Многопороговый логический элемент для свертки по модулю три двоичных кодов

союз советсиихсоциАлистичесникРЕСПУБЛИН 6 Н 03 К 1 9/ ГОСУДАРСТВЕНпо изоБРетениямпРи гинт сссР НОМИТЕТОТИРьтиям 1 вп4 н 1 ий- ".1 ЧЕЫГ(54) МНОГОПОРОГОВЫЙ МЕНТ ДЛЯ СВЕРТКИ ПО ДВОИЧНЫХ КОДОВ (57) Изобретение относ ной технике и может ис вычислительных устройс изобретения - расширен нальных возможностей у, 801466 ройство содержит лнейный сумматорре з ис тивный делитель 4 нап ряжения,многопороговый дискриминатор 5,первый 7 и второй 16 элементы И-Нпервый 9 и второй 17 Э-триггеры,Входной двоичный код разбивается начетные и нечетные разряды и поступает на основные 2 и дополнительные27 входь 1 линейного сумматора. Введение в линейный сумматор дополнительных элементов И-НЕ 20 и органиэация работы устройства в два тактав первом из которых производится суммирование по модулю три нечетныхразрядов, а во втором - четных разрядов входного кода с учетом результата суммирования нечетных разрядовкода, позволило удвоить число входоустоойства. 1 ил.)/С)т 1 ТЕХН "т. г, 1. МОЖЕТ быТЬ ЯСПОЛ Э 0:)ано В 3)ч НСГ(тельньцс усрОйствях,НЕ)т, Ия От рЕ Ет я я -. т,-, СНнра т(а-,:,-; а -стр(-,й 1 тваинфор; (а цио иным Входом и (3 рв)и-( )3 тор( го одно)орогового дискрими.ня. Ор т,е:( душей г руппь),Усройс) Вс содержит также второйэ.;(емснт И -Н;. 1 6, второй В-триггерэтемснт К 1 И 18 3 Бнзертор 19, Влинейный с;):матор ввецень вторые элементь И-НЕ 20, третий 21 и четвертый 22 элементы И-НЕ, в каждую ; руппу оцнопорогсвьг цискриминаторов мно, Опороговогс) цискриминатора введен т ре т ий Одн ог о рог овый дискриминатор 23 на элементе И-НЕ, .выход которого соединен с третьим входом первого однопорогового дискриминатора 1 т) цанной груттпь) и с вторым Входом .Торого одно(орогового дис)срими:я, огя 15 данной группы, перВьй Вход ретьегс однопороговогоуг; г)искр:.,М 1;.я. Ора является соответствьщит дсолнительным Входом многопорогсвог о дискр 3 ми:я" (, )а,. вторыевходы третьих зднопороговых дискри:,Ина.ТОРОВ ОЕЦИНЕЬЬС ПОЛОжнтЕЛЬ - -Ым полюсо 2- )тсточника питания, 13 ь.хОды В торых О цн Опо РОГ ОВ ых диск ри минатороэ 15 сайдой группы являютсяСООТВЕТС)ВУ(С(тг(И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ВЬ)ХОтгатмн 25 МНОГОПО)ОГОВОГО дискри: и-атер кс.:ооые попкночены к соотнс г( твун) н)н входам второго элемента И-НЕ 16, выхоц которого соеди.ен с в": с)рьм выходом 26 УстройстваИна)С);)Мта)ИОННЬСМ ВХОДОМ ВТОР. ОГ).-ТР:ГГЕРЯ 7 т таКтОВЫй ВХОД КОТООго г(од(слочен к тактовому входу перво.с 9-:)тонера, а выход соединн- .)Вьт)1 вхоцо ( элемента ИЛИ 18, втоРотй ВХОт, КОТОРЗГО СОЕЦИНЕН С ВЫХОЦОМе рвОГО -т)иггера ) а выход подклс)- чен к герво. у )тпрявляющему входу ли:.=ейного сумматора 1второй управляющИй вход которогс соединен с выходомментов И-НЕ линейного сумматора и являются первым тактовым входом ли" нейного сумматора, второй тактовый вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого соединен с тактовым входомО устройства и первым тактовым входом линейного сумматора, вторые входы первых элементов И-НЕ 11 линейного сумматора являются его вторым тактовым входом, причем порог срабатывания третьего однопорогового дискриминатора каждой группы многопорогового дискриминатора больше порога срабатывания второго однопорогового дискриминатора той же группы, но меньше порога срабатывания первого однопорогового дискриминатора последующей группы, а дополнительные входы многопорогового дискриминатора соединены с соответствующими дополнительными выходами резистивного делителя 4.