Логическая ячейка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

x asxopcxo v с@ид йл @ Вю (и 577525 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.10.75 (21) 2170050Ю4 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень №3 (45) Дата опубликования описания 10.11.77

f. (51) М. Кл. (т 06 Р 7/00

Государственный комитет

Соввтв Министров СССР по делам нэобротений и открытий

Ф (53) УДК 681.327 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И, Фирсов и В, Г. Черняев (71) Заявитель

Московский ордена. Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (54) ЛОГИЧЕСКАЯ ЯЧЕЙКА

И $2).

Изобретение относится к области цифровых вычислительных машин и предназначено для построения структур дискретных устройств управления на вычислительных однородных средах, 5

Известна логическая ячейка, которая выполняет функцию "стрелка Пирса" (1) .

Недостатком ее является сложность, большое количество настроечных шпн, резкое снижение быстродействия автоматов, в !о которых она используется, с ростом их сложности.

Из известных логических ячеек наиболее близкой к предлагаемому изобретению является логическая ячейка, содержащая триг« 15 геры, входы которых подключены к выходам входных элементов И, а выходы - к соответствуошим входам выходных элементов

И, первый элемент И, первый и второй входы которого через одни элементы HE подклю- 20 чены соответственно к управляюшей шине и первому входу ячейки, соединенным с входами второго элемента И, выход которого подключен к первым входам входных злемен тов И, другие элементы НЕ, входы которых 25 соединены со вторым и третьим входами ячейки, а выходы подключены ко вторым входам соответствуюших входных элементов

Ячейка внешним управлением может настраиваться на выполненйе любой, одной из следуюших четырех oneðànèé:

a) развязка между горизонтальной и вертикальной информационными шинами; б) передача прямого сигнала с горизонтальной на вертикальную шину; в) передача инверсного сигнала с горизонтальной на вертикальную шину; гР передача инверсного сигнала с вертикальной шины на горизонтальную шину, Такие логические ячейки используются при построении матричных однородных сред (вычислительных сред шинного типа), представляюшнх собой итеративную решетку йз вертикальных и горизонтальных шин, В клетках решетки располагаются логические ячейки, каждая нз которых подключается .к соответствуют.им горизонтальным и вертикальным шинам. Режим работы матричной одно577525

У1 У2 Yэ

Вид операции

0

0

0

О

0 родной среды задается устройством управления, входяшим в ее состав.

Недостатком известной ячейки является ограниченное число операций, выполняемых ею, что сужает область использования ячейки, Целью изобретения является расширение

I области применения ячейки за счет увели.чения числа операций, выполняемых ею.

Это достигается тем, что погическая ячейка содержит дополнительные входные элементы И, дополнительный эпемент HE u дополнительный триггер, выход которого, подключен к третьему входу первого элемента И, входы — к.выходам дополнительных входных эпементов И, первые входы которых, к соединены с выходом второго элемента И, а вторые входы подключены соответственно к выходу допопнительного эпемента НЕ и четвертому входу ячейки, соединенному с входом допопнитепьного элемента HE. 20

На чертеже изображена схема логической ячейки, Логическая ячейка, подключается к горизонтальным 1-3 и вертикальным 4, 5 шинам матричной однородной среды. Логическая ячейка содержит управпяюшую шину 6, выходные элементы И 7, 8, первый элемент

И 9, элементы HE 10-13, дополнительный элемент HE 14, триггеры 15, 16, допопнитепьный триггер 17, входные элементы

И 18-21, дополнительные входные элементы И 2223 второй элемент И 24.

Входы триггеров 15, 16 подключены к выходам входных элементов И 18-21, а выходы - к соответствующим входам выход« ных элементов И 7,8. Первый и второй входы

° рлемента И 9 через эпементы НЕ 10 и 11 подключены соответственно к управняюшей шине 6 и первому входу ячейки 25, соединенным с.входами второго эпемента И 40

24, выход которого подключен к первым входам входных элементов И 18-21.

Логические ячейки цри использовании в матричной однородной среде имеют следуюшие режимы работы: фО

Входы элементов HE 12 и 13 соединены со вторым 26 и третьим 27 входами ячейки соответственно, а выходы подключены ко вторым входам входных элементов И 18 и 20. Выход триггера 17 подключен к третьему входу первого эйемента

И 9, входы — к выходам дополнительных входных элементов И 22 и 23, первые входы

r которых соединены с выходом второго элемента И 24, а вторые входы подключены соответственно к выходу дополнительного элемента НЕ 14 и четвертому входу 28 ячейки, соединенному с входом дополнитель. ного элемента HE 14. Выходы элементов

И 7 и 8 подключены к выходу 29 . ячейки.

Помимо четырех операций, выполняемых известной логической ячейкоЯ, такая логическая ячейка может настраиваться на выполнение двух, спедуюших дополнительных операций: д) передача прямого сигнала с горизонтальной шины 1 4 -го ряда на вертикальную шину 5 4 -го столбца и последуюшая передача резупьтируюшего инвертированного curl нала с вертикальной шины 4 4 -ro стопбца на горизонтальную шину 2 j -го ряда; е) передача инвертированного сигнала с е горизонтальной шины 1 I -го ряда на вертикальную шину 5 -го столбца и последуюшая передача инве зтированного сигнала g вертикальной шины 4 -го столбца на горизонтальную шину 2 i -го ряда.

