JPS6349925A - Constituting method for rapid pattern matching gate array - Google Patents
Constituting method for rapid pattern matching gate arrayInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
パターンマツチングは、データが非数値である知識情報
処理システム等の分野において、最も基本的かつ重要な
演算の1つである0例えば、その中でも代表的なプロダ
クションシステム(ps)と呼ばれる問題解決システム
では、処理サイクルの90%以上がパターンマツチング
に費やされる。Detailed Description of the Invention Pattern matching is one of the most basic and important operations in fields such as knowledge information processing systems where data is non-numeric. In a problem solving system called PS, more than 90% of the processing cycle is spent on pattern matching.
ところで、知識情報処理システムでは、処理フローを全
く記述する必要がないため、プログラミングの専門知識
を必要とせず、プログラム(ルールの集合)の段階的開
発、変更に強いという特徴がある。ゆえに、頻繁に制御
方式の変更があるシステム制御への応用に適すると考え
られるが、制御するシステムの大規模化に伴い、ルール
に指定すべき条件数の増大や全ルール数の増大を引き起
こし、処理時間が膨大となる。By the way, knowledge information processing systems do not require any processing flow to be described, so they do not require specialized knowledge of programming, and are characterized by being strong against gradual development and modification of programs (sets of rules). Therefore, it is considered suitable for application to system control where control methods are frequently changed, but as the scale of the system to be controlled increases, the number of conditions to be specified in rules and the total number of rules increase. Processing time becomes enormous.
すなわち、知識情報処理をシステム制御などの実時間処
理システムへ応用するためには、パターンマツチングを
高速1こ、かつ実現するバードウニア量をできるだけ小
規模にする必要があると考えられる。In other words, in order to apply knowledge information processing to real-time processing systems such as system control, it is considered necessary to perform pattern matching at high speed and to minimize the amount of data matching possible.
まず、本発明に関連するPSの概要を説明する。First, an overview of PS related to the present invention will be explained.
PSでは、以下のような1f−then型で知識が記述
される。In PS, knowledge is described in the following 1f-then type.
C工△C2△・ ・ ・△CA (1)但し、C工
△C2Δ・・・△C□が条件部、Aが行動部である。P
Sでは、外部からの情報を番える作業記ta(WM)と
呼ばれる部分と、各ルール(PR)の条件部とのパター
ンマツチングを行い、照合に成功したルールの1つを選
択し、その行動部を実行するという認識−行動サイクル
の縁り返しにより、問題解決が行われる。高速パターン
マツチングとは、WMの内容がどのPRの条件部と照合
しているかを高速で検出することである。照合を高速化
するため、本構成では、完全並列型アーキテクチャを採
用する6しかし、完全並列型アーキテクチャによる構成
では、回路のハードウェア量が増大しがちとなる。以下
では、照合を行う部分のハードウェア量を軽減するため
、WM及びPRを2値及び4値に符号化する方法を示す
。C engineering △C2△・・・△CA (1) However, C engineering △C2Δ...△C□ is the condition part, and A is the action part. P
In S, pattern matching is performed between the part called work record ta (WM) that records information from the outside and the condition part of each rule (PR), one of the rules that has been successfully matched is selected, and the Problem solving occurs through the reversal of the recognition-action cycle, which involves carrying out the action part. High-speed pattern matching is to detect at high speed which PR condition part the content of WM matches. In order to speed up the matching, this configuration employs a fully parallel architecture6. However, a configuration based on a fully parallel architecture tends to increase the amount of circuit hardware. In the following, a method of encoding WM and PR into binary and quaternary values will be described in order to reduce the amount of hardware required for the part that performs matching.
(パターンマツチングのための符号化)まず、作業記憶
の符号化を考える。WM内において、各ルールの条件部
にある要素Cの存在に関する情報X□を以下のように2
値打号化する。(但し、x1ε (0,1))
今、WM内にある隣合った2つの要素c21−1”2□
に関する情報勿□−0,X2□を1つにまとめるために
、4値打号化表呪X□を以下のように定義する。(Encoding for pattern matching) First, consider encoding of working memory. In WM, information regarding the existence of element C in the condition part of each rule
Convert value. (However, x1ε (0, 1)) Now, two adjacent elements in WM c21-1"2□
In order to combine the information about Mu - 0 and X2□ into one, the four-valued decoding table spell X□ is defined as follows.
各プロダクションルールの2値打号化表呪y及び4値打
号化表現Yも、上記のX□及びX工と同様に定義できる
。The binary embossing table spell y and the four-value embossing expression Y of each production rule can also be defined in the same way as the above-mentioned X□ and X engineering.
(パターンマツチングの定式化)
図1に、4値打号化を行ったWMとPRとの対応する要
素ごとの照合結果を示す0図より、以下の関係が4ける
。(Formulation of pattern matching) From the diagram shown in FIG. 1, which shows the matching results for each corresponding element between WM and PR that have been subjected to quaternary encoding, the following relationship is expressed by 4.
