Аккордный шифратор

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности может быть использовано в системах обработки информации при реализации технических средств цифровых, вычислительных машин и дискретной автоматики. Технический результат заключается в увеличении числа одновременно кодируемых сигналов до трех сигналов. Шифратор (Ш) состоит из одинаковых кодирующих ячеек (КЯ), расположенных в виде прямоугольной матрицы, где каждая КЯ содержит ключевой элемент, два выпрямительных элемента (ВЭ) и два управляющих ключевых элемента ВЭ третьего сигнала, ВЭ левого и правого сигналов инициации и распространения. При подаче на информационный вход входного сигнала, содержащего три единицы, инициированные двумя крайними единицами по линиям опроса через свои управляющие выводы КЯ выдают значения - состояния ключевых элементов. 2 ил.

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в системах обработки информации при реализации технических средств цифровых вычислительных машин и дискретной автоматики.

Известны различные шифраторы, выполненные на разных элементных базах (диодах, транзисторах и т.п.) и с разными конструктивными решениями, в виде ПЗУ - постоянного запоминающего устройства, ПЛМ - программируемой логической матрицы, с разнообразными структурными решениями, например шифратор, содержащий группы полных и неполных шифраторов, соединенных в виде регулярной структуры [1] и полный шифратор, представляющих собой однородную сеть ячеек в виде прямоугольника, в котором все линии опроса образуют информационный вход шифратора [2].

Недостатком всех этих решений является возможность шифрации только одного входного сигнала.

В качестве прототипа взят аккордный шифратор [3], содержащий m столбцов и n строк кодирующих ячеек (m = 1,...,N; n = 1,...,N), каждая кодирующая ячейка содержит управляемый ключевой элемент, первый и второй выпрямительные элементы и ключевой элемент, первый вывод которого соединен с первыми выводами первого и второго выпрямительных элементов, вторые выводы которых соединены с одноименными информационными выводами управляемого ключевого элемента, управляющий вывод которого объединен со вторым выводом ключевого элемента, первые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек первого столбца являются первыми информационными выходами шифратора, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек i - го столбца (i = 1,...,m), кроме последнего, соединены с первыми информационными выводами управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек (i+1)-го столбца, управляющие выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек каждого столбца подключены к соответствующим линиям опроса, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек последнего столбца являются вторыми информационными выходами шифратора, линии опроса являются информационными входами шифратора.

Недостатком прототипа является возможность шифрации только одного или двух входных сигналов.

Цель изобретения - увеличение числа одновременно кодируемых сигналов до трех сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что в аккордный шифратор, содержащий m столбцов и n строк кодирующих ячеек (m = 1,...,N; n = 1,...,N), каждая кодирующая ячейка содержит управляемый ключевой элемент, первый и второй выпрямительные элементы и ключевой элемент, первый вывод которого соединен с первыми выводами первого и второго выпрямительных элементов, вторые выводы которых соединены с одноименными информационными выводами управляемого ключевого элемента, управляющий вывод которого объединен со вторым выводом ключевого элемента, первые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек первого столбца являются первыми информационными выходами шифратора, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек i - го столбца (i = 1,...,m), кроме последнего, соединены с первыми информационными выводами управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек (i + 1)-го столбца, управляющие выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек каждого столбца подключены к соответствующим линиям опроса, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек последнего столбца являются вторыми информационными выходами шифратора, линии опроса - информационными входами шифратора, добавлены линии выхода третьего сигнала, а в кодирующую ячейку добавлены выпрямительный элемент третьего сигнала, второй управляемый ключевой элемент, вход и выход левого распространения сигнала столбца, вход и выход правого распространения сигнала столбца, выпрямительный элемент левого сигнала инициации, выпрямительный элемент левого сигнала распространения, выпрямительный элемент правого сигнала инициации, выпрямительный элемент правого сигнала распространения, элемент И с тремя входами и инверсным выходом, при этом третьи информационные выводы соединены с соответствующей строке линией выхода третьего сигнала, которые образуют третий информационный выход устройства, в кодирующей ячейке управляющий вывод первого управляемого ключевого элемента соединен с первым входом элемента И с тремя входами и инверсным выходом, с входом выпрямительного элемента левого сигнала инициации и со входом выпрямительного элемента правого сигнала инициации, выход которого соединен с выходом правого сигнала распространения и выходом выпрямительного элемента правого сигнала распространения, вход которого соединен со входом правого сигнала распространения и третьим входом элемента И с тремя входами и инверсным выходом, второй вход которого соединен со входом левого сигнала распространения и входом выпрямительного элемента левого сигнала распространения, выход которого соединен с выходом левого сигнала распространения и выходом выпрямительного элемента левого сигнала инициации, инверсный выход элемента И с тремя входами и инверсным выходом подсоединен к управляющему выводу второго управляемого ключевого элемента, первый информационный вывод которого подсоединен к третьему информационному выводу ячейки, а второй информационный вывод второго управляемого ключевого элемента соединен с выходом выпрямительного элемента третьего сигнала, вход которого соединен с выходом ключевого элемента.

