Устройство для сложения

 

Изобретение относится к вычислительной технике и представляет собой устойчивое к отказам устройство на нейроподобных элементах. Целью изобретения является повышение устойчивости устройства к отказам и расширение функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания . Цель изобретения достигается введением шести дополнительных групп нейроподобных элементов и организацией структуры устройства в виде трех уровней с перекрестными связями групп первого и второго уровней для передачи сигналов возбуждения и торможения, а также изменением структуры нейроподобного элемента. Устройство осуществляет сложение и вычитание чисел, представленных унарными единичными I кодами. При этом для сложения и вы (Л читания служат раздельные положительные и отрицательные входы групп нейроподобных элементов первого уровня. 1 з.п, ф-лы, 8 ил, 9 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ соцИАлистичесних

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5D 4 G 06 F //50

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМ,Ф СЕИДЕ 1 ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3750993/24-24 (22) 07.06.84 (46) 23.10.86. Бюл. № 39 (71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С.M. Кирова (72) И.Г. Филиппенко и С.В. Понеделко (53) 681. 325. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 631927, кл. С 06 F 15/36, 1975.

Соколов Е. Н., Шмелев Л.А. Нейробионика. Организация нейроподобных

1 элементов и систем.-M. Наука, 1983, с. 245, рис. 7.18а. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛОЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и представляет собой устойчивое к отказам устройство на нейроподобных элементах. Целью изобретения является повышение устойчивости устройства к отказам и расширение функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания. Цель изобретения достигается введением шести дополнительных групп нейроподобных элементов и организацией структуры устройства в виде трех уровней с перекрестными связями групп первого и второго уровней для передачи сигналов возбуждения и торможения, а также изменением структуры нейроподобного элемента. Устройство осуществляет сложение и вычитание чисел, представленных унарными единичными а

Ю кодами. При этом для сложения и вычитания служат раздельные положительные и отрицательные входы групп нейроподобных элементов первого уровня. С

1 з.п. ф-лы, 8 ил., 9 табл.

1265760

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах, а также в качестве элемента адаптивных нейронных 5 сетей для моделирования биологических процессов.

Целью изобретения является повышение устойчивости устройства для сложения к отказам и расширение его функциональных воэможностей эа счет реализации процесса вычитания.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для сложения; на фиг. 2 и 3 — структурная схема нейроподобного элемента (НЭ); на фиг. 4 — функциональная схема коммутатора входных сигналов; на фиг.5 функциональная схема входного буферного регистра; на фиг. 6 — функциональная схема таймера; на фиг. 7— функциональная схема блока формирователей импульсов; на фиг. 8 — структура канала связи между двумя группами НЭ разных уровней.

Устройство для сложения содержит группы 1-4 НЭ первого уровня, группы 5-8 НЭ второго уровня, группы

9 и 10 НЭ третьего уровня, группу положительных входов 11 и группу от- 30 рицательных входов 12 первого операнда, группу положительных входов 13 и группу отрицательных входов 14 второго операнда, каналы 15-22 связи для пеРедачи сигналов возбуждения, 35 каналы 23-26 связи для передачи сигналов торможения, группу 27 положительных выходов и группу 28 отрицательных выходов результата вычислений. 40

Каждый НЭ содержит две группы 29 и 30 входных буферных регистров 31 и одновибраторов 32, коммутатор 33 входных сигналов, сумматоры 34 и

35, реверсивный счетчик 36, форми- 45 рователь 37 импульсов, шифратор 38, регистр 39 состояния, дешифратор 40, блок 41 формирователей импульсов, таймер 42, первый триггер 43, регистр

44 режима, генератор 45 выходных импульсов, первый элемент И 46, счетчик 47, второй элемент И 48, элемент ИЛИ 49, второй 50 и третий 51 триггеры, генератор 52 случайных чисел, демультиплексор 53, счетчик

54 реакций, две группы 55 и 56 выходных одновибраторов 57 и выходных усилителей 58.

