Многофункциональный элемент непрерывной логики

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЗШ Н 03 К 19/2 ИСАНИЕ ЕТЕНИЯ.сяттриговми надцатого,ого пороыми входа- мого поротвертого нен через .входами о и шестнадов, выход ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 2, Мартсон К,И. Пороговые элемен ты и элементы памяти для синтеза фу кциональных устройств автоматики. - В сб.: Техническая кибернетика, Киев, 1971, с. 185.(54) (57) МНОГОФУНКНИОНАЛЬНЫЙ ВЛЕМЕНТ НЕПРЕРЬБНОЙ ЛОГИКИ, содержащий шестнадцать пороговых элементов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторыс возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого и тринадцатого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого и четырнадцатого пороговых элементов, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждающими входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия,выхСщ,источника опорного напряжения через резисторы соединен с тормозными входами первых двенадцати и пятнадцатого пороговых элементов, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики через резисторы соединен с возбуждающим, входом десятого порогового элемента и тормозным входом четырнадцатого логического элемента, выход ко ЯО 1064473 А торого через резисторы соединен с тормозными входами двенадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого, одиннадцатого и девятого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резистор с тормозным входом тринадцатого порогового элемента, выход которого соединен через резисторы с тормозными входами десятого и тринадцатого пороговых элементов и с возбуждающим входом восьмого порогового элемента, выход которого соединен через резисторы с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого 9 пороговых элементов и с тормозным входом восьмого порогового элемента, который через резистор соединен с выходом первого порогового элемента, который через резисторы соединен с возбуждающими входами пя- Я того, седьмого, девятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых эле. ментов и с тормозными входами шес- ( ) того и десятого пороговых элемен- р тов, выход второго порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седь- фЬ мого, десятого одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами пятого, восьмого СО .и девятого пороговых элементов,выход третьего порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого, девятого, деого, одиннадцатого, д надцатого и четырнадц ых элементов и тормоз пятого, шестого и сед говых элементов, выход ч порогового элемента саед резисторы с возбуждающим двенадцатого, пятнадцато цатого логических элемен1064473 пятого порогового элемента соединен через резисторы с тормознымвходом пятого порогового элемента ивозбуждающими входами пятнадцатогои шестнадцатого пороговых элементов,выход шестого порогового элементасоединен через резисторы с тормозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговыхэлементов, выход седьмого;порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмогопорогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выходдевятого порогового элемента соединен через резисторы с тормознымвходом девятого порогового элементаи возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход десятого пороговогоэлемента соединен через. резисторыс тормозным входом десятого порого 1Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, аименно к,устройствам, реализующимФункции непрерывной логики,Известен многофункциональный 5элемент непрерывной логики, содержащий четырнадцать транзисторов идиод, которые работают как пороговые элементы, ограничители и инверторы, набор резисторов, взаимныесвязи элементов, источникипитанияи опорного напряжения 1 ,Недостатком многофункциональногопорогового элемента является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку он реализует только шесть функций непрерывной логикии не позволяет реализовать такие общеупотребительные функции, как минимум, эквивалентность и др. Наиболее близким к изобретению является многофункциональный элемент непрерывной логики, содержащий шестнадцать пороговых элементов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого и тринадцатого пороговых 30 элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами. шестого, седьмового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход Одиннадцатого порогового элемента соединенчерез резисторы с тормозным входомодиннадцатого порогового элементаи возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход двенадцатого пороговогоэлемента соединен через резисторыс тормозным входом двенадцатого порогового элемента и возбуждающимивходами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов., выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормознымивходами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, а выходшестнадцатого порогового элементасоединен с его тормозным входом через резистор и соединен с выходом многофункцио-.