На чертеже (см. фиг. 1,2) представлена функциональная схема аккордного шифратора и кодирующей ячейки. Устройство состоит из одинаковых кодирующих ячеек 1, расположенных в виде прямоугольной матрицы, в каждой строке которой содержится m кодирующий ячеек, связанных между собой последовательно через информационные выводы 2 и 3, выходы 19 левого сигнала распространения кодирующих ячеек 1 i - ого (i = 1,...m) столбца матрицы соединены со входами 18 левого сигнала распространения кодирующих ячеек 1 левого (i - 1) столбца, кроме крайнего левого столбца (i = 1), и выходы 21 правого сигнала распространения кодирующих ячеек 1 i - ого столбца матрицы со входами 20 правого сигнала распространения кодирующих ячеек 1 правого столбца (i+1), кроме крайнего правого столбца (i = m). Управляющие выводы 4 каждой ячейки 1 в i-м столбце матрицы соединены с соответствующей i-ой линией опроса. Первые информационные выводы 2 кодирующих ячеек первого столбца образуют первый информационный выход 5 шифратора, вторые информационные выводы 3 кодирующих ячеек последнего (m-го) столбца образуют второй информационный выход 6 устройства. Третьи информационные выводы 13 соединены с, соответствующей строке, линией выхода третьего сигнала 14, которые образуют третий информационный выход устройства 15. Линии опроса 7 образуют информационный вход 8 шифратора. Кодирующая ячейка 1 состоит из ключевого элемента 9, первого 10 и второго 11 выпрямительных элементов, первого 12 и второго 17 управляемых ключевых элементов, выпрямительного элемента 16 третьего сигнала, входа 18 и выхода 19 левого сигнала распространения инициации столбца, входа 20 и выхода 21 правого сигнала распространения инициации столбца, выпрямительного элемента 22 левого сигнала инициации, выпрямительного элемента 23 левого сигнала распространения, выпрямительного элемента 24 правого сигнала инициации, выпрямительного элемента 25 правого сигнала распространения и элемента И 26 с тремя входами и инверсным выходом. Первый информационный вывод 2 ячейки 1 соединен с первым информационным выводом управляемого ключевого элемента 12 и со вторым выводом первого выпрямительного элемента 10, первый вывод которого соединен с первым выводом ключевого элемента 9 и первым выводом второго выпрямительного элемента 11, второй вывод которого соединен со вторым информационным выводом управляемого ключевого элемента 12 и вторым информационным выводом 3 кодирующей ячейки 1. Управляющий вывод управляемого ключевого элемента 12 соединен со вторым выводом ключевого элемента 9, с управляющим выводом 4 ячейки 1, с первым входом элемента И 26 с тремя входами и инверсным выходом, с входом выпрямительного элемента 22 левого сигнала инициации, и со входом выпрямительного элемента 24 правого сигнала инициации, выход которого соединен с выходом 21 правого распространения сигнала и выходом выпрямительного элемента 25 правого распространения сигнала, вход которого соединен со входом 20 правого распространения сигнала и третьим входом элемента И 26 с тремя входами и инверсным выходом, второй вход которого соединен со входом 18 левого распространения сигнала и входом выпрямительного элемента 23 левого распространения сигнала, выход которого соединен с выходом 19 левого распространения сигнала и выходом выпрямительного элемента 22 левого сигнала инициации, инверсный выход элемента И 26 с тремя входами и инверсным выходом подсоединен к управляющему выводу второго управляемого ключевого элемента 17, первый информационный вывод которого подсоединен к третьему информационному выводу 13 ячейки 1, а второй информационный вывод управляемого ключевого элемента 17 соединен с выходом выпрямительного элемента 16 третьего сигнала, вход которого соединен с выходом ключевого элемента 9.

