RU2592462C1

RU2592462C1 - Synchrostratum module for wave processing of data

Info

Publication number: RU2592462C1
Application number: RU2015112623/08A
Authority: RU
Inventors: Вячеслав Борисович Мараховский; Алексей Вадимович Сурков; Сергей Геннадьевич Бобков
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-07-20

Abstract

FIELD: computer engineering.

SUBSTANCE: invention relates to computer engineering and discrete automatics. This is achieved by the fact that synchrostratum module comprises two multi-input C-elements of Muller and inverter output is connected to the first input of the first multi-input C-element of Muller, the second input of the first multi-input C-element of Muller is connected to output of second multi-input C-element of Muller previous module, transmitting control output of the second multi-input C-element of Muller is connected to the input of the inverter and input of the first multi-input C-element of Muller next module receiving control, the first input of the second multi-input C-element of Muller is connected to the output of delay elements.

EFFECT: wider field of use, increased throughput capacity of the interacting machines Mura with waved organisation of data processing with the possibility of tight filling machines Mura information.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и дискретной автоматики.The invention relates to the field of computer technology and discrete automation.

В асинхронных системах, содержащих множество взаимодействующих блоков, а также ГАЛС (Глобально Асинхронных Локально Синхронных) или ГАЛП (Глобально Асинхронных Локально Произвольных) систем, удобно систему разбивать на два слоя, или стратума, один из которых состоит из управляемых блоков и является процессорным стратумом, а другой осуществляет управление блоками, координируя их взаимодействие, и является синхростатумом. Такое представление систем позволяет строить подсистему управления, абстрагируясь от конкретных реализаций системных блоков. При этом каждому блоку системы ставится в соответствие модуль синхростратума, который связан с управляемым блоком и с соседними модулями синхростратума парами управляющих сигналов по принципу запрос-ответ.In asynchronous systems containing many interacting blocks, as well as GALS (Globally Asynchronous Locally Synchronous) or GALP (Globally Asynchronous Locally Arbitrary) systems, it is convenient to divide the system into two layers, or stratum, one of which consists of managed blocks and is a processor stratum, and the other manages the blocks, coordinating their interaction, and is a synchrostatum. Such a representation of systems allows you to build a control subsystem, abstracting from specific implementations of system units. In this case, each block of the system is associated with a synchratratum module, which is connected to the controlled block and adjacent synchrostratum modules by pairs of control signals according to the request-response principle.

Так, известна схема управления асинхронным конвейером, состоящая из С-элементов Малера и инверторов. С-элемент Маллера - это триггерное устройство, выход которого принимает значение "лог. 1", если все его входы имеют значение "лог. 1", и значение "лог. 0", когда все его входы имеют значение "лог. 0", в противном случае выход устройства сохраняет предыдущее значение (Айвэн Сазерленд, "Micropipelines", CommunicationofACM, June 1989, Volume 32, Number 6, p. 728-730).Thus, a control circuit for an asynchronous conveyor is known, consisting of Mahler C-elements and inverters. Muller's C-element is a trigger device, the output of which takes the value “log. 1” if all its inputs have the value “log. 1”, and the value is “log. 0” when all its inputs have the value “log. 1” otherwise, the output of the device retains the previous value (Ivan Sutherland, "Micropipelines", CommunicationofACM, June 1989, Volume 32, Number 6, p. 728-730).

Описанное устройство обладает рядом недостатков. Схема использует встроенные элементы задержек, применима только для одномерных конвейеров и не может быть использована для организации волновых процессов обработки данных в случаях, когда связи между блоками имеют структуру ациклического орграфа, а также в рассматриваемой схеме можно использовать только примитивные автоматы Мура (без запоминания предыдущего состояния).The described device has several disadvantages. The scheme uses built-in delay elements, is applicable only for one-dimensional pipelines and cannot be used to organize wave processes of data processing in cases where the connections between the blocks have the structure of an acyclic digraph, and only primitive Moore machines can be used in the considered circuit (without remembering the previous state )

