Функциональный коммутатор

 

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержавши идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (п+1)-разрядный выход кот торого соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с горизонтальным входом ячейки, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И, причем горизонтальный вход ячейки с координатами- (i,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами (i--l, j), а основной вертикальный вход - с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,j+I), при этом горизонтальные входы ячеек первого столба объединены и подключены к шине единичного логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования , в каждый столбец введены п вертикальных шин, где п равняется количеству строк функционального коммутатора, а в каждую ячейку дополнительньй элемент И, элемент ИЛИНЕ , дополнительные вертикальные вхрд и выход и группа из п элементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной шиной , второй вход - с соответствуюi щим разрядным выходом с первого по п регистра настройки, а выход подключен к одному иэ входов элемента ШШНЕ , выход которого соединен со вторым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом первый вход первого элеменJ та И подключен к основному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+2)-разрядным выходом регистсо ра настройки, а выход - со вторым входом элемента ИЛИ, первый вход дополниif; тельного элемента И подключен к доСП полнительному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (п+ 00 н-З)-разрядным выходом регистра настройки , а выход - с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к основному и дополнительному вертикальным выходам ячейки, причем дополнительный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с дополнительным вертикальньм выходом Ячейки с координатами (i,j-l).

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ц

РЕСПУВЛИН

09) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НСМИТЕТ СССР по делАм изо1-Ретений и отнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHCIMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3666010/24-21 (22) 06.12.83 (46) 30.01.85. Бюл. 9 4 (72) В.Г. Чачанидзе, Г.Г.Асатиани, О.Г.Смородинова, P.З,Мирианашвили и Г.О.Гватуа (71) Ордена Ленина институт проблем управления (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

II 941996, кл. G 06 F 7/00, 08.12.80.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 1019436,кл. 6 06 F 7/00,20.01,82 (прототип). (54}(57) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (n+1)-разрядный выход ко; торого соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с горизбнтальным входом ячейки, а выход — с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И, причем горизонтальный вход ячейки с координатами. (i,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами (i--l, 1), а основной вертикальный вход — с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (1,j+I), при этом горизонтальные входы ячеек первого столба объединены и подключены к шине единичного логического уровня, а

4(5I) G 06 F 7/Ooi Н 03 К 17/00 горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в каждый столбец вве— дены п вертикальных шин, где п равняется количеству строк функционального коммутатора, а в каждур ячейку— дополнительный элемент И, элемент ИЛИ.

НЕ, дополнительные вертикальные вход и выход и группа из и элементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной шиной, второй вход — с соответствующим разрядным выходом с первого по

Ж и регистра настройки, а выход подклю. чен к одному из входов элемента ИЛИНЕ, выход которого соединен со вто-рым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом первый вход первого элемен1та И подключен к основному вертикаль ному входу ячейки, второй вход соединен с (и+2)-разрядным выходом регистра настройки, а выход — со вторым входом элемента ИЛИ, первый вход дополнительного элемента И подключен к дополнительному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (n+

+3)--разрядным выходом регистра настройки, а выход — с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к основному и дополнительному вертикальным выходам ячейки, причем дополнительный вход ячейки с координатами (1,j) соединен с дополнительным вертикальньач выходом ячейки с координатами (1,j-!).

1 11З

Изобретение относится к коммутационной технике и может быть использовано для подключения управляющей вычислительной машины и объекту управления с предварительной логичес5 кой обработкой информации.

Известен функциональный коммутатор, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соединенные между собой. 1<аждая ячейка устройства содержит регистр настройки и элементы И, ИЛИ и НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 13.

Недостатком этого устройства является низкая достоверность функционирования, обусловленная использованием большого количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде релейно-контактных схем.

Известен также функциональный ком- 20 мутатор., содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично соециненные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (и+1)-разрядный выход которого соединен с первым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу, основного элемента И, второй вход которого соединен с горизонтальным входом ячейки, а выход — с первым входом элемента ИЛИ, вьгход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И., причем горизонтальный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами (i — 1,j), а основной вертикальный вход — с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,j+1), при этом горизонтальные входы ячеек первого

40 столбца объединены и подключены к шине одиночного..логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора, а

45 также второй элемент ИЛИ (2 3.

Недостатком такого устройства является низкая достоверность функционирования, обусловленная использованием большого количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде релейно-контактных схем.

Цель изобретения — повышение достоверности функционирования.

Цель достигается тем, что в функциональный коммутатор, содержащий идентичные ячейки, расположенные в узлах двумерной решетки и идентично

458 2 соединенные между собой, каждая из которых содержит регистр настройки, (n+1)-разрядный выход которого соединен с первым входом элемент- НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу основного элемента И, второй вход которого соединен с горизонтальным входом ячейки, а выход — с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу ячейки, первый элемент И, причем горизонтальный вход ячейки с координатами (1,j) соединен с горизонтальным выходом ячейки с координатами (i l,j), а основной вертикальный вход — с основным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,j+1), при этом горизонтальные входы ячеек первого столбца объединены и подключены к шине одиночного логического уровня, а горизонтальные выходы ячеек последнего столбца образуют выходные шины функционального коммутатора., в каждый столбец введены и вертикальных шин, где и рав— няется количеству сгрок функциональ— ного коммутатора, а в каждую ячейку — дополнительный элемент И, элемент ИЛИ--НЕ, дополнительные вертикальные вход и выхоц и группа из и элементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной шиной, второй вход — с соответствующим разрядным выходом с первого по и регистра,пастройки, а выход подключен к одному из входов элемента ИЛИ вЂ , выход которого соединен со вторым входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, при этом первый вход первого элемента И подключен к основному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (и+2) -разрядным выходом регистра настройки, а выход — со вторым входом элемен-та ИЛИ, первый вход дополнительного элемента И подключен к дополнительному вертикальному входу ячейки, второй вход соединен с (и+3)-разрядным выходом регистра настройки, а выход— с третьим входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к основному и дополнительному вертикальным выходам ячейки, причем дополнительный верти. кальный вход ячейки с координатами (i,j) соединен с дополнительным вертикальным выходом ячейки с координатами (i,j-l).

