FI113714B - Prosessori, piiri ja menetelmä kuvien käsittelemiseksi rinnakkaisprosessoriverkossa - Google Patents

Description

113714

Prosessori, piiri ja menetelmä kuvien käsittelemiseksi rinnakkaisprosessoriverkossa

Keksinnön ala 5

Keksintö liittyy prosessoriin, piiriin ja menetelmään kuvien käsittelemiseksi rinnakkaisprosessoriverkossa, ja tarkemmin, kuvien käsittelemiseksi analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa .

10

Keksinnön tausta

Rinnakkaisprosessoriverkko sisältää useita identtisiä prosessoreja (soluja), jotka on järjestetty säännölliseen 15 muotoon. Jokaisella solulla on tulosignaali, dynaaminen tila ja lähtösignaali.

Rinnakkaisprosessoriverkon ideana kuvien käsittelyssä on se, että yksi prosessori (solu) vastaa yhtä kuvayksikköä 20 (pikseliä), jolloin saadaan aikaan rinnakkaisprosessoriverkko, joka yltää erittäin nopeaan prosessointiin (teoriassa) . Ongelmana tällaisen rinnakkaisprosessori verkon integroimisessa piisirulle on se, että prosessorien kokoa ei ole minimoitu siten, että olisi mahdollista ! 25 toteuttaa tuhansien tai satojen tuhansien prosessorien • · integrointi piisirulle ilman luotettavuuden alenemista.

Rinnakkaisprosessoriverkossa solut ovat yhteydessä naapurisoluihinsa (ne voivat olla yhteydessä myös esimer-30 kiksi kaikkiin muihin rinnakkaisprosessoriverkon solui- hin), eli ne vaikuttavat naapurisolujensa dynaamiseen tilaan. Tämä vaikutus on suoraan verrannollinen solun ‘h'.' tuloon ja sen omaan dynaamiseen lähtöön. Nämä ominaisuudet ·; mahdollistavat reaaliaikaisen signaaliprosessoinnin, koska 35 tiedonkäsittely tapahtuu samanaikaisesti kaikissa soluissa.

2 113714

Rinnakkaisprosessoriverkkoa voidaan käyttää kuvien käsittelemiseen, esim. raekohinan (engl. salt & pepper noise) suodattamiseksi kuvasta. Kohinan suodattamiseksi kuvasta on esitetty useita menetelmiä, joista yksi yleisesti 5 käytetyistä menetelmistä on mediaanisuodattimet. Mediaani-suodatin on erikoistapaus järjestyslajittelusuodattimesta (engl. ranked-order filter), jossa voidaan valita mediaani joistain luvuista, mutta myös mikä tahansa muu suuruus-järjestysluvun ilmoittama suure voidaan valita. Näihin 10 tapauksiin kuuluu esimerkiksi maksimin tai minimin löytäminen tietystä lukujoukosta. Operaatioita, joissa käytetään maksimin tai minimin löytämistä tietystä luku-joukosta, käytetään yleisesti kuvankäsittelyssä, esim. kun toteutetaan matemaattisia morfologia-operaatioita.

15

Eräs erikoistapaus järjestyslajittelusuodattamiseksi on mediaanisuodatus esim. viidenneksi suurimman virran saamiseksi yhdeksästä virrasta. Laajennus perusmediaanisuodat-tamiseen on esitetty esim. L. Yin'in, R. Yang1in, M.

20 Gabbouj'in ja Y. Neuvo'n "Weighted Median Filters: A

Tutorial", IEEE Transaction on Circuits and Systems - II, . Vuosikerta 43, sivut 157-192, 1996, jossa kullekin tulolle voidaan antaa erilaiset painot suosimaan tiettyjen muuttujien valintaa. Tässä painotusjärjestelmässä suureen > · 25 painoarvo esim. kolme annettuna tietylle muuttujalle ,’·· merkitsee käytännössä, että muuttuja merkitään kolme : kertaa muuttujien listaan, josta valitaan mediaani. Tämä , myös merkitsee sitä, että muuttujien kokonaismäärään josta valitaan on kasvanut kahdella.

. | 30

Joitakin analogisia toteutuksia kuvien suodattamiseksi on ’* esitetty. G. Fikos'in, S. Vlassis'in ja S. Siskos1in Γ artikkelissa "High-Speed, Accurate Analogue CMOS Rank ,t: Filter", Electronics Letters, Vuosikerta 36, numero 7, , ,·. 35 sivut 593-594, 2000, on ehdotettu virta-moodinen järjestysilmaisin (engl. current-mode rank extractor), jossa piiri sopii useille tuloille. Lisäksi, ilmaistava (engl. extracted) järjestysluku on valittavissa, eli 3 113714 järjestysluvun suodattaminen sisältää kanneksi suurimman virran I (k) valitsemisen. Toteutuksen perussolu on virtakomparaattori (engl. current comparator), jolla on lähtövirta. Perussolu sisältää kaksi erillistä rakenne-5 lohkoa, joista yksi suorittaa todellisen vertailun ja yksi saa aikaan lähtövirran. Perussolun lähtövirta toteutetaan täydentävillä virtalähteillä, eli yksi lähde saa aikaan positiiviset lähtövirrat ja toinen saa aikaan negatiiviset lähtövirrat, joiden lähdöissä on kytkimet. Näiden virta-10 lähteiden lähtövirtojen suuruuksien oletetaan olevan samansuuruisia yhden perussolun sisällä, ja myös koko järjestelmän sisällä. Sen vuoksi järjestelmä ei kykene suorittamaan painotettua järjestyslajittelusuodatusta. Lähtökytkimiä ohjataan jännitteellä, joka saadaan aikaan 15 perussolun sisällä jännitteen lähtönä omaavalla virta- komparaattorilla. Lukuisat perussolut toimittavat lähtö-virtansa yhteiseen solmuun, jossa lähtövirtojen summaa verrataan toiseen virtaan. Tämä toinen virta saadaan aikaan virtalähteellä, jonka täytyy kyetä saamaan aikaan 20 sekä positiivisia että negatiivisia virtoja, kukin polariteetti kerrallaan, ja ohjata tämän tietyn virtalähteen . tulovirtojen suuruutta ja merkkiä järjestelmälle, jotta ") ennalta määrätty järjestysluku voidaan ilmaista.

0 '.25 Tunnetussa tekniikassa esitetyt analogiset toteutustavat ’·; kuvien käsittelemiseksi eivät mahdollista ohjelmoitavaa toimintoa tai ne ovat liian monimutkaisia, jotta suuri lukumäärä prosessoreja voitaisiin integroida piisirulle. Jotkin tunnetussa tekniikassa esitetyistä rakenteista myös , : 30 omaavat huomattavan suuren tehon kulutuksen, ja sen johdosta ei ole edullista integroida tuhansia prosessoreja piisirulle.

