Программируемый автомат

 

О и иск -"н-/и-и

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

3979П

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 19Л11.1971 (№ 1635539/18-24) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 17. IX.1973. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликоваH:lÿ оп Iñ;|l èÿ 28.Х11.1973

М. 1хл. 6 06f 9/00

Госудврстввннв и комитет

Соввтв Министров СССР оо долом изобретений

Н PIKPblTHN

УДЫ 681.325.65 (088.8) Автор изооретения

И. П, Егоров

Ордена Ленина институт проблем управления (автоматики и телемеханики) Заявител

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ АВТОМАТ

Изооретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для реализации логических в вычислительных функций путем воспроизведения логической структуры автомата, выполняющего эти функции.

Известен программируемый автомат, содержащий одинаковые функциональные элементы, образующие однородную матрицу управляемые с помощью координатных у:Iравляющих шин; каждый функциональный элемент содержит схемы «И», схему «ИЛИ» и операционный блок. Цикл работы указан ного программируемого автомата состоит из

Р тактов, причем Р) 4.

Предложенное устройство отличается тем, что входы каждого функционального элемента соединены со входами соответствующих дополнительных схем «И», выходы которых соединены со в одами соответствующих выходных схем «ИЛИ» того же функционального элемента..Вторые входы дополните. Iüíых схем «И» соединены с управляющей шиной, к которой подключены вторые входы дополнительных схем «И» всех функциональны;. элементов, расположенных на одной диагонали матрицы с данным элементом. Указанная управляющая шина соединена через инвертор данного элемента со входом вентиля, второп вход которого соединен с выходом операцион ного блока, а выход вентиля соединен сО входами всех выходных схем «ИЛИ» того же функционального элемента.

Это позволяет повысить быстродействие реализуемых в устройстве автоматов за счет возможнссти уменьшения дтительности цикла раооты устройства до минимума (Р=1).

На фиг. 1 изображена схема функционального элемента предложенного устройства; на

l0 фиг. 2 и 3 — некоторые состояния элементов матрицы. иллюстрирующие работу устрой ства.

Функциональный элемент содержит входные полюса 1 — 4, вентиль 5, входные схемы

15 «И» 6, выходные схемы «ИЛИ» 7, дополнительные схемы «И» 8, операционный блок 9, схему «ИЛИ» 10 и инвертор 11. Входные схемы «И» всех функциона IbHblx элементов подключечы к соответствующим общим управляющим шинам 12 столбцов и строк матрицы.

Дополнительные схемы «И» и ш|вертор данного фуHùèîíàëûloão элемента и других элементов, расположенных на одной диагонали матрицы с данным элементом, подключены к управляющей шине 13. Выходные полюса

14 — 17 функциональных элементов, расположенные по краю решетки, соединены с соответствующими входными полюсами функциональных элементов, расположенными íà lIpOЗ0 тивоположном краю матрицы.

397911

На фиг. 2 и 3 диагональные управляющие

iII1IHbI изооряжены пунктирных!и линия ми, а функцпона.льпые блоки — кружками.

1IpoI р ям. !Нр1 еъ!ЫЙ яВтомят циклическ11 0Траоатывает требуемые функции путем раз дельного во Вре..лени воспроизведения автомата, реализующего эти функции. Кажды!11 цикл работы программируемого автомата состоит пз Р тактов.

Рассмотрим в качестве примера случай, когда P = 3. В первом такте цикла на диагональных управляющих шинах 13 автомата присутствует комбинация единичных и нулевых сигналов, представленная на фиг. 2, а.

Поэто!!у у элементов, обозначенных черными кружками, схемы «И» 8 закрыты, вентиль 5 QTкрыт, и результаты, отработанные операционнычи блоками 9 этих элементов В предшествующем цикле ц хранящиеся в выходной памяти, выдаются на Выходные iloлюса 14 — 17 элементов. У элементов, обозначенных белыми кружками,,схемы «И» 8 от крыты, а вентиль 5 закрыт. В результате информации с выходов каждого элемента, обозначенногo черны 11 кружком, iioc yiiae I н;! 25 входные полюса 1 — 4,двенадцати блпжайшп к нему элементов, расположенных в одной строке и столбце, матрицы с данным элементом (на фиг. 3 это показано для трех элеме:1тов). При этом значения программных спгня- зо лов по управляющим шинам 12 определяю-., какие переменные из присутствующих !а

Входных пол!осах 1 — 8 элемента поступят В его накоп:!тель.

