Многофункциональный элемент непрерывной логики

 

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 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 первогоf второго, третьего и четвертого пороговых элементов, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия,выход , источника опорного напряжения через резисторы соединен с тормозными входами первых двенадцати и пятнадцатого пороговых элементов, первый вход многофункционального элемента неп;Еэерывной логики через резисторы соединен с возбуждающим, входом десятого порогового элемента и тормозным входом четырнадцатого логического элемента, выход которого 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 пороговых элементов и с тормозным сл входом восьмого порогового элемен-та , который через резистор соединен с выходом первого порогового элемента , который через резисторы соединен с возбуждающими входами пятого , седьмого, девятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами шестого и десятого пороговы элемен тов, выходвторого порогового эле4 4 мента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого , десятого одиннадцатого и Двенадцатого пороговых элементов и с оо тормозными входами пятого, восьмого .и девятого пороговых элементов,выход третьего порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого, девятого, десятого , одиннадцатого двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и тормозными входами пятого, шестого и седьмого пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента соединен через . резисторы с возбуждающими входами двенадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход

„„SU„„1064413 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 Н 03 К 19/23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ (21) 3467854/18-21 (22) 13.04.82 (46) 30.12.83. Бюл. 9 48 (72) Ю.Ф. Титов и Б.А. Соколов (53) 681.325.65 (088.8 ) (56) 1. Transactions 3 nstitut

Е?еctronic апй Communication

Japen, 1980, С-63, 9 10, с. 724725.

2. Мартсон К.И. Пороговые элементы и элементы памяти для синтеза функциональных 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 резисторы с 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 шийся 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 которого 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 Я 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 пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами шес- () того и десятого пороговых элемен- ау тов, выход второго порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седь- ф мого, десятого одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами пятого, восьмого ©Р и девятого пороговых элементов,выход третьего порогового элемента . соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого, девятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и тормозными входами пятого, шестого и седьмого пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента соединен через. резисторы с возбуждающими входами двенадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход

1064473 пятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом пятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход шестого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход седьмого;порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмого порогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход девятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом девятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход десятого порогового элемента соединен через. резисторы с тормозным входом десятого порого1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике, а именно K,óñòðîéñòâàì, реализующим функции непрерывной логики.

Извест н многофункциональный 5 элемент непрерывной логики, содержащий четырнадцать транзисторов и диод, которые работают как пороговые элементы, ограничители и инверторы, набор резисторов, взаимные связи элементов, источники питания и опорного напряжения (1 ).

Недостатком многофункционального порогового элемента является ограниченность его функциональных возможностей, поскольку он реализует только шесть функций непрерывной логики и не позволяет реализовать такие общеупотребительные функции, как минимум, эквивалентность и др.

Наиболее близким к иэобретению 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 соединен через резисторы с тормозным входом одиннадцатого порогового элемента и воз буждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элемен тов, выход двенадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом двенадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов., выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозными входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, а выход шестнадцатого порогового элемента соединен с его тормозным входом через резистор и соединен с выходом многофункцио-. нального элемента непрерывной лог е:ки °

2 го 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 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 соответственно

1064473

45 первого, второго, третьего и четвертого пороговых элементов, выход источника опорного напряжения через резисторы соединен с тормозными входами первых двенадцати и пятнад-. цатого пороговых элементов, первый вход многофункционального элемента непрерывной логики через резисторы соединен с возбуждающим входом десятого порогового элемента и тормозньп4 входом четырнадцатого логического элемента, выход которого через ре-. зисторы соединен с тормозными входами двенадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и возбуждающими входами восьмого, одиннадцатого и 15 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 . 25 соединен через резисторы с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов н с тормозным входом восьмого порогового элемента, который через резистор соединен с выходом первого порогового элемента, который через резисторы соединен с возбуждающими входами пятого, седьмого, девятого, одиннадцатого и двенадцатого пороговых элементов и с тормозными входами шестого и десятого пороговых элементов, выход второго порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами шестого, седьмого, десятого, одиннадцатого 40 и двенадцатого пороговых элементов, и с тормозными входами пятого, восьмого и девятого пороговых элементов, выход третьего порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами восьмого, де-, вятого, десятого, одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого пороговых элементов и тормозными входами пятого, шестого 5р и седьмого пороговых элементов, выход четвертого порогового элемента соединен через резисторы с возбуждающими входами двенадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого логических элементов, выход пятого по55 рогового элемента соединен Через резисторы с тормозным входом пятого порогового элемента и возбуждаю-щими входами пятнадцатого и шест-. надцатого пороговых элементов, выход шестого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом шестого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход седьмого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом седьмого порогового элемента и с возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход девятого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом девятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход десятого порогово-го элемента соединей через резисторы с тормозным входом десятого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, выход одиннадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом одиннадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и-шестнадцатого пороговых элементов, выход двенадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозным входом двенадцатого порогового элемента и возбуждающими входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов, . выход пятнадцатого порогового элемента соединен через резисторы с тормозными входами пятнадцатого и шестнадцатого пороговых элементов,а выход шестнадцатого порогового эле-. мента соединен с его тормозным входом через резистор и соединен .с выходом многофункционального элемента непрерывной логики.

