Ячейка вычислительной среды
OfIMCAHNl ИЗОВРЕТИН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. свил-ау Сотоз Соаетсииа Социалистически их республик (51)М. Кл. (22) Заявлено 22.06.78 (21) 2631813/18-24 с лрисоедннениете заявки М (23) Приоритет . Ояублнковано23.02.81. Бюллетень М 7 С 06 F 7/00 1Ьвударетяюьй кеиитет CCCI N лала» взевретенвй и втер»тай (53 у УДК681.327 (088.8) ... Ю Дата опубликования описания 23.02.81 (54) ЯЧЕЙКА ВЫЧИСДИТЕЛЬНОИ СРЕДЫ Изобретение относится к цифровым вьт.чнспительным машинам и предназначено .для построения структур. дискретных устм ройств упрввленкя нв вычислительных од- нородных средах. Известна ячейка вычислительной средьт1 . содержащая коммутационные. элементы, триконы и функциональный элемент (е.-.. Этот элемент выполняет логическув функ цию "стрелка Пирса и соединительные функции 3, "p и 0 fl). Недостатком ее является сложность, большое число настроечных и информаци онных входов, резкое снижение бьтстродействия автоматов, в которых она используf ется с ростом их сложности, значитень ное число элементов, необходимое дпя синтеза в среде лискретного устройства. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ячейка -вычислительной среды, содержащая два триггера, элементы И, НЕ, дешифраторы прячем первая. группа входов первого де шифратора соединена соответственно с. вы2 ходами триггеров, первый и второй Моды второй:-грунт»,т цервого дешифратора соот ветственир через первый н второй элементы,ЙЕ..соединены с первым и вторым входами ячейк», первый и второй выходы первого дентифратора соединены с первым входом ячейки, а третий и четвертый вы ходы первого дешифраторв соединены со вторым входом ячейки, первая группа входов второго йешифратора являются вторым, третьим и четвертым входами ячейки,вто рая. группа входов второго дешифратора непосредстэанно и через первый элемент НЕ -соединена с первым входом ячейки» выходы второго дешифрвтора саед»йены соответственно со входами третггеров. Второй вход ячейки,.кроме того, черен: второй элемент НЕ соединен со входом второго детифрвтора Р23. Недостатком ячейкя является малое число выполняемых операций коммутации; Бель изобретения - расширение функциональных возможностей элемента as 3 807 счет введения дополнительных операций проникновения. Поставленная цель достигается тем, что ячейка содержит третий триггер, ком мутатор, элементы ИЛИ, причем информа ционные входы коммутатора являются пер- вым, вторым, пятым, шестым входами ячейки, управляющие входы коммутатора соединены с выходами элемента И, первого и второго элементов ИЛИ, первые входы элементов И,, ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, вторые входы элементов ,И, ИЛИ соединены с вторым выходом ,второго триггера, третьи входы элемента И и первого элемента ИЛИ соединены с первым выходом третьего триггера, а третий вход второго элемента ИЛИ соединен со вторым выходом третьего триггера, четвертый вход элемента И соединен с седьмым входом ячейки, а четвертые входы элементов ИЛИ соединены через третий элемент HE с седьмым входом ячейки, входы и выходы третьего триггера соединены соответственно с выходами второго дешифратора и входами первой группы первого дешифратора, причем восьмой вход ячейки соединен с соответствующим входом второго дешифратора, а седьмой вход ячейки соединен с соответствующим входом первой группы первого дешифратора. На фиг. 1 представлена ячейка; на фиг. 2 - матрица ячеек вычислительной среды. Ячейка содержит входы — 1-8, первый дешифратор 9, второй дешифратор 10, первый триггер 11, второй триггер 12, третий триггер 13, первый элемент HE 14, второй элемент HE 15, третий элемент HE 16, коммутатор 17, элемент И 18, второй элемент ИЛИ 19 и первый элемент ИЛИ 20. Ячейка вычислительной среды имеет следующие режимы работы: Настройка" (когда в среде синтезируется дискретное устройство); "Обработка информации" (режим функционирования син тезированного в среде устройства). При наличии управляющего сигнала ноль" на входе 7 и управляющего сигна пд единица" на входе 2, ячейка переходит в режим работы "Настройка . В перI вом такте настройки на вход 3 подается сигнал единица", а на входы 4 и 8 ноль . При этом триггер ll устанавливается сигналом с входа 1. Во втором такте настройки на вход 4 подается сиг-, нал единица, а на входы 3 и 8 - ноль . При этом триггер 12 устанавливается 270 Д сигналом с входа 1. В третьем такте настройки на вход 8 подается сигнал единица, а на входы 3 и 4 - ноль". При атом триггер 13 устанавливается сигналом входа 1. При йаличии управляющего сигнала единица на входе 7 и сигнала "ноль" на входах 3, 4 и 8, ячейки переходит в режим работы Обработка информации". Сигналы о выходов триггеров 11, 12 и 13 управляют работой коммутатора 17. Помимо четырех операций, выполняемых известной ячейкой вычислительной среды, такая ячейка может настраиваться на выполнение четырех следующих дополнительных операций: д — передача прямого сигнала от второго входа к первому входу; е — соединение первого, второго, пятого и шестого входов; ж - развязка между первым и шестым входами з — развязка между вторым и пятым входамив В таблице поясняется оабота ячейки в режиме Обработка информации", где символы в крайнем левом столбце обозначают. вид операции, согласно описанию, 2„,2.1,2.