RU2059284C1

RU2059284C1 - Transputer cell

Info

Publication number: RU2059284C1
Application number: RU93051819A
Authority: RU
Inventors: П.А. Кадиев; А.В. Губа; И.П. Кадиев
Original assignee: Дагестанский Политехнический Институт
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: computer engineering and digital information transmission. SUBSTANCE: device has flip-flop, modulo-two adder, two 2-AND-OR gates, five AND gates, NOT gate and three OR gates. Device provides possibility to construct uniform polynomial structures for conversion of polynomials in algebraic polynomial rings. Transputer unit is also designed for universal encoding and decoding devices that uses cyclic codes with variable structure and high structural stability. Unit provides possibility to design polynomial structures that convert information represented in Galois fields GF(GF(2^m)) and in polynomial rings. EFFECT: increased functional capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и передачи дискретной информации. The invention relates to computer technology and the transmission of discrete information.

Известна ячейка однородной структуры, предназначенная для реализации операций коммутации и арифметической обработки данных [1]
Известна также ячейка однородной структуры, содержащая логические элементы И и ИЛИ, настроечные и информационные входы и выходы.A well-known cell of a homogeneous structure designed for the implementation of switching operations and arithmetic data processing [1]
A cell of a homogeneous structure is also known, containing logical elements AND and OR, tuning and information inputs and outputs.

Недостатком такой ячейки является невозможность построения однородных структур, позволяющих выполнять преобразование в алгебраических системах типа полей Галуа GF (2^m) и кольцо многочленов.The disadvantage of such a cell is the impossibility of constructing homogeneous structures that allow transformations in algebraic systems such as Galois fields GF (2 ^m ) and a polynomial ring.

Целью изобретения является создание ячейки, позволяющей строить новый класс однородных сред, названных полиномиальными, способных настраиваться на выполнение операций сложения, умножения и деления по правилам, принятым в алгебраических системах типа поле Галуа GF (2^m) или кольцо многочленов, над любой парой элементов (полиномов) этих систем и широко используемых при построении кодирующих и декодирующих устройств циклических кодов, способных обнаруживать и исправлять ошибки в кодовых словах, являющихся элементами указанных полей.The aim of the invention is to create a cell that allows you to build a new class of homogeneous media called polynomial, capable of tuning to perform addition, multiplication and division operations according to the rules adopted in algebraic systems such as Galois field GF (2 ^m ) or a ring of polynomials over any pair of elements ( polynomials) of these systems and widely used in the construction of encoding and decoding devices of cyclic codes capable of detecting and correcting errors in code words that are elements of these fields.