Кроме указанных блоков, на фиг.2 и 3 показаны настроечные входы устройства 59 и 60 (например, тактирующий и информационный входы, если регистр 44 выполнен в виде сдвигово—

ro регистра), выходы 61-63 разрядов регистра 44, выходы 64 и 65 индикации коммутатора 33, указывающие на класс входного сигнала (соответственно возбуждение, торможение), первая

66 и вторая 67 группы информационных выходов и выход 68 коммутатора 33, блокирующий выдачу сигнала подтверждения приема, выход 69 младшего разряда счетчика 36, выходы 70 и 71 обнуления и переполнения счетчика 36, выходы 72-75 шифратора 38 соответственно регенерации R, приема РЗ и генерации GV, GT, линии 76-78 сигналов — условий выработки синхрониэирующих сигналов, выходы 79-82 соответствующих разрядов регистра 39 состояния (соответственно R, РЗ, GV, GT) где выходы 81 и 82 — это выходы разрешения передачи сигналов соответственно возбуждения и торможения, линия 83 сигнала, синхронизирующего запись в регистр 39, линии 84 и 85, сигналов установки в начальное состо-. яние счетчиков 36 и 54 и таймера 42, с линии 86 и 87 разрешения микрокоманд приема сигналов возбуждения и торможения соответственно, линия 88 разрешения вычитания сигналов торможения, линия 89 разрешения генерации выходного сигнала, линия 90 признака состояния приема P он же является блокирующим сигналом для таймера 42, линии 91 и 92 сигналов подтверждения приема и переполнения счетчика 54 соответственно.

Нейроподобные элементы первого уровня (m) функционально идентичны и имеют группу входов возбуждения, группу выходов возбуждения и группу выходов торможения.

Работа Н3 первого уровня характеризуется четырьмя устойчивыми состояними (см. табл. 1): P — - состояние готовности к приему сигналов возбуждения, GV — состояние генерации сигналов возбуждения, GT — состояние генерации сигналов торможения, R — состояние регенерации (отдыха), в этом состоянии запрещены и прием, и генерация сигналов.

Нейроподобные элементы второго уровня (НЭ <) также функционально

1265760

4 тройство относится к классу тностно-детермированных автомащее количество линий связи в канале связи определяется из соотношения

L=п ° m, общее количество линий связи; число НЭ-источников; число НЭ-приемников.

Выбор линии связи НЭ-источником в конкретный момент времени, а следовательно, и акт передачи первичной информации тому или иному НЭ-приемнику осуществляется вероятностным

0 путем. Вероятностный характер проявляется в том, что в пределах канала связи выбор направления передачи первичной информации осуществляется вероятностно. Как правило, при этом

5 используется равномерный закон распределения вероятностей, но возможно применение и других законов распределения вероятностей.

Таким образом, чтобы обеспечить нормальное функционирование устрой0 ства, каждый его НЭ должен обеспечивать прием и накопление до определенного порога первичной информации — сигналов, поступающих по каналам связи на входы возбуждения или торможения в соответствии с табл.1-3, причем сигналы поступают асинхронно; выдачу вторичной информации — сигналов подтверждения приема, причем вторичная информация должна поступать строго в ту линию связи, с которой получена первичная информация; генерацию первичной информации — сиг- налов возбуждения или торможения в соответствии с табл. 1-3, причем выбор НЭ-приемника, которому будет передана первичная информация, осуществляется НЭ-источником в пределах канала связи одного типа (возбуждение, торможение) вероятностно;прием и накопление до определенного порога вторичной информации — сигналов подтверждения приема, поступающих на выходы возбуждения или торможения НЭ, с той линии связи, в которую передана первичная информация, а также обеспечивать регулируемое время жизни состояний (см. табл. 1-3), за исключением состояния готовности к приидентичны между собой и имеют груп- Ус пу входов возбуждения, группу входов вероя торможения и группу выходов возбужтов. дения. Об

Работа НЭ второго уровня характеризуется четырьмя устойчивыми состояниями (см. табл. 2): P — состояние готовности к приему сигналов возбуждения, РЗ вЂ” состояние приема сигналов возбу дения и торможения, 10 Д ,причем сигналы возбуждения принима- ются и накапливаются до определенного наперед заданного порога, а затем прием сигналов возбуждения блокируется и разрешается прием сигналов торможения, GV — состояние генерации сигналов возбуждения, R — состояние регенерации (отдыха), в этом состоянии НЭ запрещены и прием, и регенерация сигналов.. 2

Нейроподобные элементы третьего уровня (НЭ5) также функционально идентичны между собой и имеют группу входов возбуждения, группу входов торможения и группу выходов воз- 2 буждения.

Работа Н3> третьего уровня характеризуется тремя состояниями (см. табл.3): P — состояние готовности к приему сигналов возбуждения и торможения, GV — состояние генерации сигналов возбужденйя, R — состояние регенерации (отдыха), в этом состоянии НЭ запрещены и генерация, и прием сигналов.

Все состояния НЭ,, НЭ и НЭ, за

35 исключением состояния P, регламентированы по времени, т.е. они имеют некоторое время жизни .

