Матричное устройство формирования векторов пути соединения

(19) 1 4 0 06 Р 1 Уг О ОБ ИЯ АВТОРСКОМ ДЕТЕЛЬСТВУ 19менный ститу н теи устроиспоследовател счет абеспеформировапияоединения авиации ени ног и воичных ров пути мойлен ношении на ов аданных номеровицы инцидентносатурной избыьшения коливерши помощью ма ьшение апп и н СССР 973. СР1984 льство5/00, .ство СС15/20,чности счет умеДля дости ств ения пос ои цел ив ус ор 4 и генера пульсо блок 3 ния и оп блок 2 и(57) Изобретентике и вычисли ИИРОВАСТРОИСТВО фО И СОЕДИНЕНИЯ относится к ельной техник управлвведенответс6 илвтома и мовующие с таблГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытипРи Гннт сссР(56) Авторское свидетВ 624232, кл. С 06 ГАвторское свидетелФ 1203534, кл. С 06 Е жет быть использовано в системах о работки информации. Цель изобретения - расширение функциональных во иство, содержащееедовательности иммикропрограммногорационный блокиска информации иязи. 2 з,п. ф-лы,з148Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано в системах обработки информации,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения последовательного формирования двоичных векторов пути соединения отношений наосновании заданных номеров вершин спомощью матрицы инцидентности иуменьшение аппаратурной избыточностиза счет уменьшения количества шин.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 в .схема операционного блока; на Фиг.3 - схема блока поиска; на фиг.4 - схема блока микропрограммного управления; на фиг.5 -схема блока генерации импульсов; нафиг.6 - Форма микрокоманды.Устройство (фиг.1) содержит операционный блок 1, блок 2 поиска, блок3 микропрограммного управления,генератор 4 последовательности импульсов, первый информационный вход 5,вход 6 запуска, второй информационный вход 8.Операционный блок 1 (фиг,2) содержит коммутаторы 9-11, (ИМ) элементов 12 однородной структуры,Блок 2 поиска (фиг.3) содержиттриггер 13, одновибратор 14, регистры 15 и 16, счетчик 17, элемент И18, элемент ИЛИ 19, одновибратор 20,триггер 21, схему 22 сравнения, генератор 23 импульсов.Блок 3 микропрограммного управления (фиг.4) содержит коммутатор 24,шифратор 25, элемент ИЛИ 26, узел 27микропрограммного управления, регистр 28.Генератор 4 последовательности импульсов содержит счетчик 29, К элементов ИЛИ 30, элемент И 31, регистр32, генератор 33.Блок микропрограммного управления, имеет следующие выходы: В - адресвертикальной линии, КИМП - количество импульсов (управление ячейки напересечении линий шин), ОДН 1 - управление одновибратором 20, ГИ 1запуск генератора 23 блока 2, КРГ 1инверсный код количества импульсов. в регистре 32, Шф - управление шифратором 25, ГИ 2 - запуск генератора4, ПРИОР - управление коммутатором10, К 1 - управление коммутатором 24,СБРОС - сброс счетчика 17, ПР 1 - при 1 788 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ем кода в регистр 16, ПР 2 - загрузкасодержимого регистра 16 в счетчик 17.Устройство работает следующим образом.Перед запуском блока микропрограммного управления в регистр 28 загружается номер первой вершины соединения, который через коммутатор 24 попадает на управляющий вход коммутатора 10. В результате этого на операционный матрице оказывается выбранным вертикальный столбец (шина) с номером, равным заданному номеру вершины. Управление режимами работы устройства ведется с помощью блока 3микропрограммного управления узла 27микропрограммного управления. Работаустройства состоит из несколькихциклов и заключается в следующем.Операционная матрица, содержащая элементы 12, разделяется на несколько операционных областей, определяемых адресами вертикальных шин. Область,определяемая адресами вертикальных линий 1-И, хранит квадратную матрицуИИ - матрицу смежности, элементамикоторой являются единицы или нули,Область, определяемая адресами И+1 -2 М также хранит модифицированнуюматрицу смежности МвЯ.Формирование пути соединения производится следующим образом.