RU2639646C2 - Rank order sorter - Google Patents

Rank order sorter Download PDF

Info

Publication number
RU2639646C2
RU2639646C2 RU2016108163A RU2016108163A RU2639646C2 RU 2639646 C2 RU2639646 C2 RU 2639646C2 RU 2016108163 A RU2016108163 A RU 2016108163A RU 2016108163 A RU2016108163 A RU 2016108163A RU 2639646 C2 RU2639646 C2 RU 2639646C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
output
cells
outputs
connected respectively
Prior art date
Application number
RU2016108163A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016108163A (en
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2016108163A priority Critical patent/RU2639646C2/en
Publication of RU2016108163A publication Critical patent/RU2016108163A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2639646C2 publication Critical patent/RU2639646C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06GANALOGUE COMPUTERS
    • G06G7/00Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
    • G06G7/12Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers
    • G06G7/25Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers for discontinuous functions, e.g. backlash, dead zone, limiting absolute value or peak value

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.SUBSTANCE: rank order sorter contains: eight logical cells, the first, the second inputs of the i-th (i∈{4.9}) and the first, the second inputs j-th (j∈{6.11}) of logical cells are connected respectively with the first outputs (i-[i/3]-2)-th, (i-2)-th of logic cells and the second outputs (j+[j/11]-4)-th, (j-[j/2])-th of logic cells, the first, the second inputs of the q-th {q{∈5.10}) and the first, the second inputs g-th (g∈{7,8,12,13}) of logical cells are connected respectively to the second output (q+[q/10]-4)-th to the first output (q-2)-th of logical cells and to the second output (g-3), and to the first output (g-2)-th of logic cells, and the first, the second inputs k-thand the first, the second outputs m-thof logical cells are connected respectively to (2×k-1)-th, (2×k)-th inputs and (2×m-22)-th, (2×m-21)-th outputs of the rank order sorter and the first and the sixth outputs of which are connected respectively to the first output of the ninth and to the second output of the eleventh logic cells, at that [] is the truncation operator.EFFECT: increase of the device performance.1 dwg

Description

Изобретение относится к автоматике и аналоговой вычислительной технике и может быть использовано для построения функциональных узлов аналоговых вычислительных машин, средств автоматического регулирования и управления, аналоговых процессоров и др.The invention relates to automation and analog computing and can be used to build functional units of analog computers, means of automatic regulation and control, analog processors, etc.

Известны ранговые сортировщики (см., например, патент РФ 2260845, кл. G06G 7/25, 2005 г.), которые преобразуют параллельный набор пяти аналоговых сигналов в параллельный набор этих сигналов, отсортированных по их ранговым признакам.Known rank sorters (see, for example, RF patent 2260845, class G06G 7/25, 2005) that convert a parallel set of five analog signals into a parallel set of these signals sorted by their rank attributes.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных ранговых сортировщиков, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется сортировка шести аналоговых сигналов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known rank sorters is limited functionality due to the fact that six analog signals are not sorted.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип ранговый сортировщик (патент РФ 2262740, кл. G06G 7/25, 2005 г.), который содержит логические ячейки и может быть использован для преобразования параллельного набора шести аналоговых сигналов в параллельный набор этих сигналов, отсортированных по их ранговым признакам.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the rank sorter adopted for the prototype (RF patent 2262740, class G06G 7/25, 2005), which contains logic cells and can be used to convert a parallel set of six analog signals into a parallel set of these signals, sorted by their rank attributes.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что минимальное время упомянутого преобразования превышает 6×Δtя, где Δtя есть длительность задержки, вносимой логической ячейкой.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype is its low speed, due to the fact that the minimum time of the mentioned conversion exceeds 6 × Δt i , where Δt i is the duration of the delay introduced by the logic cell.

Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия за счет уменьшения времени преобразования параллельного набора шести аналоговых сигналов в параллельный набор этих сигналов, отсортированных по их ранговым признакам.The technical result of the invention is to improve performance by reducing the conversion time of a parallel set of six analog signals into a parallel set of these signals, sorted by their rank characteristics.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в ранговом сортировщике, содержащем пять логических ячеек, каждая из которых содержит элемент MIN, подсоединенный первым, вторым входами и выходом соответственно к ее первому, второму входам и первому выходу, и элемент МАХ, первый, второй входы и выход которого соединены соответственно с ее первым, вторым входами и вторым выходом, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены восемь аналогичных упомянутым логических ячеек, первый, второй входы i-й (i∈{4,9}) и первый, второй входы j-й (j∈{6,11}) логических ячеек соединены соответственно с первыми выходами (i-[i/3]-2)-й, (i-2)-й логических ячеек и вторыми выходами (j+[j/11]-4)-й, (j-[j/2])-й логических ячеек, первый, второй входы q-й (q∈{5,10}) и первый, второй входы g-й (g∈{7,8,12,13}) логических ячеек подключены соответственно к второму выходу (q+[q/10]-4)-й, первому выходу (q-2)-й логических ячеек и второму выходу (g-3)-й, первому выходу (g-2)-й логических ячеек, а первый, второй входы k-й