* · > 1 · : it! Keksinnön yhteenveto . !·. 35 j - f > Keksinnön tavoitteena on voittaa tai ainakin pienentää tunnetun tekniikan haittoja. Keksintö tarjoaa prosessorin, 4 113714 piirin ja menetelmän, jotka mahdollistavat pienemmät prosessorit analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa.

Keksinnön ensimmäisen perusajatuksen mukaisesti aikaan-5 saadaan prosessori analogisessa rinnakkaisprosessori verkossa kuvan käsittelemiseksi, prosessorin käsittäessä: lukuisia piirejä, jossa piiri käsittää ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin, jotka vastaanottavat vastaavat käyttöjännitteet ja toimivat virtalähteinä, 10 aikaansaamaan lähtöjännitteen, ja kerroinkytkennän, joka vastaanottaa ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin aikaansaaman lähtöjännitteen, aikaansaamaan kytken-tätoiminnon piirin lähtövirralle; bias-transistorin; ja 15 lähtötransistorin.

Edullisesti, bias-transistori aikaansaa lähtövirran, joka asetetaan arvoon, jossa tietyn järjestysluvun omaava virta voidaan määrittää ensimmäisen transistorin, tai vastaavien 20 transistorien, lähtövirtojen joukosta.

. Edullisesti, lähtötransistori aikaansaa lähtövirran ") prosessorilta.

25 Edullisesti, kerroinkytkentä käsittää: kolmannen transis- ' 1: torin, joka toimii virtalähteenä, ja neljännen transisto- rin, joka aikaansaa kytkentätoiminnon. Vielä edullisemmin, kerroinkytkentä aikaansaa kolme toimintatilaa: neljäs transistori johtaa virran, neljäs transistori johtaa • j 30 rajoitetun määrän virtaa, tai neljäs transistori ei johda virtaa.

» : Edullisesti, kolmas transistori vastaanottaa kerroin- .1 jännitteen, joka on ohjelmoitavissa.

; 35 , ,; Edullisesti, ensimmäisen transistorin ja toisen transis torin aikaansaama lähtöjännite on neljännen transistorin ohjausjännite.

5 113714

Edullisesti, ensimmäisellä transistorilla on tulo käyttö-jännitteelle ja tulo ohjausjännitteelle.

5 Edullisesti, toisella transistorilla on tulo käyttö-jännitteelle ja tulo ohjausjännitteelle, jossa ohjaus-jännite on muodostettu neljännen transistorin lähtövirrasta yhdessä prosessorin vastaavien transistorien ja bias-transistorin lähtövirtojen kanssa.

10

Edullisesti, ainakin yksi transistoreista on PMOS- transistori.

Edullisesti, ainakin yksi transistoreista on NMOS- 15 transistori.

Edullisesti, prosessori lisäksi käsittää ainakin yhden transistorin lähtövirran aikaansaamiseksi, joka summataan ensimmäisen transistorin kanssa.

20

Keksinnön toisen perusajatuksen mukaisesti aikaansaadaan , piiri kuvien käsittelemiseksi analogisessa rinnakkais- prosessoriverkossa, piirin käsittäessä: * · ;·’ ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin, 25 jotka vastaanottavat vastaavat käyttöjännitteet ja ’*· toimivat virtalähteinä, aikaansaamaan lähtöjännitteen; ja : kerroinkytkennän, joka vastaanottaa ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin aikaansaaman lähtö-jännitteen, aikaansaamaan kytkentätoiminto piirin lähtö-, : 30 virralle.

Keksinnön kolmannen perusajatuksen mukaisesti aikaansaadaan menetelmä kuvien käsittelemiseksi analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa, menetelmän käsittäessä: 35 vastaanotetaan lähdejännite ja ohjausjännite ensim- mäisessä transistorissa, ja muodostetaan ensimmäisen transistorin lähtövirta; 6 113714 vastaanotetaan lähdejännite ja ohjausjännite toisessa transistorissa, ja muodostetaan toisen transistorin lähtö-virta ; vastaanotetaan lähdejännite ja kerroinjännite kolman-5 nessa transistorissa, ja aikaansaadaan tulovirta neljännelle transistorille; vastaanotetaan tulojännite, joka on määritetty ensimmäisen ja toisen transistorin lähtövirtojen suhteen, ja tulovirta kolmannelta transistorilta neljännessä tran-10 sistorissa; määritetään toimintatila neljännessä transistorissa perustuen tulo jännitteeseen ja tulovirtaan,· ja toimitetaan neljännen transistorin lähtövirta jatko-prosessointiin .

15

Edullisesti, kerroinjännite on ohjelmoitavissa.

Edullisesti, toimintatila on jokin seuraavista: neljäs transistori johtaa tulovirran; 20 neljäs transistori johtaa rajoitetun määrän tulo- virrasta; tai , neljäs transistori ei johda tulovirtaa.

» * · * * · t * 2·* Edullisesti, neljännen transistorin lähtövirta aikaan- 25 saadaan muodostamaan toisen transistorin, ja muiden vas-taavien prosessorin transistorien, ohj ausj ännite yhdessä t>! muiden lähtövirtojen kanssa, jotka saadaan prosessorin vastaavilta transistoreilta ja bias-transistorilta analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa.

30 , ··, Edullisesti, menetelmä lisäksi käsittää bias-transistorin aikaansaamaan lähtövirta, joka asetetaan arvoon, jossa : tietyn järjestysluvun omaava virta voidaan määrittää ensimmäisen transistorin, tai vastaavien transistorien, 35 lähtövirtojen joukosta.

t

Keksintö aikaansaa yksinkertaisen analogisen toteutuksen, joka voidaan ohjelmoida perustuen järjestyslukuun tai 7 113714 painotettuun kertoimeen. Keksintö aikaansaa lisäksi tunnetun tekniikan toteutuksia alhaisemman virrankulu-tuksen. Keksintö on myös helppo toteuttaa olemassa olevilla järjestelmillä, koska keksintö käyttää transisto-5 reita, jotka ovat jo olemassa prosessoriyksiköissä kuvien käsittelemiseksi.

Piirosten lyhyt kuvaus 10 Jotta keksintö voidaan ymmärtää paremmin ja näyttääksemme kuinka se voidaan toteuttaa, viitataan nyt esimerkin omaisesti oheisiin piirroksiin, joissa:

Kuvio 1 esittää kerroinkytkennän, jota käytetään keksinnön edullisessa suoritusmuodossa.

15 Kuvio 2 esittää rakenteen, jossa on kaksi virta lähdettä ja tuloksena saatu lähtöjännite, keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti.

Kuvio 3 esittää keksinnön keksinnöllisen ajatuksen. Kuvio 4 esittää keksinnön keksinnöllisen ajatuksen 20 vaihtoehtoisen suoritusmuodon.