Вначале в операционную область,определяемую номером вертикальнойшины 2 И+3, заносится столбец матрицысмежности, определяемый кодом в регистре 28. Адрес операционной области определяется кодом микрокоманды(фиг.6). Приоритет адреса с выходаполя микрокоманды определяется полемПРИОР. Наличие единицы в этом полеопределяет переключение коммутатора10 несмотря на наличие кода на первом входе коммутатора 10. Пусть в ре"гистре 28 задан код вершины 1.Последовательность действий устройства следующая.1. Выходы элементов, расположенных на вертикальной линии, подключаются к общей шине (горизонтальной).2. Принимается код из общей шиныв элементы вертикальной шыны К (адрес К фиксированный и определяетсясодержимым поля микрокоманды БЕРТ),3. Отключаются от общей шины элементы линии 1,4. Подключаются выходы элементовлинии К к общей шине.(поле ОДН 1). В результате триггер 21сбрасывается, разблокируя элемент И18 и из счетчика 17 начинает в кажФн н 5дом тактевычитаться "1" сигналами свыхода генератора 23, запуск которого определяется полем ГИ 1. Выход коммутатора 11 подключен к входу установки в "1" триггера 21, причем соответствующий выход линии горизонтальной (общей) шины определяется выходом счетчика 17. При наличии "1"на соответствующей линии горизонтальной общей шины триггер 21 устанавливается в "1", элемент И 18 блокируется и код с выхода счетчика 17 заносится в регистр 15. Поле К 1 к этомувремени переключает коммутатор 24,таким образом, что вместо регистра 28 20к его выходу подключается регистр 15.В следующем цикле адрес вертикальнойлинии матрицы смежности определяетсявыходом регистра 15.6, Отключается вертикальная линия 25. К от горизонтальной общей шины.7. Осуществляется переход к п. 1.Цикл оканчивается, если срабатывает схема 22 сравнения в момент,когда код счетчика 17 сравниваетсяс "1". Этим сигналом счетчик 17устанавливается в исходное состояние, триггер 13 сбрасывается, переключая коммутатор 24 на прием кодас выхода регистра 28, и в микропрограммном устройстве устанавливается следующий фиксированный адресмикропрограмм, сбрасывается схема22 сравнения,Цикл повторяется для следующей за 40гружаемой в регистр 28 вершины,причем вместо линии К используется линия К+1, после чего в микропрограммном устройстве устанавливается адресмикропрограммы выделения пересеченияполученных наборов вершин, заключаю 45щегося в том, что над элементами линий К и К+1 производится операция Ии результат помещается по адресу К+3.Далее снова запускается блок 2поиска, причем параллельно с коммутатором 11 работает коммутатор 9.Когда на выходе коммутатора 11 появляется первая "1", в регистр 15принимается код соответствующего номера вершины (горизонтальной линии),после чего микропрограмма обнуляетсодержимое элементов вертикальнойшины К+3 и затем заносит в соотвеч 788 6ствующий элемент этой же вертикаль -ной линии, номер которой определяется кодом счетчика 17, "1", Послеэтого управление передается микропрограмме определения нижнего конуса,верхняя вершина которого определяется содержимым регистра 15. В этомслучае выход коммутатора 24 переключается на вход шифратора 25, управляемого полем НИФР микрокома.нд, поскольку соответствующая матрица смежностей имеет ту же размерность, нонаходится по другим адресам, сдвинутым на некоторую константу относительно адресов линий первой матрицы,Результат заносится на вертикальнуюлинию К+4. Определение номеров вершин нижнего конуса ведется так же,как и для верхнего. После этого определяется пересечение наборов вершин двух верхних и нижнего конусовс занесением результата в элементывертикальной линии с адресом К+5(операция И над элементами вертикальных линий К+5 и К ; (К+5)3 (К)-е(К+6),К+5 и К+1 : (К+5) Д (К+1) - (К+7).В результате работы устройства вэлементах вертикальных линий, определяемых условными адресами К 6 иК+7, оказываются векторы (двоичные),хранящие нули и единицы причем номера позиций единиц являются номерами вершин, входящих в пути соединения для исходных вершин, задаваемых,перед началом работы устройства.Дляпервой вершины результат хранитсяпо адресу К+б, для второй - по адресу К+,Горизонтальные линии общей шиныявляются информационными. Вертикальные шины линии являются управляющими, причем выбор выполняемой функцииопределяется количеством управляющихимпульсов, поступающих по вертикаль-,ной линии через коммутатор 10 в течение такта работы элемента 12. Количество импульсов определяется полемКИМП микрокоманды. Поле ГИ 2 определяет момент запуска генератора 33 импульсов, генератора 4 последовательности импульсов. Формат микрокоманды приведен на фиг.