Цель достигается тем, что в ячейку (фиг.1), содержащую четыре информационных входа, три информационных выхода, первый, второй и третий элементы ИЛИ, пять элементов И, три настроечных входа, введены элемент НЕ, два элемента 2-2И-2ИЛИ, двухвходовый сумматор по модулю два, триггер, три настроечных входа, вход тактирования записи и считывания информации в триггере, причем первый и второй управляющие входы соединены с вторым и третьим входами первого элемента 2-2И-2ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, являющегося одновременно первым информационным выходом, четвертый вход соединен с первым информационным выходом, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с третьим управляющим входом, а выход с первым входом сумматора по модулю 2, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, а выход соединен с первым входом пятого элемента И и информационным входом триггера, тактовый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход соединен с первыми входами второго элемента ИЛИ и второго элемента 2-2И-2ИЛИ, второй и четвертый входы которого соединены с шестым управляющим входом, третий вход соединен с выходом пятого элемента И, и выход соединен с первыми входами первого и третьего элементов ИЛИ, причем второй вход первого элемента ИЛИ соединен с четвертым информационным входом, а второй вход третьего элемента ИЛИ соединен с третьим информационным входом, четвертый настроечный вход соединен с входом инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и первым входом третьего элемента И, вторые входы которых соединены с вторым информационным входом, а выход третьего элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, пятый настроечный вход является первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом, второй вход пятого элемента И соединен с вторым настроечным входом. The goal is achieved by the fact that in the cell (figure 1), containing four information inputs, three information outputs, the first, second and third elements OR, five elements AND, three tuning inputs, the element is NOT entered, two elements 2-2I-2OR, two-input adder modulo two, trigger, three tuning inputs, clock input for writing and reading information in the trigger, the first and second control inputs connected to the second and third inputs of the first element 2-2I-2OR, the first input of which is connected to the output of the first element OR being concurrent As the first information output, the fourth input is connected to the first information output, and the output is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is connected to the third control input, and the output to the first adder input modulo 2, the second input of which is connected to the output of the second element And, and the output is connected to the first input of the fifth AND element and the information input of the trigger, the clock input of which is connected to the output of the fourth AND element, and the output is connected to the first inputs of the second OR element and the second 2-2I-2 OR element , the second and fourth inputs of which are connected to the sixth control input, the third input is connected to the output of the fifth AND element, and the output is connected to the first inputs of the first and third OR elements, the second input of the first OR element connected to the fourth information input, and the second input of the third element OR connected to the third information input, the fourth tuning input is connected to the inverter input, the output of which is connected to the first input of the second AND element and the first input of the third AND element, the second inputs of which are connected to eye data input and output of the third AND element is connected to a second input of the second OR gate, the fifth adjusting input is the first input of the fourth AND gate, a second input coupled to a clock input, a second input of the fifth AND gate is connected to the second tuning input.

Такое конструктивное выполнение ячейки позволяет строить однородные полиномальные среды, настраиваемые на выполнение различных операций (по правилам поля), над любой парой элементов (полиномов) поля GF (2^m) или кольца многочленов.Such a constructive implementation of the cell allows you to build a homogeneous polynomial environment, configured to perform various operations (according to the rules of the field), on any pair of elements (polynomials) of the field GF (2 ^m ) or the ring of polynomials.

На фиг.1 приведена функциональная схема ячейки; на фиг.2 схема соединения ячеек в однородной положительной среде. Figure 1 shows the functional diagram of the cell; figure 2 diagram of the connection of cells in a homogeneous positive medium.

Ячейка однородной полиномальной среды состоит из двух элементов 2И-ИЛИ 1 и 11, триггера 8, сумматора по модулю два 7, элемента НЕ 2, пяти элементов И 3 6 и 9, трех элементов ИЛИ 10, 12 и 13 и имеет четыре информационных входа 16, 19, 23 и 24, шесть настроечных входов 14, 15, 17, 18, 20 и 22, три информационных выхода 25, 26 и 27. A cell of a homogeneous polynomial medium consists of two elements 2I-OR 1 and 11, a trigger 8, an adder modulo two 7, elements NOT 2, five elements AND 3 6 and 9, three elements OR 10, 12 and 13 and has four information inputs 16 , 19, 23 and 24, six tuning inputs 14, 15, 17, 18, 20 and 22, three information outputs 25, 26 and 27.

