RU2726497C1 - Device for constructing programmable digital microprocessor systems - Google Patents
Device for constructing programmable digital microprocessor systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726497C1 RU2726497C1 RU2020102439A RU2020102439A RU2726497C1 RU 2726497 C1 RU2726497 C1 RU 2726497C1 RU 2020102439 A RU2020102439 A RU 2020102439A RU 2020102439 A RU2020102439 A RU 2020102439A RU 2726497 C1 RU2726497 C1 RU 2726497C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- inputs
- outputs
- module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
- G05B19/056—Programming the PLC
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
- G05B19/08—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using plugboards, cross-bar distributors, matrix switches, or the like
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое устройство служит для построения программируемых контроллеров, систем логико-программного управления и регулирования технологическими объектами в различных отраслях производства, на транспорте, а также отдельными машинами и аппаратами и для создании диагностических и противоаварийных комплексов, способных одновременно проводить логический анализ многоразрядных и одноразрядных дискретных сигналов, поступающих от соответствующих датчиков, с последующим принятием оптимальных управляющих решений, например, в электрораспределительных системах, машинах и аппаратах. Устройство способно решать задачи, используя исчисления высказываний и предикатов и эффективно реализовывать конечные автоматы последовательно по тактам.The proposed device is used to build programmable controllers, systems of logic and program control and regulation of technological objects in various industries, in transport, as well as individual machines and devices, and to create diagnostic and emergency systems capable of simultaneously conducting logical analysis of multi-bit and single-bit discrete signals, coming from the appropriate sensors, followed by the adoption of optimal control decisions, for example, in electrical distribution systems, machines and devices. The device is able to solve problems using propositional and predicate calculi and effectively implement finite state machines sequentially in clock cycles.
Известно устройство, содержащее входной блок, принимающий сигналы от датчиков и формирующий определенный код на своем выходе, выходной блок для хранения полученных результатов, поступающих из многоканального операционного и коммутационно-вычислительного блоков, программный блок, где хранится программа работы устройства, блок оперативной памяти для хранения промежуточных результатов вычислений, блок синхронизации, логические каналы с функционально изменяемыми триггерами, блок ускоренного переноса (1).A device is known that contains an input unit that receives signals from sensors and generates a certain code at its output, an output unit for storing the results obtained from a multichannel operational and commutation-computing unit, a program unit where the program of the device is stored, a block of random access memory for storing intermediate calculation results, synchronization block, logical channels with functionally changeable triggers, fast transfer block (1).
Недостатком данного устройства является ограниченные функциональные возможности из-за невозможности вычисления нелинейных функций в коммутационно-вычислительном блоке, относительно низкое быстродействие, большое количество ячеек памяти в программном блоке и блоке оперативной памяти, большой объем программирования из-за большого количества тактов и промежуточных результатов при вычислении логических функций, содержащих одноразрядные и многоразрядные переменные.The disadvantage of this device is limited functionality due to the impossibility of calculating nonlinear functions in the switching computing unit, relatively low speed, a large number of memory cells in the program unit and the RAM unit, a large amount of programming due to the large number of clock cycles and intermediate results in the calculation logical functions containing one-bit and multi-bit variables.
Наиболее близки является устройство содержащее входной блок, принимающий одноразрядные и много разрядные двоичные сигналы из объекта управления и передающий эти сигналы для преобразования в коммутационно-вычислительный блок и в многоканальный операционный блок, блок оперативной памяти, где хранятся промежуточные вычисления, блок ускоренного переноса при арифметических операциях, модуль преобразования импульсов, следующих последовательно в параллельный двоичный код, программный блок, управляющий работой всех блоков и модулей, блок синхронизации, обеспечивающий динамическую устойчивость работы устройства (2).The closest is a device containing an input unit that receives single-bit and multi-bit binary signals from a control object and transmits these signals for conversion to a switching-computing unit and a multichannel operating unit, a random access memory unit where intermediate calculations are stored, a fast transfer unit during arithmetic operations , a module for converting pulses that follow sequentially into a parallel binary code, a program block that controls the operation of all blocks and modules, a synchronization block that ensures the dynamic stability of the device (2).
