RU2129297C1

RU2129297C1 - Transputer gate for homogeneous branching polynomial network

Info

Publication number: RU2129297C1
Application number: RU93051867A
Authority: RU
Inventors: П.А. Кадиев; А.В. Губа; И.П. Кадиев
Original assignee: Дагестанский Политехнический Институт
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1999-04-20

Abstract

FIELD: computer engineering, digital information transmission, in particular, for information conversion in algebraic polynomial rings, design of flexible encoding and decoding computing networks for generator of cyclic codes or generation of random sequences and calculation of signatures. SUBSTANCE: device has two 2-2AND-2OR gates, modulo-two adder, flip-flop, three AND gates. Goal of invention is achieved by introduced NOT gate, fourth and fifth AND gates, 3 m AND gates for switching outputs, where m is branching index in network for each gate, first and second 2-OR gates, first and second OR gates with m inputs, OR gate with (m+1) inputs, AND-OR gate with K two-input AND gates, where K is number of inputs of homogeneous network. In addition device has additional control inputs for switching inputs and outputs according to routes specified by software. EFFECT: increased functional capabilities, branching connection between gates, simplified design and increased reliability of gate. 2 dwg

Description

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

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано при создании однородных многовходовых ветвящихся вычислительных сред для выполнения параллельных преобразований информации в алгебраических кольцах многочленов, построении универсальных по функциям колирующих и декодирующих сред циклических кодов с переменной управляемой структурой, устройств вычисления сигнатур и формирования случайных последовательностей. The invention can be most effectively used to create homogeneous multi-input branching computing environments for performing parallel transformations of information in algebraic rings of polynomials, constructing cyclic codes with a variable controlled structure, functionally universal collating and decoding media, signature calculation devices, and generating random sequences.

Известна ячейка однородной среды, предназначенная для реализации управляемых логических преобразований над входными переменными и осуществления различных коммутаций входов и выходов (а. с. SU N 1218378, G 06 F 7/00, 1986). A well-known cell homogeneous environment, designed to implement controlled logical transformations on the input variables and the implementation of various switching inputs and outputs (and.with. SU N 1218378, G 06 F 7/00, 1986).

Прототип - ячейка однородной среды (а.с. SU N 1218378, G 06 F 7/00, 1986 г.), содержит логические элементы ИЛИ, логические элементы И, триггер, входы для настройки, информационные входы и выходы. The prototype is a cell of a homogeneous medium (a.s. SU N 1218378, G 06 F 7/00, 1986), contains OR gates, AND gates, trigger, configuration inputs, information inputs and outputs.

Недостатком прототипа является то, что он не содержит сумматора по модулю, элементов 2-2И-2ИЛИ, не позволяет строить однородные среды для преобразования информации в алгебраических системах типа поле Галуа и кольцо многочленов с ветвящимися управляемыми направлениями передачи информации. The disadvantage of the prototype is that it does not contain an adder modulo elements 2-2I-2OR, does not allow you to build a homogeneous medium for converting information in algebraic systems such as a Galois field and a ring of polynomials with branching controlled directions of information transfer.

Целью настоящего изобретения является - расширение функциональных возможностей ячейки однородной среды, создание ячейки, позволяющей строить многовходные, с ветвящимися связями между ячейками однородные среды, с возможностью программного управления направлением передачи информации в среде, в которых нет дополнительных схемных логических элементов; обладающих повышенной надежностью. The aim of the present invention is to expand the functionality of a cell of a homogeneous environment, creating a cell that allows you to build multi-input, with branching connections between cells homogeneous environment, with the ability to programmatically control the direction of information transfer in an environment in which there are no additional circuit logic elements; with increased reliability.