Kuvio 5 on vuokaavio, joka havainnollistaa keksinnön , edullisen suoritusmuodon mukaisen menetelmän.

i » < ♦

i I ff I I

’·’·* Piirrosten yksityiskohtainen selitys i * .V 25 ,'· Keksintö on suunniteltu toteutettavaksi analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa, vaikkakin se voidaan myös toteuttaa siten, että ainoastaan yksi piiri toteutetaan järjestelmään. Keksintö voidaan toteuttaa käsittelemään , : 30 ja/tai analysoimaan kuvia, ja se yltää suureen lasku- • * nopeuteen (yli 1012 laskutoimitusta sekunnissa) yhdellä >’ piisirulla.

» » ♦

Kuvio 1 esittää kerroinkytkennän, jota käytetään keksinnön •, 35 edullisessa suoritusmuodossa. Tässä esimerkinomaisessa : kuvauksessa kerroinkytkennällä on kaksi transistoria 101, 102. Ensimmäisellä transistorilla 101 on lähdejännitteen tulo 103 ja kerroinjännitteen tulo 104. Tämän lisäksi 8 113714 ensimmäisellä transistorilla 101 on lähtö toimittamaan virta toiselle transistorille 102, eli ensimmäinen transistori 101 on toisen transistorin 102 virtalähde. Keksinnössä käytettävä kerroinjännite on ohjelmoitavissa.

5 Kerroinjännite voidaan ohjelmoida esim. painotetun järjestyslajittelusuodattimen algoritmin mukaan ennalta määrätyillä painoarvoilla.

Toisella transistorilla 102 on tulo 106 ensimmäisestä 10 transistorista 101 johdetulle virralle ja ohjausjännitteen tulo 107. Toisella transistorilla 102 on myös lähtö 108 lähtövirralle. Toinen transistori 102 toimii kytkimenä kerroinrakenteessa, määrittäen toimintatilat.

15 Keksinnössä kerroinkytkentäpiirillä on kolme toimintatilaa. Ensimmäinen toimintatila on, kun kytkin johtaa virtalähteen toimittaman virran kokonaisuudessaan ilman, että rajoittaisi virran määrää. Ensimmäisessä toimintatilassa toisen transistorin ohjausjännite on tarpeeksi 20 korkea, jotta virran rajoitusta ei tapahdu. Yleensä tämä jännite on positiivisen käyttöjännitteen läheisyydessä. Siinä tapauksessa ensimmäisen transistorin kerroinjännite ·:* määrittää lähtövirran. Toisessa toimintatilassa kytkin • johtaa jonkin verran virtaa, mutta rajoittaa virtalähteen 25 tarjoaman virran suuruutta. Kun toinen toimintatila : tapahtuu, kytkennän lähtövirta on rajoittamattomassa tapauksessa virtalähteen tarjoaman virran arvon ja 0:n li välillä. Kolmannessa toimintatilassa kytkin ei johda virtaa lainkaan. Kolmannessa toimintatilassa kytkin ei 30 johda virtaa, koska ohjausjännite on alhaisella tasolla, ja sen vuoksi kerroinkytkennän lähtö jännite on 0. Tässä > » » esimerkin omaisessa esityksessä virtalähde on PMOS-transistori ja kytkin on NMOS-transistori. Toisena ,···. mahdollisuutena on muodostaa kerroinkytkentä, jossa '!* 35 virtalähde on NMOS-transistori ja kytkin on PMOS- transistori. Tässä tapauksessa jännitteiden polariteetit ovat päinvastaiset, eli suuri jännite yllä olevassa 9 113714 kuvauksessa on pieni jännite tässä tapauksessa ja päinvastoin.

Kuvio 2 esittää rakenteen, jossa on kaksi virtalähdettä, 5 eli transistorit 201 ja 202. Ensimmäisellä transistorilla 201 on lähdejännitteen tulo 203 ja kerroinjännitteen tulo 204. Tämän lisäksi ensimmäisellä transistorilla 201 on lähtö 205 toimittamaan virta toiselle transistorille 202. Toisella transistorilla 202 on lähdejännitteen tulo 206 ja 10 kerroinjännitteen tulo 207. Tämän lisäksi toisella transistorilla 202 on lähtövirran lähtö 208. Kuvio 2 esittää myös lähtöjännitteen, joka on virtatulos, joka syntyy ensimmäiseltä transistorilta 201 saadun virran ja toiselta transistorilta 202 saadun virran suhteellisen 15 virta-arvojen erosta.

Kuvion 2 mukaisessa rakenteessa ensimmäinen transistori 201 pyrkii syöttämään lähtövirran toisen transistorin 202 läpi. Ensimmäisen transistorin 201 toimittaman virran arvo 20 riippuu ensimmäisen transistorin 201 ohjausjännitteestä.

Toinen transistori 202 pystyy päästämään lävitseen virran, joka on toisen transistorin 202 ohjausjännitteen määräämä.

J Riippuen ensimmäisen transistorin 201 ja toisen ,·. 25 transistorin 202 rajoittamattomien lähtövirtojen suhteel- , , ; lisistä arvoista tuloksena saatava lähtöjännite on lähellä joko ensimmäisessä transistorissa 201 vastaanotettua lähdejännitettä tai toisessa transistorissa 202 vastaan-·’ otettua lähdejännitettä, tuloksen arvo voi olla myös 30 näiden arvojen välillä. Mikäli ensimmäisen transistorin ‘i rajoittamaton lähtövirta on suurempi kuin toisen transistorin rajoittamaton lähtövirta, tuloksena saatavan lähdön arvo on lähellä ensimmäisen transistorin lähde-··, jännitettä. Mikäli toisen transistorin rajoittamaton !’ 35 lähtövirta on suurempi kuin ensimmäisen transistorin ·.· rajoittamaton lähtövirta, tuloksena saatavan lähtö- '· jännitteen arvo on lähellä toisen transistorin lähde- jännitettä. Mikäli rajoittamattomat lähtövirrat ovat 10 113714 olennaisen samansuuruisia, tuloksena saatava lähtöjännite on ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin lähde-jännitteiden arvojen välillä.