Устройство работает следующим образом.На тактовый вход 1 О устройства подаются тактовые импульсы. В первую половину периода значение тактового сигнала равно лог;"О", во вторую - лог. "1". Сигнал от генератора поступает в клемму 10 одновременно с поступлением на входы 2 и 27 сворачиваемого хода.Значения весовых коэффициентов основных 2 и дополнительных 27 входов линейного сумматора 1, определяемые резисторами 13, равны единице, количество ш групп связанных между собой однопороговых дискриминаторов в многопороговом дискриминаторе 5 определяется по форму 1 иле ш = - ( - + 2) где и - число пере 3 2менных двоичного кода, для которого определяется значение свертки по модулю три, т.е. общее число входов 2 н 27. Пороги срабатывания одно- пороговых дискриминаторов отличаются на единицу. Наименьший порог срабатывания Т, = 1, наибольшийиТЗ= 2+2.Рассмотрим работу устройства на примере восьмивходового многопорогового логического элемента, осуществляющего свертку по модулю три двоичного кода, Линейный сумматор 140 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 такого элемента содержит шесть резисторов 13, определяющих единичнь 1 е веса входов, Многопороговый дискриминатор 5 содержит две группы однопороговых дискриминаторов с порогами срабатывания Т= 1, Т= 2,ТьВ первую половину периода входного тактирующего сигнала на входе 1 О присутствует низкий уровень напряжения, определяющий закрытое состояние выходных транзисторов логических элементов И-НЕ 20, 21 и 22 линейного сумматора, При этом ток от положительного полюса источника питания через резисторы 13, соединенные с выходом логических элементов И-НЕ 21 и 22 и через резистивный делитель 4 из резисторов поступает к отрицательному полюсу источника питания, Ток через резисторы 13, соединенные с выходами логических элементов И-НЕ 11, 11 оступающий в резистивный делитель 4, определяется переменными двоичного кода, поданными на входы 2 нечетных входов линейного сумматора, поскольку на вторых входах первых логических элементов И-НЕ 11 в первую половину периода тактирующего сигнала присутствует уровень лог. "1". Если на входе 2 линейного сумматора присутствует уровень лог . "О", то выходной транзистор соответствующего элемента 11 закрыт и ток от положительного полюса источника питания через соответствующие резистор 13 и диод 12 поступает к отрицательному полюсу источника питаниячерез резистивный делитель 4. Еслина входе 2 присутствует уровеньлог. "1", то ток через резистор 13поступает к отрицательному полюсу источника питания через открытый транзистор выходного каскада соответствующего логического элемента И-НЕ11, Аналогичным образом формируетсявеличина тока через резистивный делитель 4 во вторую половину периодатактирующего сигнала. Только в этомслучае величина тока определяетсязначениями логических переменных,поступивших на дополнительные 27 иуправляющие входы линейного сумматора. Ток на выходе линейного сумматорав первую половину периода тактирующего сигнала пропорционален вели 1 -;бООб11 ри пояь ,енин на выходе линейногоЧИНЕ (,) Я ;+2)э а НО ВТОРУЮ ПОЛОНИ 1:Ну ПгрИОДЯБЕГ(ИЧИНЕ . (О 1 Х З +Х Эп эВ к(эт 01 эых чеРез хэ, их), Об 03;Я ОСНОВНЫХ И ДС)полтттттг)ГЬ 1 Ь)Э( НХОДЯХ ,1:11 ЕЙНОГО С;.