Поставленная цель достигается тем, что ячейка, содержащая триггер, первый, второй и третий логические элементы ИЛИ, первый, второй, третий, и четвертый элементы И, отличается тем, что в нее введены сумматор по модулю два, два элемента 2-2И-2ИЛИ, элемент НЕ и три группы элементы И, причем информационные и управляющие входы коммутатора подключены соответственно к информационным входам среды и входам управления выбором входа среды, выход коммутатора соединен с первым входом первого элемента 2-2И-2ИЛИ второй и третий входы которого соединены соответственно со входом кода операции умножения и деления, выход первого элемента 2-2И-2ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого является входом выбора коэффициента ячейки, а выход подключен к первому входу сумматора по модулю два, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого через элемент НЕ соединен с входом управления переноса информации на выход ячейки, подключенным к первому входу третьего элемента И, вторые входы второго и третьего элементов И объединены и подключены к выходу первого элемента ИЛИ, m входов которого соединены с информационными входами ячейки, выход второго элемента И соединен со вторым входом сумматора по модулю два, выход которого соединен с информационным входом триггера, тактовый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый и второй входы которого являются соответственно тактовым и управляющим входами ячейки, выход триггера подключен к первому входу второго элемента 2-2И-2ИЛИ и к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, второй и третий входы второго элемента 2-2И-2ИЛИ подключены к входу выбора выходной ячейки среды, а четвертый вход соединен с выходом пятого элемента И, входы которого соединены соответственно с выходом сумматора по модулю два и входом кода операции умножения ячейки, выход второго элемента 2-2И-2ИЛИ подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, m-входов которого являются информационными входами ячейки, выход второго элемента 2-2И-2ИЛИ соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, остальные m входов которого являются информационными входами обратной связи, а выход подключен к четвертому входу первого элемента 2-2И-2ИЛИ и к информационным входам элемента И первой группы, управляющие входы которых соединены со входами направления обратной связи между ячейками, выход второго элемента ИЛИ соединен с информационными входами И второй группы, управляющие входы которых подключены к входам выбора направления передачи информации для ее обработки, выход третьего элемента ИЛИ соединен с информационными входами элементов И третьей группы, управляющие входы которых соединены со входами выбора направления передачи информации на выход среды, выходы элементов И первой, второй и третьей групп являются соответствующими выходами ячейки. This goal is achieved in that the cell containing the trigger, the first, second and third logical elements OR, the first, second, third, and fourth elements AND, is characterized in that an adder is introduced modulo two, two elements 2-2I-2 OR , the element is NOT, and the three groups of elements are AND, and the information and control inputs of the switch are connected respectively to the information inputs of the medium and the inputs for controlling the choice of the medium input, the output of the switch is connected to the first input of the first element 2-2I-2 OR the second and third inputs of which are connected respectively Actually, with the input of the multiplication and division operation code, the output of the first 2-2I-2OR element is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is the cell coefficient selection input, and the output is connected to the first input of the adder modulo two, the second input of which is connected to the output of the second element And, the first input of which through the element is NOT connected to the input control information transfer to the output of the cell connected to the first input of the third element And, the second inputs of the second and third elements And are combined and connected to the output the first OR element, m inputs of which are connected to the information inputs of the cell, the output of the second element And is connected to the second input of the adder modulo two, the output of which is connected to the information input of the trigger, the clock input of which is connected to the output of the fourth element And, the first and second inputs of which are the clock and control inputs of the cell, the trigger output is connected to the first input of the second 2-2I-2OR element and to the first input of the second OR element, the second input of which is connected to the output of the third element And, the second and third inputs of the second element 2-2I-2OR are connected to the input selection of the output cell of the medium, and the fourth input is connected to the output of the fifth element And, the inputs of which are connected respectively to the output of the adder modulo two and the input of the cell multiplication operation code, the output of the second 2-2I-2OR element is connected to the first input of the third OR element, the second input of which is connected to the output of the fourth OR element, whose m-inputs are information inputs of the cell, the output of the second 2-2I-2OR element is connected to the first input of the fifth element and OR, the remaining m inputs of which are feedback information inputs, and the output is connected to the fourth input of the first 2-2I-2OR element and to the information inputs of the And element of the first group, whose control inputs are connected to the inputs of the feedback direction between cells, the output of the second element OR connected to the information inputs AND of the second group, the control inputs of which are connected to the inputs of the choice of the direction of transmission of information for its processing, the output of the third element OR is connected to the information inputs of the element s and the third group, control inputs of which are connected to the inputs of selecting transmission information to the output direction of the medium, and outputs elements of the first, second and third groups are the respective cell outputs.