5 Kuvio 3 esittää keksinnön keksinnöllisen ajatuksen. Kuvio 3 esittää kolme piiriä 301, 302 ja 303, joista kukin käsittää neljä transistoria, bias-transistorin 370 ja lähtötransistorin 380. Piiri 301 käsittää neljä transistoria 310, 311, 312 ja 313, joista transistorit 310 ja 311 10 muodostavat rakenteen, joka on selitetty viittaamalla kuvioon 2, ja transistorit 312 ja 313 muodostavat kerroin-rakenteen, joka on selitetty viittaamalla kuvioon 1. Transistori 310 toimii kuten transistori 201 kuviossa 2, sillä on samanlaiset tulot ja lähtö, eli lähdejännitteen 15 tulo 314 ja ohjausjännitteen tulo 315 ja lähtö 316 toimittamaan virta seuraavalle transistorille 311. Transistori 311 toimii kuten toinen transistori 202 kuviossa 2, sillä on samanlaiset tulot ja lähtö, eli lähdejännitteen tulo 319 ja ohjausjännitteen tulo 318 sekä 20 lähtö 317 lähtöjännitteen toimittamiseksi. Transistorit 312 ja 313 muodostavat kerroinkytkennän, joka vastaa kerroinkytkentää joka on selitetty viittaamalla kuvioon 1, '· sillä on samanlaiset tulot (320, 321, 323 ja 324) ja • lähdöt (322 ja 325). Kerroinkytkentä (eli transistorit 312 25 ja 313) toimii samalla tavoin kuten kuvion 1 kerroin- : kytkentä. Piiri 302 (piiri 303) käsittää transistorit 330- 333 (350-353), joissa on tulot ja lähdöt 334-345 (354- ;; 365), jotka vastaavat piirin 301 transistoreita 310-313 sekä tuloja ja lähtöjä 314-319. Bias-transistorilla 370 on 30 lähdejännitteen tulo 373, ohjausvirran tulo 372 ja lähtö *: 371 toimittamaan bias-transistorin 370 lähtövirta. Lähtö- transistorilla puolestaan on lähdejännitteen tulo 383, ohjausjännitteen tulo 382 ja lähtö 381 toimittamaan järjestelmän lähtövirta. Lähtötransistorin 380 lähtövirta !' 35 voidaan johtaa esim. rinnakkaisprosessoriverkon toiseen ·,· prosessoriin tai muistiyksikölle.

11 113714

Kuvion 3 laitteisto kykenee määrittämään ensimmäiseksi, toiseksi ja kolmanneksi suurimmat transistorien 310, 330 ja 350 lähtövirroista. Alan ammattimies käsittää, että vaikka vain kolme piiriä on esitetty tässä esityksessä, 5 piirien lukumäärä, ja siksi myös ensimmäisten transistorien lähtövirtojen lukumäärä, voi olla toisenlainen (esim. neljä tai useampia) ja sama määritysprosessi edelleen pätee järjestelmälle.

10 Tilanne voi olla sellainen, että tarvitsee lisätä jokin ei negatiivinen virta jokaiseen järjestelmän tulovirtaan, kun toteutetaan matemaattista morfologiaa. Tässä tilanteessa jokaisessa piirissä on yksi tai useampi samanlainen transistori kuin ensimmäinen transistori, jolloin lisätyn 15 transistorin (lisättyjen transistorien) lähtövirta summataan ensimmäisen transistorin lähtövirran kanssa muodostamaan näiden transistorien lähtövirtojen summan, joka määritetään samalla tavoin kuin ensimmäisen transistorin lähtövirta seuraavan keksintöön sovellettavan prosessin 20 yksinkertaistetussa esityksessä. Lisätty transistori on (lisätyt transistorit ovat) samanlaisia kuin ensimmäinen transistori, eli mikäli ensimmäinen transistori on PMOS-transistori, lisätty transistori on (lisätyt transistorit : ovat) myös PMOS-transistori (PMOS-transistoreita). Jos 25 ensimmäisen transistorin tyyppi on NMOS-transistori, , , : lisätty transistori on (lisätyt transistorit ovat) myös k I * NMOS-transistori (NMOS-transistoreita).

< t Tässä esimerkinomaisessa esityksessä transistorit 380, 30 311, 331 ja 351 ovat samankokoisia ja koska niillä on sama ohjausjännite (Vcont) ja samat käyttöjännitteet, voidaan ,.· käsittää, että transistorien 380, 311, 331 ja 351 lähtö- virroilla on samat arvot.

» 35 Esimerkin vuoksi transistorin 310 lähtövirta on suurempi kuin transistorin 330 lähtövirta, joka puolestaan on *: suurempi kuin transistorin 350 lähtövirta. Transistorit 311, 331 ja 351, jotka ovat esimerkiksi NMOS- 12 113714 transistoreita, aikaansaavat samansuuruiset lähtövirrat rajoittamattomassa tapauksessa. Lisäksi, transistorien 312, 332 ja 352 ohjausjännitteet ovat saman suuruisia ja transistorien 312, 332 ja 352 koot ovat samat. Vaikkakin 5 transistorien 312, 332 ja 352 ohjaus jännitteet ja koot ovat samat tässä esimerkinomaisessa esityksessä, ne ovat samankokoisia esityksen yksinkertaistamiseksi. Transistorien 312, 332 ja 352 ohjausjännitteet ja koot voivat erota esimerkiksi siten, että transistorien 312, 332 ja 352 10 lähtövirrat määritetään painotetun kertoimen suhteen, esim. transistorin 332 lähtövirta on kolme kertaa niin suuri kuin transistorien 312 ja 352 lähtövirtojen arvot. Transistorien 312, 332 ja 352 rajoittamatonta lähtövirtaa kutsutaan vertailuvirraksi (Iref). Tasapainotilanteessa 15 jotakin/joitakin transistorien 312, 332 ja 352 lähtö- virroista ei rajoiteta oheisilla kytkintransistoreilla 313, 333 ja 353, vastaavasti jotakin/joitakin lähtö-virroista voidaan rajoittaa kytkimillä ja jonkin/joidenkin lähtövirrat voivat olla 0 vastaten kolmea toimintatilaa, 20 jotka kuvattiin viittauksin kuvioon 1. Tasapainotilanteen tiloja ohjataan bias-virralla, bias-transistorin 370 lähtövirralla, siten että kytkimien 313, 333 ja 353 kautta ;* lähtövirtojen summa vastaa bias-transistorin 370 lähtö- • virtaa.

. 25 , , ; Ensimmäiseksi, transistorien 310, 330 ja 350 lähtövirtojen suurin arvo tutkitaan. Bias-transistorin 370 lähtövirran Z arvo valitaan olemaan vertailuvirran arvon ja 0:n (sillä rajoituksella, että arvon ei tulisi olla tasan 0) välillä. 30 Bias-transistorin 370 lähtövirran arvo voi olla esimer- '1 kiksi puolet vertailuvirran arvosta. Tällöin järjestelmän

I I

tasapainotilanne on seuraava. Jännite (Vcont) , joka on myös transistorien 311, 331 ja 351 ohj aus jännite, on sellainen arvo että transistorin 311 lähtövirran arvo on 35 samansuuruinen transistorin 310 lähtövirran kanssa. Tässä tapauksessa transistori 313 johtaa osan transistorin 312 /* lähtövirrasta, ja transistorin 313 lähtövirran arvo on samansuuruinen bias-transistorin 370 lähtövirran arvon 13 113714 kanssa. Koska transistorin 331 lähtövirran arvo on suurempi kuin transistorin 330 lähtövirran arvo, transistorin 333 ohjausjännitteen potentiaaliarvo tulee niin pieneksi, että transistori 333 ei johda transistorin 5 332 lähtövirtaa, eli transistorin 333 lähtövirran arvo on 0. Tässä tilanteessa samaa voidaan soveltaa piiriin 303, eli transistorin 353 lähtövirran arvo on 0. Koska lähtö-transistorin 380 ohjausjännite on myös Vcont, lähtö-transistorin 380 lähtövirran arvo on samansuuruinen 10 transistorien 310 ja 311 (jotka ovat samat) lähtövirtojen arvojen kanssa, eli lähtötransistorin 380 lähtövirta vastaa transistorien lähtövirtojen suurinta arvoa.

