Ячейка однородной структуры

 

о п Ыа-Ав4 E

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 2806.74 (21) 20389 87/18-2 4

С51)М. Кл.

G 06 F 7/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет (53) УДК621, 316. . 56 (088 ° 8) Опубликовано 25.0 180. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 30. 01. 80 (72) Авторы изобретения

Г. Г, Асатиани, А, Г. Гунцадзе, В. A. Жуков, В. В. Игнатущенко и В. Г. Чачанидзе

Ордена Ленина институт проблем управления (71) Заявитель (5 4) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СТРУКТУРЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и может найти применение для построения универсальных и специализированных ЭВН на базе микроэлектронных однородных структур.

Известны ячейки однородной структуры, содержащие блоки входных и выходных логических элементов, арифметико-логический блок и блоки взаимопроникновения сигналов и настройки (1).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ячейка однородной структуры, содержащая блок15 входных логических элементов, первая группа входов которого соединена с выходами блока настройки, вторая группа входов — с информационными входами ячейки, а выходы — с первой группой входов арифметико-логического блока и блока взаимопроникновения сигналов, другая группа входов которых соединена с выходами блока настройки, а выходы — с входами блока выходных логических элементов, выходы которого соединены с информационными выходами ячейки, входы блока настройки соединены с шиной сброса и входами настройки ячейки, блок ус-.ЗО коренной коммутации на элементах И и

И вЂ” НЕ и на триггерах настройки (2) .

Однако известные устройства имеют низкое быстродействие °

Целью изобретения является повышение быстродействия ячейки однородной структуры.

Это достигается тем, что первый горизонтальный информационный вход блока ускоренной коммутации соединен с одним из входов первого элемента

И-НЕ, другой вход которого подключен к нулевому выходу первого триггера настройки, а выход соединен с одним из входов второго элемента И-НЕ второй вход которого соединен с выходом третьего. элемента И-НЕ, первый вход которого соединен со вторым горизонтальным информационным входом блока ускоренной коммутации, а второй входс нулевым выходом второго триггера настройки, третий вход второго элемента И-НЕ.соединен с выхлопом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с дополнительным информационным выходом блока выходных логических элементов, а второй вход подключен к нулевому выxîëó I ðeòbåãо триггера настройки, выход второго элемента. И-НЕ соединен с одним из

711564 сигналов 3; блок выходных логическИх лементов 4; блок настройки 5; блок скоренной.коммутации б, содержащий диннадцать элементов И†HE 7-17, чеыре элемента И 18-21 и восемь тригеров настройки 22.

Первая группа входов блока входых логических элементов 1 соединена с выходами блока настройки 5, нторая руппа нходон — с информационными выходами 23, 24, 25 и 26 блоков выходных логических элементов 4 соседних ячеек однородной структуры и информационным выходом 27 блока ускоренной коммутации б, а выходы — с первой группой входов арифметика-логического блока 2 и блока взаимопроникновения сигналов 3, другая группа входов которых соединена с выходами блока настройки 5, а выходы подключены ко входам блока выходных логических элементов 4, выходы 28, 29, 30, 31 и 32 которого соединены с информационными входами блоков входных логических элементов 1 соседних ячеек однородной структуры и с информационным входом 32 блока ускоренной коммутации б. Входы блока настройки 5 подключены к шине сброса 33 и входам настройки 34 ячейки. Входы элемента И-HE

7 соединены с информационным нходом

35 блока ускоренной коммутации 6 и нулевым выходом 36 первого триггера настройки 22, а выход — co входом элемента И-HE 8. Второй вход элемента И-HE 8 соединен с выходом элемента И-НЕ 9, входы которого соединены с информационным входом 37 блока ускоренной коммутации б и нулевьм выходам 38 второго триггера настройки

22. Третий вход элемента И-HE.8 соединен с выходом элемента И-НЕ 10 входы которого соединены с выходом

32 блока выходных логических элементов 4 и нулевым выходом 39 третьего триггера настройки 22. Выход элемента И-НЕ 8 соединен со входами элементов И-НЕ 11 и И 18 и 19. Другой вход элемента И-НЕ. 11 подключен к нулевому выходу 40 четвертого триггера настройки 22, а выход — ко входу элемента И-HF. 12. Другой вход элемента И 18 соединен с единичным выходам 41 первого триггера настройки

22, а выход — с информационным входам 33 блока ускоренной коммутации, б, информационный вход 35 которого соединен с выходом элемента И 19., другой вход которого подключен к единичному выходу 42 второго триггера настройки 22. Входы элемента -HE

13 соединены с информационным входом 43 блока ускоренной коммутации б и нулевым выходом 44 пятого триггера настройки 22, а выход — со входом элемента И-НЕ 14. Второй вход элемента И-НЕ 14 соединен с выходом элемента И-НЕ 15, входы которого соединены с информационным входом 45 блока усвходов пятого элемента И-HE„второй вход которого подключен к нулевому э выходу четвертого триггера настройки а выход — к одному из входов шесо