Недостатком этого устройства является отсутствие возможности реализации нелинейных алгоритмов путем «перескока» при выполнении программы, что иногда необходимо, чтобы сократить время реализации программы и соответственно уменьшить время запаздывания между появлением сигналов с датчиков объекта управления и действием регуляторов и исполнительных механизмов объекта управления до допустимого значения, еще одним недостатком данного устройства - это невозможность коммутационно-вычислительным блоком, независимо от работы многоканального операционного блока, вычислять нелинейные алгоритмы, что сужает функциональные возможности устройства и его быстродействии при вычислении нелинейных алгоритмовThe disadvantage of this device is the inability to implement nonlinear algorithms by "jumping" during program execution, which is sometimes necessary to shorten the program implementation time and, accordingly, reduce the time lag between the appearance of signals from the sensors of the control object and the action of the controllers and actuators of the control object to an acceptable value. another drawback of this device is the impossibility of the switching-computing unit, regardless of the operation of the multichannel operating unit, to calculate nonlinear algorithms, which narrows the functionality of the device and its performance when calculating nonlinear algorithms
Ставится задача создать устройство с расширенными функциональными возможностями и повышенным быстродействием.The task is to create a device with enhanced functionality and increased performance.
Для решения этой задачи в устройство для построения программируемых цифровых микропроцессорных систем, содержащее в себе входной блок, принимающий дискретные сигналы от датчиков и формирующий определенный двоичный код на своем выходе, выходной блок для записи значений кодов, поступающих из многоканального операционного и коммутационно- вычислительного блоков в его ячейки памяти и передачи их, через цифроаналоговые преобразователи на электронные устройства и электроприводные механизмы, программный блок, связанный определенными выходами с модулем распределения команд МРК, блок оперативной памяти, блок синхронизации и коммутационно-вычислительный блок, состоящий из элемента И-ИЛИ, элемента и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, восьми элементов И, двух счетных триггеров, дешифратора, подключенного тремя входами к определенным выходам модуля МРК, первые входы двух первых И элемента И-ИЛИ соединены с третьим и четвертым выходами дешифратора, а вторые входы подключены к выходу входного блока, соединенного первой и второй группами входов с группой информационных выходов объекта управления и с группой адресных выходов программного блока, а так же к выходу блока оперативной памяти, выход элемента И-ИЛИ подключен к первому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого соединен с определенным выходом модуля МРК, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с входом третьего элемента И, соединенного другими входами с выходами d` и S, выходом блока синхронизации, входы четвертого элемента И подключены к выходу модуля МРК и к соответствующему выходу блока синхронизации, а выход связан с входом установки счетного триггера в «0», выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с информационными входами выходного блока и блока оперативной памяти, первые входы первого и второго элементов И подключены к первому и второму выходам дешифратора, их вторые входы объединены и связаны с выходами блока синхронизации, а выходы соединены с входами выходного блока и блока оперативной памяти для управления записью информации, многоканальный операционный блок, содержащий управляемый элемент, второй, четвертый, пятый, шестой, с седьмого по двенадцатый элементы И, первый, с третьего по шестой и восьмой элементы ИЛИ, первый и второй дешифраторы, соединенные своими входами с соответствующими выходами модуля МРК, управляемую ячейку памяти, управляемый триггер, электронный выключатель, элемент НЕ, элемент и первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и «n» параллельно работающих логических каналов, имеющих аналогичную структуру и каждый из которых содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, три элемента И, элемент ИЛИ, два счетных триггера, модули сдвига разрядов, при этом в каждом логическом канале многоканального операционного блока выход логического элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, выход последнего связан со счетным входом первого счетного триггера, выход которого подключен к счетному входу второго счетного триггера, при этом в многоканальном операционном блоке выход первого элемента ИЛИ связан с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ логических каналов, первый и второй входы первого