Наиболее близким по технической сути достигаемому результату является схема модуля синхростратума для конвейерной обработки данных, содержащая два С-элемента Маллера и инвертор, выход которого соединен с первым входом первого С-элемента Маллера, второй вход первого С-элемента Маллера соединен с выходом второго С-элемента Маллера предыдущего модуля, передающего управление, выход второго С-элемента Маллера соединен со входом инвертора и входом первого С-элемент Маллера следующего модуля, принимающего управление, первый вход второго С-элемента Маллера соединен с выходом элемента задержки (Айвэн Сазерленд, "Micropipelines", CommunicationofACM, June 1989, Volume 32, Number 6, p. 725-726).The technical result closest in technical essence is the scheme of the synchratratum module for pipelining data processing, containing two Muller C-elements and an inverter, the output of which is connected to the first input of the first Muller C-element, the second input of the first Muller C-element is connected to the output of the second C- the Muller element of the previous control transmitting module, the output of the second Muller C-element is connected to the inverter input and the input of the first Muller C-element of the next control module, the first input of the second C-e ementa Muller connected to the output of the delay element (Ivan Sutherland, "Micropipelines", CommunicationofACM, June 1989, Volume 32, Number 6, p. 725-726).

Недостатком описанной схемы модуля является то, что она применима только для одномерного синхростратума и не может быть использована для организации волновых процессов обработки данных в случаях, когда связи между модулями имеют структуру ациклического орграфа; такой конвейер имеет низкую пропускную способность и не допускает возможности плотного его заполнения.The disadvantage of the described module circuit is that it is applicable only for a one-dimensional synchratratum and cannot be used to organize wave processes of data processing in cases where the connections between the modules have the structure of an acyclic digraph; such a conveyor has a low throughput and does not allow the possibility of its dense filling.

Моделью элемента задержки в общем случае может служить автомат Мура, работой которого управляет модуль синхростратума с помощью фазового сигнала. На изменение значения входного фазового сигнала автомат Мура после завершения в нем переходных процессов отвечает модулю синхростратума изменением значения выходного сигнала. Сам синхростратум является самосинхронной схемой, поведение которой инвариантно к величинам задержек ее элементов. Таким образом для модуля синхростратума управляемый им автомат Мура представляет собой просто задержку, которую, в частности, можно положить равной нулю и рассматривать синхростратум как самостоятельную схему, не зависящую от конструкции автоматов Мура в том случае, если при этом не нарушается принцип взаимодействия автоматов Мура друг с другом.In the general case, the Moore automaton can serve as a model of the delay element, the operation of which is controlled by the synchratratum module using a phase signal. After changing the transient processes in it, the Moore automaton responds to a change in the value of the input phase signal by the synchrostratum module by changing the value of the output signal. The synchratratum itself is a self-synchronous circuit whose behavior is invariant to the delay values of its elements. Thus, for the synchro-stratum module, the Moore automaton controlled by it is simply a delay, which, in particular, can be set equal to zero and the synchro-strategy is considered an independent circuit independent of the construction of Moore automata if the principle of interaction of Moore automata is not violated with a friend.

Для увеличения пропускной способности конвейера и достижения его плотного заполнения задачами целесообразно включать автоматы через один С-элемент синхростратума, однако при этом нарушается принцип взаимодействия автоматов при приеме-передаче данных. Действительно, при заполнении конвейера задачами два автомата, обрабатывающие разные задачи, могут оказаться соседними в фазе перехода и при этом может произойти несанкционированная передача данных. Для того чтобы исключить такую возможность, необходимо внести изменения в схему управления работой автоматов.To increase the throughput of the conveyor and achieve its dense filling with tasks, it is advisable to turn on the machines through one C-element of the synchratratum, however, this violates the principle of the interaction of the machines when receiving and transmitting data. Indeed, when filling the pipeline with tasks, two machines that process different tasks may turn out to be adjacent in the transition phase and unauthorized data transfer may occur. In order to exclude such a possibility, it is necessary to make changes to the control circuit of the operation of machines.

Задача изобретения состоит в создании модуля синхростратума, обеспечивающего повышение пропускной способности конвейера и повышение плотности его заполнения.The objective of the invention is to create a module synchratratum, providing increased throughput of the conveyor and increase the density of its filling.

Технический результат от использования настоящего изобретения состоит в расширении области применения, увеличении пропускной способности системы взаимодействующих автоматов Мура с волновой организацией обработки информации с возможностью плотного заполнения автоматов Мура информацией.The technical result from the use of the present invention is to expand the scope, increase the throughput of a system of interacting Moore machines with wave organization of information processing with the possibility of dense filling of Moore machines with information.

