ячейка однородной полиномиально-вычислительной среды

Формула изобретения

Ячейка однородной полиномиально-вычислительной среды, содержащая триггер, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И и элемент настройки, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй элементы НЕ, одноразрядный сумматор, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы 2-2И-2ИЛИ и элемент настройки, выполненный на регистре кода настройки, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого являются задающими входами ячейки, седьмой и восьмой входы являются соответственно адресным и управляющим входами ячейки, содержащей с первого по шестой информационные входы, первый и второй выходы регистра кода настройки соединены соответственно с первыми входами элементов И первого элемента 2-2И-2ИЛИ и входами первого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент НЕ подключен к первому входу пятого элемента И, третий выход регистра кода настройки и выход первого элемента 2-2И-2ИЛИ через четвертый элемент И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу одноразрядного сумматора, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента И, выход которого и выход седьмого элемента И подключены ко входам третьего элемента ИЛИ, четвертый выход регистра кода настройки соединен через первый элементе НЕ с первым входом первого и непосредственно с первым входом второго элементов И, вторые входы которых являются третьим информационным входом ячейки, второй и четвертый выходы регистра кода настройки соединены соответственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И, пятый соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого является четвертым информационным входом ячейки, первый вход которой является вторыми входами второго элемента ИЛИ и седьмого элемента И, второй информационный вход является вторым входом второго элемента 2-2И-2ИЛИ, выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу пятого элемента И, шестой выход регистра кода адреса подключен к первым входам элементов И второго элемента 2-2И-2ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов ИЛИ, второй вход последнего является пятым информационным входом ячейки, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно со вторым входом одноразрядного сумматора и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй выход одноразрядного сумматора подключен ко входу триггера и второму входу шестого элемента И, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго элементов И второго элемента 2-2И-2ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с тактовым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента ИЛИ, шестой информационный вход ячейки соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом ячейки и подключен ко второму входу первого элемента И первого элемента 2-2И-2ИЛИ, выходы третьего, четвертого и шестого элементов ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами ячейки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области вычислительной техники и техники передачи дискретной информации.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано для построения однородных полиномиально-вычислительных сред с программно перестраиваемой структурой и функциями для выполнения операции в алгебраических системах типа полей Галуа GF/2^m/ и кольцо многочленов, универсальных кодирующих устройств циклических кодов, генераторов и селекторов случайных последовательностей с высокой надежностью, выполнения операций в традиционных системах счисления.

Известна ячейка однородной среды, предназначенная для реализации управляемых логических преобразований над входными переменными и осуществления различных коммутаций входов и выходов /а.с. N 1218378, G 06 F 7/00/.

Прототип-ячейка однородной среды /а.с. N 1218378, G 06 F 7/00, 1986 г., СССР/, содержит логические элементы И, ИЛИ, триггер. Недостатком прототипа является то, что он не позволяет строить однородные среды с программно изменяющейся структурой, при выполнении операций в алгебраических системах типа двоичных полей Галуа GF /2^m/ и кольцо многочленов.

Целью настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей ячейки, создание ячейки, отличающейся простотой реализации, позволяющей строить однородные среды с программно изменяющейся структурой и функциями.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее триггер, первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый, второй, третий и четвертый элементы И, элемент настройки, отличается тем, что в него введены первый и второй элементы НЕ, одноразрядный сумматор, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы 2-2И-2ИЛИ и элемент настройки, выполненный на регистре кода настройки, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой входы которого являются задающими входами ячейки, седьмой и восьмой входы являются соответственно адресным и управляющим входами ячейки, содержащей с первого по шестой информационные входы, первый и второй выходы регистра кода настройки соединены соответственно с первыми входами элементов И первого элемента 2-2И-2ИЛИ и входами первого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент НЕ подключен к первому входу пятого элемента И, третий выход регистра кода настройки и выход первого элемента 2-2И-2ИЛИ через четвертый элемент И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу одноразрядного сумматора, выход которого соединен со вторым входом пятого элемента И, выход которого и выход седьмого элемента И подключены ко входам третьего элемента ИЛИ, четвертый выход регистра кода настройки соединен через первый элемент НЕ с первым входом первого и непосредственно с первым входом второго элемента И, вторые входы которых являются третьим информационным входом ячейки, второй и четвертый выходы регистра кода настройки соединены соответственно с первыми входами шестого и седьмого элементов И, пятый соединен с первым входом элемента И, второй вход которого является четвертым информационным входом ячейки, первый вход которой соединен со вторыми входами второго элемента ИЛИ и седьмого элемента И, второй информационный вход является вторым входом второго элемента И первого элемента 2-2И-2ИЛИ, выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу пятого элемента И, шестой выход регистра кода адреса подключен к первым входам элементов И второго элемента 2-2И-2ИЛИ, выход которого соединен с первым входом пятого и шестого элементов ИЛИ, второй вход последнего является пятым информационным входом ячейки, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно со вторым входом одноразрядного сумматора и первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй выход одноразрядного сумматора подключен ко входу триггера и второму входу шестого элемента И, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами первого и второго элементов И второго элемента 2-2И-2ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с тактовым входом триггера, выход которого подключен ко второму входу четвертого элемента ИЛИ, шестой информационный вход ячейки соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ, выход которого является первым выходом ячейки и подключен ко второму входу первого элемента И первого элемента 2-2И-2ИЛИ, выходы третьего, четвертого и шестого элементов ИЛИ являются соответственно вторым, третьим и четвертыми ячейками.