Такое конструктивное выполнение ячейки однородной среды позволяет расширить функциональные возможности ячейки на счет увеличения числа входов и выходов, как управляемых как и неуправляемых, строить однородные среды с программно управляемой структурой для преобразования информации в полях Галуа и кольце многочленов; введение внутренних обратных связей в самой ячейке, позволяет строить однородные ветвящиеся среды с множеством связей у каждой ячейки с другими, обеспечивающими возможность использования для обработки информации различных ветвей среды, что определяет ее более высокую надежность, позволяет строить ветвящиеся однородные полиноминальные среды без дополнительных схемных элементов, что упрощает конструкцию такой среды. Such a constructive implementation of a cell of a homogeneous medium allows you to expand the functionality of the cell by increasing the number of inputs and outputs, both controlled as well as uncontrolled, to build homogeneous media with a software-controlled structure for converting information in Galois fields and a polynomial ring; the introduction of internal feedbacks in the cell itself allows you to build a homogeneous branching medium with many connections at each cell with others, providing the ability to use different branches of the medium for processing information, which determines its higher reliability, allows you to build branching homogeneous polynomial environments without additional circuit elements, which simplifies the design of such an environment.

На фиг. 1 приведена функциональная схема ячейки однородной ветвящейся полиноминальной среды. In FIG. Figure 1 shows a functional diagram of a cell of a homogeneous branching polynomial medium.

На фиг. 2 приведен пример построения однородной ветвящейся полиноминальной среды. In FIG. Figure 2 shows an example of constructing a homogeneous branching polynomial medium.

Описание работы ячейки однородной среды по фиг.1. A description of the operation of a homogeneous medium cell in FIG.

Ячейка однородной ветвящейся среды состоит из 2-х элементов 2-2И-2ИЛИ 2-1, 2-2, сумматора по модулю 2-8, триггера 9, элемента НЕ 7, пяти элементов И 3-1 - 3-5, 2-х элементов 2ИЛИ 4-1 и 4-2, 2-х элементов ИЛИ на m входов 5-1, 5-2, одного элемента ИЛИ на (m+1) входов 5-3, 3-х групп по m в каждой элементов 2И-6-1, 6-2 и 6-3, управляемых сигналами выбора направления передачи информации с выхода ячейки, коммутатора 1, К входов которого являются информационными входами ячейки, выбор входа, принимающего информацию из указанной группы, осуществляются сигналами настройки L₁-L_k. Вторую группу информационных входов ячейки, образуют входы логического первого элемента ИЛИ 5-1, третью группу информационных входов образуют входы логического пятого элемента ИЛИ 5-4.A homogeneous branching medium cell consists of 2 elements 2-2I-2OR 2-1, 2-2, an adder modulo 2-8, trigger 9, element HE 7, five elements 3-1 - 3-5, 2- x elements 2 OR 4-1 and 4-2, 2 elements OR on m inputs 5-1, 5-2, one element OR on (m + 1) inputs 5-3, 3 groups of m in each element 2I-6-1, 6-2 and 6-3, controlled by signals for selecting the direction of information transmission from the output of the cell, switch 1, the inputs of which are the information inputs of the cell, the choice of the input receiving information from the specified group is carried out by setting signals L ₁ - L _k . The second group of information inputs of the cell, form the inputs of the logical first element OR 5-1, the third group of information inputs form the inputs of the logical fifth element OR 5-4.

Входами, управляющими вводом информации являются входы 10, 11, 12, 13 и 14. The inputs that control the input of information are inputs 10, 11, 12, 13 and 14.

