Пороговый логический элемент

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный номитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(43) Опубликоваио 25.05.77. БюллетЕнь М 19 (4 б). Дата опубликования описания 27.07,77(72) Авторы изобретения О.В,Викторов, Л.Ф. Карачун, А,М, Романкевич и А,И. Яцунов Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ПОРОГОВЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники. Элемент может быть применен, например, в устройст. вах с использованием резервирования, в качестве мажоритарного. На предложенных элементах строятся преобразователи кодов, дешифраторы, суммируюшие и множительные устройства, оперируюшие с большим числом операндов.Известен пороговый логический элемент, 10 содержащий секционированную линию задержки, элементы совпадения, выходной триггер, связанный с выходным элементом совпадения, преобразователь кодов входных наборов, выходы которого связаны с входами линии Ы задержки, а также элементы совпадения.Шина опроса элемента подключена к входу линии задержки и, кроме того, через переключатели начала отрицательных входов связана с входом секции, которая является со седней (справа) средней секции линии задержки. Выход последней секции линии задержки подключен к нулевому входу выходного триггера. Выход секции соседней (слева,) средней секции связан через переключатель кон ца положительных входов с выходной схемойсовпадения 11,Недостатком известного устройства является необходимость использования линиизадержки с большим числом секций, котороеравно тлях ( 2 ( а+ т(1) где д -вес ттого аргумента, а т 1 -порог и недостаточно высокая надежность работы,Целью изобретения является повышениенадежности работы логического элемента,Для этого в пороговый логический элемент, содержащий шины входных аргументов,выходной триггер, выходной элемент совпадения, преобразователь кодов, секционированную линию задержки и элементы совпадения,введены два сдвиговых регистра и два элемента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствующими входами сдвиговых регистров, выходы которых через элементы совпадения и преобразователь кодовподключены ко входам секционированной линии задержки, входы элементов совпаденияпервого и второго регистра подключены через элементы ИЛИ к выходу средней секции и к выходу секционированной линии за 559393держки соответственно, выход первого сдвигового регистра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второгосдвигового регистра с нулевым входом выходного триггера,На фиг, 1 изображена функциональнаясхема порогового логического элемента;на фиг. 2 - схема сдвигового регистра; нафиг. 3 - преобразователь кодов входныхнаборов для порогового элемента с пара-1 лметрами о 1 =-2, 0 =-1, И =1, 1 =-1,На вход преобразователя 1 кодов подвелены настроечные входы 2 весов и порога,Шины 3 входных аргументов и шина 4 синхроимпульса заведены на входы сдвиговых 15регистров 5, Выходы сдвиговых регистров5 подключены к входам элементов 6 совпадения, выходы которых связаны с входомпреобразователя 1 кодов, Выходы последнего подключены к секциям линии 7 задержки, 29на которой формируются веса и порог. Выход 8 линии 7 задержки и выход 9 ее последней секции связаны соответственно с одними входами элементов ИЛИ 10 и 11, выходы которых через элементы 12 и 13 задержки соответственно подключены к входупервого и к входу второго сдвиговых регистров 5. Шина 14 опроса связана с другимивходами элементов ИЛИ 10 и 11 и с единичным входом выходного триггера 15, нулевой вход которого связан с выходом второго регистра 5, а единичный выход триггера 15 подключен к одному входу выходногоэлемента 3 6 совпадения, другой вход которого связан с выходом первого сдвиговогорегистра,Регистр (см. фиг, 2) состоит из (5+1)однотипных разрядов, каждый из которыхсодержит основной триггер 17, выходы которого соединены с соответствующими вхо - 4 Одами вспомогательного триггера 18, а также содержит управляющий триггер 19, нулевой выход которого подключен, во-первых,к инверсному входу элемента 20, выход которогосвязан с единичным входом триггера 17, а во-вторых, подключен к входу элемента 21 совпадения. Единичный выход триггера 18 подсоединен к нулевому входу триггера 17 и к одному из входов элементаИЛИ 22, ко второму входу которого подключен выход элемента 21. Выход элемента 22подсоединен к входу элемента 21 и к единичному входу основного триггера, которыепринадлежат следующему по номеру разряду регистра,Преобразователь кодов (см. фиг, 3) выполнен в виде сетки взаимно перпендикулярных шин. В каждой клетке сетки расположен логический элемент 23, обеспечивающий либо подключение горизонтальной шины60 к вертикальной, либо развязку между шинами.Перед началом работы производится настройка порогового элемента на выполнениетребуемой пороговой функции.Последний разряд одногоиз регистров 5используется для формирования с помошьюпреобразователя 1 кодов порога.Каждый из логических элементов 23 преобразователя 1 кодов может настраиваться пошинам 2 на выполнение одной из следующихфункций: передача сигнала с горизонтальнойшины на вертикальную, развязка между шинами,На фиг. 3 шины настройки не показаны.Настройка элемента 23 производится координатным способом: на горизонтальную ивертикальную координатные шины подаютсясигналы настройки, элемент, стояций на пересечении этих шин, выбирается и код настройки поступает по информационным настро -ечным шинам в данный элемент.Преобразователь условно разбивается надве половины. Выходы левой половины (положительные выходы) связываются черезэлементы 23 со входами аргументов Х, укоторых веса равны Д и положительны, ие входом константы единицы в случае отрицательного порога. Выходы правой половины(отрицательные выходы) связываются черезэлементы 23 с входами аргументов Х, уКкоторых веса равны д и отрицательны, и свходом константы единицы в случае положительного порога. Настройкой преобразователя 1 обеспечивается гальваническая связьвходов преобразователя с выходами такимобразом, чтобы номер выходной шины (считая справа фиг. 1, фиг. 3 для каждой половины преобразователя), связанной со входной шиной, на которую подается Х , былравен весу этого входа О (а для входа кон 1станты "1 " был равен порогу 1 ).