Линии связи входов и выходов НЭ разных уровней могут быть как одно40 направленные — передача информации происходит только в направлении от источника к приемнику, так и двунаправленные, в этом случае в направлении от источника к приемнику переда- 45 ется первичная информация, а от приемника к источнику — вторичная информация. Под первичной информацией понимается собственно сигнал возбуждения или торможения, генерируе- 50 мый НЭ вЂ источник, а под вторичной информацией — сигнал подтверждения приема первичной информации, генерируемьй НЭ вЂ” приемником.

Вторичная информация НЭ вЂ” приемни- 55 ком передается в ту линию связи, с которой получена первичная информаЦияе

12657

S ему P время жизни которого ие регламентируется..

Группы 29 и 30 входных буферных регистров 31 и одновибраторов 32 служат для приема сигналов возбуждения и торможения соответственно, а также для выдачи сигналов подтверждения приема на принятый сигнал. Входные буферные регистры 31 служат для .согласования с двунаправленной шиной, а также для запоминания шины, по которой принят сигнал, причем буферный регистр 31 переключается на выпачу сигнала подтверждения приема в двунаправленную шину самим сигналом 15 подтверждения приема. Входные одновибраторы 32 служат для калибровки входных импульсов по длительности.

Коммутатор 33 входных сигналов служит для подключения выходов одновибраторов 32 двух входных групп 29 и 30 к входам сумматоров 34 и 35 в соответствии с табл. 4 для определения наличия информации на выходах одновибраторов 32, а также для определения класса принимаемого сигнала (возбуждение, торможение).

В табл. 4 отражена функциональная зависимость сигналов на выхбдах коммутатора 33 от управляющих сигна— лов, где F,, Р— сигналы от одновибраторов 32 соответственно групп

29 и 30.

Сумматоры 34 и 35 осуществляют суммирование импульсов, поступающих на их входы за определенный период времени, причем сумма на выходе представляется в виде унарного кода, период следования которого в и раз меньше периода следования импульсов 4< входных сигналов (n — число разрядов в группе входов).

Последовательности выходных импульсов сумматоров 34 и 35 синхронны и смещены во времени одна относитель-45 но другой с целью исключения одновременного прихода активных фронтов импульсов на счетные входы реверсивного счетчика 36 с перестраиваемым . порогом накопления. 50

Формирователь 37 импульсов формирует импульсы по каждому фронту переключения младшего разряда счетчика

36 во время отсутствия информации на входах коммутатора 33. 55

Шифратор 38 представляет собой комбинационную схему выработки сигналов — условий состояния НЭ и сигна60 лов — условий сиихронизирующих сигналов (cM. табл. 5 и 6 соответственно).

Состояния НЭ фиксируются в регистре 39 состояния, функциональное соответствие разрядов которого представлено в табл. 7.

Дешифратор 40 представляет собой комбинационную схему выработки управляющих микрокоманд (см.табл.8).

Блок 41 формирователей импульсов служит для формирования синхроимпульсов. Таймер 42 с перестраиваемой временной выдержкой отмеряет длительность регламентированных по времени состояний НЭ. Первый триггер

43 необходим для выполнения первого режима работы НЭ.

Функциональное соответствие разрядов регистра 44 представлено в табл. 9.

Счетчик 47 служит для формирования временного интервала ожидания сигнала подтверждения приема на сгеерированный сигнал. Генератор 52 лучайных чисел задает адрес коммутации в каждой и-разрядной выходной группе НЭ.

Выходной демультиплексор 53 коммутирует выходной сигнал в соответствии с адресом, указанным генератором 52 случайных чисел.

Счетчик 54 реакций осуществляет накопление сигналов подтверждения приема. На время генерации выходного сигнала счетный вход счетчика 54 блокируется. Сигнал подтверждения приема, поступающий со счетного входа счетчика 54, является также условием генерации последующего выходного сигнала.

Первая 55 и вторая 56 группы, выходных одновибраторов 57 и выходных усилителей 58 служат для выдачи сигналов возбуждения и торможения соответственно, а также для приема сигналов подтверждения приема.

Выходные одновибраторы 57 служат для калибровки выходных импульсов по длительности.

Выходные усилители 58, представляющие собой двунаправленные усилители, служат для согласования с двунаправленной шиной, причем выходной усилитель 58 переключается на выдачу выходного сигнала в двунаправленную шину самим выходным сигналом.