Вход управления 11 замыкает цепь обратной связи в ячейке и, при наличии логической единицы на входе 10, подает для суммирования информацию, идущую на цепи обратной связи с выхода пятого элемента ИЛИ 5-3, на один из входов сумматора по модулю 2-8. Сигнал в цепи обратной связи с выхода пятого элемента ИЛИ может принадлежать как самой ячейке, что имеет место при уровне логической единицы на входе управления 16, либо поступить по одной из m цепей обратной связи E₁+E_m, поданных на вход элемента ИЛИ 5-3 с выходной ячейки среды.The control input 11 closes the feedback circuit in the cell and, if there is a logical unit at the input 10, provides information to be added to the feedback circuit from the output of the fifth OR 5-3 element to one of the adders modulo 2-8. The signal in the feedback circuit from the output of the fifth OR element can belong either to the cell itself, which takes place at the level of a logical unit at the control input 16, or it can arrive at one of the m feedback circuits E ₁ + E _m fed to the input of the OR element 5- 3 s output cell environment.

Можно отметить, что обратные связи с выходной ячейки на входы ячеек с уровнем логической единицы по входу настройки 10 необходимы при выполнении в однородной среде операций деления полиномов по правилам, принятым в алгебраических полях и кольцах многочленов. It can be noted that feedback from the output cell to the inputs of cells with a logic unit level at the input of setting 10 is necessary when performing polynomial division operations in a homogeneous medium according to the rules adopted in algebraic fields and polynomial rings.

При выполнении операции умножения в указанных алгебраических системах уровень логической единицы устанавливается на входах 12 всех ячеек, входящих в среде в состав "сформированного" там с помощью сигналов настройки (управления) преобразователя - схемы умножения. Ячейки, перед которыми путем настройки "устанавливаются" сумматоры по модулю 2-8, определяются сигналами настройки на входах 10. Группа информационных входов В₁+В_к при умножении получают информацию со входов среды.When performing the operation of multiplication in the indicated algebraic systems, the level of the logical unit is set at the inputs of 12 all the cells included in the environment that are “formed” there using the tuning signals (control) of the converter — the multiplication circuit. Cells before which adders are set by tuning modulo 2-8 by tuning are determined by tuning signals at inputs 10. The group of information inputs B ₁ + B _to receive information from the inputs of the medium when multiplied.

Сигнал настройки по входу 13 обеспечивает либо ввод информации по "m" входам элемента ИЛИ 5-1 на вход сумматора 8, либо вывод ее на выход элемента ИЛИ 4-1, с выхода которого она направляется на выход ячейки с помощью управляющих сигналов выбора направления передачи через вторую группу выходных элементов И 6-2-1 - 6-2-m, без обработки в ячейке, т.е. имеет место "управляемый перенос" информации из группы входов элемента ИЛИ 5-1, на выход ячейки. The tuning signal at input 13 provides either the input of information on the "m" inputs of the OR element 5-1 to the input of the adder 8, or its output to the output of the OR element 4-1, from the output of which it is sent to the output of the cell using control signals to select the direction of transmission through the second group of output elements And 6-2-1 - 6-2-m, without processing in the cell, i.e. there is a "controlled transfer" of information from the group of inputs of the OR element 5-1 to the cell output.

Вход управления 14 обеспечивает возможность прохождения тактирующих сигналов, поступающих на вход ячейки 15, на синхровход триггера 9, что обеспечивает запись результата сложения по модулю 3 на выходе сумматора в этот триггер. The control input 14 provides the possibility of the passage of the clock signals supplied to the input of the cell 15, to the trigger input of the trigger 9, which provides a record of the addition modulo 3 at the output of the adder to this trigger.