З- сигналы на вторых выходах триггеров 11, 12 и .13 соответственно, („, Ч,,с, с „„- сигналы на настроечных входах 3, 4, 8 и 7 соответственно. Введение в состав ячейки триггера, коммутатора, элементов И, HE и элементов ИЛИ существенно расширяет функциональные возможности элемента И, соот ветственно, повышает надежность вычислительной среды и снижает ее избыточность. для локализации распространения лОжных сигналов настраива ются на выпОЛ нение операции ж и s соответственно соседние с неисправной ячейкой исправные ячейки вычислительной среды. При реализации в вычислительной среде микропрограммных автоматов, многовыходных комбинационных устройств и др. настройка соответствукхцих ячеек вычислительной среды на выполнение операции д, е, ж, з приводит к уменьшению размеров среды. Работу ячеек вычислительной среды в составе матричной однородной среды рассмотрим на примере реализации следующей системы булевых функций {фиг. 2). Е1="1Х1ХЗ 1Х5 «)(X4 X VX1VX3 55 50 с использованием 20 ячеек вычиспитель5 8072 ной среды. !!ри применении известной ячейки вычислительной среды потребовалось бы 48 таких элементов. Таким образом, в данном случае достигается экономия плошади участка среды в 140%. В среднем по статическим оценкам при реализации широкого класса устройства 0 1 О 1 1 1 1 1 О О 1 0 1 О 1 1 0 О 0 О О О О О 1,О. О Q 1 О О -О 1. О . О О шие входы коммутатора соединены с выходами элемента И, первого и второго элементов ИЛИ, первые входы элементов И, ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым выходами первого триггера, вторые входы элементов И, ИЛИ соединены с вторым выходом второго тригге ра, третьи входы элемента И и первого элемента ИЛИ соединены с первым выхорого элемента ИЛИ соединен со вторым выходом третьего триггера, четвертый вход элемента И соединен с седьмым вхо-. дом ячейки, а четвертые входы элементов ИЛИ соединены через третий элемент НЕ с седьмым входом ячейки, входы и выходы третьего триггера соединены соответственно с выходами второго дешифpampa и входами первой группы первого дешифратора, причем восьмой вход ячейки соединен с соответствующим входом второ го дешифратора, а седьмой вход ячейки соединен с соответствующим входом первой группы первого дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Евреинов Э. В., Прангишвили И. В. цифровые автоматы с настраиваемой структурой. М., Энергия, 1974, с. 53, 2.. Авторское свидетельство СССР N 395832, кл. G 06 F 7/ОО, 1973. Формула изобретения М Ячейка вычислительной среды, содержащая два триггера, элементы И, НЕ, 4 дешифраторы, причем первая группа sxoдов первого дешифратора соединена соот 3$ ветственно с выходами триггеров, первый и второй входы второй гру пы первого дешифратора соответственно через первый и второй элементы HE соединены с первым и вторым входами ячейки, первый и 46 второй выходы первого дешифратора соединены с первым входом ячейки,а тре-. тий и четвертый выходы первого дешифратора соединены со вторым входом ячейки, первая группа входов второго дешифратора являются вторым, третьим, четвертым 4$ входами ячейки, вторая группа входов второго дешифратора непосредственно и через первый элемент HE соединена с первым входом ячейки, выходы второго це шифратора соединены соответственно со входами триггеров, о т и и ч а ю ш ая с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет введения операций проникновения, она содержчт .третий триггер, коммутатор, элементы $$ ИЛИ, причем информационные входы ком-, мутатора являются первым, вторым, пятым, шестым входами ячейки, управляю70 .6 автоматики и вычислительной техники применение предлагаемой ячейки уменьшает избыточность вычислительной среды на 507 по сравнению с известной. При этом примерно на столько же увеличивается надежность реализованных в вычислительной среде устройств., 807270 Составитель Е. Пупырен Редактор Л. Белоусова ТехредМ.PeNsec КорректорС. Шекмар Закаэ 29О/72 Тираж 756 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-38, Раущскан наб., н. 4/5 Филиал ППП Патент", r. Ужгород, уи. Проектнан, 4