1 т того элемента И-ЯЕ, выход второго элемента И-HE соединен также со вхог дами первого и второго элементон И, второй вход первого элемента И подн ключен к единичному выходу первого триггера настройки, а выход — к пер;ному горизонтальному информационному входу блока ускоренной коммутации, второй горизонтальный информационный вход. которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к единичному выходу второго триггера настройки, первый вер15 ,тикальный информационный вход блока ускоренной коммутации соединен с одним из входов седьмого элемента И-НЕ, другой вход которого, подключен к нулевому выходу пятого триггера наст- 20 ройки, а. выход соединен с одним из входов восьмого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом

;девятага элемента И-ЯЕ, первый вход

;которого соединен са вторым вертикальным информационным входом блока ускоренной коммутации, а второй входс нулевым выходом шестого триггера настройки, третий вход восьмого элеМента И-HE соединен с выходом десято- у го элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с дополнительным информационным выходам блока выходных логических элементов, а второй вход подключен к нулевому выходу седьмого 35 триггера настройки, выход восьмого элемента И-НЕ соединен с одним из .входан одиннадцатого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к нулевому выходу восьмого триггера настройки, а выход - ко второму входу шестога з лемента И-НЕ, выход васьмоzo элемента И-ЯЕ соединен также со входами третьего и четвертого элементов И, второй нход.третьего элемента И подключен к единичному выхо- 45 ду пятого триггера настройки, а выход — к первому вертикальному информационному входу блока ускоренной коммутации, второй вертикальный инФормационный вход которого соединен 50 с выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к единичному выходу шестого триггера настройки,. выход шестого элемента И-ЯЕ соединен с дополнительным информацианнь(а входом блока входных логических эЛементан, нулевые входы триггеров настройки соединены с шиной сброса, а единичные входы.- са входами настрой.си блока ускоренной коммутации. 60

На чертеже дана функциональная схема ячейки однородной структуры.

Она содержит блок входнЫх логических элементов li арифметика-логический блок 2;.блок взаимопроникновения 65

711564

27,32 97

Н Н Н I H Н Н Н

37

Н Н 1 Е 35

Н Н I Х

27.32

Н Н Н Н Н Н Н . Н

I I I П I I I П Генератор нуля тационную функцию типа коренной коммутации 6 и нулевым выходом 46 шестого триггера настройки 22 ° Третий вход элемента И-НЕ 14 соединен с выходом элемента И-НЕ 16, входы которого соединены с выходом

32 блока выходных логических элементов 4 и нулевым выходом 47 седьмого триггера настройки 22. Выход элемента И-НЕ 14 соединен со входами элеМентов И-НЕ 17 и И 20 и 21. Другой вход элемента И-HE 17 подключен к нулевому выходу 48 восьмого триггера настройки 22, а выход — ко входу элемента И-HE 12. Другой вход элемента И 20 соединен с единичным выходом

49 пятого триггера настройки 22, а выход — с информационным входом 43 блока ускоренной коммутации б, информационный вход 45 которого соединен с выходом элемента И 21, другой вход которого подключен к единичному выходу 50 шестого триггера настрой- Я ки 22, Выход элемента И-НЕ 12 соединен с информационным выходом 27 блока ускоренной коммутации б. Информационные входы 35, 37, 43 и 45 блока ускоренной коммутации 6 соединены с 5 информационными входами блоков ускоренной коммутации 6 соседних ячеек однородной структуры. Нулевые входы триггеров настройки 22 соединены с шиной сброса 33, а единичные входы со входами настройки 51 блока ускоренной коммутации 6.

Н H Н Я Н Н Н

На пересечении столбца у и строки р буквой Н обозначено, что триггер 22 с номером,х является триггером настройки при реализации функции р1 буквой П вЂ” то, что триггер 22 с номером „с не участвует в реализации функциир, В таблице у обозначены значения логического уровня на единичных выходах триггеров 22 блока ус коренной коммутаций 6. В графе Функ-65

Ячейка однородной структуры действует следующим образом.

На шину сброса 33 подается сигнал, соответствующий нулевому логическому уровню. В результате этого триггеры настройки 22 блока ускоренной комму" тации 6 и триггеры блока настройки

5 переходят в состояние 0 . Далее, в триггеры настройки 22 через входы настройки 51 и в триггеры блока настройки 5 через входы настройки 34 записывают код, соответствующий заданной функции ° В зависимости от кода настройки открываются соответствующие элементы И-ЯЕ блока входных логических элементов 1 и соответствую-. щие элементы И-НЕ 7, 9, 13 и 15. Переменные по тем шинам 23-27, 35, 37, 43 и 45, элементы И-НЕ которых открыты, попадают либо в арифметико-логи ческий блок 2, либо в блок взаимопро,никновения сигналов 3. Далее переменные через блок выходных логических элементов 4 попадают на выходные шины 28-32 и на шины 35, 37, 43 и 45, соответствующие элементы Й которых открыты.

