Модель формального нейрона

11964662 Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспубпнк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУио делам иэабретеиик и открытии, а ЙЙГЕТфТЕХИ;Е "-Москвоский ордена Трудового Красного Знамени БИБЛИО(.физико-технический институт(54) МОДЕЛЬ ФОРМАЛЬНОГО НЕЙРОНА 15 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для создания обучающихся электронных систем.Известна модель формального нейрона, выполненная: на многовходовых .элементах И-НЕ и вклюцает возбуждающий и тормозящий вход и выход 113.Недостатками этой модели являются невысокие Функциональные возможности и низкая помехоустойцивость,Наиболее близким к изобретению является синхронный К-Ь.триггер, содержащий первый элемент И-НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И-НЕ, выход которого является выходом триггера и соединен с первым входом третьего эле. мента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен с вторым входом тре тьего элемента И-НЕ (.23. 2Недостатком известного технического решения является также низкаяпомехоустойчивость и ограниченныефункциональные возможности,Цел ь и зобрет ения - р асши рени ефункциональных возможностей и повышение помехоустойчивости.Поставленная цель достигаетсятем, что в мрдель формального нейрона, содержащую первый элемент И-НЕ,выход которого подключен к первомувходу второго элемента И-НЕ, выходкоторого является выходом модели исоединен. с первым входом третьегоэлемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, выход четвертого эле"мента И-НЕ соединен с вторым входомтретьего элемента И-НЕ, введены пятый элемент И-НЕ, четыре инвертораи интегрирующий конденсатор, возбуж"дающий вход модели подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ,выход которого через первый инвер2 4И-НЕ), Если при этом на входах 1 О и 11 будет комбинация сигналов 5 К=О (т.е, либо 5=0, либо К=1), то Г, =1 и триггер находится в режиме хранения первоначально"записанной в него информации Г =5=1 и 1=0. Пусть теперь на некоторое время на вход 10 поступает возбуждающий импульс 5=1, а. К останется равным О. Тогда станет Г 6 =БТК=О и триггер опрокинется, на его выходе появится сигнал Я=1, кото рый сохранится и после окончания дей ствия возЬуждающего импульса или после появления тормозящего импульса, если .до этого первым на соответствующий вход модели нейрона поступил возЬуждающии импульс. Появление вначале тормозящего, а потом возбуждающего импульса делает опрокидывание триггера невозможным, и он остается в исходном нулевом состоянии Я=О,Рассмотрим случай достаточно длительного сохранения на входах нейрона комбинации 5 Т=1 и К=О, когда триггер находится в опрокинутом состоянии =1, Пусть теперь, независимо от наличия или отсутствия возбуждающего импульса на входе 10, сигнал на входе 13 мгновенно изменяется от значе-. ния Т=1 до значения Т=ОПри этом ста нет Гб - - 1, что соответствует либо режимухранения информации в триггере, либо ее перезаписи по второму входу элемента И-НЕ 9 на который поступает сигнал Г 4 =Т ТС. Эта функция обратится в нуль лишь через время ФС, определяемое временем зарядки конденсатора 14. Это время выбирается требуемым образом, может существенно превышать время 2 7 и определяет время, в течение которого триггер находится в опрокинутом состоянии Я=1.Для суммирования возбуждающихили тормозящих импульсов они могутподаваться на соответствующие входы10 и 11 через расширители (многовходовые элементы ИЛИ).Таким образом, модель нейрона нетолько суммирует сигналы 5 и К.)произвольным образом расположенныево времени, но и обеспечивает их запоюнание на требуемое время, чтосущественно расширяет функциональные возможности, Этому способствуетповышение помехоустойчивости в мо"дели нейрона благодаря возможностиего синхронизации, вследствие принудительного сброса модели после окончания тактового импульса и выпол 35 3 96466тор соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого через второй инвертор подключен к тормозящему входу модели, входсинхронизации которой соединен с вторым входом пятого элемента И-НЕ, через третий инвертор - с первым входом четвертого элемента И-НЕ и с входом четвертого инвертора, выход которого соединен с вторым входом чет Овертого элемента И-НЕ и с одной обкладкой интегрирующего конденсатора,другая обкладка которого подключенак шине нулевого потенциала,На фиг. 1 представлена структурная схема модели формального нейрона; на фиг, 2 - возможные вариантыреализации логических элементов. свходными диодами Ыоттки.Модель формального нейрона содер Ожит пятый элемент И-НЕ 1, третий инвертор 2, четвертый инвертор 3, чет"вертый элемент И-НЕ 4, второй инвертор 5, первый элемент И-НЕ 6, первыйинвертор 7, второй элемент И-НЕ 8, 25третий элемент И-НЕ 9, возбуждающийвход 10, тормозящий вход 11, выход12, вход 13 синхронизации и интегрирующий конденсатор 14,Кроме того, схема содержит вход Оные диоды Шоттки и транзисторы.Модель работает следующим образом.При поступлении на вход 1 О возбуждающего импульса 3 и при поступлениина вход 13 тактового импульса Т навыходе элемента И-НЕ 1 образуетсяфункция Г =ГТ , а на.выходе элементаИ-НЕ 4 оЬразуется функция Г =Т Т4 СПри поступлении на вход 11 тормозящего импульса К на выходе элементаИ-НЕ б образуется функция Г =5 ТК6указанные две. Функции Г и Г осуще 4ствляют управление режимом работытриггера, образованного элементами И-НЕ 8 и 9 и определяют выходнуюфункцию О=Г =ц 5 ТК,845Пусть в течение длительного времени сохраняется на входе 13 сигналТ=О. Тогда Г=1 не влияет на состояние элемента И-НЕ 8 и триггер находится в нулевом состоянии, поскольку на второй вход элемента И-НЕ 9поступает сигнал Г =О,фи изменении импульса Т с нулевого на единичный, т,е, при появленииимпульса Т=1, на выходе элемента55И-Нг 4 появится сигнал Г 41 (черезю.мн .=2;, где - - среднее времяперклеймения дельного элементаФормула изобретения Модель формального нейрона, содержащая первый элемент И-НЕ, выход которого подключенк первому входу второго элемента И-НЕ, выход которо го является выходом модели и соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соеди нен с вторым входом третьего элемен" та И-НЕ, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в нее введены пятый элемент И-НЕ, четыре инвертора и ин- го тегрирующий конденсатор, возбуждающий вход модели подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ, выход конения в виде инжекторных вентилейс входными диодами Шоттки. 662 бторого через первый инвертор соединенс первым входом первого элемента И-НЕ,второй вход которого через второйинвертор подключен к тормозящему входу модели, вход синхронизации которой соединен с вторым входом пятогоэлемента И-НЕ, через третий инверторс первым входомчетвертого элементаИ-НЕ и с входом четвертого инвертора,выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ и с одной обкладкой интегрирующего конденсатора, другая обкладка которого под-ключена к шине нулевого потенциала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Букатова И.Л., Елинсон М.И.Шаров А.М, Электронные обучающиесясистею. М., "Знание", 1979:, с. 56.2. Справочник по интегральным микросхемам. Под ред. Б,В.Тарабрина.М., "Энергия", 1980; с. 618 (прототип) .964662 оставитель А,Яицковехред Л. Пекарь тор Е,Ровко ака ал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектна ктор Н.Рогулич 7 32/30ВНИИПИйо113035 ТиРаж 731 Подписосударственного комитета СССРлам изобретений .и открытийМосква, Ж, Раущская наб.,