б. Поле СБРОС определяет режим сброса счетчика 17,поля ПР 1 и ПР 2 определяют режимыработы регистра 16 и счетчика 17 при выполнении операции удаления повторяющихся путей. Эта вспомогательная операция применяется в случае наличияизбыточности в наборах вершин путисоединения,Поле КРГ 1 управляет количествомимпульсов, генерируемых генератором4. Содержимое этого поля (количествоимпульсов) заносится в регистр 32,причем содержимое заносится в инверс"ном коде. При сравнении кодов счетчика 29 и регистра 32 на выходе схемысравнения, состоящий из схем ИЛИ30.1-30,К и схемы И 31, появляется"1", останавливающая генератор 33,т.е, перебор вертикальных линий матрицы,Микропрограмма работы устройствапри определении двоичных векторов пути соединения представлена в таблице,Описание работы микропрограммы,После приема в регистр 28 кодапервой вершины коммутатор 10 активизирует соответствующую этому кодувертикальную линию. Блок 3 запускает"ся по входу 6. Шаг 1, Выходы элементов .12 этой линии подключаются к линиям горизонтальной шины. Для этогов поле КИМП указывается код 4. Кодыполя КИМП 1-3 означают соответственносброс. прием информации с линий горизонтальной шины и выполнение функциинад собственным содержимым и информацией на входе ячеек, Устройство нашагах 1-13 выполняет накоплениеинформации (функция ИЛИ между К-йвертикальной линией и линией, определяемой в каждом цикле в блоке 2,код линии хранится в регистре 15),Поле ПРИОР определяет переключениекоммутатора 7, если в этом поле "1",то операция производится с вертикалью, указанной в поле В, в противном случае - с вертикалью, определя 1емой содержимым регистра 15. На шагах 12 и 13 производится запуск блока 2, После этого блок 3 прерываетработу до очередной загрузки регист-.ра 15 (аналогичные действия производятся на шагах 5,6), Такой цикл повторяется до срабатывания схемы 22, Вячейках вертикали К получен векторпути 1. Затем аналогичная процедураповторяется для второй заданной навходе 10 вершины. В К+1 вертикали получен вектор 2,На шагах 14-22 выполняется микропрограмма функции пересечения двоичных векторов 1 и 2 пути, Шаги 24 и25 - поиск первой "1" в векторе на5 1 О 15 20 55 25 30 35 40 45 50 вертикали К+3. На шагах 26-28 производится уничтожение всех остальныхразрядов вертикали К+3, кроме найденного первого, Шаги 29 и 30 определяют подключение выхода коммутатора24 к входу шифратора 25. Теперь всеоперации по определению последовательности вершин нижнего конуса производятся с помощью второй матрицы,хранящейся в области, смещенной нанекоторую константу. Микропрограммаэтой операции принципиально не отличается от микропрограмм обработкиверхних конусов.Далее приводятся микропрограммыпересечения наборов вершин на вертикали К+5 (результат обработки нижнего конуса) и на вертикали К (первыйвектор), на вертикали К+5 и на вертикали К+1,формула изобретения 1, Матричное устройство формирова" ния векторов пути соединения, содержащее генератор последовательности импульсов, блок микропрограммного управления и операционный блок, первый выход которого соединен с первым входом операционного блока о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения последовательного формирования двоичных векторов пути соединения отношений,на основе заданных номеров вершин с помощью матрицы инцидентности и уменьшения аппаратурной избыточности за счет уменьшения количества шин, в него введены блок поиска, второй информационный вход устройства соединен с первым входом блока микропрограммного управления, второй и третий выходы которого соединены с вторым и третьим входами операционного блока соответственно, с первого по четвертый выходы блока поиска соединены с второго по пятый входами блока микропрограммного управления соответственно, шестой вход которого соединен с управляющим входом устройства, с четвертого по шестой выходы блока микропрограммного управления соединены