Во втором такте цикла двоичный код на диагональны.; управляющих шинах 18 автомата сдвигается на один шаг (фиг. 2, б). Теперь в качестве элементов, имеющих нулевой сиг нал по шине 18 (черные кружки), выступают другие элементы, но обмен сигналами между 40 элементами oc) щестВляется так же, кяк 1! и первом такте. В последнем, третьем такте цикла, код на управляющих шинах 13 сдвигается еще на op!!i» шаг (фиг. 2, 8), H устапа ливаются остальные связи между элементами. 45

Таким образом, за трп такта,инфор,IBUHII пз выходно11 памяти операционного олока 9 каждого функционального элемента автомата Нереписывается в накопители соответствующих операционных блоков двенадцати элементо"-,. 50

РЯСПОЛОЖЕННЫХ НЕ На Одной СТРОКР И ОДНО столбце с данны д элементом. В конце цикла операционные блоки отрабатывают требуемые функции тех переменных, которые в течение рассматриваемого цикла поступили в накопители, а полученные результаты записываются в выходную память операционных блоков 9.

После этого следует новый цикл воспроизве дения.

Каждый дополнительный такт в цикле увеличивает число устанавливаемых временных связей между элементами программируемого автомата.

Пусть, например, Р=4. На диагональных управляющих, шинах 18 автомата в этом случае. очевидно, должен присутствовать вопчный код, в котором между двумя одиночнымп нулями содержатся три единицы. ...101110111011...

В течение цикла код сдвигается на три шага. По описанным правилам осуществляются необходимые пересылки сигнала с выхода каждого элемента автомата на вход IIocol из шестнадцати его ближайших соседей по строке и столоцу. В общем случае, если цикл воспроизведения состоит из P тактов, двоичный код, между одиночными пулями которого располагаются (Р— 1) единиц, сдвигается в одну (любую) сторону (Р— 1) раз и произво дятся пересылки сигналов между каждым функциональным элементом и его ближайшими соседями lio столбцу и строке, число которых равно 4Р.

Реализуемый автомат имеет наиоольшую сло1кность и максимальное быстродействие при Р=1, когда устройство работает как од-!

1ородная сеть, у которой каждый элемент жестко соединен с четырьмя ближайшими соседями.

Заданный автомат реализуется с наименьшей сложностью и минимальным быстродействием при

1 =-, I1 < — 1), где л — число (px HI(IIHoiiaль11ых эле !ентОВ программируемого автомата.

В этом случае программируемый автомат ряоотает кяк Од110рОдная сеть, В которой каждый элемент .Имеет соединения со всеми элементами, расположенными в одной строке илп столбце с данным.

Таким образом, с увеличением Р уменьш,",— ются технологические ограничения при пересылках сигна.лОВ между элементами программируемого автомата и, следовательно, умень шается число элементов, расходуемы < на воспроизведение заданного aâòîìãòà. С другой стороны, с увел!Ичение;I Р возрастает длительность одного цикла воспроизведения заданного автомата и, следовательно, уменьшается его быстродействие.

?Ihip едм ет из о бр етен и я

Программируемый автомат, содержащий матрицу функциональных элементов, вход каждой из четырех входных схем «И» каждого функционального элемента соединен с выходом соответствующего смежного функ ционального элемента, а управляющие входы входных схем «И» каждой пары смежных функциональных элементов подключены к общей уира вля1ощей шине столбца и строки матрицы, выходы входых схем «И» каждого функционального элемента соединены через схему «ИЛИ» со входом операционного блока того же элемента, каждый функциональный

397911 элемент содержит дополнительные схемь;; И, выходные схемы «ИЛИ», вентиль и пнвертор, от/1ичаюи ийся тем, что, с целью повышения быстродействия, входы каждого функциона Ibnoro элемента соединены сО входами соответствующих дополнительных схем «И», выходь. которых соединены со входами соответствую щих выходных схем «ИЛИ» того же функционального элемечта; вторые входы дополнительных схем «И» соединены с управляющей о о Ф о ф о о

Фиг. 5

Фva.1

01101 1

/б ""

01 10 110

1011011 а

1 и и

a р,о,о,е o, 1

l/о /о/ / ф Q

/ / / о о е"оо °

/ / / /

Фиг. 2

Составитель И. Горелова

Техред Т. Миронова

Редактор Л. Народная

Корректор В. Жолудева

Заказ 748/2457 Изд. ¹ 989 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дела.;. изоерете ий и открытий

Москва, /К-35, Раушская наб.. д. 4 5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

1

/1

0 шиной, и котороп под лючены вторые входы дополнительных с. ем «И» всех функциональных элементов, расположенных на одной диа гонали матр:.Гцы с данным элементом, а указанная управля|ощая шина соединена через инвертор со входом вентиля, второй вход которого соединен с выходом операционного блока, а выход вентиля соед:шен со входами Bblходных схем «И.П1» того же функционального

1о элемента.

9 I: 1 0

/,/

° o о э о о ° о о о е о о о о oo q o ° o — р о е o e ,l