Указанный технический результат достигается тем, что модуль синхростратума для волновой обработки данных, содержащий два многовходовых С-элемента Маллера и инвертор, выход которого соединен с первым входом первого многовходового С-элемента Маллера, второй вход первого многовходового С-элемента Маллера соединен с выходом второго многовходового С-элемента Маллера предыдущего модуля, передающего управление, выход второго многовходового С-элемента Маллера соединен со входом инвертора и входом первого многовходового С-элемент Маллера следующего модуля, принимающего управление, первый вход второго многовходового С-элемента Маллера соединен с выходом элемента задержки, согласно изобретению модуль синхростратума снабжен многовходовым элементом И и двухвходовым элементом ИЛИ-НЕ и имеет дополнительные входы первого многовходового С-элемента Маллера, дополнительные входы второго многовходового С-элемента Маллера, при этом каждый из дополнительных входов первого многовходового С-элемента Маллера соединен с соответствующим выходом второго многовходового С-элемента Маллера соседних модулей, передающих управление, выход первого многовходового С-элемента Маллера соединен с первым входом многовходового элемента И, с первым входом двухвходового элемента ИЛИ-НЕ и со вторым входом второго многовходового С-элемента Маллера, а выход второго многовходового С-элемента Маллера соединен со входами первых многовходовых С-элементов Маллера соседних модулей, принимающих управление, причем каждый из дополнительных входов многовходового С-элемента Маллера соединен с одним из входов многовходового элемента И и подключен к выходу двухвходового элемента ИЛИ-НЕ соответствующего соседнего модуля, подтверждающего прием управления, при этом в качестве элемента задержки использован автомат Мура, вход фазового сигнала которого соединен с выходом многовходового элемента И, а второй вход двухвходового элемента ИЛИ-НЕ подключен к выходу сигнала завершения блокировки информационных входов управляемого автомата Мура, причем выход двухвходового элемента ИЛИ-НЕ соединен с соответствующими дополнительными входами вторых многовходовых С-элементов Маллера и входами многовходовых элементов И всех соседних модулей, ожидающих подтверждения приема управления.The specified technical result is achieved by the fact that the synchratratum module for wave data processing, containing two multi-input Muller C-element and an inverter, the output of which is connected to the first input of the first multi-input Muller C-element, the second input of the first multi-input Muller C-element is connected to the output of the second multi-input The Muller C-element of the previous control transmitting module, the output of the second multi-input Muller C-element is connected to the inverter input and the input of the first multi-input Muller C-element with the driving module receiving control, the first input of the second multi-input C-element of Muller is connected to the output of the delay element, according to the invention, the synchratratum module is equipped with a multi-input element And and a two-input element OR-NOT and has additional inputs of the first multi-input C-element of Muller, additional inputs of the second multi-input C -Muller element, wherein each of the additional inputs of the first multi-input C-element of Muller is connected to the corresponding output of the second multi-input C-element of Mul Lera neighboring control transmitting modules, the output of the first multi-input C-element of Muller is connected to the first input of the multi-input element And, to the first input of the two-input element OR-NOT and to the second input of the second multi-input C-element of Muller, and the output of the second multi-input C-element of Muller is connected with the inputs of the first multi-input C-elements of Muller of neighboring modules that take control, and each of the additional inputs of the multi-input C-element of Muller is connected to one of the inputs of the multi-input element And and under it is connected to the output of a two-input element OR-NOT of the corresponding neighboring module confirming the reception of control, while the Moore automaton is used as a delay element, the phase signal of which is connected to the output of the multi-input element And, and the second input of the two-input element OR is NOT connected to the output of the completion signal blocking the information inputs of a controlled Moore machine, the output of the two-input element OR NOT connected to the corresponding additional inputs of the second multi-input C-elements of Muller and inputs of multi-input elements AND of all neighboring modules awaiting control acceptance.

Изобретение поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображена схема модуля синхростратума; на Фиг. 2 изображена схема для моделирования поведения модуля синхростратума; на Фиг. 3 изображена сеть Петри для моделирования поведения элемента И; на Фиг. 4 изображена сеть Петри, описывающая работу модуля синхростратума.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a synchrostratum module; in FIG. 2 shows a diagram for modeling the behavior of a synchrostratum module; in FIG. 3 shows a Petri net for modeling the behavior of the element And; in FIG. 4 depicts a Petri net describing the operation of the synchrostratum module.