265760 8 ли сигналы согласно табл. 1, переходят из состояния P в возбужденное состояние GV. Таким образом, в первой группе 1 первого уровня возбуждено три НЭ,, а в четвертой группе 4 первого уровня — пять НЭ, В состоянии GV НЭ первого уровня генерируют сигналы возбуждения. Эти

cHi íàëû по каналам 15 и 18 связи пос1р тупают на входы возбуждения НЭ вто2

20

7 t

Коммутатор 33 входных сигналов (фиг. 4) содержит две сборки 93 и

94, каждая из которых представляет собой элемент ИЛИ 95 и элемент И 96, включенные последовательно, элемент

ИЛИ 97, групгг из и элементов

2И-ЗИ-ИЛИ 98 и группу из п элементов И 99.

Входной буферный регистр 31 (фиг. 5) состоит из двунаправленного усилителя 100, триггера 101, элемента И 102 и элемента ИЛИ 103.

Таймер 42 (фиг. 6) содержит генератор 104, элемент И 105, элемент

ИЛИ 106 и счетчик 107.

Блок формирователей 41 (фиг. 7) содержит три формирователя 108-110 импульсов.

Синхронизация работы НЭ осуществляется в состояниях приема по сигналам обнуления 70, переполнения 71, сигналу подтверждения приема 37 или реакции таймера 42, в состояниях генерации по сигналу переполнения 92 или реакции таймера 42.

На фиг. 8 показана связь нейроподобных элементов 111 одной группы одного уровня с нейроподобными элементами 112 соответствующей группы другого уровня.

Устройство для сложения работает следующим образом.

Информация на входы устройства поступает по группам операндов 11-14 в параллельном унарном коде, число единиц которого равно числовому значению операндов. Знаки операндов определяются тем, на какие входы положительные" 11 и 13 или "отрицательные" 12 и 14 устройства они поступают.

Во избежание ошибки в вычислении недопустимо одновременное поступление информации на "положительные" 11 и

13 и "отрицательные" 12 и 14 входы одного и того же операнда.

В исходном положении все НЭ устройства находятся в состоянии P (например, по включению питания).

Допустим, на положительные входы

11 первого операнда и на отрицательные входы 14 второго операнда устройства по параллельным линиям связи в унарном коде поступают соответственно числа три" и "пять". При этом НЭ, первого уровня соответственно первой 1 и четвертой 4 групп, на входы возбуждения которых поступирого уровня соответственно первой 5 и четвертой 8 групп. При достижении порога генерации по сигналам возбуждения, т.е. когда число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требуемому (см.табл. 1), НЭ переходят из состояния GV в состояние GT. По истечении времени жизни НЭ, также переходят в состояние GT независим0 от числа принятых сигналов подтверждения приема.

В состоянии GT НЭ, первого уровня генерируют сигналы торможения.

Эти сигналы по каналам 23 и 25 связи поступают на входы торможения НЭ второго уровня соответственно четвертой 8 и первой 5 групп, В данном случае, когда все НЭ, первой 1 и четвертой 4 групп первого уровня перейдут в состояние GT в первой группе 5 второго уровня возбуждено три НЭ, а в четвертой группе 8 — пять НЭ . По2 лучив сигналы возбуждения, НЭ второго уровня переходят из состояния

P в состояние Р3 (см.табл.2). Сигналы торможения могут быть приняты только теми НЭ второго уровня, которые находятся в состоянии Р3.

При достижении порога генерации по сигналам торможения, т.е. когда число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требуемому (см. табл. 1), НЭ, переходят иэ состояния GT R. По истечении времени жизни о НЭ, также переходят в состояние R независимо от числа принятых сигналов подтверждения приема.

По истечении времени жизни c НЭ переходят в состояние P.

Сигналы торможения, принимаемые

НЭ первой 5 и четвертой 8 групп второго уровня, вычитаются из массива принятых сигналов возбужпения, и если число принятых сигналов возбуждения становится равным нулю, НЭ второго уровня из состояния Р3 возвращаются в состояние P. Если за вре10

9 126 мя жизни р число принятых сигналов возбуждения не станет равным нулю, НЭ„ второго уровня переходят в состояние GV, т.е. на НЭ второго уровня происходит рекомбинация сигналов возбуждения и торможения, пришедших от НЭ1 первого уровня.

В данном случае в состояние GV переходят два НЭ четвертой группы 8 второго уровня. В состоянии GV НЭ второго уровня генерируют сигналы возбуждения (см. табл. 2).

При достижении порога генерации по сигналам возбуждения, т.е. когда число принятых сигналов подтверждения приема становится равным требуемому (см. табл. 2), НЭ переходят из сос- . тояния GV в состояние R. По истечении времени жизни о НЭ также переходят в состояние R незавйсимо от числа принятых сигналов подтверждения приема.

По истечении времени eR НЭ, переходят в состояние P.