Figure 00000001
и первый, второй выходы m-й
Figure 00000002
логических ячеек соединены соответственно с (2×k-1)-м, (2×k)-м входами и (2×m-22)-м, (2×m-21)-м выходами рангового сортировщика, первый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому выходу девятой и второму выходу одиннадцатой логических ячеек, при этом [] есть оператор выделения целой части.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a rank sorter containing five logical cells, each of which contains a MIN element connected to the first, second inputs and output, respectively, to its first, second inputs and first output, and the MAX element, the first, the second inputs and the output of which are connected respectively with its first, second inputs and the second output, the peculiarity lies in the fact that eight additional logic cells similar to the above are introduced into it, the first, second in odes of the i-th (i∈ {4,9}) and the first, second inputs of the j-th (j∈ {6,11}) logic cells are connected respectively to the first outputs of the (i- [i / 3] -2) th , (i-2) -th logical cells and the second outputs of the (j + [j / 11] -4) -th, (j- [j / 2]) -th logical cells, the first, second inputs of the qth (q∈ {5,10}) and the first, second inputs of the gth (g∈ {7,8,12,13}) logic cells are connected respectively to the second output (q + [q / 10] -4) -th, the first output ( q-2) -th logical cells and the second output of the (g-3) -th, the first output of the (g-2) -th logical cells, and the first, second inputs of the k-th
Figure 00000001
and the first, second outputs of the mth
Figure 00000002
logical cells are connected respectively with the (2 × k-1) th, (2 × k) th inputs and (2 × m-22) th, (2 × m-21) th outputs of the rank sorter, the first and sixth whose outputs are connected respectively to the first output of the ninth and second output of the eleventh logical cells, while [] there is an operator to select the integer part.

На чертеже представлена схема предлагаемого рангового сортировщика.The drawing shows a diagram of the proposed rank sorter.

Ранговый сортировщик содержит логические ячейки 11, …, 113. Каждая логическая ячейка содержит элемент MIN 2, подсоединенный первым, вторым входами и выходом соответственно к ее первому, второму входам и первому выходу, и элемент МАХ 3, подсоединенный первым, вторым входами и выходом соответственно к ее первому, второму входам и второму выходу. Первый, второй входы ячейки 1i (i∈{4,9}) и первый, второй входы ячейки 1j (j∈{6,11}) соединены соответственно с первыми выходами ячеек 1i-[i/3]-2, 1i-2 и вторыми выходами ячеек 1j+[j/11]-4, 1j-[j/2], первый, второй входы ячейки 1q (q∈{5,10}) и первый, второй входы ячейки 1g (g∈{7,8,12,13}) подключены соответственно к второму выходу ячейки 1q+[q/10]-4, первому выходу ячейки 1q-2 и второму выходу ячейки 1g-3, первому выходу ячейки lg-2, а первый, второй входы ячейки 1k

Figure 00000003
и первый, второй выходы ячейки 1m
Figure 00000004
соединены соответственно с (2×k-1)-м, (2×k)-м входами и (2×m-22)-м, (2×m-21)-м выходами рангового сортировщика, первый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому выходу ячейки 19 и второму выходу ячейки 111, при этом [] есть оператор выделения целой части.Rank sorter contains logical cells 1 1 , ..., 1 13 . Each logic cell contains a MIN 2 element connected to the first, second inputs and output, respectively, to its first, second inputs and first output, and a MAX 3 element, connected to the first, second inputs and output, respectively, to its first, second inputs and second output. The first, second inputs of cell 1 i (i∈ {4,9}) and the first, second inputs of cell 1 j (j∈ {6,11}) are connected respectively to the first outputs of cells 1 i- [i / 3] -2 , 1 i-2 and the second outputs of cells 1 j + [j / 11] -4 , 1 j- [j / 2] , the first, second inputs of cell 1 q (q∈ {5,10}) and the first, second inputs of cell 1 g (g∈ {7,8,12,13}) are connected respectively to the second output of cell 1 q + [q / 10] -4 , the first output of cell 1 q-2 and the second output of cell 1 g-3 , the first output of cell l g-2 , and the first, second inputs of cell 1 k
Figure 00000003
and the first, second outputs of the cell 1 m
Figure 00000004
connected respectively with the (2 × k-1) th, (2 × k) th inputs and (2 × m-22) th, (2 × m-21) th outputs of the rank sorter, the first and sixth outputs of which connected respectively to the first output of cell 1 9 and the second output of cell 1 11 , while [] there is an operator to select the integer part.