ИаТОРаэ а ЧЯРЕЗ Х З Изнтентявдтыереьтентпна ;эт)ЯВЛЯ)ОщИХ ЗХ;1 Я)(Ясс(ОРэтм тепеРь Рьэб) этУ мн 01" 0- порогового дискриминатораИусть ток через резттстттвттый,ттелидл ;, ) (авн НУПО Ц Зч М эч 1 ЯР эа ВСЕХ ВХСЦЯХ ОДНОПОР 01 ОвтГХ Дт(СКРт)И таотэз 1 Й 1.э ) 23 прп(гу Гсть)уе( .С)ЗСНЬ ПОГ, с)э,тта ВСЕ:С БЫХОГаХэ)го.1(. - ,.тп: ттог. "1, 3. с п 1 ятводит к по."н ээВтэ-.ттт)Ю СИГНЯЛР ПОГ, 0 На ВЫХОдаХ -,э;гТсВ ( тт 1 б я ВЬЬЭях уе) рой ." З и на итформанионнытс тходах 0- - г 1 ("р тзэ В 9 И 1 /Г, СМ .) тта. Н Ыт(Сд Е ЛИНР и НОГ 0 СуммаРРЯ , т)ЭИСУТСТВУЕТ ТОК Э т Р(этгкатОВтий СэЭ Ь. 1(0 г ВЕЗ Одни ИЗ рг,) И(. ТОррнон обусл)вттивает падение напря;еттття на резисторах резистивного Етти. ля э, достаточное,.цля (раР- тын сания пе 1 эВОго 0:)11 опо)огового ди( " Эттли)Гивт.рт 4:,т:1 Ртнр т-);-ттпэт С ПС;- сстом Т - т., - ,эт Этом па ег(выхоэ ээ жР 1(ия, сотвгт вуюций 101 О, а На ЗЬ)ХОДЕ Ээ ЕМЕНТЗ э -, На БЬВ(тдг 1 И на информат,ьт)ттнс и вхоце г) "тглгг.сера 9 11 оявллетс.я -.осок-тй утзвсяь нагг)".эээ:э женит, ОООТВ Р Тстнуто 1)(ИЙ 101 . (Г СЬ т ЯП -".0 Ь и - Б Ь)ХОЛЕ )1 ИЕм:.тот," 0 умма торя 1 поя;: итп я ток, огрецел)"- Етэт:Й СУММОЙ ОКаЗ, ПрОС ЕКЯ)ОШИХЕ- рз.; два,.езттстсэря 13 (в(тличтта ь:=;вг= ленной суммы на вьхоце линейного сумматора ранна двумт. 11 этом случае срабатывают оцнопороговые дтэскриминаторь; 14 т 15 из первой групты с порогами 1, - 1,:.- ., Иа Вьл(оце второго с)цнопорнового дискриминатора5 г:.ервой г зуттпт появ" ляется нвЭк;щ у")овень нтпг)яженэтя, обуславливаюи Появление нысоког о(. :ОРогсм сРабатьтнаттиЯ Т.э = 1 и тавыходе второг.- тогического элемсн"яу . рОтс;"В а и я т,тнь(э,"мятионт Ых 1 тх(па" ",-тт:игр гров 9 т:;. 17 ОязгЗютсясигнсль С" и "1" соответствеьэтто с,ма тор.:тоха, пропорциональногоВэзещгннэй сл(ьтг, ра зной трем (токчерез тр, рези"тора 13 поступает на.всход .тти-:ейногэ сумматора) э в перВОЙ гругг срабатыватот первый, второ.: и тр;тий однопорогоные дискриминатэры с: -орэгами Т, = , Т= 2,)О Т, = 3, )1 Я выхэде однопороговогодискртптт)(тат(зря 23 появляется низкийУРОВЕНЬ,аттРЯже:ИЯ) ПОСтУПаЮЩИй Навходы первого и Второго однопорогоньгх дискриминаторов. На их выходах15 формирую гся высокие уровни напряжения, ттртс-.одящие к появлению на выходах пг:Бого 7 и второго 16 логиче, к, л элементов И -НЕ ниэк их .уровнейнапряжения Окзнял лог. "О" посту 2:" Пает пртх этом на выходы 8 и 2 б устрОЙСТЗЯ : НЯ ттнэ)1)ОрМЯ ЦИОННЬ(Е ВХОДЫ1)-.триггеров 9 х7,Работа м ног опорог озог о дискримипатора г:и выходных токах линейногосумматора,; 1 рот э Орциснальнь х велич иНЕ ВЗВЕШгт)НОЙ СУММЫэ., 6, ПРОИСходит атььгтогьчно случаю взвешеннойсуммы 1,: э 3, При этом выходные сигна,)ты лог,:."-таскин элементОВ И-НЕ 7 и3; б эттргдляются уровнями напряжений,лормирует):-.