Положительные и отрицательные выходыпреобразователя кода подключены соответственно к входам секций левой и правой половинок линии задержки. Следовательно, чембольше номер выхода преобразователя, тембольшее количество секций линии задержкизаключены между этим выходом и выходом8 (9 ) для левой половины (правой половины).Таким образом, с помощью преобразователя кодов и секционированию линии задержки формируются с учетом их знаков и величины веса, и порог.Работа порогового элемента начинается с подачи входного набора аргументов. Кодвходного набора по шинам 3 входных аргументов подается на входы сдвиговых регистров 5, "Единицы" в коде входного набораустанавливаются в "единицы" триггера 19разрядов регистров. Константа "1", подаваемая в последний разряд одного из регистров 5 (в зависимости от знака порога) устанавливает в единицу" триггер 1 9, С помощью СИ производится запись "единицы"в тот разряд первого и в тот разряд второго регистров 5, который соответствуетместу первого аргумента, равного "единицев коде входного набора. После этого на ши Ону 1 4 подается сигнал опроса, который устанавливает в единицу выходной триггер ичерез элементы ИЛИ 10 и 11 на входы элементов 6 совпадения. Поскольку в одномразряде каждого из регистров 5 записана"единица", то сигнал опроса проходит черезоткрытый элемент 6 совпадения, связанныйс этим разрядом в каждом из регистров 5,на соответствуюший вход (в левой и правойполовине) преобразователя, и через элемент29 преобразователя поступает на выходнуюшину, номер которой соответствует весупервого не равного нулю аргумента. Сигналопроса появляется на этой выходной шинев левой (правой) половине преобразователяв случае положительного (отрицательного)веса входного аргумента, В правой (левой)половине преобразователя сигнал опроса появляется на выходной шине с номером "0".Так, например, если Х =1, и 0 =2, тона втором выходе отрицательной (правой)половины преобразователя 1 и на нулевомвыходе положительной (левой) половины по 30т.е. У ( ХХ 1 = ьд Ъ ( Ч - 7, а. х . 1,В пороговом элементе каждая из половинсекционированной линии задержки содержитчисло секций, равное лах(/а;/,//) в расчете35на наихудший случай, против числа секций,равного.4 для противопоставляемого порогового элемента, т.е, намного меньше. Так, например,для П = 4 число секций для противопоставляемого элемента равно 24, а для предлагаемого; для Ъ = 5 соответственно,45 16; для И =6 100 и 34,Таким образом, введение новых блоков -сдвиговых регистров, обладаюших высокойстепенью однородности и технологичностью,позволяет значительно упростить пороговый0 элемент, а следовательно, повысить надежность его работы. формула изобретения55 являются сигналы,Сигнал опроса, задержанный на элементе 12 задержки и на элементе 13 задержкй поступает на входы регистров 5 в качестве тактового импульса и сдвигает "единицы" в этих регистрах до ближайшего разряда, в котором управляющий триггер 19(см. фиг. 2) находится в единичном состоянии (до следуюшего равного "1" аргумента).Сигналы с выходов преобразователя 1проходят через секции линии 7 задержки,заключенные между положительным выходомивыходом 8 линии задержки (для левой половины преобразователя) и отрицательньмвыходом и выходом 9 линии 7 задержки ичерез элементы ИЛИ 10 и 11 соответственно и поступают на входы элементов совпадения 6. Затем описанный цикл повторяетсядля следующего не равного нулю аргумента.Этот процесс длится до тех пор, пока "единица" не появится на выходе старшего разряда какого-либо из регистров 5, Время, втечение которого сигнал опроса циркулирует в левой половине линии задержки до появления на выходе первого регистра 5 единицы, равно- -, )д.1 х Если) О;а о)Каждая секция линии задержки осушествляет единичную задержку сигнала, Время, в течение которого сигнал опроса циркулирует в правой половине линии задержки до появления единицы на выходе второго регистра 5, равно: Е /а 1 л еслио.Если т1, то единичный сигнал с Выхода первого регистра 5 проходит через Выходную схему совпадения 16, которая открыта выходным триггером 15, установленным в "единицу.Если 1) 1, то единичный сигнал с выхода второго регистра 5 устанавливает выходной триггер 15 в "0" и единичный сигнал с выхода первого регистра не проходит через схему совпадения 16, следовательно, пороговый элемент реализует функцию1 если ,",с 1 к ч(х х )=ПО,если Х: а. х. т Пороговый логический элемент, содержаший шины входных аргументов, выходной триггер, единичный выход которого подключен ко входу выходного элемента совпадения, преобразователь кодов, выходы которо го соединены со входами секционированнойлинии задержки, и элементы совпадения,о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с цельюповышения надежности работы, в него введены два сдвиговых регистра и два элемента ИЛИ, шины входных аргументов соединены с соответствуюшими входами сдвиговыхрегистров, выходы которых через элементысовпадения и преобразователь кодов подключены ко входам секционированной линии задержки, входы, элементов совпадения первогои второго регистров подключены через элемен ты ИЛИ к выходу средней секции и к выходу секционированной линии задержки. соответственно, выход первого сдвигового регистра соединен со входом выходного элемента совпадения, а выход второго сдвигового регистра - с нулевым входом выходного триггера.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР Мо 508935, М Кл ф Н 03 К 19/42, 12.06,7 4.О т. хУЗФиг гф ан Заказ 14 ЦНИ1/109 Тираж ПИ осудаоственнпо делам 113035, Москва,1065 Подписное го комитета Совета Минист изобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/ СС фннс;3т нП "Па т Ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель П, Лягинактор О. Стенина Техред А. Богд Корректор С. Шекмар