Модуль синхростратума содержит многовходовый С-элемент Маллера 1, двувходовый элемент ИЛИ-НЕ 2, инвертор 3, многовходовый С-элемент Маллера 4, многовходовый элемент И 5, группу входов 6 сигналов запроса, подключенных ко входам элемента 1, выход 7 сигнала ответа на запросы по входам 6, выход 8 сигнала запроса, подключенный к выходу многовходового С-элемента Маллера 4, группу входов 9 сигналов ответа на запрос по выходу 8, подключенных ко входам многовходового С-элемента Маллера 4 и многовходового элемента И 5, выход 10 фазового сигнала, управляющего работой автомата Мура 11, подключенный к выходу многовходового элемента И 5, вход 12 сигнала индикации блокировки информационных входов автомата Мура 11, подключенный к первому входу двувходового элемента ИЛИ-НЕ 2, вход 13 сигнала завершения переходных процессов в автомате Мура 11, подключенный к первому входу многовходового С-элемента Маллера 4, причем выход многовходового С-элемента Маллера 1 соединен со вторыми входами двувходового элемента ИЛИ-НЕ 2 и многовходового С-элемента Маллера 4 и с первым входом многовходового элемента И 5, выход инвертора 3 соединен с одним из входов элемента 1, а вход инвертора 3 соединен с выходом многовходового С-элемента Маллера 4.The synchratratum module contains a multi-input C-element of Muller 1, a two-input element OR-NOT 2, an inverter 3, a multi-input C-element of Muller 4, a multi-input element And 5, a group of inputs 6 of request signals connected to the inputs of element 1, output 7 of a response signal inputs 6, request signal 8 output connected to the output of the multi-input C-element of Muller 4, a group of 9 input signals of the response to the request for output 8, connected to the inputs of the multi-input C-element of Muller 4 and the multi-input element And 5, the output of the 10 phase signal, manager p by the bot of the Mura 11 machine, connected to the output of the multi-input element And 5, the input 12 of the signal for indicating the blocking of information inputs of the Mura 11 machine, connected to the first input of the two-input element OR-NOT 2, the input 13 of the signal for completing transients in the Mura 11 machine, connected to the first input multi-input C-element of Muller 4, and the output of multi-input C-element of Muller 1 is connected to the second inputs of the two-input element OR-NOT 2 and multi-input C-element of Muller 4 and to the first input of the multi-input element And 5, the output is inver ora 3 is connected to one input of the element 1, and the input of the inverter 3 is connected to the output multi-input Muller C-element 4.

Описанная схема модуля предназначена для построения синхростратума, управляющего работой множества блоков системы, информационные соединения (по данным) между которыми образуют ациклический орграф. Структура связей между модулями синхростратума в точности повторяет структуру информационных связей между автоматами. Обработка информации в такой системе осуществляется волнами. Число волн, которые могут распространяться по синхростратуму, равно числу задач, одновременно решаемых в системе. Требование ацикличности орграфа связано с тем, что не допускается интерференция и разрыв волн. Обратные связи в графе допускаются в том случае, если они не приводят к наложениям и разрывам волн. Число входов в группе 6 модуля (входы запросов) равно числу соседних модулей, являющихся источником волны. Эти же модули получают ответ на свои запросы с выхода 7. С выхода 8 поступает запрос тем соседним модулям, которые являются приемниками волны. Приняв волну, эти модули отвечают сигналами ответа по группе входов 9.The described module circuit is designed to build a synchratratum that controls the operation of many blocks of the system, information connections (according to data) between which form an acyclic digraph. The structure of the links between the modules of the synchratratum exactly repeats the structure of the information links between the automata. Information processing in such a system is carried out by waves. The number of waves that can propagate along the synchratratum is equal to the number of problems simultaneously solved in the system. The requirement of digraph acyclicity is due to the fact that interference and wave breaking are not allowed. Feedback in the graph is allowed if it does not lead to overlapping and breaking waves. The number of inputs in group 6 of the module (query inputs) is equal to the number of neighboring modules that are the source of the wave. The same modules receive an answer to their requests from output 7. From output 8, a request is received to those neighboring modules that are wave receivers. Having received a wave, these modules respond with response signals for input group 9.