элемента ИЛИ связаны соответственно с выходами второго дешифратора и седьмого элементов И, первый и второй входы второго элемента И связаны с одним из выходов блока синхронизации и с определенным выходом первого дешифратора, а выход соединен с управляющим входом управляемого триггера, входы элемента ИЛИ-НЕ связаны с соответствующим выходом десятого элемента И, выходом первого дешифратора и с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход седьмого элемента И подключен к соответствующему выходу второго дешифратора, выход элемента ИЛИ-НЕ связан с третьим входом модуля ЛМ, вторые входы шестого и седьмого элементов И связаны соответственно с прямым и инверсным выходами управляемой ячейки памяти, информационный вход которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ дискретного модуля ДМ, содержащего первый и второй логические элементы И, элемент НЕ, третий логический элемент И и элемент ИЛИ, причем входы третьего логического элемента И соединены с выходами первых счетных триггеров предпоследнего и последнего каналов, входы второго элемента И соединены с выходом третьего логического элемента И и с соответствующим выходом модуля МРК, также подключенного к входу элемента НЕ, выход последнего соединен с входом первого элемента И, другой вход которого связан с одним из выходов блока БУП, а выход подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, управляющий вход управляемой ячейки памяти связан с выходом четвертого элемента И, в многоканальном операционном блоке информационный вход управляемого триггера связан с прямым выходом управляемой ячейки памяти, инверсный выход управляемого триггера подключен через одну из общих шин системы связи к выходному блоку, три управляющих входа управляемого элемента соединены с тремя командными шинами модуля МРК и две из них связаны так же с первым входом пятого элемента ИЛИ и с соответствующим входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ подключен к первому входу девятого элемента И, в коммутационно-вычислительном блоке первые входы третьего и четвертого элементов И, элемента И-ИЛИ подключены к соответствующим двум выходам дешифратора, а вторые входы связаны с выходом L1 управляемого элемента многоканального операционного блока и с выходам L2 дискретного модуля ДМ, входы первого и второго дешифраторов многоканального операционного блока подключены к соответствующим командным шинам модуля МРК, определенные выходы блока БУП соединены с вторыми входами второго элемента И всех логических каналов, кроме первого, второй вход второго элемента И первого логического канала подключен вместе с соответствующим входом блока БУП к выходу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ многоканального операционного блока, где второй вход девятого элемента И связан с определенным выходом первого дешифратора, входы восьмого элемента И соединены с выходами блока синхронизации и шестого элемента ИЛИ, а выход связан с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входам сброса в «n» вторых счетных триггеров всех логических каналов, входы пятого элемента И соединены с определенным выходом модуля МРК, выходом d` и выходом блока синхронизации, а выход связан с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и с входами сброса в «0» первых счетных триггеров всех логических каналов, систему связи, содержащую общие шины, электронные ключа, дешифратор формирующий управляющие сигналы на своих выходах, поступающие на соответствующие входы блока оперативной памяти, выходного блока и двух электронных ключей, логический модуль ЛМ структура которого и его функционирование определяется логическими функциями С```= (C24+C22)•b`•t1, C`=C24•t1• b`, , C0=C24•C22•t1•b`, где С24 и С22 являются входами логического модуля ЛМ и связаны с соответствующими выходами модуля МРК, t1 поступает с выхода элемента НЕ блока 7, b` подключен к выходу шестого элемента И коммутационно-вычислительного блока, а С`, С``, С0, С``` это выходы логического модуля ЛМ и соединены выходом С``` с первым входом шестого элемента ИЛИ многоканального операционного блока, а другими выходами с входами соответствующих модулей сдвига разрядов МСР1, МСР2 и МСР3 в каждом логическом канале, причем модуль сдвига разрядов МСР1 находится во всех логических каналах, кроме первого и последнего и реализует логические функции У`1=(b`⊕ b``)•С``, У`2 = (b`⊕ b``)•С`, где У`1 и У`2 являются выходами модуля МСР1 и связаны с третьим и четвертым входами элемента ИЛИ данного и последующего логических каналов, переменные b`, b``, С`, С`` являются входными сигналами для МСР1, причем b`, b`` поступают с выходов первых счетных триггеров данного и последующего логических каналов, С` и С`` поступают с выходов логического модуля ЛМ, модуль МСР2 в первом логическом канале реализует логические функции , У2=(b1 ⊕ b2) • С`` и У3 = (b1⊕ b2)•С`, где У1, У2 и У3 служат выходами модуля МСР2 и связаны с третьим и четвертым входами элемента ИЛИ первого логического канала и с четвертым входом первого элемента ИЛИ второго логического канала, b1, b2, bn, С`, С`, С0 являются входами модуля МСР2 и соединены с выходами первых счетных триггеров первого, второго, последнего логических каналов и тремя выходами логического модуля ЛМ, модуль МСР3 вычисляет логическую функцию , где сигнал У1``` поступает с выхода модуля МСР3 на третий вход первого элемента ИЛИ последнего логического канала, сигналы b1, bn, С``, С15 поступают на входы модуля МСР3 соответственно с выходов первых счетных триггеров первого и последнего логических каналов, с выхода логического модуля ЛМ и определенного выхода модуля МРК, в многоканальном операционном блоке, где первый вход четвертого элемента И связан с определенным выходом модуля МРК, второй вход соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, третий вход подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ, а четвертый вход связан с выходом шестого элемента И коммутационно-вычислительного блока, управляющий вход электронного выключателя связан с определенным выходом первого дешифратора, выход девятого элемента И соединен с первыми входами первых элементов И в каждом логическом канале, вторые входы первых элементов И каждого логического канала, вместе с информационными выходами электронного выключателя многоканального операционного блока связаны с общими шинами системы связи, а выходы первых элементов И в каждом логическом канале соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, общие шины также подключены к выходам первого и второго электронных ключей системы связи и к соответствующим входам блока оперативной памяти и выходного блока, входы первого и второго электронных ключей связаны с определенными выходами входного блока и блока оперативной памяти, управляющие входы первого и второго электронных ключей, блока оперативной памяти и выходного блока соединены с соответствующими выходами дешифратора системы связи, три входа которого связаны с тремя соответствующими выходами a1, a2 и а3 программного блока, второй вход элемента И счетчика импульсов связан с соответствующим выходом блока синхронизации, а выход подключен к управляющему входу электронного ключа счетчика импульсов блока программ, прямые выходы всех первых счетных триггеров связаны с определенными входами модулей сдвига разрядов МСР1, МСР2 и МСР3 в соответствующих логических каналах, восьмой элемент ИЛИ первым и вторым входами связан с вторым и третьим выходами второго дешифратора, а выходом соединен с первым входом шестого элемента И, входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к определенной командной шине модуля МРК и к первой Т1 шине из числа общих шин Т1…Tn системы связи, а выход связан с вторым входом пятого элемента ИЛИ, имеется «n» одинаковых схемных фрагментов Ф1…Фn по числу логических каналов, каждый схемный фрагмент связан с соответствующим логическим каналом и содержит логические элементы ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем второй и третий входы элемента ИЛИ связаны с выходом второго элемента И соответствующего логического канала и с соответствующим выходом модуля распределения команд МРК, а выход соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу первого счетного триггера соответствующего логического канала, а выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются выходами соответствующих схемных фрагментов и соединены с информационными входами электронного выключателя и управляемого элемента многоканального операционного блока, где первый и второй входы первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом шестого элемента И и с определенным выходом модуля МРК, третий управляющий вход управляемого элемента связан с определенным выходом модуля МРК и с соответствующими входами второго элемента И и элемента НЕ дискретного модуля ДМ, коммутационно - вычислительном блок содержит элемент И-НЕ, второй счетный триггер, пятый, шестой, седьмой, восьмой и девятый элементы И, элемент ИЛИ и первый по третий элементы ИЛИ, входы девятого элемента И связаны с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и с выходом модуля МРК, а выход подключен к входу первого элемента ИЛИ, счетный вход второго счетного триггера соединен с выходом восьмого элемента И, а вход сброса в нуль связан с выходом седьмого элемента И, входы пятого элемента И подключены к выходам дешифратора и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы элемента ИЛИ соединены с выходом модуля МРК и с шиной Ст передачи аварийного сигнала, а выход подключен к блокировочному входу дешифратора и к соответствующим входам третьего и двенадцатого элементов И, входы шестого элемента И связаны с выходом второго счетного триггера