Пороговый логический элемент

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения различных устройств переработки данных. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов. Сумматоры объединены в блоки подсчета количества единиц и блок сложения двоичных чисел. Входы порогового логического элемента, в двоичном представлении веса которого в J -M разряде имеется единица, соединены с J - M блоком подсчета количества единиц. Свободные входы сумматоров блока сложения двоичных чисел соединены с входами соответствующего веса, а выходы сумматоров с весом, большим или равным порогу, и выходы сумматоров последнего столбца соединены с входами блока сложения двоичных чисел, выходы которого соединены с входами блока формирования порога. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<;>Н 1 Il 03 K 19/23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A8TOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДЛРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4217047/24-21 (22) 25 ° 03.87 (46) 07.09.89. Бюл. М 33 (72) О.Н.?1узыченко (53)681.325.65 (088.8) (56) Авторское свидетель-тво СССР

М 1005317, кл. Н 03 К 19/23, 1981.

Авторское свидетельство СССР

К 1005316, кл. Н 03 К 19/23, 1981. (54) ПОРОГОВЬП1 ЛОГ .- ВСКИЙ ЗИЕИЕНТ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения различных устройств переработки данных. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций с проИзобретение относится к автоматике и вычислительнои технике и может быть использовано для построения различных устройств переработки дискретной информации.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей порогового логического э цемента за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов.

На чертеже изображен пороговый . огический элемент на семь входов с

W1 5 W 2=5, W,— = 5, 17 =3, W 5=3, ,, =2, W =1 и порогом А .= 9.

Пороговый логический элемент содержит три блока 1 1, 1.2, 1.3 подсчета коли ества единиц, блок 2 сложения В = 3 двоичных чисел и блок

„„SU„„) 506544 А 1 из вольными значениями весов входов

Сумматоры обьединены в блоки подсчета количества единиц и блок сложения двоичных чисел. Входы порогового логического элемента, в двоичном представлении веса которого в j-ì разряде имеется единица, соединены с

)-м блоком подсчета количества единиц. Свободные входы сумматоров блока сложения двоичных чисел соединены с входами соответствующего веса, а выходы сумматоров с весом, большим или равным порогу, и выходы сумматоров последнего столбца соединены с входами блока сложения двоичных чисел, выходы которого соединены с вхо- g дами блока формирования порога. 1 ил.

Ф

3 формирования порога, шины 4 входных сигналов и выход 5.

Блок 1 ° 1 подсчета количества единиц соединен входами с шинами 4 входных сигналов Х, Х, Х, Х, Х <, Х, имеющими в двоичном представлении веса W; единицу в первом разряде. Блок

1.2 подсчета количества единиц соединен входами с шинами входных сигналов Х, Х, Х„, имеющими во втором разряде двоичного представления веса единицу. Блок 1.3 подсчета количества единиц соединен входами с шинами входных сигналов Х,, Х,, Х,, имек яими в третьем разряде двоичного представления веса W; единицу.

Блок 1.1 содержит полные сумматоры 6 и 7, соединенные входами с входами блока„ а выходами — с соответст25

3 1506544 вующими входами сумматора 8, выходы которого являются выходами блока 1.1 и соединены с входами блока 2 сложения В=З чисел.

Блоки 1.2 и 1.3 подсчета количества единиц выполнены в виде полных сумматоров, соединенных выходами с входами блока 2 сложения В=3 двоичных чисел.

В общем случае блок подсчета количества единиц содержит Kj столбцов сумматоров (Kj аtmj/2 — 1, где mj число входов блока), причем для j — ro блока выходы каждого сумматора столб-15 цов от первого до (P-j)-ro соединены с входами одного из сумматоров последующих столбцов, выходы суммы каждого из сумматоров столбцов от (Р— j+

+ 1)-го до Kj-го соединены с входами 20 одного из сумматоров последующих столбцов, выходы сумматора Kj-ro c столбца и выходы переноса столбцов от (P-3+1)-го до Kj-го соединены с выходами блока.

