соединены со вторым 26 и третьим 27 входами ячейки соответственно, а выходы подключены ко вторым входам входных элементов И 18 и 20. Выход триггера 17 подключен к третьему входу первого эйементаИ 9, входы - к выходам дополнительныхвходных эпементов И 22 и 23, первые входыкоторых соединены с выходом второго элемента И 24, а вторые входы подключенысоответственно к выходу дополнительногоэлемента НЕ 14 и четвертому входу 28ячейки, соединенному с входом допопнительного элемента НЕ 14. Выходы элементовИ 7 и 8 подключены к выходу 29 ячейки.Помимо четырех операций, выполняемыхизвестной логической ячейкоЯ, такая логическаяячейка может настраиваться на выполнение двух. спедуюших дополнительныхопераций:д) передача прямого сигнала с горизонтальной шины 1 (.-го ряда на вертикальнуюшину 5 4 -го столбца и последуюшая передача резупьтируюшего инвертированного сигнада с вертикальной шины 4 ) -го стопбцана горизонтальную шину 24 -го ряда;е) передача инвертированного сигнала сгоризонтальной шины 11 -го ряда на вертикальную шину 5 -го столбца и последующая передача инвевтиромнного сигнала свертикальной шины 4 -го столбца на горизонтальную шину 2 1 -го ряда,Работа ячейки в режиме настройки поясняетса табпицей, где символы в крайнемлевом стопбце обозначают вид операцийсоГпасио описанию, выцопняемых ячейкойУ 1, У, У сигналы на прямых выходах триггеров 15, 16 и 17 соответственно (, 2 Э- сигналы настройки ячейки,подаваемые на шины 1, 2,3; ф - настроечный сигнал, подаваемый одновременно наячейки средФ. 1) режим настройки ячейки (когда в среде синтезируется дискретное устройство);2) режим обработки информации (ре 577"255жим функционирования в среде этого устройства),В режиме настройки сигнал Ф, подается одновременно на шины 6 всех ячеек, Настройка ячеек производится координатным способом по столбцам, При настройке ячеекВ-го столбца на шину 4 этого столбцаподается сигнал, равный " 1", Он проходитчерез элемент И 24, и подготавливает кФработе элементы И 18-гЗ, Элементы И7-9 закрыты сигналами "0" с инвертора11, Настроечная информация (сигналы (( ( ) с выходов устройства управления(на чертеже не помазано) однородной средойе фподается в ячейки-го столбца по щи-15нам 1-3, триггеры 16-17 устанавливаются в нужное положениеПо окончании настойки сигнал фпереводит ячейки среды -в режим обработки информации (элементы И 1824 закрываются и подготавливаются к работе элементыИ 7-9), Настройка ячеек при фневозможна,В режиме обработки информации междувходной и выходной шйнами" каждого ряда 25и каждого столбца среды устанавливаетсяФсвязь через соответствующими триггер-формирователь устройства управления среды ивключается генератор синхроимпульсов этогоустройства, задающии тактовую частоту и 30импульсный характер сигналов, обрабатываемых в однородной среде.Работу логических ячеек в составе однородной среды в режиме обработки информации рассмотрим на примере реализации З 5в такой среде функции 1 = х1 х 1 хЭта функция может быть реализована научастке среды размером три строки и одинстолбец, содержащем три ячейки: допус-,тим, что первая ячейка, находящаяся на пересечении-ой и у-го столбца, настроена на передачу прямого сигнала с горизонтальной шины 1 Оь-ой строки на вертикальную шину 5-го столбца с последующей пеЪредачей инветированного сигнала с вертикальной шины.4-го столбца на горизонтальную шину 2 1 -ой строки (тип настройки д), вторая ячейка - с щины 1 (. +1)-ой4строки на вертикальную шину 5-го столб-ца (тип настройки а), а третья ячейка наст роена на передачу инвертированного сигналас горизонтальной шины 1 (1+2)-ой строкина вертикальную шину 5-го столбца, Формирование функции осуществляется в дватакта. В течение первого такта импульсные 55сигналы Х , Х Х с выходов устрой- .ства управления средой по соответствующим шинам 1 подактся на входы ячеек-го столбца, обрабатываются в них и с выходов этих ячеек поступают на вертикальную шину 5-го столбца, Так как каждая из шин среды реализует дизъюнкцию подаваемых на нее сигналов, то на шине 5 будет сформирован сигнал=1, если на выходе по крайней мере одной из ячеек, подключенных к этой шине, появится фединичный сигнал, Значение сигнала (О или 1 ) запоминается соответствующим триггером-формирователем в устройств . управлениявход которого соединен с шиной 5, а выход - с шиной 4 столбца, В течение второго такта усиленный импульсный сигнал Е - Х с вы 2хода триггера-формирователя подается на вертикальную шину 4, инвертируется первой ячейкой, реализуюцей совмещенную операцию, и на шине 2-сй строки образуется сигнал, описываемый заданной функ цией.Формула изобретения Логическая ячейка, содержащая триггеры,входы которых подключены к выходам входных элементов И, а выходы - , к соответствующим входам выходных элементов И,первый элемент И, первый и второй входы которого через одни элементы НЕ подключены соответственно к управляющей шине ипервому входу ячейки, соединенным с входами второго элемента И, выход кочорогоподключен к первым входам входных элементов И, другие элементы НЕ,входы которых соединены со вторым и третьим входами ячейки, а выходы подключены ковторым входам соответствующих входныхэлементов И, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью расширения области применения ячейки, она содержит дополнительные входные элементы И, дополнительныйэлемент НЕ и дополнительный триггер, выход которого подключен к третьему входупервого элемента И, входы - х выходам дополнительных входных элементов И, первыевходы которых соединены,: выходом второгоэлемента И а вторые входы подключены соответственно к выходу дополнительного элемента НЕ и четвертому входу ячейки, соединенному с входом дополнительного элемента НЕ,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Сб, Вычислительные системы выпуск 25, Новосибирск, 1967, с. 41.2. Авторское свидетельство Хо 395832,кл. С 06 6 Г 7/00, 1973, 577525Составитель В. РудаковдактоР Н, ХаУдом 1 екРеад, 5 аоурка КОРРектоР М, Домок 6 Тираж 818 Подписное4 Государственного комитета Совета Министропо дедам изобретений и открытий5055, Москм, Ж, Раушсмк какд. 4/5 ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4186(3 ЦНИИП 1 в ССС