и с выходом элемента ИЛИ, а выход d` соединен с модулем ЛМ, с входом третьего элемента И всех логических каналов, с соответствующими входами четвертого, пятого и десятого элементов И, с блокировочными входами первого и второго дешифраторов многоканального операционного блока, а также с блокировочным входом дешифратора системы связи устройства, входы восьмого элемента И подключены к выходу блока синхронизации и к выходу первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с определенным выходом модуля МРК и с выходом пятого элемента И, выход элемента И-НЕ подключен к третьему входу третьего элемента И, первый вход элемента И-НЕ соединен с соответствующим выходом модуля МРК, два входа первого элемента ИЛИ-НЕ связаны с соответствующим выходом модуля МРК и с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а выход подключен к входу девятого элемента многоканального операционного блока, в многоканальном операционном блоке первые входы одиннадцатого и двенадцатого элементов И подключены к выходам модуля МРК, а вторые входы соединены с выходами первых счетных триггеров соответственно первого и последнего логических каналов, а выходы через третий элемент ИЛИ подключены к входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход десятого элемента И связан с выходом модуля МРК, а выход соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, с определенным входом элемента ИЛИ-НЕ и с первыми входами вторых элементов И всех логических каналов, в каждом из них логический элемент И-НЕ своим первым входом подключен к выходу модуля МРК, а выходом соединенного с третьим входом третьего элемента И в каждом логическом канале, блок ускоренного переноса БУП имеет структуру определяемую логическими функциями (1А), модуль преобразования информации МПИ, содержащий «n» модулей памяти МП, каждый из которых имеет счетный триггер, элемент И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем в первом модуле памяти имеется еще и второй элемент И, входы сброса в «0» счетных триггеров всех модулей памяти связаны с выходом второго элемента И первого модуля памяти, входы второго элемента И соединены с определенными выходами первого дешифратора многоканального операционного блока и блока синхронизации, счетные входы счетных триггеров всех модулей памяти подключены к выходу элемента И соответствующего модуля памяти, три входа последнего связаны с соответствующими выходами блока синхронизации, первого дешифратора многоканального операционного блока и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый и второй входы которого для всех модулей памяти кроме первого соединены соответственно с выходами счетных триггеров данного модуля памяти и предыдущего, а для первого модуля памяти второй вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ является входам модуля МПИ и связан с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ коммутационно-вычислительного блока, третий электронный ключ, информационные входы которого связаны с выходами счетных триггеров всех модулей МП, а выходы подключены к общим шинам системы связи, управляющий вход третьего электронного ключа соединен с соответствующим выходом модуля МРК, в каждый логический канал многоканального операционного блока, связь между вторым входом элемента И-НЕ и выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответствующего схемного фрагмента Ф из набора схемных фрагментов Ф1…Фn многоканального операционного блока, в каждом схемном фрагменте Ф, элемент И входы которого подключены к соответствующему выходу модуля МРК и к выходу первого элемента ИЛИ многоканального операционного блока, а выход связан с первым входом элемента ИЛИ каждого логического фрагмента, коммутационно- вычислительный блок имеет третий триггер, десятый, одиннадцатый и двенадцатый элементы И, второй и третий элементы ИЛИ, элемент НЕ и второй элемент НЕ, причем выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ связан с соответствующими входами элемента И-НЕ и одиннадцатого элемента И, а через элемент НЕ с определенным входом десятого элемента И, другие входы десятого и одиннадцатого элементов И подключены к выходам d`` и S элемента ИЛИ и четвертого триггера, к прямому и инверсному выходам третьего триггера, к выходам модуля МРК и выходу блока синхронизации, а выходы связаны соответственно с входами установки в «0», через третий элемент ИЛИ, и непосредственно в «1» третьего триггера, инверсный выход третьего триггера соединен с четвертым входом третьего элемента И, входы двенадцатого элемента И подключены к определенному выходу модуля МРК, к прямому выходу третьего триггера и к выходу блока синхронизации, а выход связан с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход подключен к счетному входу счетного триггера, первый и второй входы третьего элемента ИЛИ связаны с выходами четвертого