нального элемента непрерывнойлогики2го и четырнадцатого пороговых элементов, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждающими входами соответственно первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов Г 2.Недостатком данного многофункционального элемента непрерывной логики является относительно низкое быстродействие, поскольку скорость перестройки его на выполнение заданной функции Сравнительно мала.Цель изобретения - повышение быстродействия многофункционального, элемента непрерывной логики.Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональном элементе непрерывной логики, содержащем шестнадцать пороговых элементов, источник опорного напряжения и резисторы, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого и тринадцатого пороговых элементов, второй:вход многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы с возбуждающими входами щестого, седьмого и четырнадцатого пороговых элементов, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы соединены через резисторы с возбуждающими входами соответственно1064473 10 45 первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, выходисточника опорного напряжения черезрезисторы соединен с тормознымивходами первых двенадцати и пятнад-.цатого пороговых элементов, первыйвход многофункционального элементанепрерывной логики через резисторы соединен с возбуждающим входом десятогопорогового элемента и тормозныМвходом четырнадцатого логическогоэлемента, выход которого через ре-.зисторы соединен с тормозными входами двенадцатого и четырнадцатогопороговых элементов и возбуждающимивходами восьмого, одиннадцатого и 15девятого пороговых элементов, второй вход многофункционального элемента непрерывной логики соединенчерез резистор с тормозным входомтринадцатого порогового элемента,выход которого соединен через резисторы с тормозными входами десятогои тринадцатого пороговыхэлементов. и с возбуждающим входом восьмогопорогового элемента, выход которого . 25соединен через резисторы с возбуж- сдающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов н стормозным входом восьмого пороговогоэлемента, который через резисторсоединен с выходом первого порогового элемента, который через резисторы соединен с возбуждающими входамипятого, седьмого, девятдго, одиннадцатого и двенадцатого пороговыхэлементов и с тормозными входамишестого и десятого пороговых элементов, выход второго порогового элемента соединен через резисторы свозбуждающими входами шестого,седьмого, десятого, одиннадцатого40и двенадцатого пороговых элементов,и с тормозными входами пятого, восьмого и девятого пороговых элементов, выход третьего порогового элемента соединен через резисторы свозбуждающими входами восьмого, де-,вятого, десятого, одиннадцатого,двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов итормозными входами пятого, шестого 5 Ои седьмого пороговых элементов,выход четвертого порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами двенадцатого,пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход пятого по 55рогового элемента соединен Черезрезисторы с тормозным входом пятого порогового элемента и возбуждаю-.щими входами пятнадцатого и шест-.надцатого пороговых элементов,выход шестого порогового элементасоединен через резисторы с тормозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых 65 элементов, выход седьмого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмогопорогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход девятого порогового элементасоединен через резисторы с тормознымвходом девятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговыхэлементов, выход десятого порогового элемента соединей через резисторы с тормозным входом десятогопорогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выхододиннадцатого порогового элементасоединен через резисторы с тормозным входом одиннадцатого пороговогоэлемента и .возбуждающими входамипятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента соединенчерез резисторы с тормозным входомдвенадцатого порогового элемента ивозбуждающими входами пятнадцатогои шестнадцатого пороговых элементов,. выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы стормозными входами пятнадцатого ишестнадцатого пороговых элементов,авыход шестнадцатого порогового эле-.мента соединен с его тормозным входом через резистор и соединен с выходом многофункционального элементанепрерывной логики.