Работу схемы модуля удобно пояснить на примере простого конвейера, в котором соединения между блоками системы могут быть представлены последовательным орграфом. В этом случае группы входов 6 и выходов 9 представлены одиночными входами 6 и выходами 9.It is convenient to explain the operation of the module circuit using an example of a simple conveyor in which the connections between the system blocks can be represented by a sequential digraph. In this case, the groups of inputs 6 and outputs 9 are represented by single inputs 6 and outputs 9.

Структура автомата Мура в модели Хаффмана состоит из комбинационной схемы, реализующей функции переходов, и двух регистров: основного R1 (на чертежах не показан) и вспомогательного R2 (на чертежах не показан). При конвейерной обработке данных в качестве выходов i-го автомата удобно использовать выходы его основного регистра R1_i, а в качестве информационных входов - выходы основного регистра R1_i-1 предыдущего (i-1)-го автомата. Работа автомата состоит из двух фаз, соответствующих значениям фазового сигнала а. В первой фазе (например, a="лог. 1") вычисляется новое состояние и записывается в основной регистр, при этом реализуется функция переходов:The structure of the Moore automaton in the Huffman model consists of a combinational circuit that implements transition functions, and two registers: the main R1 (not shown in the drawings) and auxiliary R2 (not shown in the drawings). When pipelining data, it is convenient to use the outputs of its main register R1 _i as outputs of the i-th machine, and the outputs of the main register R1 _{i-1 of the} previous (i-1) -th machine as information inputs. The operation of the machine consists of two phases corresponding to the values of the phase signal a. In the first phase (for example, a = "log. 1"), a new state is calculated and written to the main register, while the transition function is implemented:

R1_i(t):=F[R1_i-1(t),R₂,(t-1)] (запись в регистр R2i блокирована),R1 _i (t): = F [R1 _i-1 (t), R ₂ , (t-1)] (write to the register R2i is blocked),

где t - шаг алгоритма; во второй фазе (а="лог. 0") осуществляется перепись данных из основного регистра во вспомогательный:where t is the step of the algorithm; in the second phase ( a = "log. 0"), data is transferred from the main register to the auxiliary one:

R2_i(t):=R1_i(t) (запись в регистр R1_i блокирована).R2 _i (t): = R1 _i (t) (write to the register R1 _{i is} blocked).

Блокировки входов регистров используются с целью разрыва петли обратной связи, что необходимо для исключения явления гонок.Register input locks are used to break the feedback loop, which is necessary to exclude the phenomenon of racing.

В качестве стадий конвейера могут также использоваться и примитивные автоматы Мура, представляющие собой логическую схему с основным регистром R1 на выходе, построенным из простых защелок. В этом случае вспомогательный R2 регистр не требуется.Primary Moore machines, which are a logical circuit with the main register R1 at the output, constructed from simple latches, can also be used as conveyor stages. In this case, an auxiliary R2 register is not required.

Схема работает следующим образом. Пусть, начиная с данного модуля, синхростратум находится в пассивном состоянии. Это означает, что данный модуль и все следующие за ним находятся в состоянии, в котором выходы обоих многовходовых С-элементов Маллера (1 и 4) имеют значение "лог. 0". Тогда выходы 8, 10 и входы 6, 12 и 13 будут иметь значение "лог. 0", а выход 7, выход инвертора 3 и вход 9 - значение "лог. 1". После завершения перехода предыдущим автоматом Мура (сформированы данные на его регистре R1) на входе 6 появляется "лог. 1". При этом выход многовходового С-элемента Маллера 1 становится равным "лог. 1" и срабатывают двувходовый элемент ИЛИ-НЕ 2 и многовходовый элемент И 5. На выходе 7 появляется "лог. 0", а на выходе 10 - "лог. 1". Сигнал с выхода 7 (ответ предыдущему модулю) инициирует вторую фазу работы предыдущего автомата: блокируются входы регистра R1, при этом R1 продолжает хранить информацию. А в случае использования автомата Мура, информация переписывается из R1 в R2. При появлении "лог. 1" на выходе 10 начинается фаза перехода автомата и "лог. 1" сначала появляется на входе 12, а затем по окончании переходного процесса в автомате на входе 13. Срабатывает многовходовой С-элемент Маллера 4, и на его выходе появляется "лог. 1", которая передается с выхода 8 следующему модулю (запрос) и переключает выход инвертора в "лог. 0".The scheme works as follows. Let, starting with this module, the synchratratum is in a passive state. This means that this module and all subsequent ones are in a state in which the outputs of both multi-input C-elements of Muller (1 and 4) have the value "log. 0". Then outputs 8, 10 and inputs 6, 12 and 13 will have the value “log. 0”, and output 7, the output of the inverter 3 and input 9 will have the value “log. 1”. After the transition is completed by the previous Moore machine (data is generated on its register R1), “log. 1” appears at input 6. In this case, the output of the multi-input C-element of Muller 1 becomes equal to “log. 1” and the two-input element OR-NOT 2 and the multi-input element And 5 are triggered. At output 7, “log. 0” appears, and at output 10, “log. 1” . The signal from output 7 (response to the previous module) initiates the second phase of the previous machine: the inputs of the register R1 are blocked, while R1 continues to store information. And in the case of using the Moore machine, the information is rewritten from R1 to R2. When "log. 1" appears at output 10, the transition phase of the automaton begins and "log. 1" first appears at input 12, and then at the end of the transition process in the machine at input 13. The multi-input C-element of Muller 4 is triggered, and at its output “Log. 1” appears, which is transmitted from output 8 to the next module (request) and switches the inverter output to “Log. 0”.