Выходы блоков подсчета количества единиц соединены с входами блока

2 сложения В=З двоичных чисел, вход блока 2 с весом W=1 соединенный с первым выходом блока 1. 1 подсчета 30 количества единиц, соединен с выходом блока 2 и входом блока 3 формирования порога с тем же весом. Входы блока 2, соединенные с выходами блока 1 с весами И 7 А, соединены с выходами блока 2 и входами блока форР 1 мирования порога 3 с весами 2 > А, В общем случае блок 2 сложения В двоичных чисел, где  — число единичных разрядов в дизъюнкции двоичных 40 представлений весов шин входных сигналов, выполняется в виде С столбцов сумматоров, где С (В-1), причем выходы суммы сумматоров столбцов от первого до (R-1)-го, где R=)log<(A+

+1) (+1-min(I log.,(А+1) t.,) log (ш, +1)(), соединены с входами одного из сумматоров последующих столбцов, выходы суммы сумматоров остальных стобцов соединены с входами сумматоров послеS0 дующих столбцов, выходы сумматора последнего столбца и выходы переноса сумматоров столбцов от К до С-ro соединены с выходами блока 2 и входами блока 3 формирования порога с со55 ответствующими весами. Входы пе— реноса сумматоров блока 2 сложения

В двоичных ч»»сс»» соединены с входными шинами соответствующего веса.

Блок 2 содержит сумматор 9, соединенный входами с выходами блоков

1.1 и 1.2 с весами W= 2 и W= 4, а выходами суммы S и переноса P — с

7 соответствующими входами сумматора

10, вторая группа входов которого соед»»»»е»»а с выходами блока подсчета количества единиц 1.3. Выходы сумматора 10, выход суммы Б, сумматора

9, вь»ход W = 1 блока 1.1 подсчета количества единиц соединены с входами блока 3 формирования порога. Выход суммы S, сумматора 9 соединен не— посредственно с выходом блока 2 с весом W = 2, поскольку у блока 1.3 выход с весом W = 2 отсутствует.

Блок 3 формирования порога реализует пороговую функцию с весами входов, равными 2 "> и порогом А.

Пусть двоичное представление порога А имеет вид

A = d,2

i=1

Пу ть,= (= ... = с»,, = О, а с = 1 ° Входы блока, начиная с е-го и до z-го, таких, что с(= с(° . = 6 = 1, à d /., = О, соединены

J с входами элемента И, выход которого, а также входы блока, от (j+1)-го и»»o 1» o так»»х "»то с = 1 y g = ° . ° ...= с»,= О, à d,, = 1, соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого, а также входь блока, начиная с (1+1) -го и кончая входом с номером таких, что р.,= » р,, =...= !» = 1, О соединены с входами элемента

И, и так далее до объединения всех осталь»»ьг» входов блока. Если » „=1, то последним является элемент И, а если „= О, то последним является элемент ИЛИ. Выход элемента, с входом которого соединен последний и-й вход блока с весом 2", является выходом блока.

В случае, когда А = 2 (p=0,1, 2...) блок содержит элемент И, соединенный входами с входами блока, начиная с (р+1)-го и до и-го. В случае, когда o(ð=Ûр,,=...= м „=1,блок состоит из элемента И, соединенного входами с входами блока от р-ro u

n— - i и-ro. В случае А = 2 блок выполняется в виде лин»»и связи с его и-ro входами на выход, где n — число входов блока.

Для случая A=9=01001 блок 3 формирования порога содерж»»т элемент

Ю1И 11, rое;»инеи»»ый входами г вхо15065 4 д ами 6.1ока с весами И = 1, 2, 4, а вьгходом — с входом элемента И 12, второй вход которого соединен с входом блока с весом W = 8, а выход — с входом элемента И1!И 13, вход которого соединен с входом блока с весом W = 16, а выход — с выходом блока и порогового логического элемента 5.

Функционирование предлагаемого порогового логического элемента происходит следующим образом.