На чертеже показана структурнаясхема многофункционального элементанепрерывной логики,МногоФункциональный элемент непрерывной логики содержит шестнадцать пороговых элементов 1-16, источник 17 опорного напряжения и резисторы 18-108, первый вход 109многофункционального элемента непрерывной логики соединен через. резисторы 18-21 с возбуждающими входами пятого 5, седьмого 7 девятого9 и тринадцатого 13 пороговых элементов, второй вход 110 многофункционального элемента непрерывнойлогики соединен через резисторы22-24 с возбуждающими входами шестого 6, седьмого 7 и четырнадцатого14 пороговых элементов, первый 111,второй 112, третий 113 и четвертый 114 управляющие входы соединенычерез резисторы 25-28 с. возбуждающими входами соответственно первого 1, второго 2, третьего 3 и четвертого 4 пороговых элементов. Выход источника 17 опорного напряжения через резисторы 29-41 соединенс тормозными входами первых двенадцати 1-12 и пятнадцатого 15 пороговых элементов, первый вход 109 многофункционального элемента непрерывной логики через резисторы 42 и 43 соединен с возбуждающим входом деся того порогового элемента 10 и тормозным входом четырнадцатого порогового элемента 14, выход которого через резисторы 44-48 соединен с5 тормозными входами двенадцатого 12 и четырнадцатого 14 пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого 8, одиннадцатого 11 и девятого 9 пороговых элементов, 10 второй вход 110 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резистор 49 с тормозным входом тринадцатого порогового элемента 13, выход которого 15 соединен через резисторы 50-52 с тормозными входами десятого 10 и тринадцатого 13 пороговых элементов и с возбуждающим входом восьмбго порогового элемента 8, выход которого соединен через резисторы 53-55 с возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов и с тормозным входом восьмого порогового элемента 8, который через резистор 56 соединен с выходом первого порогового элемента 1, который через резисторы 57-63 соединен с возбуждаю- шими входами пятого 5, седьмого 7, девятого 9, одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 пороговых элементов и с тормозными входами шестого 6 и десятого 10 пороговых элементов,выход второго порогового элемента 2 соединен через резисторы 64-71 с возбуждающими входами шестого 6, седьмого 7, десятого 10, одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 пороговых элементов и с тормозными входами пятого 5, восьмого 8 и девятого 40 9 пороговых элементов, выход третьего порогового элемента 3 соединен через резисторы 72-81 с возбуждающими входами восьмого 8, девятого 9, десятого 10, одиннадцатого 11, 45 двенадцатого 12, тринадцатого 13 и четырнадцатого 14 пороговых элементов и тормозными входами пятого 5, шестого 6 и седьмого 7 пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента 4 соединен через резисторы 82-84 с возбуждающими входами двенадцатого 12, пятнадцатого 15 "и шестнадцатого 16 логических элементов, выход пятого порогового элемента 5 соединен через резисторы 85-87 с тормозным входом пятого порогового элемента 5 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход шестого порогового элемента 6 соединен через резисторы 88-90 с тормозным входом шестого порогового элемента 6 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, 65 выход седьмого порогового элемента 7 соединен через резисторы 91-93 с тормозным входом седьмого порогового элемента 7 и с возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход девятого порогового элемента 9 соединен через резисторы 94-96 с тормозным входом девятого порогового элемента 9 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16пороговых элементов, выход десятого порогового элемента 10 соединен через резисторы 97-99, с тормозным входом десятого порогового элемента 10 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход одиннадцатого порогового элемента 11 соединен .через резисторы 100-102 с тормозным входом одиннадцатого порогового элемента 11 и возбуждаюшими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента 12 соединен через резисторы 103-105 с тормозным входом двенадцатого порогового элемента 12 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход пятнадцатого порогового элемента 15 соединен через резисторы 106-107 с тормозными входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, а выход шестнадцатого порогового элемента 16 соединен с его тормозным входом через резистор 108 и соединен с выходом 115 многофункционального элемента непрерывной логики.МногоФункциональный элемент непрерывной логики работает следующим образом.Управляющие сигналы в виде параллельного четырехразрядного потенциального двоичного кода подаются на управляющие входы 11.1-114 Зависимость вида реализуемой функцииот кода управления представленав таблице.