Появление "лог. 1" на выходе 8 является запросом на работу следующего модуля синхростратума, который отвечает "лог. 0" на входе 9. При получении ответа от правого соседа срабатывает многовходовый элемент И 5 и на выходе 10 появляется сигнал "лог. 0", который инициирует вторую фазу в автомате, при выполнении которой "лог. 0" сначала появляется на входе 12 (входы регистра R1 заблокированы), а затем на входе 13 (переходный процесс второй фазы закончен).The appearance of “log. 1” at output 8 is a request for the next synchratratum module to work, which responds to “log. 0” at input 9. When a response is received from the right neighbor, the multi-input element And 5 is triggered and at output 10 a signal “log. 0” appears , which initiates the second phase in the machine, when executed, “log. 0” first appears at input 12 (the inputs of register R1 are blocked), and then at input 13 (the transition process of the second phase is completed).

Появление сигнала со значением "лог. 0" на входе 6 означает запрос завершения волны. При этом выход многовходового С-элемента Маллера 1 становится равным "лог. 0" и только после блокировки входов регистра R1 автомата ("лог. 0" на входе 12) срабатывает двувходовый элемент ИЛИ-НЕ 2 и на выходе 7 появляется значение "лог. 1", которое разрешает предыдущему модулю начать новый переход в своем автомате. При этом изменение состояния его регистра R1 не влияет на состояние регистра R1 следующего автомата. Появление "лог. 0" на выходе С1, на входе 13 и на входе 9 вызывает изменение состояния многовходового С-элемента Маллера 4 на "лог. 0", что является сигналом следующему модулю о завершении волны.The appearance of a signal with the value "log. 0" at input 6 means a request for the completion of the wave. In this case, the output of the multi-input C-element of Muller 1 becomes equal to “log. 0” and only after the inputs of the register R1 of the machine are locked (“log. 0” at input 12) does the two-input element OR-NOT 2 work and at the output 7 the value “log.” Appears. 1 ", which allows the previous module to start a new transition in its machine. Moreover, a change in the state of its register R1 does not affect the state of register R1 of the next automaton. The appearance of "log. 0" at the output C1, at input 13 and at input 9 causes the state of the multi-input C-element of Muller 4 to change to "log. 0", which is a signal to the next module about the completion of the wave.

Обычно принято иллюстрировать работу устройства с помощью сигнальных графов, которые являются частным случаем сетей Петри и с их помощью можно представлять только устойчивые и безопасные сети Петри. В данном случае нарушено свойство устойчивости из-за наличия в схеме элемента И. Действительно, выход элемента И принимает значение "лог. 0" при появлении "лог. 0" на одном из его входов, причем эти события на его входах не упорядочены, т.е. имеет место свободный выбор и, следовательно, нарушено свойство устойчивости. Тем не менее работу схемы модуля можно описать с помощью сетей Петри.It is usually customary to illustrate the operation of the device with the help of signal graphs, which are a special case of Petri nets and with their help one can only represent stable and safe Petri nets. In this case, the stability property is violated due to the presence of the element I. In the circuit, the output of the element And takes the value “log. 0” when “log. 0” appears at one of its inputs, and these events at its inputs are not ordered, t .e. free choice takes place and, therefore, the stability property is violated. Nevertheless, the operation of the module circuit can be described using Petri nets.

