Накапливающий сумматор по модулю 3

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

00 448460

Союз Советских

Социалистических

Реслу0лии (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.08.72 (21) 1819806/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 30.10.74. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 23.09.75 (51) М. Кл. G 061 7/38

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 681.325.54 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. О. Мкртчян и В, H. Газиян (71) Заявитель (54) НАКАПЛИВАЮЩИЙ СУММАТОР ПО МОДУЛЮ 3

Изобретение может быть использовано в дискретных устройствах автоматики и вычислительной техники.

Известна схема накапливающего сумматора по модулю 3, построенная на двух триггерах со счетным входом, четырех элементах задержки и десяти логических элементах«ИЛИ» и «И». На один разряд такого сумматора требуется шесть формальных нейронов.

Большое требуемое количество оборудования известного сумматора обуславливает высокую стоимость и низкое быстродействие его.

Кроме того, в известном сумматоре используют элементы задержки, которые ненадежны и нетехнологичны при изготовлении.

Цель изобретения — упрощение схемы и повышение быстродействия накапливающего сумматора по модулю 3.

Цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве один разряд сумматора построен на четырех «ИЛИ-нейронах», первые два из которых имеют порог +2 и один трехвходовый элемент «ИЛИ», а вторые два — порог

+ 1 и по два двухвходовых элемента «ИЛИ», причем пороговые элементы первого и второго нейронов имеют по четыре входа с весами — 1, — 1, +2, +1 соответственно, а пороговые элементы третьего и четвертого нейронов имеют по шесть входов с весами — 1, +2, ;2, —,3, +2, — 1 соответственно, выходы элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов соединены с третьими входами соответствующих пороговых элементов, выходы элементов

«ИЛИ» третьего и четвертого нейронов соеди5 нены с вторым и четвертым входами соответствующих пороговых элементов, первые входы пороговых элементов первого, второго и третьего нейронов и третий вход порогового элемента четвертого нейрона, а также первые

10 входы элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов, первый вход первого элемента

«ИЛИ» третьего нейрона и первый вход второго элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к шине старшего члена разряда

15 троичного слагаемого, вторые входы пороговых элементов первого и второго нейронов, третий вход порогового элемента третьего нейрона и первый вход порогового элемента четвертого нейрона, а также вторые входы

20 элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов, первый вход второго элемента «ИЛИ» третьего нейрона и первый вход первого элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к шине младшего члена разряда троичного

25 слагаемого, последние входы пороговых элементов первого и третьего нейронов и пятый вход порогового элемента четвертого нейрона, а также второй вход второго элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к прямому

30 выходу первого нейрона, последние входы по448460

Z Z, Z, 0 0 0

1 0 1

2 1 0

3 роговых элементов второго и четвертого нейронов и пятый вход порогового элемента третьего нейрона, а также второй вход второго элемента «ИЛИ» третьего нейрона подключены к прямому выходу второго нейрона, третий вход элемента «ИЛИ» первого нейрона и второй вход первого элемента «ИЛИ» третьего нейрона подключены к прямому выходу третьего нейрона, а третий вход элемента «ИЛИ» второго нейрона и второй вход первого элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к прямому выходу четвертого нейрона.

На чертеже представлена схема одного разряда накапливающего сумматора по модулю 3, Этот разряд содержит нейрон 1 с порогом

+2, трехвходовой элемент «ИЛИ» 2, нейрон

3 с порогом +2, трехвходовой элемент «ИЛИ»

4, нейрон 5 с порогом +1, двухвходовые элементы «ИЛИ» 6 и 7, нейрон 8 с порогом

+1, двухвходовые элементы «ИЛИ» 9 и 10.

Нейроны 1, 3, 5, 8 имеют соответственно выходы Fg, Рз, Рз, Р „старший член разряда суммы хранится в нейронах 1 и 5, младший член — в нейронах 3 и 8.

При поступлении очередного слагаемого через время, равное времени переключения нейрона, на выходах F3 и F» нейронов 5 и 8 устанавливается новое значение суммы по модулю 3. Нейроны 1 и 3 сохраняют первоначальное состояние и переключаются в новое состояние только по окончании входных сигналов.

Накапливающий сумматор по модулю 3 в троичной системе счисления функционирует согласно следующей схеме, где Х вЂ” очередное слагаемое, S (t) — содержимое сумматора, S(t+1) — результат сложения:

Х 0 0 0 1 1 1 2 2 2

S (t) 0 1 2 0 1 2 0 1 2

S(t+1) 0 1 2 1 2 0 2 0 1

Троичная цифра Z кодируется в виде двух двоичных цифр Z< и Z2, где Z< младший член троичной цифры, а Z> — старший член, следующим образом:

Пример работы накапливающего сумматора по модулю 3.

