Устройство для вычисления логических производных многозначных данных

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для аппаратной поддержки вычислений в системах синтеза и анализа цифровых автоматов, диагностики цифровых устройств, сжатия данных, обработки изображений, управления роботами-манипуляторами, синтеза топологии БИС. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет логической обработки многозначных данных. Поставленная цель достигается тем, что устроство содержит блоки 1<SB POS="POST">1</SB> - 1<SB POS="POST">N</SB> управления, операционные блоки 2<SB POS="POST">1</SB> - 2<SB POS="POST">N</SB> и блоки 3<SB POS="POST">1</SB> - 3<SB POS="POST">N</SB> памяти, где N - число переменных функций, описывающей многозначные данные. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 06 F 15/31, 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ()с

О

0с, О

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4700607/24 (22) 05.06.89 (46) 15.08.91.Бюл, М 30 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.M.Àíòîíåíêî, Е.Н,Зайцева, Г.А,Кухарев и В.П,Шмерко (53) 681.325(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1168925, кл. G 06 F 7/04,1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1277089, кл. G 06 F 7/04, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ МНОГОЗНАЧНЫХ ДАННЫХ (57) Изобретение относится к цифровой вы„„Я „„1670690 А1 числительной технике и может быть использовано для аппаратной поддержки вычислений в системах синтеза и анализа цифровых автоматов, диагностики цифровых устройств, сжатия данных, обработки изображений, управления роботами-манипуляторами, синтеза топологии БИС.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет логической обработки многозначных данных. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блоки 1 -1п управления, операционные блоки 2 > — 2n и блоки 31-3п памяти, где

n — число переменных функции, описывающей многозначные данные. 3 ил.

1670690

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использованоо для синтеза и анализа цифровых автоматов, диагностики цифровых устройств, сжатия данных, обработки изображений, управления роботами-манипуляторами, синтеза топологии больших интегральных схем.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет логической обработки многозначных данных, На фиг.1 представлена схема устройства; на фиг,2 — схемы блоков памяти и операционного блока; на фиг.3 — - схема блока управления.

Устройство содержит блоки 1i-1II управления, операционные блоки 2i-2 и блоки 31-Зп памяти, где и — число переменных многозначной функции алгебры логики.

Каждый операционный блок содержит коммутатор 4 и сумматор 5 по модулю К (где К— значность данных). Каждый блок памяти содержит первый и второй узлы 6 и 7 регистровой памяти. Каждый блок управления содержит генератор 8 тактовых импульсов, с первого по четвертый элементы И 9-12, первый 13 и второй 14 счетчики, первый 15 и второй 16 дешифраторы, мультиплексор

17, элемент НЕ 18, элемент 19 задержки и элемент ИЛИ 20.

Операционный блок 2i (где 1 = 1,...п) предназначен для вычисления вектора значений д Х/д Rj логической производной по

i-й переменной Xj с циклическим отрицанием в первом режиме и вектора значений смешанной логической производной 1-ro порядка по переменным с циклическим ot рицанием во втором режиме. В первом режиме работы исходными данными для блока 2i являются элементы вектора значений Х многозначной функции алгебры логики, во втором — результат вычислений блока

2i i (вектор значений логической производной (I-1)-го порядка по переменным с циклическим отрицанием).

Первый режим работы блока 1i определяется низким уровнем "0", который подается на вход режима блока 1 в момент времени to, Во втором режиме работы на вход режима блока 1i в момент времени t, подается высокий уровень "1". Одновременно сигнал с входа режима блока 1i поступает на управляющий вход мультиплексора

17ь При этом на выход мультиплексора 17i передается информация с pfo первого информационного входа. Сигнал пуска поступает на вход пуска-останова генератора 8i тактовых импульсов и через мультиплексор

17 на первый выход блока 1 в момент времени то, откуда поступает на вход пуска-останова следующего (1 -1)-го блока управления.

5 Начиная с момента времени to oдо момента времени tj, где р-=К (K" (К-1)К" )+

К" -1, генератора 8; импульсов формирует последовательность импульсов которь е поступают на первый вход элемента И 9!, 10 элемента И 101 и элемента И 12i а также на второй выход блока 1i.

На первый вход элемента И 10i поступает высокий логический уровень,а на второй вход — синхроимпульсы с выхода генератора

15 8 импульсов. На выходе элемента И 10i формируется последовательность импульсов которые поступают на третий выход блока 1: и служат для управления работой I-го блока

3.

20 В момент времени t к" I . когда на выходах счетчика 13i формируется двоичный эквивалент числа К" т1, на соответствующем выходе дешифратора 15i формируется высокий уровень ("1"). который поступает на вход элемента НЕ 18i, с выхода которого низкий логический уровень передается на первые входы элементов И 9i и 10!, на выходе кото ых формируется низкий логический уровгнь Вследствие этого счетчик 13 фиксирует состояние, в котором он находился в

1 мом..нт времени t к" . Одновременно высокий уровень с выхода дешифратора 15; поступает на первые входы эл мен гов И 12i, 11, и на четвертый выход блока 1. Б результате этого с выход» 3-!åìå!iòë Vi 12! на счетн ы Й вход счетчика 1 4! поп тупа ют синхроимпульсы.