В том случае, когда выполняется операция умножения и ячейка является выходной ячейкой преобразователя "сформированного" в среде, результат сложения с выхода сумматора выводится через пятый элемента И 3-3, второй элемента 2-2И-2ИЛИ 2-2 в цепь обратной связи (вход элемента ИЛИ 5-3) и одновременно, через третий элемента ИЛИ 4-2, 3-ю группу из m элементов И 6-3-1 - 6-3-m на выбранный сигналом направления передачи, подаваемым на вторые входы указанной третьей группы элементов И, на выход ячейки. In the case when the multiplication operation is performed and the cell is the output cell of the transducer "formed" in the medium, the result of the addition from the output of the adder is output through the fifth element And 3-3, the second element 2-2I-2 OR 2-2 into the feedback circuit (input element OR 5-3) and simultaneously, through the third element OR 4-2, the 3rd group of m elements And 6-3-1 - 6-3-m to the selected signal direction of transmission, supplied to the second inputs of the specified third group of elements And, to the output of the cell.

Сигнал, поступающий на информационные входы элемента ИЛИ 5-2, передается на выбранный выход ячейки без изменений. Имеет место "сквозной" неуправляемый перенос информации через ячейку. Такой перенос необходим, когда выходная ячейка преобразователя, "сформулированного" программно в среде, не совпадает с последней (крайней) ячейкой среды и необходим "сквозной" перенос информации через "промежуточные" ячейки. The signal received at the information inputs of the OR 5-2 element is transmitted to the selected output of the cell without changes. There is a "through" uncontrolled transfer of information through the cell. Such a transfer is necessary when the output cell of the converter, "formulated" programmatically in the medium, does not coincide with the last (extreme) cell of the medium and the "through" transfer of information through the "intermediate" cells is necessary.

Claims

A homogeneous medium cell containing a trigger, a switch, AND and OR elements, characterized in that an adder modulo two, two 2-2I-2OR elements, an NOT element and three groups of AND elements are introduced into it, and the information and control inputs of the switch are connected respectively to the information inputs of the medium and the inputs for controlling the choice of the input of the medium, the output of the switch is connected to the first input of the first element 2-2I-2OR, the second and third inputs of which are connected respectively to the inputs of the code of the operation of cell multiplication and division, the output of the first element 2-2I-2OR is connected to the first input of the first AND element, the second input of which is the input of the cell coefficient selection, and the output is connected to the first input of the adder modulo two, the second input of which is connected to the output of the second And element, the first input of which is NOT connected through the element with the control input of information transfer to the output of the cell connected to the first input of the third AND element, the second inputs of the second and third AND elements are combined and connected to the output of the first OR element, m inputs of which are connected to information inputs cell, the output of the second element And is connected to the second input of the adder modulo two, the output of which is connected to the information input of the trigger, the clock input of which is connected to the output of the fourth element And, the first and second inputs of which are respectively the clock and control inputs of the cell, the output of the trigger is connected to the first input of the second 2-2I-2OR element and to the first input of the second OR element, the second input of which is connected to the output of the third AND element, the second and third inputs of the second 2-2I-2OR element are connected to the selection input in the output cell of the medium, and the fourth input is connected to the output of the fifth AND element, the inputs of which are connected respectively to the output of the adder modulo two and the input of the cell multiplication operation code, the output of the second element 2-2I-2OR is connected to the first input of the third OR element, the second input of which connected to the output of the fourth OR element, m inputs of which are the information inputs of the cell, the output of the second element 2-2I-2 OR connected to the first input of the fifth OR element, the remaining m inputs of which are information inputs of the reverse communication, and the output is connected to the fourth input of the first element 2-2I-2OR and to the information inputs of the elements of the first group, the control inputs of which are connected to the inputs of the feedback direction between the cells, the output of the second element is connected to the information inputs of the elements of the second group, the control the inputs of which are connected to the inputs of the direction of information transfer for its processing of the cell, the output of the third OR element is connected to the information inputs of the elements of the third group, the control inputs of which are connected to the inputs information transmission direction of the medium output element outputs the first, second and third groups are the respective cell outputs.