(i) Yε(0,2,3)のとき
Yi3(4)
ζ=Xi
(11) ME:(1)のとき
Ui” ”21−1
但し、Uiは、条件(i)及び(11)の時、4値打号
化したii目の要素どうしが照合を行った結果を示す、
X□は4値打号化したWMの値、そして、”21−1は
4値打号化する前のWMの値を表す。(i) When Yε (0, 2, 3), Yi3 (4) ζ=Xi (11) ME: When (1), Ui""21-1 However, Ui is Indicates the result of matching the ii-th element converted into a four-value code,
X□ represents the value of WM after four-value encoding, and "21-1" represents the value of WM before four-value encoding.
なお、xabはリテラルであり、以下のように定義され
る。(但し、a、bE L = (0,1,2,3)
)以上の定義により、一般に、h番目のルールの照合結
果Wは、以下のように定式化される。Note that xab is a literal and is defined as follows. (However, a, bE L = (0, 1, 2, 3)
) Based on the above definition, the matching result W of the h-th rule is generally formulated as follows.
覧=U工△弓△・ ・ ・△U、
(6)= 、;m3・・・八り球・・・△x:n3
c条件(+)の部分コ△・2.、△・・・△・2.−
0△・・・△”2n−E条件(ii)の部分コ但しs
l+ 1”+ ”+ IIl+ no ’* Jは任意
の自然数であり、1≠jとする。See = U-work△bow△・ ・ ・△U,
(6) = , ;m3... Eight balls... △x: n3
Part of c condition (+) △・2. , △...△・2. −
0△...△" 2n-E Partial part of condition (ii) However, s
l+ 1''+ ''+ IIl+ no '* J is any natural number, and 1≠j.
2値打号化を行ったWMとPRとの対応する要素ごとの
照合結果は1図2に示すようになる1図より、2値打号
化したi番目の要素どうしの照合結果V□は、以下のよ
うに定義できる。The matching result for each corresponding element between WM and PR that has been converted into binary encoding is shown in Figure 2. From Figure 1, the matching result V□ between the i-th element that has been converted into binary encoding is as follows. It can be defined as
v1=へ△y□ (7)但し、■□の
値は、以下に示す意味を有する。v1=to△y□ (7) However, the value of ■□ has the meaning shown below.
上記の式より、一般に、h番目のルールの照合結果W5
は、2値打号化の場合、以下のように定式”+1=vl
Δv91\・・・ △vn (9)=
(x工△y工)△ (X2△y2) Δ・ ・ ・△
(xnAyn)
(高速パターンマツチング用ゲートアレーの構成)まず
、4値パターンマツチング用ゲートアレーの構成につい
て述べる。4値パタ一ンマツチング次のように与えられ
る。From the above formula, in general, the matching result W5 of the h-th rule
In the case of binary encoding, the formula “+1=vl
Δv91\... △vn (9)=
(x work△y work)△ (X2△y2) Δ・ ・ ・△
(xnAyn) (Configuration of gate array for high-speed pattern matching) First, the configuration of the gate array for four-value pattern matching will be described. The four-value pattern matching is given as follows.
但し、ye (Q、2.3)
X□1は、ルール値Y□によって変化するしきい値を1
つ有する関数とみなせるので、例えば図3のように4値
打号と電圧値とを対応づけると1図4のように実現でき
る。なお、図中のトランジスタTr、 Iの論理しきい
値は、多レベルイオン注入技術により、Ylの論理値(
0,2,3)に応じて、それぞれ(−0,5,1,5,
2,5)に設定するものとする。However, ye (Q, 2.3) X□1 is the threshold that changes depending on the rule value Y□.
For example, by associating the four-value symbol and the voltage value as shown in FIG. 3, it can be realized as shown in FIG. 4. Note that the logical threshold values of transistors Tr and I in the figure are determined by the logical value of Yl (
0, 2, 3), respectively (-0, 5, 1, 5,
2, 5).
次に、論理積△は、積項の数だけトランジスタをTr、
lに並列にワイヤードOR接続することにより、図5
のように簡単に実現できる。Next, the logical product △ connects transistors by the number of product terms as Tr,
By making a wired OR connection in parallel with l, Figure 5
This can be easily accomplished as follows.
Xも図6のように電圧値と対応づければ、図4の回路と
同様に実現できるので、結乃、4値パタ一ン照合部分全
体の構成は、図7のようなゲートアレー状で、ルールを
テーブル状に整理し与えるDecision Tabl
e方式をゲートレベルで′X呪したものと同様の構成に
なる。但し、各トランジスタへは、WM及びエンコーダ
から2つの入力x2i−□及びXがきているが、これは
、Yの値によってどちらか一方を選択するものとする。If X is also associated with the voltage value as shown in Fig. 6, it can be realized in the same way as the circuit in Fig. 4. Therefore, the entire configuration of the 4-value pattern matching part is in the form of a gate array as shown in Fig. 7. , Decision Table, which organizes and provides rules in a table format.