Nyt esitämme kuinka toiseksi suurin transistorien 310, 330 15 ja 350 lähtövirran arvoista määritetään. Tämän tuloksen saavuttamiseksi bias-transistorin 370 lähtövirran arvo valitaan olevaksi vertailuvirran (Iref) ja vertailuvirta kerrottuna kahdella (2*Iref) arvojen välillä, esim. bias-transistorin 370 lähtövirran arvo on vertailuvirta 20 kerrottuna l,5:llä (l,5*Iref). Sellaisessa tilanteessa järjestelmän tasapainotilanne on seuraava. Transistorien 313, 333 ja 353 ohjausjännite on sellainen arvo, jossa transistorien 330 ja 331 lähtövirtojen arvot ovat • samansuuruiset. Tässä tilanteessa transistorin 310 lähtö- i * 25 virran arvo on suurempi kuin transistorin 311 lähtövirran . . : arvo, ja siitä johtuen transistorin 313 ohjausjännite kasvaa kunnes transistori 313 johtaa transistorin 312 ,1 lähtövirran. Transistorin 333 lähtövirran arvo on saman- i * i · suuruinen arvon kanssa, jossa bias-transistorin 370 lähtö-30 virran arvo on vähennettynä transistorin 310 lähtövirran ’ ’! arvolla, joka tässä tapauksessa vastaa vertailuvirtaa (Iref). Koska transistorin 351 lähtövirran arvo on suurempi kuin transistorin 350 lähtövirran arvo, transis-*, torin 353 ohjausjännitteen potentiaaliarvo tulee niin

1 I

35 pieneksi, että transistori 353 ei johda transistorin 352 ‘ lähtövirtaa, eli transistorin 353 lähtövirran arvo on 0.

» Järjestelmän tasapainotilanteessa transistorin 331 lähtö-virran arvo on samansuuruinen transistorin 330 lähtövirran 14 113714 arvon kanssa, ja koska transistorin 331 ja lähtö-transistorin 380 ohjausjännitteet ovat samansuuruiset, myös järjestelmän lähtövirta on samansuuruinen transistorin 330 lähtövirran kanssa.

5

Jos kolmanneksi suurin transistorien 310, 330 ja 350 lähtövirtojen arvoista määritetään, voidaan soveltaa seuraavaa prosessia. Mikäli kaksi suurinta transistorien 310, 330 ja 350 lähtövirtojen arvoista on määritetty ennen 10 transistorien 310, 330 ja 350 kolmanneksi suurinta arvoa, tiedetään että kolmanneksi suurin lähtövirran arvo on myös pienin lähtövirran arvoista, joka tässä esimerkissä on transistorin 350 lähtövirran arvo. Tässä esimerkissä asetetaan bias-virta 2*Iref ja 3*Iref välille, esimerkiksi 15 bias-virta on 2,5*Iref. Sellaisessa tilanteessa järjes telmän tasapainotilanne on kun kytkimet 313 ja 333 johtavat vastaavat virrat ja kytkin 353 johtaa rajoitetun määrän transistorilta 352 vastaanotetusta virrasta. Tässä tapauksessa lähtötransistorin 380 lähtövirta on saman-20 suuruinen transistorin 351 lähtövirran kanssa, joka myös on samansuuruinen transistorin 350 lähtövirran kanssa.

Vaikka yllä olevassa suoritusmuodossa analysoitiin suurin ' lähtövirran arvo, jonka jälkeen analysoitiin toiseksi ,Y: 25 suurin lähtövirran arvoista, ei ole välttämätöntä ana- .'.'I lysoida lähtövirtojen arvoja tässä erityisessä järjestyk- ···. sessä. Keksintö mahdollistaa löytämään minkä tahansa lähtövirtojen arvoista. Yleisesti on mahdollista löytää minkä tahansa järjestysluvun omaava lähtövirran arvo, kun 30 asetetaan bias-virran arvo välille (N-l)*Iref ja N*Iref, • *· jossa N on järjestysluku joka halutaan löytää ja Iref on edellisissä kappaleissa selitetty vertailuarvo. Keksin-··· nössä on mahdollista käyttää seuraavaa kaavaa löytämään, ···, millä ensimmäisten transistorien lähtövirroilla on esim.

• 35 kuudenneksi suurin lähtövirran arvo: ((N-D+NJ/2) *lref 15 113714

Kun analysoidaan transistoria jolla on kuudenneksi suurin lähtövirran arvo yllä olevalla kaavalla, N on 6 ja bias-virran arvo on sen vuoksi 5,5*Iref.

5 Kun toteutetaan keksinnön mukaista analogista rinnakkais-prosessoriverkkoa, analoginen rinnakkaisprosessoriverkko käsittää lukuisia prosessoreja. Analoginen rinnakkaisprosessoriverkko lisäksi käsittää lukuisia muisti-yksiköitä.

10

Kuvio 4 esittää keksinnön keksinnöllisen ajatuksen vaihtoehtoisen suoritusmuodon. Kuvio 4 esittää kolme piiriä 401, 402 ja 403, joista kukin käsittää neljä transistoria, bias-transistorin 470 ja lähtötransistorin 480. Piiri 401 15 käsittää neljä transistoria 410, 411, 412 ja 413.

Transistorilla 410 on lähdejännitteen tulo 414, ohjaus-jännitteen tulo 415 ja lähtö 416 toimittamaan transistorin 410 lähtövirta. Transistorilla 411 on lähdejännitteen tulo 417, ohjausjännitteen tulo 418 ja lähtö 419 lähtövirran 20 toimittamiseksi. Transistorit 412 ja 413 muodostavat kerroinkytkennän, jolla on tulot 420, 421, 423 ja 424 sekä lähdöt 422 ja 425. Kerroinkytkentä (eli transistorit 412 . ja 413) toimii samalla tavoin kuten kuvion 3 kerroin- kytkentä paitsi, että transistorit 412 ja 413 ovat samaa 25 tyyppiä, esim. PMOS-transistoreita. Tämä kytkintransis- *,· torin 413 tyypin muutos myös muuttaa logiikan milloin '··. kytkin 413 johtaa tai ei johda päinvastaiseksi. Tämä ··, toimintatilojen muutos vaatii myös virtapeilin 490 käyttöä kääntämään transistoreilta 413, 433 ja 453 vastaanotettu , , 30 yhdistetty virta. Virtapeilillä 490 on kaksi transistoria ; ’· 491 ja 492, joilla puolestaan on tulot 493 ja 496 sekä ···' lähdöt 494 ja 495. Lisäksi, bias-transistori 470 on ;· vaihdettu myös PMOS-transistoriksi. Myös transistori 410 “h on vaihdettu PMOS-transistorista NMOS-transistoriksi, ja 35 transistori 411 on vaihdettu NMOS-transistorista PMOS- ·'*’ transistoriksi.