На чертеже показана структурная схема многофункционального элемента непрерывной логики.

Многофункциональный элемент непрерывной логики содержит шестнадцать пороговых элементов 1-16, источник 17 опорного напряжения и резисторы 18-108, первый вход 109 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через. резисторы 18-21 с возбуждающими входами пятого 5, седьмого 7,, девятого

9 и тринадцатого 13 пороговых элементов, второй вход 110 многофункционального элемента непрерывной логики соединен через резисторы

22-24 с возбуждающими входами шестого 6, седьмого 7 и четырнадцатого

14 пороговых элементов, первый 111, второй 112, третий 113 и четвер-. тый 114 управляющие входы соединены через 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 соединен с тормозными входами первых двенадцати 1-12 и пятнадцатого 15 пороговых элементов, первый вход 109 многофункционального элемента непрерыв1064473 ной 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 с

5 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 r. возбуждающим входом восьмОго порогового элемента 8, выход ко- . торого 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 возбуждающими входами пятого 5, седьмого 7, девятого 9, одиннадцатого 11 и двенадцатого 12 пороговых элементов и с тормозными входами шестого б 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 б 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 пято-. го порогового элемента 5 и возбуждающими входами пятнадцатого 15 и шестнадцатого 16 пороговых элементов, выход шестого порогового элемента б 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 пороговоro 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 16 пороговых. 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 функции от кода управления представлена в таблице.

Четырехразрядные коды управления через входы 111-114 подаются на четыре пороговых элемента 1-4, которые выполняют функцию стандартизации уровней напряжений логического нуля и логической единицы по 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 Xl и Х2 возбуждаются, причем так, что пороговый элемент 13 вычисляет функцию условной разности L(X1-X2), 1064473

10 а пороговыи элемент 14 вычисляет функцию обратной условной разности

L(X2-Õ1) .

В дальнейшем эти значения используются при формировании других функций непрерывной логики. На пороговый элемент 16 никакие сигналы не подаются, и íà 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

Х1 и собственной отрицательной обратной связи он реализует повторение сигнала Х1. Сигнал с этого порогового элемента. подается на выходной пороговый элемент 16,- который его также повторяет. 20

При подаче кода 0010 (на входе

112 сигнал логической единицы, на остальных — логического нуля) растормаживается пороговый элемент б, который реализует функцию 25 повторения Х2 аналогично пороговому элементу 5. Сигнал с порогового элемента б задается для повторения на выходной пороговый элемент 16.

При подаче кода 0011 растормажи . 3щ вается пороговый элемент 7, который вычисляет функцию условного сложения L(X1+X2) 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 (Х1-Х2) =L (Ь (Х1-Х2)+©2-Х1) .

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: MAX(X1,X2)

L (X1+L (Х2-Х1) ) . Суммируемые сигналы Х1 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- 55 ной логики — минимум: М1Х(Х1,Х2)

L (Х1-L (Х1-X2) ) . Суммируемые сигналы Х1 и L(X1-X2) .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 L(Х1-Х2) 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:

Y=L t1+ L(Ze) -24(ге))= (1-2е J, где Ze — при е = 1-7 — сигналы не совместных функций, подаваемые на пороговые элементы 15 и 16 с пороговых элементов 5-11.

При подаче кода 1111 растормаживается пороговый элемент 12„ который вычисляет функцию L(1-X2+X1), сигнал с этого порогового элемента подается на пороговые элементы 15 и

16, где вычисленный.сигнал преобразуется в его дополнение, а именно, в -обратную условную разйость (1-(;(1-Х2+Х1) ) = L (X2-X1)

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 фу нкции непрерывной логики от большого числа переменных путем каскадного соединения нескольких предлагаемых устройств.

1064473

Функция

Код управления на входах

113 112 111

114

У О

0 0

Повторение. "Х1" О

1 У "Х1

ОY X2

1 Y L (X1+X2) 0

О

0 Y Е (L (Х1-Х2) +

+ Ь (Х2-X1) ) О

1 Y L(X1+L(X2-Х1)) 0

О

1 Y.. (X1 Х2) Условное вычитание 0

О У- 10

1 У 1-Х1

О .У 1-Х2

1 Y i"-L(X1+X2) 0

0 Y ". 1-L(X1-Õ2)

1 (Х2-Х1) Дополнение максимума 1

Дополнение минимума 1

Y Ь (Х2-Х1) Константа "0". Повторение "Х2"

Условное сложение

Модуль разности

Максимум

Минимум

Константа "1"

Дополнение Х1

Дополнение Х2

Дополнение суммы

Эквивалентность

Условное обратное вычитание

1 1 1

Вычисляемые соотношения

L (Х1-L (Х1 "Х2) ) Х 1 -МАХ(Х1,Х2)

Y Е -М1И(Х1,Х2) 1064473

Xf Х2

I .Составитель О. Скворцов

Редактор E. Кривина Техред И.Метелева Корректор И.Муска

Заказ 10361/59 Тираж 93б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4