Шифратор работает следующим образом. При подаче на информационный вход 8 аккордного шифратора входного сигнала, содержащего три единицы, инициированные двумя крайними единицами по линиям опроса 7 через свои управляющие выводы 4 кодирующие ячейки 1 выдают через выводы 2 и 3 значения - состояния ключевых элементов 9, при этом, направленные навстречу друг другу выпрямительные элементы 10 и 11 препятствуют прохождению внешнего по отношению к данной кодирующей ячейке информационного сигнала между выводами 2 и 3 через соединение с первым выводом ключевого элемента 9, кроме того управляющий сигнал на нормально замкнутом управляемом ключевом элемента 12 разрывает информационную цепь и через управляемый ключевой элемент 12. Таким образом, на выход 5 поступает код столбца, инициированного самой левой единичкой входного кода, и на выход 6 поступает код столбца, инициированного самой правой единичкой входного кода. При этом "высокий" вровень ("единичка") установится на всех входа 18 и через выпрямительный элемент 23 на выходах 19 ячеек 1 столбцов, расположенных левее самой правой единички входного сигнала, и на всех входах 20 и через выпрямительный элемент 25 на выходах 21 ячеек 1 столбцов, расположенных правее самой левой единички входного сигнала, таким образом, только в столбце, соответствующем средней единичке, поступающей через выпрямительный элемент 22 на выход 19 и через выпрямительный элемент 24 на выход 21, на всех трех входах элемента И 26 с тремя входами и инверсным выходом установятся единички, что образует на инверсном выходе элемента И 16 с тремя входами и инверсным выходом нулевой сигнал, который, поступая на управляющий вход нормально замкнутого управляемого ключевого элемента 17, переводит его в состояние "пропускания" сигнала с выхода ключевого элемента 9 через выпрямительный элемент 16, и следовательно на выход 15, образованный из линий 14 выхода третьего сигнала, через третьи информационные выводы 13 поступает код столбца, инициированного средней единичкой входного кода. В случае подачи сигнала, содержащего менее трех единичек, на третьем информационном выходе 15 формируется нулевой код.

Технико-экономическая эффективность заявляемого технического решения проявляется в увеличении числа единичек "аккорда" до трех.

Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 1508203, H 03 M 7/00, 1988.

2. Шляпоберский В.П. Основы техники передачи дискретных сообщений. - М.: Связь, 1973, с. 155, рис. 3.45.

3. Патент РФ N 2022465, H 03 M 7/00, 1990, 30.10.94.9

Формула изобретения

Аккордный шифратор, содержащий m столбцов и n строк кодирующих ячеек (m = 1, ...., N; n = 1, ..., N), каждая кодирующая ячейка содержит управляемый ключевой элемент, первый и второй выпрямительные элементы и ключевой элемент, первый вывод которого соединен с первыми выводами первого и второго выпрямительных элементов, вторые выводы которых соединены с одноименными информационными выводами управляемого ключевого элемента, управляющий вывод которого объединен со вторым выводом ключевого элемента, первые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек первого столбца являются первыми информационными выходами шифратора, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек i-го столбца (i = 1, . .., m), кроме последнего, соединены с первыми информационными выводами управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек (i + 1)-го столбца, управляющие выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек каждого столбца подключены к соответствующим линиям опроса, вторые информационные выводы управляемых ключевых элементов кодирующих ячеек последнего столбца являются вторыми информационными выходами шифратора, линии опроса - информационными входами шифратора, отличающийся тем, что каждая кодирующая ячейка содержит выпрямительный элемент третьего сигнала, второй управляемый ключевой элемент, выпрямительный элемент левого сигнала инициации, выпрямительный элемент левого сигнала распространения, выпрямительный элемент правого сигнала инициации, выпрямительный элемент правого сигнала распространения, элемент И с тремя входами и инверсным выходом, первый вход которого соединен с вторым выводом ключевого элемента, с входом выпрямительного элемента левого сигнала инициации и с входом выпрямительного элемента правого сигнала инициации, выход которого соединен с выходом правого распространения сигнала и выходом выпрямительного элемента правого распространения сигнала, вход которого соединен с входом правого распространения сигнала и третьим входом элемента И с тремя входами и инверсным выходом, второй вход которого соединен с входом левого распространения сигнала и входом выпрямительного элемента левого распространения сигнала, выход которого соединен с выходом левого распространения сигнала и выходом выпрямительного элемента левого сигнала инициации, инверсный выход элемента И с тремя входами и инверсным выходом подсоединен к управляющему выводу второго управляемого ключевого элемента, первый информационный вывод которого подсоединен к третьему информационному выводу кодирующей ячейки, а второй информационный вывод второго управляемого ключевого элемента соединен с выходом выпрямительного элемента третьего сигнала, вход которого соединен с выходом ключевого элемента, при этом выходы левого сигнала распространения кодирующих ячеек i-го (i = 1, ..., m) столбца матрицы соединены с входами левого сигнала распространения кодирующих ячеек левого (i - 1) столбца, кроме крайнего левого столбца (i = 1), и выходы правого сигнала распространения кодирующих ячеек i-го столбца матрицы - с входами правого сигнала распространения кодирующих ячеек 1 правого столбца (i + 1), кроме крайнего правого столбца (i = m), третьи информационные выводы соединены с соответствующей строке линией выхода третьего сигнала, которые образуют третий информационный выход устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2