Список основных функций из множества, реализуемых блоком ускоренной коммутации 6, и коды настройки триггеров 22 на реализацию этих функций даны в таблице. ции к графическим иэображениям коммутационных функций, реализуемых блоком ускоренной коммутации б, приписаны номера информационных входов и выходов блока ускоренной коммутации б, Для примера рассмотрим реализацию блоком ускоренной коммутации 6 комму27

711564 гера настройки, выход второго элемента И-HE соединен с одним иэ входов пятого элемента И вЂ” НЕ, второй вход которого подключен к нулевому выходу четвертого триггера настройки, а выход — к одному из входов шестого элемента И†HE, выход второго элемента

И-НЕ соединен также со входами первого и второго элементов И, второй вход первого элемента И подключен к единичному выходу первого триггера настройки, а выход — к первому горизонтальному информационному входу блока ускоренной коммутации, второй горизонтальный информационный вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого подключен к единичному выходу второго триггера настройки, первый вертикальный информационный вход блока ускоренной коммутации соединен с одним иэ входов седьмого элемента И-НЕ, другой вход которого подключен к нулевому выходу пятого триггера настройки, а выход соединен с одним из входов восьмого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом девятого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен со вторым вертикальным информационным входом блока ускоренной коммутации, а второй вход — с нулевым выходом ше ст ого триггера настройки, третий вход восьмого элемента И-НЕ соединен с выходом десятого элемента -HE reðâûé вход которого соединен с дополнительным информационным выходом блока выходных погических элементов, а второй вход подключен к нулевому выходу седьмого триггера настройки выход ВОсьмОГo элемента И-НЕ соединен с одним из входов одиннадцатого элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к нулевому выходу восьмого триггера настройки, а выход — ко второму входу шестого элемента И-НЕ, выход восьмого элемента И-НЕ соединен также со входами третьего и .четвертого элементов И, второй вход третьего элемента И подключен к единичному выходу пятого триггера настройки, а выход — к первому вертикальному информационному входу блока ускоренной коммутации, второй вертикальный информационный вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого подключен к единичному выходу шестого триггера настройки, выход шестого элемента И-НЕ соединен с дополнительным информационным входом блока входных логических элементов, нулевые входы триггеров настройки соединены с шиной сброса, а единичные входы — со входами настройки блока ускоренной коммутации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Прангишвили И. В. и др. Методы, реализации однородных структур на

В этсм случае в триггерах 22 блока ускоренной коммутации 6 записывают коду, =у, =у„= Оиу у„, у У = у, 1. В результате этого не ущ элементы И-НЕ 9 и 10 закрыты, и переменные от информационного входа 35 через открытые элементы И-НЕ 7, 8 и

19 попадают на информационный вход

37, который превращается в информационный выход. Эти же переменные через открытые элементы И-НЕ 11 и 12,. попадают на информационный выход 271 так как элемент И-НЕ 17 закрыт. 3акрыты также элементы И-НЕ 15 и 16. В результате этого переменные от информационного входа 43 через открытые элементы И-НЕ 13, 14 и 21 попадают на информационный вход 45, который превращается в информационный выход.

Аналогично реализуются блоком ускоренной коммутации 6 и другие функции, данные в таблице. 20

Изобретение позволяет увеличить быстродействие ячейки однородной структуры в два раза.

Формула изобретения

Ячейка однородной структуры, содержащая блок входных логических элементов, первая группа входов которого соединена с выходами блока ЗО настройки, вторая группа входов — с информационными входами ячейки, а выходы — с первой группой входов арифметико-логического блока и блока взаимопроникновения сигналов, дру- З5 гая группа входов которых соединена с выходами блока настройки, а выходы — с входами блока выходных логических элементов, выходы которого соединены с информационными выходами ячейки, входы блока настройки соединены с шиной сброса и входами настройки ячейки, блок ускоренной коммутации на элементах И и И-НЕ и на триггерах настройки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения 45 быстродействия, первый горизонтальный информационный вход блока ускоренной коммутации соединен с одним из входов первого элемента И-НЕ, дру" гой вход которого подключен к нулево" 5{} му выходу первого триггера настройки, а выход соединен с одним из входов второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И-ЯЕ, первый вход которого 55 соединен со вторым горизонтальным информационным входом блока ускоренной коммутации, а второй вход — с нулевым выходом второго триггера настройки, третий вход второго элемента

И-НЕ соединен с выходом четвертого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с дополнительным информационным выходом блока выходных логических элементов, а второй вход подключен к нулевому выходу третьего триг- 65

711564

Составитель В. Веревкин

Редактор Т, Клюкина Техред М,Петко Корректор M. Демчик

Заказ 9013/36 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, микроэлектронных схемах, - Вопросы кибернетики. Однородные микроэлектронные структуры.И .,Советское радио.1973.

2. Прангишвили И. B. и др. Прий- ципы построения вычислительных устройств и методы организации вычислительных процессов на однородных структурах, ABT вып. 3, Рига, Зинатне, 1972, с. 24, рис. 1.