Пороговый модуль
Владельцы патента RU 2758800:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Технический результат - обеспечивается меньшее максимальное время задержки распространения сигнала в пороговом модуле, в результате повышено его быстродействие при сохранении функциональных возможностей и аппаратурного состава. Пороговый модуль предназначен для реализации пороговой функции с единичными весами аргументов и порогом n-2, зависящей от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=6, и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как восстанавливающий орган. Пороговый модуль содержит семь элементов ИЛИ (11, …, 17) и семь элементов И (21, …, 27). 1 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны пороговые модули (см., например, патент РФ 2701461, кл. H03K 19/23, 2019 г.), которые содержат элементы И, элементы ИЛИ и реализуют пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом n-2, зависящую от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=5.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных пороговых модулей, относятся ограниченные функциональные возможности и недостаточный аппаратурный состав, обусловленные соответственно тем, что не обеспечивается реализация пороговой функции с единичными весами аргументов и порогом n-2, зависящей от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=6 и, в частности, упомянутый аналог содержит десять логических элементов.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип пороговый модуль (патент РФ 2714216, кл. H03K 19/23, 2020 г.), который содержит семь элементов И, семь элементов ИЛИ и реализует пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом n-2, зависящую от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=6.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что максимальное время задержки распространения сигнала в прототипе определяется выражением 6×Δt, где Δt есть длительность задержки, вносимой логическим элементом.
Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия при сохранении функциональных возможностей и аппаратурного состава прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в пороговом модуле, содержащем семь элементов ИЛИ и семь элементов И, первый, второй входы j-го и первый вход седьмого элементов И соединены соответственно с первым, вторым входами j-го и выходом шестого элементов ИЛИ, а первый, второй входы первого, первый вход четвертого и выход седьмого элементов И подключены соответственно к выходам второго, третьего элементов И, выходу первого элемента ИЛИ и выходу порогового модуля, первый, второй и третий, четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым входами второго и первым, вторым входами третьего элементов И, особенность заключается в том, что первый, второй входы шестого и первый, второй входы пятого элементов И соединены соответственно с выходами второго, третьего и первым, вторым входами пятого элементов ИЛИ, первый, второй входы седьмого элемента ИЛИ и второй, третий входы седьмого элемента И подключены соответственно к выходам четвертого, пятого элементов И и выходам седьмого, четвертого элементов ИЛИ, выход первого элемента И и второй вход шестого элемента ИЛИ соединены соответственно с первым входом шестого и выходом пятого элементов ИЛИ, а выход шестого и первый, второй входы пятого элементов И подключены соответственно к второму входу четвертого элемента ИЛИ и пятому, шестому входам порогового модуля.
На чертеже представлена схема предлагаемого порогового модуля.
Пороговый модуль содержит элементы ИЛИ 11, …, 17 и элементы И 21, …, 27, причем первый, второй входы элемента 2i 
и первый, второй входы элемента 26, первый, второй входы элемента 16 соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 1, и выходами элементов 12, 13, 21, 15, первый, второй входы элемента 21 и первый, второй входы элемента 24, первый, второй входы элемента 17 подключены соответственно к выходам элементов 22, 23 и 11, 26, 24, 25, а первый, второй, третий входы и выход элемента 27 соединены соответственно с выходами элементов 16, 17, 14 и выходом порогового модуля, первый, второй, третий, четвертый и пятый, шестой входы которого подключены соответственно к первому, второму входам элемента 22, первому, второму входам элемента 23 и первому, второму входам элемента 25.
Работа предлагаемого порогового модуля осуществляется следующим образом. На его первый, …, шестой входы подаются соответственно двоичные сигналы х1, …, х6 ∈ {0,1}. На выходе предлагаемого модуля получим
где ∨, ⋅ есть символы операций ИЛИ, И; 
есть пороговая функция с единичными весами аргументов х1, …, х6 и порогом 4. При этом максимальное время задержки распространения сигнала в предлагаемом модуле определяется выражением 5×Δt (Δt - длительность задержки, вносимой логическим элементом).
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый пороговый модуль реализует пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом n-2, зависящую от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=6, имеет аппаратурный состав прототипа и обладает более высоким по сравнению с прототипом быстродействием.
Пороговый модуль, содержащий семь элементов ИЛИ и семь элементов И, причем первый, второй входы j-го 
и первый вход седьмого элементов И соединены соответственно с первым, вторым входами j-го и выходом шестого элементов ИЛИ, а первый, второй входы первого, первый вход четвертого и выход седьмого элементов И подключены соответственно к выходам второго, третьего элементов И, выходу первого элемента ИЛИ и выходу порогового модуля, первый, второй и третий, четвертый входы которого соединены соответственно с первым, вторым входами второго и первым, вторым входами третьего элементов И, отличающийся тем, что первый, второй входы шестого и первый, второй входы пятого элементов И соединены соответственно с выходами второго, третьего и первым, вторым входами пятого элементов ИЛИ, первый, второй входы седьмого элемента ИЛИ и второй, третий входы седьмого элемента И подключены соответственно к выходам четвертого, пятого элементов И и выходам седьмого, четвертого элементов ИЛИ, выход первого элемента И и второй вход шестого элемента ИЛИ соединены соответственно с первым входом шестого и выходом пятого элементов ИЛИ, а выход шестого и первый, второй входы пятого элементов И подключены соответственно к второму входу четвертого элемента ИЛИ и пятому, шестому входам порогового модуля.