и десятого элементов И, а выход соединен с входом сброса в «0» третьего триггера, введены первый и второй блоки памяти БП и ППЗУ с соответствующими связями и в счетчик импульсов программного блока введены первый и второй элементы И, элементы НЕ и ИЛИ с новыми связями.To solve this problem in a device for building programmable digital microprocessor systems, containing an input unit that receives discrete signals from sensors and generates a certain binary code at its output, an output unit for recording the values of codes coming from a multichannel operational and switching-computing unit to its memory cells and their transmission, through digital-to-analog converters to electronic devices and electric drive mechanisms, a program unit connected by certain outputs with the MRK command distribution module, a random access memory unit, a synchronization unit and a switching-computing unit consisting of an AND-OR element, an element and the second EXCLUSIVE OR element, eight AND elements, two counting triggers, a decoder connected by three inputs to certain outputs of the MRK module, the first inputs of the first two AND of the AND-OR element are connected to the third and fourth outputs of the decoder, and the second inputs are connected to the output of the input block, from connected by the first and second groups of inputs with a group of information outputs of the control object and with a group of address outputs of the program unit, as well as to the output of the RAM block, the output of the AND-OR element is connected to the first input of the EXCLUSIVE OR element, the second input of which is connected to a specific module output MRK, the output of the EXCLUSIVE OR element is connected to the input of the third AND element, connected by other inputs to the outputs d` and S, the output of the synchronization unit, the inputs of the fourth AND element are connected to the output of the MRK module and to the corresponding output of the synchronization unit, and the output is connected to the input of the counter trigger to "0", the output of the second EXCLUSIVE OR element is connected to the information inputs of the output block and the RAM block, the first inputs of the first and second elements AND are connected to the first and second outputs of the decoder, their second inputs are combined and connected to the outputs of the synchronization block, and the outputs connected to the inputs of the output block and the RAM block for control recording information, a multichannel operating unit containing a controlled element, second, fourth, fifth, sixth, seventh through twelfth AND elements, first, third through sixth and eighth OR elements, first and second decoders connected by their inputs to the corresponding module outputs MRK, a controlled memory cell, a controlled trigger, an electronic switch, a NOT element, an element and the first EXCLUSIVE OR element and "n" logical channels operating in parallel, having a similar structure and each of which contains an EXCLUSIVE OR element, three AND elements, an OR element, two counting flip-flop, bit shift modules, while in each logical channel of a multichannel operating unit the output of the EXCLUSIVE OR gate is connected to the first input of the OR gate, the second input of which is connected to the output of the second AND gate, the output of the OR gate is connected to the first input of the third AND gate, the output the latter is connected to the counting input of the first counting trigger, the output to is connected to the counting input of the second counting trigger, while in the multichannel operating unit the output of the first OR element is connected to the second inputs of the EXCLUSIVE OR elements of logical channels, the first and second inputs of the first OR element are connected, respectively, to the outputs of the second decoder and the seventh AND elements, the first and second the inputs of the second AND element are connected to one of the outputs of the synchronization block and to a specific output of the first decoder, and the output is connected to the control input of the controlled flip-flop, the inputs of the OR-NOT element are connected to the corresponding output of the tenth AND element, the output of the first decoder and the output of the third OR element, the first input of the seventh element AND is connected to the corresponding output of the second decoder, the output of the OR-NOT element is connected to the third input of the LM module, the second inputs of the sixth and seventh elements AND are connected, respectively, to the direct and inverse outputs of the controlled memory cell, the information input of which is connected to the output of the second element OR d a sparkling module DM, containing the