• t 16 113714

Piiri 402 (piiri 403) käsittää transistorit 430-433 (450- 453), joissa on tulot ja lähdöt 434-445 (454-465), jotka vastaavat piirin 401 transistoreita 410-413 sekä tuloja ja lähtöjä 414-425. Bias-transistorilla 470 on lähdejännit-5 teen tulo 471, ohj aus j ännitteen tulo 472 ja lähtö 473 toimittamaan bias-transistorin 470 lähtövirta. Lähtötran-sistorilla 480 puolestaan on lähdejännitteen tulo 481, ohjausjännitteen tulo 482 ja lähtö 483 toimittamaan järjestelmän lähtövirta. Lähtötransistorin 480 lähtö-10 jännite voidaan johtaa esim. rinnakkaisprosessoriverkon toiseen prosessoriin tai muistiyksikölle.

Kuten keksinnön edullisessa suoritusmuodossa (kuten on selitetty viitaten kuvioon 3), keksinnön vaihtoehtoinen 15 suoritusmuoto kykenee myös määrittämään tietyn järjestysluvun omaavan virran transistorien 410, 430 ja 450 lähtövirtojen joukosta. Samaa voidaan soveltaa prosessoreihin joilla on esim. yhdeksän piiriä samalla määritys-menettelyllä kuin sovelletaan keksinnön vaihtoehtoiseen 20 suoritusmuotoon.

Jokaiseen piiriin voi olla lisättynä yksi tai useampia ,,)* transistoreita, jotka ovat samanlaisia kuin ensimmäinen : transistori, jossa lisätyn transistorin lähtövirta (lisät- 25 tyjen transistoreiden lähtövirrat) summataan ensimmäisen transistorin lähtövirran kanssa muodostaen näiden transis-,*··. torien lähtövirtojen summan, joka määritetään samalla tavoin kuin ensimmäisen transistorin lähtövirta seuraa-vassa yksinkertaistetussa prosessin esityksessä, jota 30 sovelletaan keksintöön. Lisätty transistori on samanlainen (lisätyt transistorit ovat samanlaisia) kuin ensimmäinen transistori, eli mikäli ensimmäinen transistori on PMOS-··· transistori, lisätty transistori on (lisätyt transistorit ovat) myös PMOS-transistori (PMOS-transistoreita). Jos 35 ensimmäisen transistorin tyyppi on NMOS-transistori, ··’ lisätty transistori on (lisätyt transistorit ovat) myös .·; NMOS-transistori (NMOS-transistoreita).

17 113714 Tässä esimerkinomaisessa esityksessä transistorit 480, 411, 431 ja 451 ovat samankokoisia ja koska niillä on sama ohjausjännite (Vcont) ja samat käyttöjännitteet, voidaan käsittää, että transistorien 480, 411, 431 ja 451 5 lähtövirroilla on samat arvot.

Esimerkin vuoksi transistorin 410 lähtövirta on suurempi kuin transistorin 430 lähtövirta, joka puolestaan on suurempi kuin transistorin 450 lähtövirta. Transistorit 10 411, 431 ja 451 aikaansaavat samansuuruiset lähtövirrat rajoittamattomassa tapauksessa. Lisäksi, transistorien 412, 432 ja 452 ohjausjännitteet oletetaan olevan saman suuruisia ja transistorien 412, 432 ja 452 koot ovat samat. Transistorien 412, 432 ja 452 rajoittamatonta 15 lähtövirtaa kutsutaan vertailuvirraksi (Iref).

Tässä esimerkinomaisessa esityksessä määritetään suurin transistorien 410, 430 ja 450 lähtövirtojen arvoista.

Bias-transistorin 470 lähtövirran arvo asetetaan olemaan 20 puolet vertailuvirran arvosta (0,5*Iref). Järjestelmän tasapainotilanteessa virtapeilin 490 transistorin 492 lähtövirta on samansuuruinen bias-transistorin 470 lähtö-'·' virran kanssa, eli virtapeilin tulovirta (transistorien : : : 413, 433 ja 453 lähtövirtojen summavirta) on saman- , 25 suuruinen bias-transistorin 470 lähtövirran kanssa, '.f Ohjausjännite (Vcont) asetetaan arvoon, jossa transistorin ··. 411 lähtövirta on samansuuruinen transistorin 410 lähtö- • 1§ virran kanssa, ja sen vuoksi transistori 413 johtaa osan transistorin 412 lähtövirrasta.

30

Koska transistorin 431 lähtövirran arvo on suurempi kuin transistorin 430 lähtövirran arvo, transistorin 433 ·*· ohjaus jännitteen potent iaaliarvo tulee niin suureksi, että * transistori 433 ei johda transistorin 432 lähtövirtaa, eli • _ 35 transistorin 433 lähtövirran arvo on 0. Tässä tilanteessa ·.* samaa voidaan soveltaa piiriin 403, eli transistorin 453 . *i lähtövirran arvo on 0. Koska lähtötransistorin 480 ohjaus- jännite on myös Vcont, lähtötransistorin 480 lähtövirran 18 113714 arvo on samansuuruinen transistorien 410 ja 411 (jotka ovat samat) lähtövirtojen arvojen kanssa, eli lähtö-transistorin 480 lähtövirta on samansuuruinen transistorien lähtövirtojen suurimman arvon kanssa.

5

Muut kaksi transistorien 410, 430 ja 450 lähtövirtaa voidaan ilmaista asettamalla bias-transistorin 470 lähtö-virran arvo olemaan l,5*Iref (kun määritetään transistorien 410, 430 ja 450 toiseksi suurinta arvoa), asetetaan 10 bias-transistorin 470 lähtövirran arvo olemaan 2,5*Iref (kun määritetään transistorien 410, 430 ja 450 kolmanneksi suurinta arvoa). Kaava löytämään se, millä transistoreista on esim. kuudenneksi suurin lähtövirran arvo, joka esitettiin viittaamalla kuvioon 3 soveltuu myös keksinnön 15 vaihtoehtoiseen suoritusmuotoon, joka on selitetty viittaamalla kuvioon 4.

Kun toteutetaan keksinnön mukaista analogista rinnakkais-prosessoriverkkoa, analoginen rinnakkaisprosessoriverkko 20 käsittää lukuisia prosessoreja. Analoginen rinnakkais prosessoriverkko lisäksi käsittää lukuisia muisti-yksiköitä.