Сигналы возбуждения с выходов НЭ четвертой группы 8 второго уровня по каналу 22 связи поступают на входы торможения НЭ второй группы 10 третьего уровня. НЭ третьего уровня воспринимают сигналы, поступающие на входы возбуждения и входы торможения как возбуждающие, и при их получении переходят из состояния P в состояние

GU. В данном случае, когда все НЭ четвертой группы 8 второго уровня перейдут из состояния GU в состояние

R во второй группе 10 третьего уровня возбуждено два НЭ . По истечении времени жизни с„ НЭ третьего уровня из состояния GV переходят в состояние К. По истечении времени жизни R

НЭ третьего уровня переходят в состояние P. Сигналы возбуждения е выходов НЭ второй группы 10 третьего уровня поступают на отрицательные выходы 28 устройства.

Таким образом, на выходах устройства через некоторое время с момента поступления операндов на входы устройства в параллельном унарном коде появляется результат вычислений. В данном случае результат вычислений минус два

В режиме сложения устройство работает аналогичным образом.

Каждый НЭ работает следующим образом, 5760 10

Предварительно перед началом автономной работы производится настройка порогов накопления счетчиков

36,47, 54 и 107, настройка генератора 52 случайных чисел на выбранную функцию плотности вероятностей, а также выбирается режим работы НЭ настройкой регистра 44 режима.

Возможные состояния НЭ представлены в табл. 7 и 9.

В соответствии с алгоритмом работы устройства для сложения и вычитания НЭ,первого уровня настраиваются на второй и пятый режимы, НЭ второго уровня — на первый и четвертый режимы, НЭ третьего уровня — на третий и четвертый режимы.

В состояниях приема (P, P3) дешифратор (микрокоманд) 40 вырабатывает микрокоманды 86-88 в зависимости от конкретного состояния и выбранного режима работы (см. табл. 8).

По микрокомандам 86 и 87 разрешается работа входных буферных регистров 31 соответствующих групп. При этом в случае поступления сигнала из двунаправленной шины на вход буферного регистра 31, работа которого разрешена, он передается на вход одновибратора 32, где калибруется по длительности. Одновременно в соответствующем разряде буферного регистра

31 запоминается двунаправленная шина, по которой принят сигнал. Сигналы принимаются и запоминаются асинхронно и независимо друг от друга. Вероятность одновременного прихода сигналов и, как следствие, блокирование одного из сигналов при асинхронном обмене сравнительно мала P = 0,2—

- A,3 и, кроме того, может быть скомпенсирована изменением (снижением) порога накопления счетчика 36 или изменением (повышением) порога накопления счетчика 54.

Прокалиброванные входные сигналы через коммутатор 33 входных сигналов в зависимости от комбинации микрокоманд 86-88 (см. табл. 4) поступают на входы сумматора 34 или 35. Далее просуммированные сигналы поступают соответственно на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 36. По реакции младшего разряда счетчика 36 на принятый сигнал при отсутствии информации на входах коммутатора 33 входных сигналов формирователем 37 генерируется

ll 1265760 !2 сигнал подтверждения приема, посту- триггер 51 записывается нулевое знапающий на информационные входы вход- чение триггера 50, по которому форных буферных регистров 31. Далее мируется задний фронт выходного имсигнал подтверждения приема поступа- пульса и разрешается прием сигналов ет только в ту двунаправленную шину, 5 подтверждения приема. Импульсы геневходной буфер"ый регистр 31 которой ратора 45 продолжают поступать на запомнил факт приема сигнала. Одно- счетный вход счетчика 47, и НЭ перевременно шифратором 38 анализируются ходит в режим ожидания, длительность внешние воздействия (признаки сигна- которого определяется временем заполлов 64 и 65 возбуждение и торможе- 10 нения счетчика 47. ние соответственно), внутренние сос- В случае получения сигнала подтояния НЭ (содержимое регистров 39 тверждения приема последний поступаи 44) и синхронизирующие воздейст- ет через элемент ИЛИ 49 на единичный вия (сигналы подтверждения приема 37, вход триггера 50 и устанавливает его обнуления и переполнения счетчика 36, 15 в единичное состояние, а также устапереполнения счетчика 54, переполне- навливает в исходное состояние с 1етния таймера 42). чик 47.