Работа предлагаемого рангового сортировщика осуществляется следующим образом. На его первый, …, шестой входы подается параллельный набор аналоговых сигналов (напряжений) xl,…,x6 соответственно. Элементы 2 и 3 воспроизводят базовые операции бесконечнозначной логики (БЛ) БЛ-конъюнкцию (min) и БЛ-дизъюнкцию (шах), применительно к сигналам, действующим на их входах. Тогда на первом, …, шестом выходах предлагаемого сортировщика получимThe work of the proposed rank sorter is as follows. At its first, ..., sixth inputs, a parallel set of analog signals (voltages) x l , ..., x 6 is supplied. Elements 2 and 3 reproduce the basic operations of infinite-valued logic (BL) BL conjunction (min) and BL disjunction (check), as applied to signals acting on their inputs. Then at the first, ..., sixth exits of the proposed sorter we get

Figure 00000005
,
Figure 00000005
,

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

Figure 00000010
,
Figure 00000010
,

где символами

Figure 00000011
и
Figure 00000012
обозначены операции max и min. Следовательно, сигнал на r-м
Figure 00000013
выходе предлагаемого сортировщика определяется выражениемwhere symbols
Figure 00000011
and
Figure 00000012
operations max and min are designated. Therefore, the signal on the rth
Figure 00000013
the output of the proposed sorter is determined by the expression

Figure 00000014
Figure 00000014

где xsr,…,xs6 ∈ {x1,…,x6} (1≤sr<…<s6≤6);

Figure 00000015
есть количество неповторяющихся БЛ-конъюнкций xsr…xs6, определяемое как число сочетаний из 6 по 7-r. Выражение (1) совпадает с видом n-арной поисковой функции (функция (6.7) на стр. 117 в книге Левин В.И. Бесконечнозначная логика в задачах кибернетики. М.: Радио и связь, 1982 г.), которая при n=6 реализует алгоритм выделения из множества {x1,…,x6} элемента x(r) заданного ранга r∈{1,…,6} (x(1)≤…≤x(6);
Figure 00000016
). Таким образом, на первом, …, шестом выходах предлагаемого сортировщика имеем z1= x(1),…,z6=x(6), где x(1),…,x(6) - параллельный набор аналоговых сигналов x1,…,x6, отсортированных по их ранговым признакам.where x sr , ..., x s6 ∈ {x 1 , ..., x 6 } (1≤sr <... <s6≤6);
Figure 00000015
there is the number of non-repeating BL conjunctions x sr ... x s6 , defined as the number of combinations from 6 to 7-r. Expression (1) coincides with the form of the n-ary search function (function (6.7) on page 117 in the book by V. Levin. Infinite-valued logic in cybernetics problems. M: Radio and communication, 1982), which for n = 6 implements an algorithm for extracting from the set {x 1 , ..., x 6 } an element x (r) of a given rank r∈ {1, ..., 6} (x (1) ≤ ... ≤x (6) ;
Figure 00000016
) Thus, at the first, ..., sixth outputs of the proposed sorter, we have z 1 = x (1) , ..., z 6 = x (6) , where x (1) , ..., x (6) is a parallel set of analog signals x 1 , ..., x 6 , sorted by their rank characteristics.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый ранговый сортировщик обладает более высоким по сравнению с прототипом быстродействием, так как преобразует параллельный набор шести аналоговых сигналов в параллельный набор этих сигналов, отсортированных по их ранговым признакам, за время, не превышающее 5×Δtя, где Δtя есть длительность задержки, вносимой логической ячейкой.The above information allows us to conclude that the proposed rank sorter has a higher speed compared to the prototype, as it converts a parallel set of six analog signals into a parallel set of these signals, sorted by their rank characteristics, for a time not exceeding 5 × Δt i , where Δt i is the duration of the delay introduced by the logic cell.

