Устройство для вычисления логических производных многозначных данных

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСРЕСПУБЛИК 670690 1, Ц 54 ЗОБРЕ титут .А,Кух НИЯ ЛО- ОЗНАЧвой в ОСУцАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССМ 1168925, кл. 6 06 Р 7/04,1984.Авторское свидетельство СССМ 1277089, кл. 0 06 Р 7/04, 1986.(54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ВЫЧИСЛГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ МНОНЫХ ДАННЫХ(5)5 С 06 Г 15/31, 7/00 числительной технике и может быть использовано для аппаратной поддержки вычислений в системах синтеза и анализа цифровых автоматов, диагностики цифровых устройств, сжатия данных, обработки изображений, управления роботами-манипуляторами, синтеза топологии БИС. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет логической обработки многозначных данных. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блоки 11-1 л управления, операционные блоки 21-2 п и блоки 31-3 памяти, где и - число переменных функции,описывающей многозначные данные. 3 ил.Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использованоо для синтеза и анализа цифровых автоматов, диагностики цифровых устройств, сжатия данных, обработки иэображений, управления роботами-манипуляторами, синтеза топологии больших интегральных схем,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет логической обработки многозначных данных,На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг,2 - схемы блоков памяти и операционного блока; на фиг.3 - схема блока управления.Устройство содержит блоки 1 т, управления, операционные блоки 2 тл и блоки Зт-Зп памяти, где и - число переменных многозначной функции алгебры логики Каждый операционный блок содержит коммутатор 4 и сумматор 5 по модулю К(где К - значность данных). Каждый блок памяти содержит первый и второй узлы 6 и 7 регистровой памяти. Каждый блок управления содержит генератор 8 тактовых импульсов, с первого по четвертый элементы И 9-12, первый 13 и второй 14 счетчики, первый 15 и второй 16 дешифраторы, мультиплексор 17, элемент НЕ 18, элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 20.Операционный блок 2 (где 1 - 1 п) предназначен для вычисления вектора значений д Х/д 1 логической производной по 1-й переменной Х с циклическим отрицанием в первом режиме и вектора значений смешанной логической производной 1-го порядка по переменным с циклическим от рицанием во втором режиме. В первом режиме работы исходными данными для блока 21 являются элементы вектора значений Х многозначной функции алгебры логики, во втором - результат вычислений блока 2 ь (вектор значений логической производной 1-1)-го порядка по переменным с циклическим отрицанием),Первый режим работы блока 1 определяется низким уровнем "0", который подается на вход режима блока 1 в момент времени 10, Во втором режиме работы на вход режима блока 1 в момент времени тс, подается высокий уровень "1", Одновременно сигнал с входа режима блока 1 поступает на управляющий вход мультиплексора 17 ь При этом на выход мультиплексора 17 передается информация с его первого информационного входа, Сигнал пуска поступает на вход пуска-останова генератора 8 тактовых импульсов и через мультиплексор 17 на первый выход блока 1 в момент времени т 0, откуда поступает на вход пуска-останова следующего (11)-го блокауправления,5 Начиная с момента времени т, до момента времени тр, где р =К (К" т (К)К" )+К" -1, генератора 8, импульсов формируетпоследовательность импульсов которьепоступают на первый вход элемента И 9 ь10 элемента И 101 и элемента И 12 а также навторой выход блока 1 ьНа первый вход элемента И 10 поступает высокий логический уровень,а на второйвход - синхроимпульсы с выхода генератора15 8 импульсов, На выходе элемента И 10 формируется последовательность импульсовкоторые поступают на третий выход блока 1:и служат для управления работой 1-го блокаЗь20 В момент времени т к"когда на выходах счетчика 13 формируется двоичныйэквивалент числа К"т 1, на соответствующем выходе дешифратора 15 формируетсявысокий уровень("1"), который поступает навход элемента НЕ 18 ь с выхода которогонизкий логический уровень передается напервые входы элементов И 9 и 10 ь на выходе кото;.ых формируется низкий логическийуровг нь Вследствие этого счетчик ,3 фиксирует состояние, в котором он находился емом,нт времени т к" . Одновременно высокий уровень с выхода дешифоатора 15,поступает на первые входы эл мен гов И 12 ь11, и на четвертый выход блока 1. Б результате этого с выход элемента И 12 на счетный вход счетчика 14; поп гупаютсинхроимпульсы.В момент времсни ., где 1= К" (К)К",когда на выходах счетчика 14, формирует.40ся двоичный эквивалент числа К.1)К, нап 1соответствующем выходе дешифратора 16формируется высокий уровень ("1"), который поступает на второй вход элемента4 ИЛИ 20 с выхода которого высокийуоовень("1") поступает на второй вход элемента И11, на выходе которого устанавливается высокий логический уровень, поступающий навход установки в ноль счетчиков 13 и 14 ьПосле этого на выходах дешифраторов 1516 устанавливаются низкис логическиеуровни,Цикл работы блока 1 повторяется К 1ь 1раз. начиная с момента времени т С момента времени т кь 1 до т функционированиеблока 1 аналогично гго работе с моментавремени т, по т,"Б момент времени трна вход пуска-оста шва блока 1; подаетсясигнал останова случ.