с третьего по пятый входами блока поиска соответственно, с седьмого по восьмой выходы блока микропрограммного управления соединены соответственно с первого по второй в пзми1481 788 10 ГИ 1 КРГ 1 ШФ ГИ 2 Шаг В ОДН 1 КИМП 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 1 42 К 33 14 К, 45 К6 К 11 11 1 О генератора, выход которого соединен с четвертым входом операционного блока, выход которого соединен с вторым входом блока поиска, пятый вход операционного блока соединен с первым информационным входом устройства, девятый и десятый выходы блока микропрограммного управления соединены соответственно с шестым и седьмым входами блока поиска, одиннадцатый выход блока микропрограммного управления соединен с первым входом блока поиска, пятый выход которого соединен с пятым входом операционного блока, восьмой вход блока поиска соединен с "третьим информационным входом блока.2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что операционный блок содержит три коммутатора и 2 О матрицу МсМ элементов однородной структуры (И - максимальное число вершин, М ) 2 юЯ - число линий для хранения двух матриц смежности, рабочих и результирующих линий ячеек), 1-й 25 выход Я=,1,М) первого коммутатора соединен с д-м входом второго коммута тора и информационным входом и выходом каждого (,3)-го элемента однородной структуры Я=1,М), 1-й выход 30 третьего коммутатора соединен с управляющим входом каждого Ы,1)-го элемента однородной структуры (д1,0), с первого по третий управляющие входы третьего коммутатора соединены с первого по третий входами блока соответственно, информационный вход третьего коммутатора соединен с четвертым входом блока, информационный вход первого коммутатора - 4 О с пятым входом блока и первым информационным блоком устройства, управляющие входы первого и второго коммутаторов соединены с шестым входом блока, выход которого соединен с выходом второго коммутатора. 3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок поиска содержит два триггера, два одновибратора, два регистра, счетчик, элемент И, элемент ИЛИ, схему сравнения, генератор импульсов, вход запуска которого соединен с первым входом блока, выход генератора соединен с прямым входом элемента И и входом установки первого триггера, выход которого соединен с первым входом блока, второй вход которого соединен с входом установки второго триггера, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и входом записи первого регистра, выход которого соединен с вторым выходом блока,третий вход которого соединен с входом первого одновибратора, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, четвертый вход блока соединен с входом сброса счетчика, пятый вход блока соединен с управляющим входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом установки счетчика, вторым входом элемента ИЛИ, третьим выходом блока и входом второго одновибратора, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, выход второго триггера соединен с четвертым выходом блока, шестой вход которого соединен с входом записи счетчика, выход которого соединен с входами первого и второго регистров, с первым входом схемы сравнения и пятым выходом блока, седьмой вход которого соединен с входом записи второго регистра, выход которого соединен с информационным входом счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента И, инверсный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, восьмой вход блока соединен с вторым входом схемы сравнения. ПРИ К 1 СБР ПР 1 ПР 2 РезервОР . ОС(Блокировка работы до загрузки регистра 15)1 1 4 3 1 4 7 К89 К1011 К12 113 О(Повторение алгоритмафиксированного адресавершины в ячейку11314311 до срабатывания схемы 22, установление следующего микропрограммы приема и обработки второй исходноИ К+1 аналогично приведенной)1 111111 1 0 1 0 111 11 1 1 К+3 К+Э К+Э 1111 11обработки нижнего конуса аналогичнаобработки верхнего конуса) К+4 2кропрограмма 1микропрограмме 45 К+1 46 К+7 47 48.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прй 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 КНТ СССР роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,