Claims (1)

Ранговый сортировщик, содержащий пять логических ячеек, каждая из которых содержит элемент MIN, подсоединенный первым, вторым входами и выходом соответственно к ее первому, второму входам и первому выходу, и элемент МАХ, первый, второй входы и выход которого соединены соответственно с ее первым, вторым входами и вторым выходом, отличающийся тем, что в него дополнительно введены восемь аналогичных упомянутым логических ячеек, первый, второй входы i-й (i∈{4,9}) и первый, второй входы j-й (j∈{6,11}) логических ячеек соединены соответственно с первыми выходами (i-[i/3]-2)-й, (i-2)-й логических ячеек и вторыми выходами (j+[j/11]-4)-й, (j-[j/2])-й логических ячеек, первый, второй входы q-й {q∈{5,10}) и первый, второй входы g-й (g∈{7,8,12,13}) логических ячеек подключены соответственно к второму выходу (q+[q/10]-4)-й, первому выходу (q-2)-й логических ячеек и второму выходу (g-3)-й, первому выходу (g-2)-й логических ячеек, а первый, второй входы k-й
Figure 00000017
и первый, второй выходы m-й
Figure 00000018
логических ячеек соединены соответственно с (2×k-1)-м, (2×k)-м входами и (2×m-22)-м, (2×m-21)-м выходами рангового сортировщика, первый и шестой выходы которого подключены соответственно к первому выходу девятой и второму выходу одиннадцатой логических ячеек, при этом [] есть оператор выделения целой части.
A rank sorter containing five logic cells, each of which contains a MIN element connected to the first, second inputs and output, respectively, to its first, second inputs and first output, and a MAX element, the first, second inputs and output of which are connected respectively to its first, the second inputs and the second output, characterized in that it additionally introduces eight similar logical cells mentioned above, the first, second inputs of the i-th (i∈ {4,9}) and the first, second inputs of the j-th (j∈ {6, 11}) logical cells are connected respectively with the first in by the moves of the (i- [i / 3] -2) th, (i-2) th logical cells and the second outputs (j + [j / 11] -4) th, (j- [j / 2]) - logic cells, the first, second inputs of the qth {q∈ {5,10}) and the first, second inputs of the gth (g∈ {7,8,12,13}) logic cells are connected respectively to the second output (q + [q / 10] -4) -th, the first output of the (q-2) -th logical cells and the second output of the (g-3) -th, the first output of the (g-2) -th logical cells, and the first, second inputs kth
Figure 00000017
and the first, second outputs of the mth
Figure 00000018
logical cells are connected respectively with the (2 × k-1) th, (2 × k) th inputs and (2 × m-22) th, (2 × m-21) th outputs of the rank sorter, the first and sixth whose outputs are connected respectively to the first output of the ninth and second output of the eleventh logical cells, while [] there is an operator to select the integer part.
RU2016108163A 2016-03-09 2016-03-09 Rank order sorter RU2639646C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108163A RU2639646C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Rank order sorter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108163A RU2639646C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Rank order sorter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016108163A RU2016108163A (en) 2017-09-14
RU2639646C2 true RU2639646C2 (en) 2017-12-21

Family

ID=59893432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016108163A RU2639646C2 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Rank order sorter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2639646C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112276C1 (en) * 1996-02-15 1998-05-27 Ульяновский государственный технический университет Relating amplitude selector
RU2171496C1 (en) * 2000-10-31 2001-07-27 Ульяновский государственный технический университет Rank filter
RU2260845C1 (en) * 2004-04-20 2005-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Rank sorter
RU2262740C1 (en) * 2004-06-04 2005-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Rank selector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2112276C1 (en) * 1996-02-15 1998-05-27 Ульяновский государственный технический университет Relating amplitude selector
RU2171496C1 (en) * 2000-10-31 2001-07-27 Ульяновский государственный технический университет Rank filter
RU2260845C1 (en) * 2004-04-20 2005-09-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Rank sorter
RU2262740C1 (en) * 2004-06-04 2005-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Rank selector

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016108163A (en) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11055062B1 (en) Switched capacitor vector-matrix multiplier
RU2294007C1 (en) Logical transformer
RU2393527C2 (en) Logical converter
RU2647639C1 (en) Logic converter
Zhang et al. The application of non-volatile look-up-table operations based on multilevel-cell of resistance switching random access memory
RU2621281C1 (en) Logic converter
RU2639646C2 (en) Rank order sorter
RU2472209C1 (en) Logic module
RU2641454C2 (en) Logic converter
RU2629451C1 (en) Logic converter
RU2704735C1 (en) Threshold module
RU2300137C1 (en) Majority module
RU2621376C1 (en) Logic module
RU2676888C1 (en) Logical module
RU2630394C2 (en) Logic module
RU2634229C1 (en) Logical converter
RU2420789C1 (en) Device for comparing binary numbers
RU2629452C1 (en) Logic converter
RU2700555C1 (en) Majority module
RU2710877C1 (en) Majority module
RU2700557C1 (en) Logic converter
RU2620199C1 (en) Rank filter
RU2324223C1 (en) Rank sorter
RU2678165C1 (en) Binary numbers selection device
RU2812272C1 (en) Threshold module

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180310