first and second logical elements AND, the element NOT, the third logical element AND and the element OR, and the inputs of the third logical element And are connected to the outputs of the first counting triggers of the penultimate and last channels, the inputs of the second element And are connected to the output of the third logical element And and with the corresponding output of the MRK module, also connected to the input of the NOT element, the output of the latter is connected to the input of the first AND element, the other input of which is connected to one of the outputs of the PCU block, and the output is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output the second element And, the control input of the controlled memory cell is connected to the output of the fourth element And, in the multichannel operating unit, the information input of the controlled trigger is connected to the direct output of the controlled memory cell, the inverse output of the controlled trigger is connected through one of the common buses of the communication system to the output unit, three control input of the controlled element inens with three command buses of the MRK module and two of them are also connected to the first input of the fifth OR element and to the corresponding input of the first EXCLUSIVE OR element, the output of the fifth OR element is connected to the first input of the ninth AND element, in the switching-computing unit the first inputs of the third and the fourth AND elements, the AND-OR element are connected to the corresponding two outputs of the decoder, and the second inputs are connected to the output L1 of the controlled element of the multichannel operating unit and to the outputs of L2 of the discrete module DM, the inputs of the first and second decoders of the multichannel operating unit are connected to the corresponding command buses of the MRK module , certain outputs of the PCU block are connected to the second inputs of the second AND element of all logical channels, except for the first, the second input of the second AND element of the first logical channel is connected together with the corresponding input of the PCU block to the output of the first EXCLUSIVE OR element of a multichannel operating unit, where the second input of the ninth AND element is connected to a specific output of the first decoder, the inputs of the eighth AND gate are connected to the outputs of the synchronization block and the sixth OR gate, and the output is connected to the first input of the fourth OR gate, the output of which is connected to the reset inputs in "n" of the second counting triggers of all logical channels, the inputs of the fifth element AND are connected to a specific output of the MRK module, output d` and the output of the synchronization unit, and the output is connected to the second input of the fourth OR element and to the reset inputs to "0" of the first counting triggers of all logical channels, a communication system containing common buses, electronic keys , a decoder that generates control signals at its outputs, arriving at the corresponding inputs of the RAM unit, the output unit and two electronic keys, the logical module LM whose structure and its functioning are determined by the logical functions C,,, = (C24 + C22) • b` • t1 , C` = C24 • t1 • b`, , C 0 = C24 • C22 • t1 • b`, where C24 and C22 are the inputs of the logic module LM and are connected to the corresponding outputs of the MRK module, t1 comes from the output of the NOT element of
Устройство состоит из изображенных на фиг. 1 входного блока 1, одна группа входов которого подключена к дискретным датчикам и источникам двоичного кода (на схеме не показаны) X1…XR, а вторая группа входов соединена с адресными шинами С`1…C`j, связанного выходом i с входом коммутационно-вычислительным блока 2, подключенного к блоку оперативной памяти 3, выходному блоку 4, программному блоку 5, блоку синхронизации 6, многоканальному операционному блоку 7, содержащему «n» логических каналов, в многоканальном операционном блоке МОБ 7 первый и второй дешифраторы 8 и 9, второй элемент И 12, связанный первым входом с определенным выходом блока синхронизации,, первый элемента ИЛИ 15, выход которого связан с соответствующими входами всех логических каналов, управляемый элемент 16, управляемую ячейку памяти 17, шестой элемент И 18, седьмой элемент И 19, четвертый элемент И 20, пятый элемент И 21, четвертый элемент ИЛИ 22, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый элементы И 73, И 76, И135 и И75, третий и шестой элементы ИЛИИ и ИЛИ 74, восьмой элемент И 72, соединенный одним входом с выходом Z элемента И63 блока 6, электронный выключатель 77, элемент и первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 79 и 