«

Viitaten nyt kuvioon 5, joka on vuokaavio, joka il 25 havainnollistaa keksinnön edullisen suoritusmuodon mukai- ·.; sen menetelmän. Kuviossa 5 vaiheessa 501 ensimmäinen transistori vastaanottaa järjestelmän lähdejännitteen ja ohjausjännitteen, ja muodostaa ensimmäisen transistorin lähtövirran. Olennaisen samanaikaisesti toinen transistori 30 vastaanottaa järjestelmän lähdejännitteen ja ohjaus- jännitteen, ja aikaansaa toisen transistorin lähtövirran ;·* (vaihe 502) . Ensimmäinen transistori pyrkii syöttämään ;· lähtövirran toisen transistorin läpi. Riippuen ensimmäisen '*: transistorin ja toisen transistorin rajoittamattomien *. 35 lähtövirtojen suhteellisista arvoista, tuloksena saatava lähtö jännite on joko ensimmäisen transistorin vastaan-•ottaman lähdejännitteen tai toisen transistorin vastaanottaman lähdejännitteen läheisyydessä. Olennaisen saman- 19 113714 aikaisesti vaiheiden 501 ja 502 kanssa kolmas transistori vastaanottaa lähdejännitteen ja kerroinjännitteen ja aikaansaa neljännen transistorin tulovirran (vaihe 503) . Kolmannen transistorin vastaanottama kerroinjännite 5 voidaan ohjelmoida. Vaiheessa 504 neljäs transistori vastaanottaa ensimmäisen transistorin ja toisen transistorin lähtövirtojen määräämän tulojännitteen (joka on neljännen transistorin ohjausjännite) ja kolmannelta transistorilta vastaanotetun tulojännitteen neljännessä 10 transistorissa.

Vaiheessa 505 neljäs transistori määrittää toimintatilan perustuen ensimmäiseltä transistorilta ja toiselta transistorilta vastaanottamaan tulojännitteeseen ja 15 kolmannelta transistorilta vastaanottamaan tulovirtaan. Mikäli ensimmäisen transistorin lähtövirran arvo on suurempi kuin toisen transistorin lähtövirran arvo, neljäs transistori johtaa kokonaisuudessaan kolmannelta transistorilta vastaanottamansa tulovirran ilman että rajoittaisi 20 kolmannelta transistorilta saatua virran määrää (vaihe 506). Tässä tapauksessa kolmannelta transistorilta vastaanotettu tulovirta määrää neljännen transistorin , lähtövirran. Mikäli toisen transistorin lähtövirta on : ·.·' oleellisen samansuuruinen ensimmäisen transistorin lähtö- . 25 virran kanssa, neljäs transistori johtaa rajoitetun ; ·.· tulovirran, joka on vastaanotettu neljännessä transis- » : torissa kolmannelta transistorilta (vaihe 507) . Tässä tapauksessa neljännen transistorin lähtövirta on neljännen » » transistorin tulovirran arvon ja 0:n välillä. Edullisesti, . 30 neljännen transistorin lähtövirran arvo on samansuuruinen järjestelmän bias-transistorin lähtövirran arvon kanssa. ;·’ Jos toisen transistorin toimittaman lähtövirran arvo on '1' suurempi kuin ensimmäisen transistorin toimittaman lähtö- virran arvo, neljännen transistorin ohjausjännitteen 35 potentiaaliarvo tulee sellaiseksi, että neljäs transistori ei johda neljännessä transistorissa kolmannelta transisto- '* riita vastaanotettua tulovirtaa (vaihe 508) , eli neljännen transistorin lähtövirta on olennaisesti 0:n suuruinen.

20 113714

Vaiheessa 509 neljännen transistorin lähtövirta toimitetaan jatkoprosessoitavaksi järjestelmässä. Vaiheessa 510 toisen transistorin, ja prosessorissa muiden vastaavien 5 transistorien, ohjausjännite muodostetaan neljännen transistorin lähtövirrasta yhdessä muilta vastaavilta prosessorin transistoreilta saatujen lähtövirtojen kanssa. Neljännen transistorin lähtövirran ja prosessorin muilta vastaavilta transistoreilta sekä bias-transistorilta 10 saatujen lähtövirtojen summavirta muodostaa ohjaus- jännitteen (Vcont), joka johdetaan toiselle transistorille ja vastaaville transistoreille prosessorissa. Ohjaus-jännite (Vcont) johdetaan myös bias-transistorille. Bias-transistorin lähtövirta asetetaan arvoon, jossa tietyn 15 järjestysnumeron omaava virta voidaan määrittää ensimmäisten transistorien lähtövirtojen joukosta (vaihe 511). Bias-virta, eli bias-transistorin lähtövirta, ohjaa tasapainotiloja siten, että neljänsien transistorien ja vastaavien prosessorin transistorien lähtövirtojen summa 20 on samansuuruinen bias-transistorin lähtövirran kanssa.

Tämä voidaan toteuttaa, koska bias-transistorin ohjaus-jännite voidaan ohjelmoida tiettyyn arvoon.

» • ·.·’ Kun määritetään ensimmäisen transistorin ja vastaavien 25 prosessorin transistorien lähtövirtojen järjestystä, ; ·.; voidaan soveltaa menetelmää, joka on selitetty viittaa- : maila kuvioihin 3 ja 4.

Vaikka keksinnön menetelmä on esitetty tässä esityksessä . 30 vaiheilla tietyssä järjestyksessä, alan ammattilainen ,’· ymmärtää, että lähes jokainen vaihe tapahtuu piirissä ;*’ olennaisen samanaikaisesti. Lisäksi, vain vaiheet 501, 503 ’:· ja 511 pysyvät muuttumattomina prosessoinnin ajan ja muut vaiheet, eli vaiheet 502, 504-510 toteutuvat koko ajan 35 kunnes järjestelmän tasapainotila saavutetaan.

'· Alan ammattilainen ymmärtää, että lukuisia muunnelmia voidaan tehdä yllä esitettyihin suoritusmuotoihin ilman, 21 113714 että poiketaan keksinnön piiristä, kuten esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa. Esimerkiksi piirien lukumäärä, analogisen rinnakkaisprosessoriverkon prosessoreissa, joita määritetään on yleensä suurempi kuin 3.

5 Vaikka piirien lukumäärä ja sen vuoksi myös ensimmäisten transistorien ja vastaavien prosessorin transistorien lähtövirtojen lukumäärä poikkeaa, voidaan järjestelmään soveltaa samaa määritysmenettelyä kuin esitetty tässä esityksessä.