Сигналы на настроечных входах 14 и 15 обеспечивают выбор операции, в выполнении которой, в составе преобразователя "набранного" в среде, участвует данная ячейка. Логическая единица на входе 15 обеспечивает информационную связь ячейки с входом однородной среды при выполнении операции умножения, с которой соединен информационный вход 16; логическая единица на выходе 14 "замыкает" цепь обратной связь с выходом преобразователя, отмеченного выше, через вход 24 ячейки при выполнении операции деления; логическая единица на настроечном входе 27 обеспечивает участие переменной на входах 16 или 24 в суммировании по модулю два с переменной на информационном входе 19, что имеет место при единичном значении коэффициента при переменной, в соответствии которой в полиноме множителе или делителе поставлена ячейка; логическая единица на настроечном входе 18 обеспечивает прохождение информации с входа 19 на выход 26, может быть использован для "обхода" ячейки при ее неисправности; логическая единица на настроечном входе 20 обеспечивает тактирование записи и считывания информации в ячейке, определяет ячейки, участвующие в преобразовании информации, вводимой на вход среды; логическая единица на настроечном входе 27 означает, что данная ячейка выбрана в среде в качестве последней в структуре преобразователя; управляемого информационного переноса в ячейке. The signals at the tuning inputs 14 and 15 provide the choice of the operation in which this cell is involved in the “dialed” converter in the medium. The logical unit at the input 15 provides information connection of the cell with the input of a homogeneous medium when performing the multiplication operation, to which the information input 16 is connected; the logical unit at the output 14 closes the feedback circuit with the output of the converter noted above through the input 24 cells when performing the division operation; the logical unit at the tuning input 27 ensures the participation of the variable at the inputs 16 or 24 in the summation modulo two with the variable at the information input 19, which takes place at a single coefficient value for the variable, according to which a cell is put in the polynomial of the multiplier or divider; the logical unit at the tuning input 18 provides the passage of information from input 19 to output 26, can be used to "bypass" the cell when it malfunctions; the logical unit at the tuning input 20 provides a clock for writing and reading information in the cell, determines the cells involved in the conversion of information input to the input of the medium; the logical unit at the tuning input 27 means that this cell is selected in the medium as the last in the structure of the Converter; managed information transfer in the cell.

На фиг. 2 приведен пример построения однородной полиномиальной среды на предлагаемых ячейках. Сpеда содержит n ячеек, соединенных последовательно, информационные входы 16 всех ячеек соединены с общим входом среды и используется при выполнении в среде операции умножения полиномов, выход 26 каждой ячейки соединен с входом 19 последующей, выход 27 предыдущей ячейки соединен с входом 23 последующей и используется для "переноса" выхода из среды на выход 27 последней n-й ячейки среды, выход 25 каждой последующей ячейки соединен с входом 24 предыдущей и служит для организации обратной связи с входом 24 предыдущей и служит для организации обратной связи с выходной ячейки среды на входы всех предыдущих, входы 21 всех ячеек среды соединены с общей линией тактовых сигналов ТИ, настроечные входы ячеек однородной полиномиальной среды соединены с выходами индивидуальных регистров управляющих слоев Р₁-Р_n, информация в которых определяет выполняемые средой функции (входы 14 и 15), структуру преобразователя (выходы 17), выходную ячейку среды (вход 22), тактируемые в среде ячейки ( вход 20), участвующие в преобразователе исправные ячейки (вход 18).In FIG. Figure 2 shows an example of constructing a homogeneous polynomial medium on the proposed cells. The medium contains n cells connected in series, the information inputs 16 of all cells are connected to a common input of the medium and is used when polynomial multiplication is performed in the medium, output 26 of each cell is connected to input 19 of the next, output 27 of the previous cell is connected to input 23 of the next and used to "transfer" of the output from the medium to the output 27 of the last n-th cell of the medium, the output 25 of each subsequent cell is connected to the input 24 of the previous one and serves to organize feedback with the input 24 of the previous one and serves to organize the feedback from ides an output medium on the cells of all previous inputs, the inputs of all 21 cells medium connected to a common clock signal line TI tuning inputs of cells homogeneous polynomial medium connected to the individual output registers control layers P ₁ -P _n, information which defines the functions performed medium ( inputs 14 and 15), the structure of the converter (outputs 17), the output cell of the medium (input 22), clocked cells in the medium (input 20), and serviceable cells participating in the converter (input 18).