На фиг.l представлена структурная схема функционального коммутатора, 3 1137 на фиг.2 — функциональная схема ячейки функционального коммутатора; на фиг.3 — пример реализации функцио— нальным коммутатором булевой функции, заданной в виде релейно-контактной схемы; на фиг.4 — реализа— ция релейной контактной схемы известным устройством.

ФункциЬнальный коммутатор содержит ячейку 1, горизонтальный вход 2 ячейки 1 с координатами (i j) соединен с горизонтальным выходом 3 ячейки 1 с координатами (i-l,j), основной вертикальный вход 4 — с основным вертикальным выходом 5 ячейки 1 с координатами (i,j+1) допол-. нительный вертикальный вход 6 с дополнительными вертикальными выходом 7 ячейки I с коорданатами (1, j-l), шину 8 единичного логического уровня, которая подключена к горизонтальным входам 2 ячеек 1 первого столбца, горизонтальный выход 3 каждой из которых соединен с одноименH0A BbtxopHoH IIIHHoA 9 функционального коммутатора, вертикальные шины 10.

Ячейка 1 функционального коммутатора содержит регистр 1! настройки, (и+1)-разрядный выход которого соединен с первым входом элемента 12 НЕ- ЗО

РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход которого подключен к первому входу элемента 13 И, второй вход которого соединен с го-ризонтальным входом 2 (Г, .) ячейl 1, » ки 1, а выход — с первым входом эле-. 35 мента 14 ИЛИ, выход которого подключен к горизонтальному выходу З(Е;

1,» ячейки 1, группы !5 ь элементов И, первый вход каждого из которых соединен с одноименной вертикальной ши- 40 ной 10 (х „, х,..., х-„), второй вход — с соответствующим разрядным выходом с первого по и регистра Il настройки, а выход подключен к-одному иэ входов элемента 1.6 ИЛИ-НЕ, 45 вьглод которого соединен со вторым входом элемента 12 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый элемент 17 И, первый вход ко— торого подключен к основному вертикальному входу 4 (V .+1) ячейки. 1, 50 второй вход соединей с (и+2) разрядным выходом регистра 11 настройки, а выход -- c вторым входом элемента 14 ИЛИ, дополнительный элемент И 18, первый вход которого под- 5S ключен к дополнительному вертикальному входу 6 (Ч; 1) ячейки I второй

1 »- вход соединен с (+3} — разрядным выс

458 4 ходом регистра II настройки а выход — с третьим входом элемента 14 ИЛИ, выход которого подключен к основному 5 (Ч -) и дополнитель17» ному 7 (Ч; -) вертикальным выходам )» ячейки 1.

Функциональный коммутатор работает следующим образом.

Предположим, что необходимо реализовать релейно-контактную схему (см. фиг.3), соответствующая булевая функция которой имеет вид f =, (x„(x Чхз )ЧхД(х х Чх x Vx

Чх„„)) (х Vx )х х для случая и =

= 4 и Ч = V = . О, где через

U обозначены разрядные выходы ре— гистра 11 настройки. Функционирование ячейки 1 осуществляется согласно таблице, в первом столбце которой даны реализуемые ячейкой 1 булевые функции во втором столбце — эк1 вивалентные релейно-контактные схемы, а в последующих столбцах — коды настройки ячейки I, которые записываются в регистр Il настройки. В регистр 11 настройки ячейки 1 с ко- . ординатами = О, j = 3 заносится код 1100, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция Ih

Л х„ = х . Этот код заносится в ре1 гистр 11 настройки ячейки I с координатами i = О, » =:1, вследствие чего на ее выходах реализуется булевая функция ) А. х+ = х+. В регистр 11 настройки ячейки 1 с координатами

i = О, j = 2 заносится код 0110, в результате чего с ее выходов снимаем переменную х„. В регистр Il на1.. стройки ячейки I с координатами

I, j = 1 заносится код 0000 и с ее вьгходов снимается переменная х+.

Далее в регистре ll настройки ячейки 1 с координатами 1 = 1, j = 2 записан код IOOI, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция х х Чх+. В регистре 11 настройки ячейки 1 с координатами

1, j = 3 записан код IIOI, в результате чего на ее выходах реализуется булевая функция х (х Vx )Чх и т.п.

1 2 3 1

Значение булевой функции f снимаются с горизонтального выхода 3 ячейки 1 с координатами i = 6, j = 3, Таким образом, в рассматриваемом примере булевая функция f, заданная в виде релейно-контактной схемы, реали1137458

Булевая функция

Коды настройки

Эквивалентная схема х, Х1

3 зуется на фрагменте размерами 7 ° 4 предлагаемого функционального коммутатора. Та же релейно-монтажная схема реализуется на фрагменте размерами. 7 ° 7 известного устройства (см. фиг.4). Предлагаемое устройство позволяет сэкономить 21 ячейку 1..

Технический эффект от использования предложенного функциональног0 коммутатора заключается в повышении достоверности его функционирования за счет сокращения примерно в 2 раза количества ячеек при реализации булевых функций, заданных в виде ре— лейно-контактных схем.

1 !37458

1137458

1 1

1! 1

I

1 1

I )7

«1 3 1 1 Л

f=(

Риг.0

Составитель С.Куст

Редактор М.Недолуженко ТехредТ.Дубинчак Корректор О.Луговая

Заказ 10525/36 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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