Такое конструктивное решение позволяет расширить функциональные возможности ячейки, и строить на ее основе полиномиально-вычислительные однородные среды с программно перестраиваемыми структурами и функциями, преобразователи информации с перестраиваемыми структурами и функциями, что достигается введением одноразрядного сумматора, программно перестраиваемого в режим суммирования по модулю два, введением в ячейку обратных связей, организацией возможности ввода и вывода информации по нескольким входным и выходным цепям, организацией "обхода" ячейки в однородной среде, при обнаружении ее отказа по кодам настройки, "сквозного" переноса информации через ячейку, что необходимо при создании однородных сред, имеющих общий выход с выхода последней ячейки среды.

На фиг. 1 приведена функциональная схема ячейки однородной полиномиально-вычислительной среды.

На фиг. 2 приведена схема соединения ячеек в однородной среде.

Описание работы ячейки однородной полиномиально-вычислительной среды по фиг. 1.

Ячейка однородной полиномиально-вычислительной среды состоит из 2-х элементов 2-2И-2ИЛИ 3-1 и 3-2, триггера 7, сумматора 6, шести элементов И 4-1 - 4-6, шести элементов ИЛИ 5-1 - 5-6, двух элементов НЕ 2-1 и 2-2, имеет 6 информационных входов 14, 15, 16, 17, 18 и 19, четыре информационных выхода 20, 21, 22 и 23, один регистр кода, имеющий шесть задающих входов настройки 8, 9, 10, 11, 12 и 13, входы выбора адреса А и управления У.

Шесть сигналов настройки подаются на входы регистра кода 8 - 13 и записываются в него при наличии сигналов выбора адреса А и управления записью У.

Сигналы с первого 14 и второго 15 информационных входов подаются, в зависимости от кода настройки, на первый вход сумматора 6, на второй вход которого подается через логические элементы, управляемые сигналом настройки, с выхода 4 регистра 1, сигнал с третьего информационного входа ячейки 16. Результат суммирования с первого выхода сумматора 6 /выход переноса при сложении/ может быть подан на второй выход ячейки /21/ при соответствующей настройке. Со второго входа сумматора 6 результат суммирования может быть записан в триггер 7 и передан на выходы первый /20/ и четвертый /23/; на информационный вход 19 подается в среде сигнал обратной связи, который транслируется через пятый элемент ИЛИ на выход 20 и далее на ячейки, предшествующие данной ячейки в однородной среде, и поступают на вход первого элемента 2-2И-2ИЛИ. Прохождение сигнала обратной связи в ячейку обеспечивается выбором кода настройки /уровня логической единицы на первом и третьим входах регистра 1/. Запись информации в триггер осуществляется при условии его тактирования от импульсов на четвертом информационном входе - 17 и при уровне логической единицы на пятом выходе регистра 1. Информация, считываемая с триггера 7 попадает через логических элемент ИЛИ 5 - 4 на третий выход ячейки 22, через указанный элемент ИЛИ 5 - 4 на выход 22 поступает сигнал с третьего информационного входа 16 ячейки при уровне логической единицы на четвертом выходе регистра 1, что исключает попадание информации со входа 16 в схему преобразования ячейки - сумматор 6 и триггер 7, и обеспечивает непосредственную передачу информации со входа 16 на выход 22, т.е. ее "обход". На вход 14 ячейки подается значение разряда "перенос" с ячейки, где складывается предшествующая пара двоичных символов. Символы складываемых в ячейке разрядов подаются по входам ячейки 15 и 16. По входу 18 в ячейку может поступать информация, передаваемая на выход 23 без обработки. Такой выход обеспечивает передачу на общий выход среды, организованный с выхода последней из ячеек, через промежуточные ячейки среды, информации с выхода последней ячейки преобразователя.

Такой преобразователь может занимать в однородной среде число ячеек меньше, чем число ячеек в самой среде.

В цепь обратной связи в ячейке может быть заведена информация с выхода элемента ИЛИ 5 - 2 или по пятому входу 19.

Перенос результата суммирования в старший разряд с первого выхода сумматора 6 осуществляется при соответствующей настройке ячейки через логические элементы И 4 - 5, ИЛИ 5 - 3 и выход 21. Через эти же элементы проходит результат со входа 14 непосредственно на выход 21.