В момент времсни .„где I = К (К-1)К когда на выходах счетчика 14; формирует40 ся двоичный эквивалент числа (K-1)К, на

i!1-I соответствующем выходе дешифратора 16i формируется высокий уровень ("1 "1, который поступает на второй вход элемента

4 ИЛИ 20„с выхода которого высокийуоовень ("1") поступает на второй вход элемента И

11, на выходе которого устанавливается высокий логический уровень, поступающий на вход установки в ноль счетчиков 13i и 14ь

После этого на выходах дешифраторов 15i i.

16i устанавливаются низкис логические уровни, Цикл работы блока 1 повторяешься К 1

1-1 раз, начиная с момента времени i С момен5 та времени t. K 1 до ti фу акционирование блока 1i аналогично -Io работе с момента

ВРЕМЕНИ tg ПО t >" . Б МОМЕНТ РЕМЕНИ тр на вход пуска-сета шва блока 1, подается сигнал останова. случ:ащий признаком конца работы блока 1, 1670690

Во втором режиме в момент времени t„ высокий уровень("1") погтупает на управляющий вход мультиплексора 17,. Вследствие этего данные на выход мультиплексора 17; поступают с его второ>о информационного 5 входа. Одновременно на вход пуска-останова блока 1; подается сигнал пуска, который поступает на вход пуска-осганова генератора тактовых импульсов 8> и на вход элемен ra

1l9> задержки. С выхода элемен >а 1 9> задер- 10 жки через время Л z =- K /f, где f — частота следования импульсов на выходе генератора 8>, сигнал пуска поступает на второй информационный вход мультиплексора 17i, а с его выхода — на первый выход блока 1>. В 15 остальные моменты времени функционирование блока 1> во втором режиме аналогично его функционированию в первом режиме.

Блок 2> рабо>ает следующим образом в 20 двух режимах.

В первом режиме исходные данные, вектор з»ачений X функции f(X), поступают с первого информационного входа блока 2 на первый информационный вход коммута- 25 тора 4i.

Начиная с мо>лента времени tp на первый и второй управляющие входы коммута тора 4, пос упа е; низкие уровни. В г>езульгате инфгрм;»;ия передается с пер- 30 вого информационного входа ко>лмутатора

1, на его»ог>ой и > р"; ий выходы и с третьего информ;>цион>.о>.: Uxuда ком>лута>ора >, на ого первыи»ь од Исход»ые данные с вторе>o и третьсго вы одов коммутатора, по- 35 с>упа>от соогвсгственно на второй и т> етий выходь> блока 2,.

С мо>лента времени t q > на первом управляющем входе коммутатора 4; устанавливается высокий логический уровень.

Вследствие этого и»формация передается с первого информационного входа коммутатора 4> на его первый и третий выходы. На данном этапе исходные данные поступают с первого выхода коммутатора 4, на второй информационныи вход сумматора 5, по модулю К и с третьего информационного входа блока 2> на первый информационный вход сумматора 5> по модулю К. Результат суммирования с выхода сумматора 5, по модулю К поступает на первый выход блока

2>.

Цикл работы блока 2,, начиная с момента времени tl, повторяется К -1 раз, Начи>-1 ная с момента времени т к 1 по

P функционирование блока 2> аналогично его работе с момента времени т по t кл — >, 8о втором режиме, начиная с момента времени t», на первый управляющий вход коммутатора 4; поступает высокий уровень. а на второй управляющий вход коммутатора

4, низкий уровень. В резуль1ате этого информация с первого информационного входа коммутатора 4i передается нз его второй и третий выходы, а с третьего информационного входа коммутатора 4i — на его первый выход. С второго и гретьего выходов коммутатора 4, исходные данные поступают соотве>ственно на второй и третии выходы блока 2>.

С момента времени t y" на втором управляющем входе коммутатора 4i формируется высокий логический уровень. Вследствие этого информация с второго информационного входа коммутатора 4 передается на его первый и третий выходы. На данном этапе функционирования исходные данные поступают на первый и второй информационные входы сумматора 5; по модулю К, а результат суммирования с выхода сумматора по модулю К поступает на первыи выход блока 2i. Цикл работы блока 2>

i-1 повторяется К -1 раэ, начиная с момента времени 1>. С момента времени t к ) по ti, функционирование блока 2> аналогично его работе с момента времени т„по t к"

Начиная с момента вре>лени to до момента tK" > в узел 6> регистровой памяти и в узел 7 регистровой памяти записывается информация. погтупающая на иНформациин»ые»ходы э>их узлов.

С момента времени t y" . 1 в течение

1 (K 1)K тактов работы блока 3> запись и считывание информации иэ узла 6> не осуществляется. Однако узел 7; продолжает функционировать: инфор>лация, поступающая на его информационный вход, последовательно проходит через все регистры узла

7, > поступает на его выход. С момента вре>.;e>.и ti на управляющий вход узла 6, поступает последовательность импульсов.