Кажды!» блок 1.j подсчета количества единиц формирует на своих выходах двоичный код числа единиц на входах с учетом их весов, причем i-й разряд формируемого кода имеет вес

i-1 ь °

2 И, при 2 з !11 < 1( при

W, A

W,)A, где И вЂ” веса разрядов двоичных представлений весов шин нходных сигналов, соответствующих данному блоку подсчета количества единиц 1, j

j = 1, 2...

Коды с выходов блоков 1 подсчета количества единиц поступают на входы блока 2 сложения В двоичных чисел, который осуществляет их суммирование и формирует на своих выходах двоичный код с весами разрядов

1-. -1

2 при 2 ) Л, б значение которого равно . И Х

Код с выходов блока 2 поступает на входы блока 3 формирования порогов, tl если 7 W, Х . > А, то на его выходе

1=1 формируется единичный сигнал, в противном случае — нулевой.

Пусть, например, единичные сигналы поданы на входы Х, и Х . Это вызывает единичные сигналы на выходе переноса сумматора 1.3 и выходе переноса сумматора 6 и выходе суммы S суммато7 ра 8 блока 1.1 подсчета количества единиц. Поступая на входы блока 2, сигналы с выходов блоков 1.1 и 1.3 вызывают единичный сигнал на выходе

Б, сумматора 9 и выходе S сумматора 10, которые соединены с выходами блока 2 и входами блока 3 формирования порога с весами W = 2 и W = 8 соответственно. При этом единичные сигналы будут на входе и выходе эле5 !

55 мента И1И! 11, <1боих входах II вых д1 элемента И 12, что выз1 в» T еди1111чoI I H <ц1 на выходе з: If ме II TII 1!. !И 1 3, являн1щемся в1Г:Одом 5 Ilopot oIIoi (Iо гического элемента.

Таким образом, предлагаемый пороговый элемент обеспечивает реали-1ацию пороговых функций с проиэв1111ьш,1ми весами входных переменных.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Пороговый логический элемент, содержащий блок формирования порога, выход которого подключен к шине выходных сигналов, и сумматоры двоичных чисел, которь1е объединены в блок подсчета количества единиц, входы которого соединены с шинами входных сигналов и содержит К, столбцов сум11аторов, входы сумматоров первого столбца подключены к входам блока, выходы каждого из сумматоров 1-х столбцов i < P, Р= I 1о ;,(Л+1)! подключены к входам сумматоров последующих столбцов, выходы суммы сумматоров ocтальных столбцов, при

Р - К,, подключены к входам сумматоров последующих столбцов, входы переноса сумматоров подключены к входам блока, а свободные входы разрядов сумматоров — к шинам входных сигналов соответствующегo веса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации пороговых функций с произвольными значениями весов входов, сумматоры объединены в блоки подсчета количества единиц и блок сложения двоичных чисел, и блок подсчета количества единиц (j = 1, 2...) подключен входами к шинам входных сигналов, в двоичном представлении весов которых в j ì разряде имеется единица, и содержит Kj столбцов сумматоров, выходы каждого из сумматоров столбцов от первого до (Р-j)-го подключень1 к входам сумматоров последующих столбцов, а выходы суммы каждого из сумматоров остальных столбцов подключены к входам сумматоров последующих столбцов, входы переноса сумматоров столбцов подключены к входам блока, а свободные входы разрядов сумматоров — к шинам входных сигналов соответствующего веса, при (Р-j+

+1) < Kj выходы переноса сумм;1торов столбцов от (P-j+1)-го до K 1-гo

1506544

Составитель О.Скворцов

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 5446/55 Тираж 884 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîð эд, ул. Гагарина„101 соединены с входами блока формирования порога, выходы блоков подсчета количества единиц с весами

W i А. соединены с входами блока словения двоичных чисел, содержащего С столбцов сумматоров, выходы сумматоров столбцов от первого до (С-1)-ro с весами W < А соединены с входами сумматоров последующих столбцов, выходы сумматора последнего С-го столбца и выходы сумматоров остальных столбцов с весами W > А соединены с

5 входами блока сложения двоичных чисел, которьп1 подключен к входам блока формирования порога, входы которого при наличии шин входных сигнапов с весами W;>iA соединены с ука1О занными шинами.