В случае выполнения условий пере- По первому активному фронту имхода из одного состояния в другое по пульса генератора 45 в синхронный синхроимпульсу 83 происходит запись 20 триггер 51 записывается единичное единичного значения в тот разряд ре- значение триггера 50, по которому гистра 39 состояния, условия которо- разрешается прохождение выходного го выполнились, и происходит переход сигнала через элемент И 48 и запреНЭ в новое состояние или подтвержда- щается прием сигналов подтверждения ется прежнее состояние. В то же вре- 25 приема. Генерируется следующий вымя, если выполнились условия выработ- ходной сигнал. ки синхроимпульсов 84. и 85, происхо- При отсутствии сигнала подтвержде дит установка в исходное состояние ния приема по переполнению счетчика счетчика 36 или 54, а также в обоих 47 происходит установка последнего случаях таймера 42. При этом дешифра- З0 в исходное состояние и в триггер 50 тор 40 (микрокоманд) .,вырабатывает записывается единичное значение, коновую комбинацию микрокоманд 86-88, торое по ближайшему активному фронту если новое состояние — состояние при- импульса генератора 45 записывается в синхронный триггер 51, и генерируЕсли новое состояние — состояние

35 ется следующий выходной сигнал. генерации, дешифратор 40 вырабатывает Так происходит до тех пор пока

У сигнал на выходе 89 разрешения гене- не переполнится счетчик 54, по сиграции, а по одной из микрокоманде 81 налу переполнения которого в дешифи 82 генерации разрешается работа раторе 40 блокируется сигнал на высоответствующей группы выходных уси- 40 ходе 89, НЭ переходит в новое сос-, лителей 58. тояние. I

По сигналу @а выходе 89 разреша- В случае отсутствия входных сигется прохождение импульсов генера- налов в состоянии приема Р3, а в состора 45 через элемент И 46 на счет- тояниях генерации GV, СТ в случае . ный вход счетчика 47. По.переднему 4 неудачной генерации выходного сиг45 фронту импульса с выхода младшего нала (отсутствие сигналов подтвержразряда счетчика 47 на выходах гене- дения приема) по истечении некотороратора 52 случайных чисел, в соответ- го времени жизни состояния, определяствии с выбранной функцией плотнос- емого таймером 42 (состоний), НЭ пети вероятностей, устанавливается ад- реходит в новое состояние. Переходы

50 рес двунаправленной шины, триггер из одного возбужденного состояния

50 устанавливается в нулевое состоя- в другое заканчиваются переходом НЭ ние, возбуждается вход демультиплек- в состояние регенерации R (отдых). сора 53, и выходной сигнал через од- В этом состоянии устройство не приновибратор 57 и выходной усилитель

S5 .нимает и не генерирует сигналы.

58 поступает в двунаправленную шину. Условием для выхода НЭ из состояПо активному фронту следующего им- ния R является переполнение таймепульса генератора 45 в синхронный ра 42.

12657

По окончании времени жизни состоя- ния НЭ переходит в состояние P.

Формула. изобретения

1. Устройство для сложения, содержащее первую и вторую группы нейроподобных элементов первого уровня, первую группу нейроподобных элементов второго уровня, причем выходы 10 возбуждения нейроподобных элементов первой группы первого уровня соединены с входами возбуждения каждого нейроподобного элемента первой группы второго уровня, о т л и ч а ю щ.е ес я тем, что, с целью повышения устойчивости к отказам и расширения функциональных возможностей за счет реализации процесса вычитания, устройство дополнительно содержит третью р0 и четвертую группы нейроподобных элементов первого уровня, вторую, третью и четвертую группы нейроподобных элементов второго уровня, первую и вторую группы нейроподобных элемен- 25 тов третьего уровня, причем входы возбуждения нейроподобных элементов первой группы первого уровня подключены к положительным входам первого операнда устройства, входы возбуждения нейроподобных элементов второй группы первого уровня подключены к отрицательным входам первого операнда устройства, входы возбуждения нейроподобных элементов третьеи группы 35 первого уровня подключены к положительным входам второго операнда устройства, входы возбуждения нейропо добных элементов четвертой группы первого уровня подключены к отрица- 40 тельным входам второго операнда уст— ройства, выходы возбуждения нейроподобных элементов второй, третьей и четвертой групп первого уровня соединены с. входами возбуждения каждого 45 нейроподобного элемента соответственно второй, третьей и четвертой групп второго уровня, выходы торможения нейроподобных элементов первой, второй, третьей и четвертой

50 групп первого уровня соединены с входами торможения каждого нейроподобного элемента соответственно четвертой, третьей, второй и первой групп второго уровня, выходы возбуждения нейроподобных элементов первой