Четырехразрядные коды управления через входы 111-114 подаютсяна четыре пороговых элемента 1-4,которые выполняют функцию стандартизации уровней напряжений логического нуля и логической единицыпо каждому разряду,При подаче кода управления 0000 пороговые элементы 5-12 и 15 заторможены сигналом с источника 17 опорного напряжения, а пороговые . элементы 13 и 14 не заторможены и под действием сигналов Х 1 и Х 2 возбуждаются, причем так, что пороговый элемент 13 вычисляет функцию условной разности Ь(Х 1-Х 2),10 а пороговыи элемент 14 вычисляет функцию обратной условной разности Ь(Х 2-Х 1) .В дальнейшем эти значения используются при формировании других функций непрерывной логики. На пороговый элемент 16 никакие сигналы не подаются, и на его выходе наблюдается сигнал, постоянно равный логическому нулю.При подаче кода 0001 (на входе 111 сигнал логической единицы, на остальных - логического нуля) растормаживается пороговый элемент 5, благодаря возбуждающему сигналу Х 1 и собственной отрицательной об ратной связи он реализует повторение сигнала Х 1, Сигнал с этого порогового элемента. подается на выходной пороговый элемент 16,. который его также повторяет. 20При подаче кода 0010 (на входе 112 сигнал логической единицы, на остальных - логического нуля) растормаживается пороговый элемент б, который реализует функцию 25 повторения Х 2 аналогично пороговому элементу 5, Сигнал с порогового элемента б задается для повторения на выходной пороговый элемент 16.При подаче кода 0011 растормажи . Зо вается пороговый элемент 7, который вычисляет функцию условного сложения Ь(Х 1+Х 2) и подает результат на выходной пороговый элемент 16.При подаче кода 0100 сигналом с порогового элемента 3 растормаживается пороговый элемент 8, который вычисляет функцию модуля разности МОД (Х 1-Х 2) =Ь (Ь (Х 1-Х 2)+2-Х 1) .Для этого слагаемые прямая и обратные условные разности берутся с. пороговых элементов 13 и 14 соответственно. Результат с порогового элемента 8 подается на выходной порого-. вый элемент 16, При подаче кода 0101 растормаживается пороговый элемент 9, 45 который вычисляет функцию непрерывной логики. - максимум: МАХ(Х 1,Х 2)Ь (Х 1+Ь (Х 2-Х 1) )Суммируемые сигналы Х 1 берутся с входа 109, а об-. ратная разность берется с выхода порогового элемента 14. Результат подается на выходной пороговый элемент 16. При подаче кода 0110 растормаживается пороговый элемент. 10, который вычисляет функцию непрерыв ной логики - минимум: М 1 Х(Х 1,Х 2)Ь(Х 1-Ь(Х 1-Х 2 . Суммируемые сигналы Х 1 и Ь(Х 1-Х 2) .берутся с входа 109 и с выхода порогового элемента 13. Результат подается на выходной пороговый элемент 16.При подаче кода 0111 суммой сигналов с пороговых элементов 1-3 растормаживается пороговый элемент 11, который повторяет вычисленную на пороговом элементе 13 функцию условной разности Ь(Х 1-Х 2) и подает ее на входной пороговый элемент 16.При подаче кода с 1000 по 1110 все перечисленные выше функции инвертируются, т.е. вычисляются их дополнения до единицы.Это обеспечивается за счет растормаживания сигналом с порогового элемента 4 другого порогового элемента 15, который совместно с пороговым элементом 16 вычисляет дополнения от поступающих на них сигналов следующим образом:У=1. 1+ Ь(Уе) -2(2 е)3: 1,(1-2 е , где Ее - при е = 1-7 - сигналы не совместных Функций, подаваемые на пороговые элементы 15 и 16 с пороговыхэлементов 5-11.При подаче кода 1111 растормаживается пороговый элемент 12 который вычисляет Функцию Ь(1-Х 2+Х 1), сигнал с этого порогового элемента подается на пороговые элементы 15 и 16, где вйчисленный.сигнал преобразуется в его дополнение, а именно, в обратную условную разйостьУ = (1-Ц 1-Х 2+Х 1) ) = Ь(Х 2-Х 1)Таким способом, вычисляются все 16 функций, укаэанных в таблице,Таким образом, быстродействие многофункционального элемента пороговой логики не изменяется при переходе от режима обработки входных сигналов к режиму настройки на новую функцию. Изменение реализуемой Функции осуществляется простым изменением 4-разрядного входного кода на входах кодового управления 111-114. Кодовое управление хорошо согласуется с цифровыми управляющими устройствами.Изобретение позволяет реализовывать произвольные функции непрерывной логики от большого числа переменных путем каскадного соединения нескольких предлагаемых устройств.1064473 Функция Код управления на входах 113 112 111 114 У щ 0 0 О 0 0 Повторение щХ 1" О, Повторение "Х 2 щ Условное сложениеМодуль разности МаксимумМинимум Константа "1" Дополнение Х 1 Допслнение Х 2 Дополнение суммы Эквивалентность Условное обратноевычитание 1 1 1 Вычисляемые соотноше- ния Х (Х 1-3 (Х 1 "Х 2) ) Х " 1-МАХ(Х 1,Х 2) У щ К -М 4 И(Х 1,Х 2)10361 За оеССР лиал ППП фПатен 1, г, Ужгород, У оектная,4 Тираж 93 б ВНИИПИ Государст по делам изобр 3035, Москва, ЖПодпис омитета открытий ая наб.,енноготений Рауш