Для умножения двоичных полиномов в алгебраическом кольце многочленов один из них "набирается" программно в однородной среде, а другой по тактам поразрядно вводится по входу 19 первой ячейки в среде в течение числа тактов, определяемых разрядностью вводимого полинома; результат умножения снимается с выхода 27 последней ячейки схемы умножения через входы 23 и выходы 27 промежуточных ячеек; для получения произведения среду следует подавать после ввода сомножителя, столько тактов, каково число ячеек памяти (триггеров) в схеме умножения. При этом сигнал с входа среды подается на входы 16 всех ячеек и, при наличии сигнала разрешения на управляющем входе 17 любой ячейки, он "попадает в ячейку". Сигнал разрешения на входе 1 имеет место при равенстве единице коэффициента переменной соответствующей степени полинома сомножителя, "набранного" в среде. To multiply binary polynomials in an algebraic ring of polynomials, one of them is “typed” programmatically in a homogeneous medium, and the other is clockwise input at the input 19 of the first cell in the medium during the number of clocks determined by the length of the input polynomial; the result of the multiplication is removed from the output 27 of the last cell of the multiplication circuit through the inputs 23 and outputs 27 of the intermediate cells; To obtain a product, the medium should be fed after entering the factor, as many clock cycles as what is the number of memory cells (triggers) in the multiplication scheme. In this case, the signal from the input of the medium is supplied to the inputs 16 of all cells and, in the presence of a permission signal at the control input 17 of any cell, it “falls into the cell”. The enable signal at input 1 occurs when the coefficient coefficient of the corresponding degree of the polynomial of the factor “typed” in the medium is equal to unity.

Операция умножения некоторого множества полиномов на полином, называемый образующим, позволяет строить несистематические циклические коды. The operation of multiplying a certain set of polynomials by a polynomial, called a generator, allows one to construct unsystematic cyclic codes.

Операция деления полиномов выполняется путем программного "набора" полинома делителя в однородной полиномиальной среде, неразрядным вводом по входу 19 входной ячейки среды по тактовым сигналам в среду, при инициированном входе 14 всех ячеек, инициированном входе 17 ячеек, соответствующих ненулевым состоящим полинома делителя. Операция деления выполняется за число тактов, равных разрядности двоичной последовательности, соответствующей делимому. Операция деления множества входных последовательностей на данный с анализом остатка от деления может быть использована при декодировании циклических кодов с обнаружением ошибок. The operation of division of polynomials is performed by programmatically “dialing” the divider polynomial in a homogeneous polynomial medium, by a non-continuous input at the input 19 of the input cell of the medium by clock signals on Wednesday, with the input 14 of all cells initiated, the input of 17 cells corresponding to nonzero divider polynomial initiated. The division operation is performed for the number of ticks equal to the bit depth of the binary sequence corresponding to the dividend. The operation of dividing the set of input sequences into a given one with the analysis of the remainder of the division can be used when decoding cyclic codes with error detection.

Claims

A HOMOGENEOUS MEDIA CELL, containing three OR elements and five AND elements, characterized in that the NOT element, two 2AND OR elements, an adder modulo two and a trigger are introduced into the cell, the first and second tuning inputs of the cell being connected respectively to the second and third inputs of the first the second element OR AND, the first input of which is connected to the output of the first OR element, which is the first information output of the cell, the fourth input of the first element 2 AND OR is connected to the first information input of the cell, and the output with the first input of the first AND element, The second input of which is connected to the third training input of the cell, and the output with the first input of the adder is modulo two, the second input of which is connected to the output of the second element And, and the output with the first input of the fifth element And and the information input of the trigger, the clock input of which is connected to the output of the fourth AND element, and the output with the first inputs of the second OR element and the second element 2 AND OR, the second and fourth inputs of which are interconnected and connected to the sixth tuning input of the cell, the third input of the second element 2 AND OR is connected to the output ohm of the fifth AND element, and the output with the first inputs of the first and third OR elements, the second input of the first OR element is connected to the fourth information input of the cell, the second input of the third OR is connected to the third information input of the cell, the fourth tuning input of which is connected to the input of the NOT element, the output of which is connected to the first inputs of the second and third AND elements, the second inputs of which are connected to the second information input of the cell, the output of the third AND element is connected to the second input of the second OR element, the output is It is connected to the second information output of the cell, the fifth tuning input of which is connected to the first input of the fourth element And, the second input of which is connected to the clock input of the cell, the second input of the fifth element And is connected to the second tuning input of the cell, the third information output of which is connected to the output of the third element OR.