Для описания работы модуля синхростратума управляемый автомат частично представлен задержкой D. Кроме того, с целью получения описания поведения схемы в ней введены обозначения сигналов.To describe the operation of the synchratratum module, the controlled automaton is partially represented by the delay D. In addition, in order to obtain a description of the behavior of the circuit, signal designations are introduced in it.

Поведение всех элементов этой схемы, за исключением элемента И, описывается сигнальным графом. Поведение элемента И может быть описано с помощью фрагмента сети Петри. На этом фрагменте введены 4 вспомогательных события (b1 - b4) и 6 позиций (p1 - р6). Такая конструкция сети Петри применена для того, чтобы исключить накопление точек в позиции свободного выбора, т.е. для того, чтобы сделать сеть безопасной, что необходимо для получения ее реализации в виде схемы. События С1-, R- и AND- означают переключения сигналов C1, R и AND из состояния "лог. 1" в состояние "лог. 0", а событие AND+ - переключение сигнала AND из состояния "лог. 0" в состояние "лог. 1". При начальном состоянии сигнала AND="лог. 0" маркер находится в позиции р5.The behavior of all elements of this circuit, with the exception of the AND element, is described by a signal graph. The behavior of the element And can be described using a fragment of the Petri net. On this fragment, 4 auxiliary events (b1 - b4) and 6 positions (p1 - p6) were introduced. This design of the Petri net is applied in order to exclude the accumulation of points in the position of free choice, i.e. in order to make the network safe, which is necessary to obtain its implementation in the form of a scheme. Events C1-, R- and AND- mean switching signals C1, R and AND from the state “log. 1” to the state “log. 0”, and the event AND + means switching the signal AND from the state “log. 0” to the state “log. . one". With the initial state of the signal AND = "log. 0", the marker is in position p5.

Сеть Петри, иллюстрирующая работу модуля синхростратума, была проверена с помощью системы анализа и синтеза самосинхронных схем PETRIFY. Проверка показала, что сеть Петри специфицирует поведение схемы, не зависящей от величин задержек элементов (работает при любых конечных задержках ее элементов). Проведенный с помощью PETRIFY синтез по данной сети Петри повторил схему для моделирования поведения модуля синхростратума.The Petri net illustrating the operation of the synchratratum module was tested using the PETRIFY self-synchronous circuit analysis and synthesis system. Verification showed that the Petri net specifies the behavior of the circuit, which does not depend on the values of element delays (it works for any finite delays of its elements). The PETRIFY synthesis using this Petri net repeated the scheme for modeling the behavior of the synchratratum module.

Claims

A synchro-strategy module for wave data processing, containing two multi-input Muller C-element and an inverter, the output of which is connected to the first input of the first multi-input Muller C-element, the second input of the first multi-input Muller C-element is connected to the output of the second multi-input Muller C-element of the previous module, transmitting control, the output of the second multi-input C-element of Muller is connected to the input of the inverter and the input of the first multi-input C-element of Muller of the next module receiving control, the first input the second multi-input C-element of Muller is connected to the output of the delay element, characterized in that the synchratratum module is equipped with a multi-input element And and a two-input element OR-NOT and has additional inputs of the first multi-input C-element of Muller, additional inputs of the second multi-input C-element of Muller, each of the additional inputs of the first multi-input C-element of Muller is connected to the corresponding output of the second multi-input C-element of Muller of neighboring control transmitting modules, output the first multi-input C-element of Muller is connected to the first input of the multi-input element And, to the first input of the two-input element OR-NOT and to the second input of the second multi-input C-element of Muller, and the output of the second multi-input C-element of Muller is connected to the inputs of the first multi-input C-elements of Muller neighboring control modules, each of the additional inputs of the multi-input C-element of Muller is connected to one of the inputs of the multi-input element And is connected to the output of the two-input element OR NOT of a neighboring neighboring module, confirming the reception of control, while the Moore automaton is used as a delay element, the phase signal of which is connected to the output of the multi-input element And, and the second input of the two-input element OR NOT connected to the output of the signal to complete the blocking of information inputs of the controlled Moore machine, the output of the two-input element OR is NOT connected to the corresponding additional inputs of the second multi-input C-elements of Muller and the inputs of the multi-input elements AND of all neighboring modes lei awaiting acceptance of management.