10 I *

I I

i * t t

Claims (17)

113714

1. Prosessori analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa, jossa yksi prosessori vastaa yhtä kuvapistettä, kuvan 5 käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että prosessori käsit tää : lukuisia piirejä (301, 302, 303) aikaansaamaan piirien lähtövirtojen summavirta, joka yhdessä bias-transistorin (370) lähtövirran kanssa muodostaa ohjausjän-10 nitteen (Vcont), jossa kukin piiri (301, 302, 303) käsittää ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) ja toisen transistorin (311, 331, 351), jotka vastaanottavat vastaavat käyttöjännitteet ja toimivat virtalähteinä, aikaansaamaan lähtöjännitteen, ja kerroinkytkennän, joka vastaanot-15 taa ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) ja toisen transistorin (311, 331, 351) aikaansaaman lähtöjännitteen, aikaansaamaan kytkentätoiminnon piirin (301, 302, 303) lähtövirralle; bias-transistorin (370), joka aikaansaa lähtövirran, 20 joka muodostaa ohjausjännitteen (Vcont) yhdessä lukuisien . piirien (301, 302, 303) aikaansaaman piirien lähtövirtojen • ia “Ί summavirran kanssa; ja I I « > · » lähtötransistorin (380), joka vastaanottaa ohjausjän- i » | ; nitteen (Vcont), aikaansaamaan lähtövirran prosessorilta. 25

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen prosessori, tunnettu siitä, että bias-transistori (370) aikaansaa lähtövirran, joka asetetaan arvoon, jossa tietyn järjestysluvun omaava ’ virta voidaan määrittää ensimmäisen transistorin (310, 30 330, 350), tai vastaavien transistorien, lähtövirtojen joukosta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen prosessori, tunnettu siitä, että kerroinkytkentä käsittää: 113714 kolmannen transistorin (312, 332, 352), joka toimii virtalähteenä; ja neljännen transistorin (313, 333, 353), joka aikaansaa kytkentätoiminnon. 5

4. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista mukainen prosessori, tunnettu siitä, että kerroinkytkentä aikaansaa kolme toimintatilaa: neljäs transistori (313, 333, 353) johtaa virran; 10 neljäs transistori (313, 333, 353) johtaa rajoitetun määrän virtaa; tai neljäs transistori (313, 333, 353) ei johda virtaa.

5. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista 15 mukainen prosessori, tunnettu siitä, että kolmas transistori (312, 332, 352) vastaanottaa kerroinjännitteen, joka on ohjelmoitavissa.

6. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista 20 mukainen prosessori, tunnettu siitä, että ensimmäisen • j· transistorin (310, 330, 350) ja toisen transistorin (311, ; 331, 351) aikaansaama lähtöjännite on neljännen transisto- rin (313, 333, 353) ohjaus jännite. • t .··*. 25

7. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista * I mukainen prosessori, tunnettu siitä, että ensimmäisellä ► ♦ transistorilla (310, 330, 350) on tulo (314, 334, 354) ; käyttöjännitteelle ja tulo (315, 335, 355) ohjaus- jännitteelle. 30

8. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista I i mukainen prosessori, tunnettu siitä, että toisella tran-: sistorilla (311, 331, 351) on tulo (319, 339, 359) käyttö- jännitteelle ja tulo (318, 338, 358) ohjausjännitteelle, 35 jossa ohjausjännite (Vcont) on muodostettu neljännen tran- 113714 sistorin (313, 333, 353) lähtövirrasta yhdessä prosessorin vastaavien transistorien ja bias-transistorin (370) lähtö-virtojen kanssa.

9. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista mukainen prosessori, tunnettu siitä, että ainakin yksi transistoreista on PMOS-transistori.

10. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista 10 mukainen prosessori, tunnettu siitä, että ainakin yksi transistoreista on NMOS-transistori.

11. Minkä tahansa edellä olevista patenttivaatimuksista mukainen prosessori, tunnettu siitä, että prosessori 15 lisäksi käsittää ainakin yhden transistorin lähtövirran aikaansaamiseksi, joka summataan ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) kanssa.

12. Prosessorin piiri analogisessa rinnakkaisprosessori- 20 verkossa kuvan käsittelemiseksi, tunnettu siitä, että piiri (301, 302, 303) käsittää: : ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) ja toisen :Y: transistorin (311, 331, 351), jotka vastaanottavat vastaa- vat käyttöjännitteet ja toimivat virtalähteinä, aikaansaa-25 maan lähtöjännitteen; ja kerroinkytkennän, joka vastaanottaa ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) ja toisen transistorin (311, 331, I’··; 351) aikaansaaman lähtöjännitteen, aikaansaamaan kytkentä- toiminto piirin (301, 302, 303) lähtövirralle. .'1' 30 » · ·

13. Menetelmä kuvien käsittelemiseksi analogisessa t I ’!* rinnakkaisprosessoriverkossa, tunnettu siitä, että mene- * I = ··' ·’ telmä käsittää: » i 113714 vastaanotetaan lähdejännite ja ohjausjännite ensimmäisessä transistorissa (310, 330, 350), ja muodostetaan ensimmäisen transistorin (310, 330, 350) lähtövirta; vastaanotetaan lähdejännite ja ohjausjännite toisessa 5 transistorissa (311, 331, 351), ja muodostetaan toisen transistorin (311, 331, 351) lähtövirta; vastaanotetaan lähdejännite ja kerroinjännite kolmannessa transistorissa (312, 332, 352), ja aikaansaadaan tulovirta neljännelle transistorille (313, 333, 353); 10 vastaanotetaan tulojännite, joka on määritetty ensim mäisen (310, 330, 350) ja toisen transistorin (311, 331, 351) lähtövirtojen suhteen, ja tulovirta kolmannelta transistorilta (312, 332, 352) neljännessä transistorissa (313, 333, 353); 15 määritetään toimintatila neljännessä transistorissa (313, 333, 353) perustuen tulojännitteeseen ja tulovir- taan; ja toimitetaan neljännen transistorin (313, 333, 353) lähtövirta jatkoprosessointiin. 20 .

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu '·, siitä, että kerroinjännite on ohjelmoitavissa. « « » • I I

15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, » * · r • i » 25 tunnettu siitä, että toimintatila on jokin seuraavista: neljäs transistori (313, 333, 353) johtaa tulovirran; neljäs transistori (313, 333, 353) johtaa rajoitetun .. . määrän tulovirrasta; tai • · neljäs transistori (313, 333, 353) ei johda tulo- 30 virtaa.

'...· 16. Jonkin patenttivaatimuksista 13-15 mukainen menetel- : mä, tunnettu siitä, että neljännen transistorin (313, 333, 353. lähtövirta aikaansaadaan muodostamaan toisen transis- 35 torin (311, 331, 351), ja muiden vastaavien prosessorin 113714 2 6 transistorien, ohjausjännite (Vcont) yhdessä muiden lähtö-virtojen kanssa, jotka saadaan prosessorin vastaavilta transistoreilta ja bias-transistorilta (370) analogisessa rinnakkaisprosessoriverkossa. 5

17. Jonkin patenttivaatimuksista 13-16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että menetelmä lisäksi käsittää bias-transistorin (370) aikaansaamaan lähtövirta, joka asetetaan arvoon, jossa tietyn järjestysluvun omaava virta voi-10 daan määrittää ensimmäisen transistorin (310, 330, 350), tai vastaavien transistorien, lähtövirtojen joukosta. • » » I t I • I » t t · t · % t k » » I 27 113714