И второй групп второго уровня соедивены с входами возбуждения каждого

60 14 нейроподобного элемента соответственно первой и второй групп третьего уровня, выходы возбуждения нейроподобных элементов третьей и четвертой групп второго уровня соединены с входами торможения каждого нейроподобного элемента соответственно первой и второй групп третьего уровня, выходы нейроподобных элементов первой группы третьего уровня подключены к положительным выходам результата вычислений устройства, выходы возбуждения нейроподобных элементов второй группы третьего уровня подключены к отрицательным выходам результата вычислений устройства.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что каждый нейроподобный элемент содержит первую и вторую группы входных буферных регистров, первую и вторую группы входных одновибраторов, коммутатор входных сигналов, первый и второй сумматоры, реверсивный счетчик, формирователь импульсов, шифратор, регистр состояния, дешифратор, блок формирователей импульсов, таймер, три триггера, регистр режима, гене— ратор выходных импульсов, два элемента И, счетчик, элемент ИЛИ, генератор случайных чисел, демультиплексор, счетчик реакций, первую и вторую группы выходных одновибраторов, первую и вторую группы выходных усилителей, первые входы входных буферных регистров первой и второй групп подключены соответственно к группам входов возбуждения и торможения нейроподобного элемента, выходы входных буферных регистров каждой группы через входные одновибраторы одноименной группы соединены с информационными входами коммутатора входных сигналов, разряды первого и второго выходов которого подключены к входам первого и второго сумматоров соответственно, выход первого разряда реверсивного счетчика соединен с входом формирователя импульсов, блокирующий вход которого подключен к третьему выходу коммутатора входных сигналов, четвертый и пятый выходы которого соединены с первым и вторым входами шифратора, выходы с первого по четвертый которого подключены к соответствующим информационным входам регистра- состояния, выход формирователя импульсов соединен с вторы15 ми входами входных буферных регистров групп и с третьим входом шифратора, пятый, шестой и седьмой выход которого подключены к соответствующим входам блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен с входом синхронизации регист ра состояния, второй выход подключе к первому входу сброса таймера и к входу сброса реверсивного счетчика, выходы обнуления и переполнения которого соединены соответственно с четвертым и пятым входами шифратора и с соответствующими входами сброса и установки первого триггера, второ вход сброса которого подключен к вы ходу таймера и к шестому входу шифратора, с первого по четвертый выхо ды регистра состояния соединены с о ноименными входами дешифратора, пер вый и второй выходы которого подклю чены к входам разрешения приема вхо ных буферных регистров первой и вто рой групп соответственно и к первому и второму управляющим входам ком мутатора входных сигналов, третий управляющий вход которого подключен к одноименному выходу дешифратора, второй, третий и четвертый выходы регистра состояния соединены соотве ственно с седьмым, восьмым и девять входами шифратора, десятый вход кот рого подключен к выходу переполнения счетчика реакций и к пятому входу дешифратора, четвертый выход которо го соединен с входом запуска таймера и с одиннадцатым входом шифратора двенадцатый, тринадцатый и четырнад..цатый входы которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам регистра режима, установочные входы которого являются управляющими входами нейроподобного элемента, первый и второй выходы регистра режима соединены соответственно с шестым и седьмым входами дешифратора, пятый выход которого подключен к первому входу первого эле.мента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход nepaoi о разряда которого соединен с

1265760 16 первым входом второго элемента И, выход которого подключен к входу заы пуска генератора случайных чисел, к информационному входу демультиплексора и к единичному входу второго триггера, выход которого соединен с информационным входом третьего тригн гера, нулевой выход которого подключен к входу блокировки счетчика ре—

10 акций, выход первого разряда которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого подключен к нулевому входу второго триггера и к входу сброса счетчика, выход перей 15 полнения которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход генератора выходных импульсов подключен к второму входу первого элемента И и д- входу синхронизации третьего триг— 20 гера, единичный выход которого подключен к второму входу второго элед- мента И, единичный выход первого триггера соединен с восьмым входом дешифратора, третий выход блока фор25 мирователей импульсов подключен к второму входу сброса таймера и вход сброса счетчика реакций, счетный вход которого соединен с первыми выходами выходных усилителей всех т- g0 групп, выходы информационных разрящ дов генератора случайных чисел подключены к соответствующим управляющим входам демультиплексора, каждый информационный выход которого соединен с входом одного из выходных од35 новибраторов в каждой группе, выход каждого выходного одновибратора всех групп подключен к информационному входу и первому входу разрешения соответствующих выходных усилителей групп, третий и четвертый выходы регистра состояния соединены с вторыми входами разрешения выходных усилителей первой и второй групп

45 соответственно, вторые выходы которых подключены соответственно к группам выходов возбуждения и торможения ,нейроподобного элемента, выходы первого и второго сумматоров подключены соответственно к суммирующему и вычи— тающему входам реверсивного счетчика ..