The configuration is similar to that of the e method modified by 'X' at the gate level. However, two inputs x2i-□ and X are sent to each transistor from the WM and the encoder, and one of them is selected depending on the value of Y.
2値パターンマツチングを行うためには、式(9)を実
現すればよく、4値の場合と同様にして。In order to perform binary pattern matching, it is sufficient to realize equation (9) in the same way as in the case of four values.
2値パターンマツチング用ゲートアレーを構成すると図
8のようになる。なお、2値で構成する場合、図4のト
ランジスタTr、 iのしきい値電圧は、y□の論理値
(0,1)に応じて、それぞれ< s、ov。A gate array for binary pattern matching is constructed as shown in FIG. Note that in the case of a binary configuration, the threshold voltages of the transistors Tr and i in FIG. 4 are < s, ov, respectively, depending on the logical value (0, 1) of y□.
2.01/)に設定するものとする。2.01/).
(発明の効果)
本発明のゲートアレーでは、照合演算の性質をゲートレ
ベルで考察することにより、トランジスタ1個で2値及
び4値パターンマツチングが行える。また、すべての照
合を完全並列処理する構成にしているため、1ゲ一ト分
の応答時間(数Ions)で全照合が行え、回路のVL
SI化に極めて適している。さらに、トランジスタの配
列を変えず。(Effects of the Invention) In the gate array of the present invention, binary and quaternary pattern matching can be performed with a single transistor by considering the characteristics of matching operations at the gate level. In addition, since all verifications are configured to be processed completely in parallel, all verifications can be performed in the response time (several Ions) for one game, and the circuit's VL
It is extremely suitable for SI. Furthermore, the transistor arrangement remains unchanged.
単に、製造行程上イオンマスクを差し替えるだけで、仕
様に応じてルールを自由に設定できる。By simply replacing the ion mask during the manufacturing process, rules can be freely set according to specifications.
第1図は、WMとPRとを4値パターンマツチングさせ
た場合の真理値表を示している。第2図は、WMとPR
とを2値パターンマツチングさせた場合の真理値表を示
している。第3図は、4値の論理値と電圧値との対応を
示している。第4図は、リテラルXT13をNMOSト
ランジスタで構成した回路図を示している。第5図は、
論理積△を実現する回路図を示している。第6図は、W
Mからの2値論理値と電圧値との対応を示している。第
7図は、4値パターンマツチング用ゲートアレーの全体
図を示している。第8図は、2値パターンマツチング用
ゲートアレーの全体図を示している。FIG. 1 shows a truth table when WM and PR are matched in a four-value pattern. Figure 2 shows WM and PR
This shows a truth table when binary pattern matching is performed. FIG. 3 shows the correspondence between four-value logical values and voltage values. FIG. 4 shows a circuit diagram in which the literal XT13 is composed of NMOS transistors. Figure 5 shows
A circuit diagram for realizing the logical product Δ is shown. Figure 6 shows W
It shows the correspondence between binary logical values from M and voltage values. FIG. 7 shows an overall diagram of a gate array for four-value pattern matching. FIG. 8 shows an overall view of the gate array for binary pattern matching.
Claims (3)
に、入力信号を2値及び4値に符 号化する方法。(1) A method of encoding input signals into binary and quaternary values to perform binary and quaternary pattern matching.
、2値及び4値パターンマッチン グを、多レベルイオン注入技術でしきい値 電圧を制御したパストランジスタにより実 現する方法。(2) A method of realizing binary and quaternary pattern matching using a pass transistor whose threshold voltage is controlled by multi-level ion implantation technology, based on the encoding method according to claim 1.
の実現方法に基づき、処理に必要 なすべてのパターンマッチングを高速に行 わせ、かつそれを実現するハードウェアを 小型にするための2値及び4値ゲートアレ ーの構成方法。(3) Based on the method for realizing pattern matching recited in claim 2, a binary and How to configure a 4-level gate array.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19470086A JPS6349925A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Constituting method for rapid pattern matching gate array |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19470086A JPS6349925A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Constituting method for rapid pattern matching gate array |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6349925A true JPS6349925A (en) | 1988-03-02 |
Family
ID=16328814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP19470086A Pending JPS6349925A (en) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | Constituting method for rapid pattern matching gate array |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6349925A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0453828A2 (en) * | 1990-04-25 | 1991-10-30 | Hughes Aircraft Company | Improved data compression system and method |
KR20210156199A (en) * | 2020-06-17 | 2021-12-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method and film forming apparatus |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19470086A patent/JPS6349925A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0453828A2 (en) * | 1990-04-25 | 1991-10-30 | Hughes Aircraft Company | Improved data compression system and method |
TR26116A (en) * | 1990-04-25 | 1995-02-15 | Hughes Aircraft Co | IMPROVED DATA COMPRESSION SYSTEM AND METHOD. |
KR20210156199A (en) * | 2020-06-17 | 2021-12-24 | 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 | Film forming method and film forming apparatus |
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