Г следствие этого содержимое регистров узла 6, последовательно поступает на его выход, Период работы запоминающей ячейки

3, с момента времени t K" по t»>, где m =

2K + (K-1)K" -1, повторяется К -1 раз и заканчивается в момент времени t„. устройство для вы <исления логических производных многозначных данных работает следующим образом в двух режимах.

Первыи режим работы гlîзволяет вычислить векторы значений д Х д Xi логической производной по пере>ленной Xi с циклическим отрицанием многозначной функции алгебры логики 1(Х). В блоке 2, вычисляется логическая производная по переменной Xi c циклическим отрицание>л.

1670690

Второй режим работы устройства позволяет вычислить векторы значений смешанных логических производных по переменным с циклическим отрицанием многозначной функции алгебры логики f (X).

Таким образом, оба режима работы позволяют вычислять логические производные не только бинарных, но и многозначных данных.

В первом режиме на вход пуска-останова поступает сигнал пуска, а на второй вход — низкий уровень ("0"), который определяет функционирование устройства е первом режиме. Исходные данные, элементы вектора значений Х, последовательно поступают на информационный вход устройства, откуда передаются на первые информационные входы блоков 2I. На первых выходах блоков

2i формируются элементы векторов значений д Xlcil Xi результата дифференцирования. Конец работы устройства определяется сигналом останова, поступающим на вход пуска-останова устройства.

Во втором режиме функционирование устройства определяется высоким уровнем ("1"), поступающим на второй вход режима устройства. Результат вычислений блока 2i вектор значений д Х д Xi, поступает на первый информационный вход блока 2z. В блоке 22 выполняется вычисление вектора значений смешанной логической производной второго порядка по переменным Х1 и Х2 с циклическим отрицанием.

Таким образом, на выходы устройства последовательно поступают элементы векторов значений смешанных логических и роизводных 1-го порядка по переменным с циклическим отрицанием, Формула изобретения

Устройство для вычисления логических производных многозначных данных, содержащее первые блок управления и операционный блок, причем информационный вход и первый вход режима устройства подключены соответственно к первым информационному и управляющему входам первого операционного блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обработки многозначных данных, оно содержит с второго по и-й блоки управления (где п— число переменных многозначной функции алгебры логики), с второго по и-й операционные блоки и и блоков памяти, причем информационный вход устройства подключен к первым информационным входам операционных блоков с второго по Il-й, вход пуска-останова устройства подключен к входу пуска-останова первого блока управления, 5

55 первый выход а-го операционного блока (где а = 1,...., п-1) подключен к первому управляющему входу (а 1)-ro операционного блока и к а-му выходу результата устройства, и-й выход результата которого подключен к первому выходу и-ro операционного блока, второй вход режима устройства подключен к входам режима всех блоков управления и к вторым управляющим входам всех операционных блоков, первый выход а-ro блока управления подключен к входу пускаостанова (а+1)-го блока управления, второй, третий и четвертый выходы b-го блока управления (где b = 1..., п) подключены к третьему управляющему входу b-го операционного блока, второй и третий выходы которого подключены соответственно к первому и второму информационным входам

b-го блока памяти, первый и второй выходы которого подключены гоотеетственно к второму и к третьему информационным входам

Ь-ro операционного блока, при этом каждый блок управления содержит генератор тактовых импульсов, элемент задержки, мультиплексор, элемент ИЛИ, элемент НЕ, два дешифратора, два счетчика и четыре элемента И, причем е каждом блоке управления вход режима блока управления подключен к управляющему ..ходу мультиплексора, вход пуска-остэнова блока управления подключен к входу пуска-ос;анова генератора такTQBblx импульсов, к Входу элемента задержки, к первому информационному входу мультиплексора и к первому входу элемента ИЛИ. выход элемента задержки подключен к второму информационному входу мультиплексора, выход которого подключен к первому выходу блока управления, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого, второго и третьего элементов И и к второму выходу блока управления, выход первого элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, информационный выход которого подключен к входу первого дешифратора, К" -й (где К вЂ” значность данных, I — номер блока управления) выход которого подключен к вторым входам третьего и четвертого элементов И, к четвертому выходу блока управления и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов

И, выход последнего подключен к третьему выходу блока управления, выход третьего элемента И подключен к счетному входу второго счетчика, информационный выход которого подключен к входу второго дешифратора(К-2)К" -й выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выод которого подключен к второму входу

1670690

10 четвертого элемента И, выход которого подключен к входам установки в "0" первого и второго счетчиков, при этом каждый операционный блок содержит коммутатор и сумматор по модулю К, причем в каждом операционном блоке первый информационный, первый, второй и третий управляющие, второй и третий информационные входы операционного блока подключены соответственно к первому и второму информационным, к первому и второму управляющим, к. третьему информационному входам коммутатора и к первому информационному входу сумматора по модулю К, выход которого

5 подключен к первому выходу операционного блока, первый, второй и третий выходы коммутатора подключены соответственно к второму информационному входу сумматора по модулю К, к второму и третьему выхо10 дам операционного блока, !

Составитель В.Смирнов

Редактор T.Ëàýoðåíêo Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Заказ 2752 Тираж 391 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Проиэводсгвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101