гчи однопороговь)ми дискрими)татс 1 ря;.:и Второй группы с порогат,;т 1, -- ч, " 5 э Т= 6г.Ост(с;тьку В первой половине пери 3 г, одя тактирующего сигналя на такто - , - .,г; вход(тх 3-Т 1 энггеров 9 и 17 при,сут:твуеэ. уровень ло), О . то вних заптС.сяягт( я информация с ньгхоОБ;тогтческих элементов И-НЕ 9 и 40 17 30 В:,.Эрой полонинс периода натактовых зхоцах Э-тртнсгерон присутС(ВУЕТ С Эгиал ЛОГ., ээ" И ОНИ ХРаНЯтП)ОСТУГ)ИЗ)УЮ З ПЕРВОЙ ПОЛОНИНЕ ГЕРИода ин(1)О:ьтяиито.:(ЯСС 1:)трИМ тЕПЕрЬ ПОЛУЧЕНИЕ рЕ- зугьтата свертки по моцулю три от конкретного двоичного кода:10111001, : Ч ИТЯЯ - ТО НЯ ОСНС=.)н тг ВХОДЫ ЛИНЕЙ Бого сум,таторя поданы:-течетные я тэа ДОП ОГ 1 ННТЕЛЬ НЫЕ БхоцЫ - Ч ЕТНЫЕ ра 3".)1,(ь: чис;а, Ио "колькэ в нечетных разэ ц,"х цанногс хода (счет начинаегся СО С)ОРО)-.:Ы МЛЯ (ЩИХ РЯЭРЯЦОН) СОДЕР- жится дв-; ециницы, то в конце первой половины периода тактирующего сигнат-трттсгерьт 9 и 17 устанавливаютсясоответс: гнгнно в гдиттичное и нулевоесос) энни-:. ЗгиОстояния определят5 10 15 25 30 во второй половине периода тактирующего сигнала код 1 0 на управляющих входах линейного сумматора.Рассмотрим работу многопорогового логического элемента во второй половине периода, Поскольку на управляющих входах линейного сумматора формируется код 1 О, а число единиц в четных разрядах двоичного числа равно трем, то в конце второй половины периода на выходах 8 и 26 многопорогового логического элемента сформируется код 01, означающий, что величина остатка по модулю три от кода 10111001 равна двум. Аналогичным путем могут быть найдены остатки и от других двоичных кодов, при этом необходимо помнить, что нулевой остаток кодируется кодом 00, а единичный - кодом 1 О. Формула изобретения Миогопороговый логический элемент для свертки по модулю три двоичных кодов, содержащий линейный сумматор, входы которого являются информаци-онными входами устройства, а выход подключен к резистивному делителю напряжения, выходы которого соединены с соответствующими входами много- порогового дискриминатора, выходы которого соединены с соответствующими входами первого элемента И-НЕ, выход которого является первым выходом устройства и соединен с информационным входом первого В-триггера, тактовый вход которого подключен к тактовому входу устройства, линейный сумматор кеет в своем составе по числу входов первые элементы И-НЕ с открытым коллектором, выходы которых соединены с анодами соответствующих диодов и через соответствующие резисторы подключены к положительному полюсу источника питания, катоды диодов являются выходом линейного сумматора, многопороговый дискриминатор имеет в своем составе группы однопороговых дискриминаторов на элементах И-НЕ, первый вход первого однопорогового дискриминатора группы соединен с выходом второго однопорогового дйскричинатора той же группы, второй вход первого одноповогового дискриминатора и первый вход второго однопорогового дис 35 40 45 50 55 криминатора группы являются соответствующими входами многопороговогодискриминатора, выходами которого являются выходы соответствующих первыходнопороговых дискриминаторов каждойгруппы, причем в каждой группе первый однопороговый дискриминатор име"ет меньший порог срабатывания по