ащий признаком конца работы блока 1,Во втором режиме в момент времени 1,высокий уровень("1") погтупает на управляющий вход мультиплексора 17,. Вследстниеэтего данные на выход мультиплексора 17,поступают с его второо информационного 5входа. Одновременно на вход пуска-останона блока 1, подается сигнал пуска, которыйпоступает на вход пуска-осганова генератора тактовых импульсов 8 и на вход элемента19 задержки. С выхода алемана 19 задержки через время Л т =- К /1, где 1 - частотаследования импульсов на выходе генератора 8, сигнал пуска поступает на второй информационный вход мультиплексора 171, а сего выхода - на первый выход блока 1, В 15остальные моменты времени функционирование блока 1 но втором режиме аналогично его функционированию н первомрежимеБлок 2 рабогает следующим образом в 20двух режимахВ первом режиме исходные данные,вектор зачений Х функции 1(Х), поступаютс первого 1 нфсрла 11 оного входа блока 2на первый информационный вход коммутатора 4.Начиная с молента времени 1 О на первый и второй управляющие входы коммутатора 4 посупагот изкие уровни. Врезульгате ин Ргрл;ия передается с перного информационного входа колмутатора1, на его 1 врой ир"; ий выходы и с третьегоитирм;циоо. ихода комлутаора , аего первыи нь гд Исходье данные с нторсго и третьсго ныоден коммутатора 4, пос 1 упаот соогнсгстненно на второй и третийвыходы блока 2,С молента вРемени 1 к"на пеРвомуправляющем входе коммутатора 4, устанавливается высокий логический уровеньВследствие этого иформация передается спервого информационного входа коммутатора 4 на его первый и третий выходы. Наданном этапе исходные данные поступаютс первого выхода коммутатора 4, на второйинформационныи вход сумматора 5, по модулю К и с третьего информационного входаблока 2 на первый информационный входсумматора 5 по модулю К. Результатсуммирования с выхода сумматора 5, полодулю К поступает на первый выход блокаг,Цикл работы блока 2 начиная с момента времени 1, повторяется К -1 раз, Начи ная с момента времени тк 1 по 1,Р функционирование блока 2 аналогично его работе с момента времени то по т кп - ,Во втором режиме, начиная с момента времени т, нэ первый управляющий вход коммутатора 4, поступает высокий уровень. а на второй управляющий вход коммутатора 4, низкий уровень. В резульате этого информация с первого информационного вхо. да коммутатора 4 передается на его второй и третий выходы, а с третьего информационного входа коммутатора 4 - на его первый выход. С второго и гретьего выходов коммутатора 4, исходные данные поступают соотнестненно на второй и третии выходы блока 2С момента времени ткна втором управляющем входе коммутатора 4 формируется высокий логический уровень, Вслед. ствие этого информация с второго информационного входа коммутатора 4, передается на его первый и третий выходы. На данном этапе функционирования исходные данные поступают на первый и второй информационные входы сумматора 5 по модулю К, а результат суммирования с выхода сумматора по модулю К поступает на первыи выход блока 2, Цикл работы блока 21повторяется К -1 раэ, начиная с момента времени 1. С момента времени т к 1 по т функционирование блока 2 аналогично его работе с момента времени ьо пок" -.Начиная с момента времени 1 о до момента тк"в узел б регистровой памяти и н узел 7 регистровой памяти записывается информация погтупающая нэ итформацииые входы эих узлов,С момента времени 1," . 1 в теение (К 1)К тактов работы блока 3 запись и считывание информации иэ узла 6 не осуществляется Однако узел 7; продолжает функционировать; информация, поступающая на его информационный вход, последовательно проходит через все регистры узла 7, и поступает на его выход. С момента време.и т на управляющий вход узла 6, поступает последовательность импульсов. Гследствие этого содержимое регистров узла 6, последовательно поступает на его выд. Период работы запоминающей ячейки 3, с момента времени 1 к" -по 1 П, где а = 2 К"(К)К" -1, повторяется К -1 раз и заканчивается в момент времени т.устройство для вычисления логических производных многозначных данных работает следующим образом в двух режимах.Первыи режим работы позволяет вычислить векторы значений д Х 1 д Х логической производной по переменной Х с циклическим отрицанием многозначной функции алгебры логики т(Х). В блоке 2, вычисляется логическая производная по переменной Х 1 с циклическим отрицаниел, 1670690Второй режим работы устройства позволяет вычислить векторы значений смешанных логических производных по переменным с циклическим отрицанием многозначной функции алгебры логики 1(Х).