Пусть текущее содержимое троичного сумматора S(t) =2. Это значит, что F> — — Рз=1, а F>=F< =0. Обозначим суммы весов возбужденных входов (суммарные возбуждения) пороговых элементов нейронов 1, 3, 5 и 8 через оь о2, G3» о4 соответственно. Тогда суммарные возбуждения пороговых элементов нейронов равны о — — +3 (возбуждены третий и четвертый входы), о2=0, оз = +1 (возбу к5

4 дены второй и шестой входы) и о4 — — — 1 (возбуждены четвертый и пятый входы), т. е. нейроны находятся в устойчивом состоянии.

11усть в очередном такте сложения на вход данного разряда троичного сумматора поступает троичное слагаемое Х =- 1, т. е. Х2=0, Xi=1, где Х вЂ” младший разряд, Х2 — старший разряд числа. При этом суммарные возбуждения нейронов становятся равными

o>=+2, о = +1, аз=О, о4=0, так как сигнал, поступающии по шине Хь вызываетвозбуждение дополнительно второго входа порогового элемента нейрона 1, второго и третьего входов порогового элемента нейрона 3, третьего и четвертого входов порогового элемента нейрона 5 и первого и второго входов порогового элемента нейрона 8. Такое изменение суммарных возбуждений вызывает переключение нейрона 5 в состояние «О» (1 з=0).

Сумматор переходит в новое устойчивое состояние, при котором на выходах нейронов

5 и 8 установилось новое значение троичной суммы S(t+1) =0. (Ез=О, F< = О), а на выходах нейронов 1 и 3 сохраняется предыдущее значение троичной суммы S(t) =2, (Fg — — 1, Рз = О). После прекращения сигнала сложения нейрон 1 переключается в состояние «О» и устанавливает аз — — о4 — — О.

1аким образом, на выходах нейронов 1 и 3 устанавливается новое значение троичной суммы S(t+1) = О.

Предмет изобретения

Накапливающий сумматор по модулю 3, содержащий двоичные логические элементы

«ИЛИ вЂ” нейроны», отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью упрощения схемы и повышения ее быстродействия, один разряд сумматора построен на четырех «ИЛИ-нейронах», первые два из которых имеют порог +2 и один трехвходовый элемент «ИЛИ», а вторые два— порог +1 и по два двухвходовых элемента

«ИЛИ», причем пороговые элементы первого и второго нейронов имеют по четыре входа с весами — 1, — 1, +2, + 1 соответственно, а пороговые элементы третьего и четвертого нейронов имеют по шесть входов с весами — 1, +2, +2, — 3, +2, — 1 соответственно, выходы элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов соединены с третьими входами соответствующих пороговых элементов, выходы элементов «ИЛИ» третьего и четвертого нейронов соединены с вторым и четвертым входами соответствующих пороговых элементов, первые входы пороговых элементов первого, второго и третьего нейронов и третий вход порогового элемента четвертого нейрона, а также первые входы элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов, первый вход первого элемента «ИЛИ» третьего нейрона и первый вход второго элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к шине старшего члена разряда троичного слагаемого, вторые входы пороговых элементов первого и второго нейронов, третий вход порогового элемента

448460

Х2 Х1

Составитель В. Тюрин

Техред Н. Куклина

Редактор И. Орлова

Корректоры: Л. Корогод и А. Николаева

Заказ 230172 Изд. № 1457 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. - Сапунова, 2 третьего нейрона и первый вход порогового элемента четвертого нейрона, а также вторые входы элементов «ИЛИ» первого и второго нейронов, первый вход второго элемента

«ИЛИ» третьего нейрона и первый вход первого элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к шине младшего члена разряда троичного слагаемого, последние входы пороговых элементов первого и третьего нейронов и пятый вход порогового элемента четвертого нейрона, а также второй вход второго элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к прямому выходу первого нейрона, последние входы пороговых элементов второго и четвертого нейронов и пятый вход порогового элемента третьего нейрона, а также второй вход второго элемента «ИЛИ» третьего нейрона подключены к прямому выходу второго нейрона, третий вход элемента «ИЛИ» первого нейрона и второй вход первого элемента

«ИЛИ» третьего нейрона подключены к прямому выходу третьего нейрона, а третий вход элемента «ИЛИ» второго нейрона и второй вход первого элемента «ИЛИ» четвертого нейрона подключены к прямому выходу четвертого нейрона.