отношению к порогу срабатывания второго однопорогового дискриминаторатой же группы, но больше порога срабатывания второго однопороговогодискриминатора предыдущей группы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей устройства путем увеличения числа информационных входов,в устройство введен второй элемент И-НЕ, второй Э-триггер, элемент ИЛИ и инвертор, в линейный сумматор вве -денивторые элементы И-НЕ, третийи четвертый элементы И-НЕ, в каждуюгруппу однопороговых дискриминаторов мног опорогового дискриминатора введен третий однопороговый дискриминатор на элементе И-НЕ, выход которого соединен с третьим входом первогооднопорогового дискриминатора данной группы к с вторьщ входом второгооднопорогового дискриминатора даннойгруппы, первый вход третьего однопорогового дискриминатора каждой группы является соответствующим дополни тельным входом многопорогового дискриминатора, вторые входы третьиходнопороговых дискриминаторов соединены с положительным полюсом источника питания, выходы вторых однопороговых дискриминаторов каждойгруппы являются соответствующими дополнительными выходами многопорогового дискриминатора, которые подключены к соответствующим входам второго элемента И-НЕ, выход которогосоединен с вторым выходом устройстваи с информационным входом второгоО-триггера, тактовый вход которогоподключен к тактовому входу первогоО-триггера, а выход соединен с первым входом элемента ИЛИ, второйвход которого соединен с выходом первого В-триггера, а выход подключенк первому управляющему входу линейного сумматора, второй управляющийвход которого соединен с выходомвторого Э-триггера, первые входытретьего и четвертого элементов И-НЕлинейного сумматора являются соот66 ооб Составитель Т, Смирнов Техред Кравчук Корректор С. Гекмар Редактор М. Петрова Тиоах, 8;9 Заказ 953/56 Годписное ВНИИНК Государственно;с комитета по иьобретения 1 и открытиям при ГКНТ СССРПроизводственно-издатзльский комбинат "Патент" г,ужгороц ул. Гагарина 101 9 1 ветственно его первым и вторым )иравляющими входами, первые входы вторых элементов И-НЕ линейного сумматора являются его соответствующими дополнительными информационными входамивыход каждог О второго элемента И-НЕ линейного сумматора соединен с выходом соо"ветствующего первого элемента И-НЕ линейного сумматора, а вторые входы вторых элементов И-НЕ линейного сумматора соединены с вторыми входами треть" его и четвертого элементов И-НЕ линейного суммагора и являются пер- вым тактовым вхоцом линейного сугматора, второй тактовый вход ко-.срого подключен к выхоцу инвертора. вход которого соединен с тактовым вхоцом устройства, и первым тактовым входом линейного сумматора, вторые вхоцы первых элементов И-НЕ линейного сумматора являются его вторым тактовым входом, причем порог срабатывания третьего однопорогового дискриминатора каждой группь 1 многопорогового дискриминатора больше поо 1 О рога срабатывания второго однопорогового дискриминатора той же группы, но меньше горога срабатывания первого однопорогового дискриминатора последующей группы, а дополнительные 1 входы многопорогового дискриминаторасоединены с соответствующими дополнительными выходами резистивного делителя.