17 1265760

Таблица 1

Т л б л и ця 3

Состояние

Порог генеПорог Время гене- жизни

Порог возбуждения рации рации состотояния яния

V,Т

GV (T }5

Таблица 4

Таблица 2

Код линии

Состояние

Время жизни

Тип принимаемоПорог генерации

ro сигнала сумматора

66 67

"Рь 30

V Т

Р3

F(1 1

1 с (, GV

R ь

1 î F FK

Таблица 5

Входы (линии) Выходы (линии) 64 65 62 63 70 7 1 92 80 81 8 90 42 72 73 74 75

1 Х Х Х Х О Х О О О 1 Х О 1 О О

X 1, Х X Х О Х О О О 1 Х О 1 О О

Х О О

1 К Х Х Х 1 Х О О О 1

1 О

Х 1 Х X Х 1 Х О О О 1 Х О О

1 ьо

Х Х 0 Х О Х Х 1 О О О 1 О О

1 а 0

Х Х 1 X О 1 Х 1 О О 0 Х О О 1 О

Х Х Х О Х Х . 1 О 1 О О Х 1 О О О

Тип принимаемого сиг кала

Порог возбуждения

Порог возбуждения

Время Состояние жизни 5 соссос- тояния

Тип принимаемого сигнала

87 88

О О

Входы первого

Входы второго сумматора

1265760

Продолжение табл.5

Входы (линии) 64 65 62 63 70 71 92 80 81 82 96 42 2 73 74 75

Х Х

О 0

Х Х

П р и м е ч а н и е . Х вЂ” безразличное состояние входа.

Таблица 6

Входы (линии)

90 37 70

Выходы (линии) Таблица 7

Код линии

Функциональное назначение

79 80 81 82

I I

Состояние РЗ

Разрешен прием сигналов V и Т в соответствии с режимом работы

0 1 О О

Х Х

Х Х

Х Х

Выходы (линии)

Х 0 Х Х Х О 1 О О 1 1 О О 0

Х t Х Х 1 О 1 О О Х О С 0 1

Х 1 Х Х Х О 1 О О 1 О О 0 1

Х Х Х Х 1 О О 1 О Х 1 0 О О

Х Х Х Х Х О О 1 О 1 1 О

62 71 92 42 76 77 78

Х 1 1 Х О Х Х 1 О О

Х 1 Х Х 1 Х Х 1 1 О

О О Х 1 Х Х Х 1 1 О

1 О Х Х 1 Х Х 1 1 О

Х О Х Х Х 1 Х 1 1 0

Х О Х Х Х Х I 1 I 1

Состояние Р

Разрешен прием сигналов возбуждения (Ч) или торможения (Т) в соответствии с режимом работы

1265760

Продолжение табл. 7

Функциональное назначение

79 80 81 82

0 0 1 О

Состояние GV

Разрешена генерация сигналов V

0 0 О

Состояние GT

Разрешена генерация сигналов Т

1 0 О

Состояние R

Регенерация (отдых), запрещены прием и генерация сигналов на время, определяемое таймером (состояний) Таблица 8

Входы (линии) Выходы (линии) 79 80 81 82 61 62 92 43 86 87 88 89 90

0 О О О О Х Х Х

1 О

О О О О 1 Х Х X 1 1

О 1 О О О О Х О 1 0

О О О 1 Х Х 1 О О О О

0 0 1 Х Х Х 1 1 О 0 Î о

О 1

О 1

О О 1 О Х Х О Х О О О 1 О

О 1 О

О О О 1 Х Х О Х О О

Код линии

t I 1

0 О 1

О О 1

О О 0

1 0 О

126 и

Та бл нпа 9

Назначение

Режим

Код линии

61 62 63

В состоянии Р разрешен прием сигналов V. В состоянии Р3 разрешен прием сигналов V до переполнения счетчика, затем разрешен прием сигналов Т до обнуления счетчика.

0" 0 Х

0 1 Х 2

В состояниях Р и Р3 разрешен прием сигналов V.

В состояниях Р и РЗ разрешен прием сигналов V и Т.

1 1 Х 3

Х Х 0 4

Из состояния GV осуществляется переход в состояние GT.

Х Х 1 1 5

Из состояния GV осуществляется переход в состояние R.

12657бО

61

Фжt!

265760

Составитель А. Степанов

Техред В.Кадар

Корректор Т. Колб

Редактор И. Николайчук

Заказ 5665/46

Тираж 671

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4