Таким образом, оба режима работы позволяют вычислять логические производные не только бинарных, но и многозначных данных,В первом режиме на вход пуска-останова поступает сигнал пуска, а на второй вход - низкий уровень ("0"), который определяет функционирование устройства в первом режиме. Исходные данные, элементы вектора значений Х, последовательно поступают на информационный вход устройства, откуда передаются на первые информационные входы блоков 2 ь На первых выходах блоков 2 формуруртся элементы векторов значений дед Х результата дифференцирования. Конец работы устройства определяется сигналом останова, поступающим на вход пуска-останова устройства.Во втором режиме функционирование устройства определяется высоким уровнем ("1"), поступающим на второй вход режима устройства, Результат вычислений блока 21 вектор значений д Х/д Х 1, поступает на первый информационный вход блока 22. В блоке 22 выполняется вычисление вектора значений смешанной логической производной второго порядка по переменным Х 1 и Х 2 с циклическим отрицанием,Таким образом, на выходы устройства последовательно поступают элементы векторов значений смешанных логических и роизводных 1-го порядка по переменным с циклическим отрицанием,Формула изобретения Устройство для вычисления логических производных многозначных данных, содержащее первые блок управления и операционный блок, причем информационный вход и первый вход режима устройства подключены соответственно к первым информационному и управляющему входам первого операционного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обработки многозначных данных, оно содержит с второго по и-й блоки управления (где п - число переменных многозначной функции алгебры логики), с второго по и-й операционные блоки и и блоков памяти, причем информационный вход устройства подключен к первым информационным входам операционных блоков с второго по п-й, вход пуска-останова устройства подключен к входу пуска-останова первого блока управления,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 первый выход а-го операционного блока (где а = 1, п) подключен к первому управляющему входу (а 1)-го операционного блока и к а-му выходу результата устройства, и-й выход результата которого подключен к первому выходу и-го операционного блока, второй вход режима устройства подключен к входам режима всех блоков управления и к вторым управляющим входам всех операционных блоков, первый выход а-го блока управления подключен к входу пускаостанова (а+1)-го блока управления, второй, третий и четвертый выходы Ь-го блока управления (где Ь = 1, п) подключены к третьему управляющему входу Ь-го операционного блока, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам Ь-го блока памяти, первый и второй выходы которого подключены гоответственно к второму и к третьему информационным входам Ь-го операционного блока, при этом каждый блок управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент задержки, мультиплексор, элемент ИЛИ, элемент НЕ, два дешифратора, два счетчика и четыре элемента И, причем в каждом блоке управления вход режима блока управления подключен к управляющему входу мультиплексора, вход пуска-остэнова блока управления подключен к входу пуска-оста- нова генератора тактовых импульсов, к входу элемента задержки, к первому информационному входу мультиплексора и к первому входу элемента ИЛИ выход элемента задержки подключен к второму информационному входу мультиплексора, выход которого подключен к первому выходу блока управления, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И и к второму выходу блока управления, выход первого элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, информационный выход которого подключен к входу первого дешифратора, К" -й (где К - значность данных,- номер блока управления) выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, к четвертому выходу блока управления и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов И, выход последнего подключен к третьему выходу блока управления, выход третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, информационный выход которого подключен к входу второго дешифратораК)К" -й выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выод которого подключен к второму входучетвертого элемента И, выход которого подключен к входам установки в "0" первого и второго счетчиков, при этом каждый операционный блок содержит коммутатор и сумматор по модулю К, причем в каждом операционном блоке первый информационный, первый, второй и третий управляющие, второй и третий информационные входы операционного блока подключены соответственно к первому и второму информационным, к первому и второму управляющим, к.третьему информационному входам коммутатора и к первому информационному входу сумматора по модулю К, выход которого 5 подключен к первому выходу операционного блока, первый, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к второму информационному входу сумматора по модулю К, к второму и третьему выхо дам операционного блока,670690Составитель В,СмирновРедактор Т.Лаэоренко Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец Заказ 2752 Тираж 391 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Проиэводсгвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул Гагарина 101