Работа ячейки в режиме настройки поясняется табпицей, где симвопы в крайнем левом столбце обозначают вид операций со пасио описанию, выцопняемых ячейкой

У1, У, У сигналы на прямых выходах триггеров 15, 16 и 17 соответственно; g > я > g ® сигнапы настройки ячейки, подаваемые на шины 1, 2,3; Ф вЂ” настроечный сигнал, подаваемый одновременно на ячейки среды.

1) режим настройки ячейки (когда в среде синтезируется дискретное устройство);

2) режим обработки информации (pe577525

5 жим функционирования в среде этого устройства ) .

В режиме настройки сигнал Ф-1, подается одновременно на шины 6 всех ячеек, Настройка ячеек производится координатным способом по столбцам. При настройке ячеек

) --го столбца на шину 4 этого столбца подается сигнал, равный " 1". Он проходит через элемент И 24, и подготавливает к

Ф работе элементы И 18- 3. Элементы И

7-9 закрыты сигналами "О" с инвертора

11, Настроечная информация (сигналы q (() с выходов устройства управления (на чертеже не по узанс) однородной средой

4 подается в ячейки -го столбца по шинам 1-3, триггеры „16-17 устанавливаются в нужное положение

По окончании настройки сигнал Ф-0 переводит ячейки среды -в режим обработки информации (элементы И 18 24 закрывают- 2О ся и подготавливаются к работе элементы

И 7-9 ), Настройка ячеек при ф 0 невозможна, В режиме обработки информации между входной и выходной шйнами" каждого ряда 25 и каждого столбца среды устанавливается !

>! связь через соответствующими триггер-формирователь устройства управления среды и включается генератор синхроимпульсов этого устройства, задаюшии тактовую частоту и Зо импульсный характео сигналов, обрабатывае мых в однородной среде.

Работу логических ячеек в составе однородной среды в режиме обработки информации рассмотрим на примере реализации З5 в такой среде функции f = х < 3 х 3 õ .

Ф

Эта функция может быть реализована на участке среды размером три строки и один столбец, содержашеР три ячейки: допустим, что первая ячейка, находяшаяся на пе- 40 ресечении -ой и у -го столбца, настроена на передачу прямого сигнала с горизонтальной шины 1 Ма-ой строки на вертикальную шину5 ii -го столбца с последующей пеЪ редачей инвертированного сигнала с вертикаль- 45

I ной шины .4 J -го столбца на горизонтальНую шину 2 -ой строки {тип настройки д), вторая ячейка с шины 1 (j +) )ой строки на вертикальную шину 5 g -го столб- ца (тип настройки а), а третья ячейка наст-5О роена на передачу инвертированного сигнала ! с горизонтальной шины 1 ((+2)-ой строки на вертикальную шину 5 -го столбца. Формирование функции осуществляется в два такта. В течение первого такта импульсные 55 сигналы Х, X Х с выходов устрой- . ства управления средой по соответствующим шинам 1 подак>тся HQ входы ячеек ) -го столбца, обрабатывак>тся в них и с выходов этих ячеек поступают на вертикальную шину 5 -го столбца. Так как каждая из шин среды реализует дизъюнкцию подаваемых на нее сигналов, то на шине 5 будет сформирован сигнал =1, если на выходе по крайней мере одной из ячеек, подключенных к этой шине, появится единичный сигнал, Значение сигнала (О или 1 ) запоминается соответствующим триггером-формирователем в устройств управления,;вход которого соединен с шиной 5, а выход — с шиной

4 столбца. B течение второго такта усиленный импульсный сигнал Š— X с вы2 хода триггера-формирователя подается на вертикальную шину 4, инвертируется первой ячейкой, реализую>цей совмещенную операцию, и на шине 2 j -сй строки образуется сигнал, описываемый заданной функ цией.

Формула изобретения

Логическая ячейка, содержащая триггеры, входы которых подключены к выходам входных элементов И, а выходы —. к соответствующим входам выходных элементов И,пер вый элемент И, первый и второй входы которого через одни элементы HE подключены соответственно к управляющей шине и первому входу ячейки, соединенным с входами второго элемента И, выход кочорого подключен к первым входам входных элементов И, другие элементы НЕ,входы которых соединены со вторым и третьим входами ячейки,. а выходы подключены ко вторым входам соответствующих входных элементов И, о т л и ч а ю ш а я с я тем, что, с целью расширения области применения ячейки, она содержит дополнительные входные элементы И, дополнительный элемент HE и дополнительный триггер, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И, входы — х выходам дополнительных входных элементов И, первые входы которых соединены .: выходом второго элемента И, а вторые входы подключены соответственно к выходу дополнительного элемента HE и четвертому входу ячейки, соединенному с входом дополнительного элемента HE.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Сб. Вычислительные системы выпуск 25, Новосибирск, 1967, с. 41.

2. Авторское свидетельство N 395832, кл. G 06 6 F 7/00, 1973. 77525

Составитель В. Рудаков

ГепактоР H. ХкУпоаа ТекРеп,П Паоурна КоРРектоР М, Йемена

Заказ 4186(36 Тираж 818 Подписное е

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Фннаап ППП Патент, г. Унсгороп, уа. Проектная, 4