103, восьмой элемент ИЛИ 101, управляемый триггер 102, пятый элемент ИЛИ 107, элемент ИЛИ-НЕ 112 и изображенной на фиг. 10 системы связи, имеющей информационные общие шины 80, дешифратор 81 своими входами соединенный с выходами a1, а2, а3…an ПЗУ60А программного блока 5, а выходами N1 и N2 подключенный к управляющим входам первого 82 и второго 83 электронных ключей, а также выходами N3 и N4 к двум соответствующим входам блока оперативно памяти и выходного блока, также состоит из программного блока 5, модуля распределения команд МРК, логического модуля ЛМ, модуля преобразования информации МПИ, блока ускоренного переноса БУП и дискретного модуля ДМ. Имеется также первый и второй блоки памяти БП и ППЗУ изображенные на Фиг. 12.The device consists of the devices shown in FIG. 1 of the
Блок ускоренного переноса (БУП) имеет структуру определяемую нижеследующими логическими функциями:The accelerated transfer unit (EPB) has a structure defined by the following logical functions:
где Where
M1 - сигнал с выхода первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ103 многоканального операционного блока 7, поступающий на вход блока БУП;M1 is the signal from the output of the first EXCLUSIVE OR103 element of the
М2…Mn - сигналы переноса, поступающие с определенных выходов блока БУП на соответствующие входы вторых элементов И27 всех логических каналов, кроме первого в блоке 7;M2 ... Mn - transfer signals coming from certain outputs of the BUP block to the corresponding inputs of the second elements I27 of all logical channels, except for the first one in
Mn+1 - сигнал переноса, поступающий с определенного выхода блока БУП на соответствующий входы модуля ДМ;Mn + 1 - transfer signal coming from a certain output of the PCU block to the corresponding inputs of the DM module;
В1…Bn - сигналы с выходов первых счетных триггеров 29 соответствующих логических каналов блока 7, поступающие на соответствующие входы блока БУП;В1 ... Bn - signals from the outputs of the first counting flip-
П1…Пn - сигналы с выходов всех вторых счетных триггеров 30 логических каналов блока 7, поступающие на входы блока БУП. Знаки (•) или (+) в функциях означают соответственно логические операции И и ИЛИ.P1 ... Pn - signals from the outputs of all second counting triggers of 30 logical channels of
Как следует из анализа функций 1А, блок БУП позволяет параллельно реализовать процесс переноса по всем каналам при арифметических операциях.As follows from the analysis of functions 1A, the BUP block allows parallel implementation of the transfer process along all channels during arithmetic operations.
Устройства работает по тактам, сформированным в блоке синхронизации 6, каждый такт поделен на четыре импульса по одной четверти такта, все триггеры меняют свое состояние по одному из этих импульсов, т.е. условно в первой, второй, третьей и четвертой четвертях такта (фиг. 9).The devices operate according to the clocks formed in the
В блоке 7 выходы дешифраторов 8 и 9 обозначены соответственно e1…e7 и Д1…Д3. Слова логический элемент И (ИЛИ, НЕ и т.д.) и элемент с аналогичными обозначениями одно и тоже. При необходимости, дешифратор 81 по сигналам а4…an с выхода ПЗУ60А может подключать и другие, не указанные в описании, внешние блоки к общим шинам 80.In
Система связи, в наших примерах, служит для организации обмена информационными сигналами Т1…Tn по одноименным шинам между блоками 1, 3, 4 и 7 по соответствующим сигналам с выходов программного блока 5. При активизации на выходах дешифратора 81 системы связи сигнала N1 первый ключ 82 пропускает значение кода Q1…Qn с выходов входного блока 1 на входы логических каналов в блоке 7 по общим шинам 80, каждая из которых обозначена через Т1…Tn. В случае активизации выхода N2 дешифратора 81 второй ключ 83 пропускает по общим шинам 80 код Р1…Pn с выходов блока 3 в виде Т1…Tn на входы элементов И 23 всех логических каналов. При активизации е3 на выходе дешифратора 8 в блоке 7 выключатель 77 пропускает значение кода В1…Bn с выходов логических каналов, через схемные фрагменты Ф1…Фn на общие шины 80 в виде информационных данных Т1…Tn и при активизации выходов N3 или N4 дешифратора 81, значения Т1…Tn поступают на соответствующие входы блока 3 или блока 4, при активизации выхода С31 на выходе модуля МРК, значения Т``1…Т``n с выхода модуля МПИ поступают через ключ 136 на общие шины 80 системы связи. Знак ⊕ означает логическую операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.The communication system, in our examples, serves to organize the exchange of information signals T1 ... Tn over the buses of the same name between
Через С1…С35 обозначены командные шины (сигналы) на выходах модуля МРК, связанные с соответствующими входами дешифраторов 8,9.37 и логических элементов в блоках и модулях и управляющие их работой.Through C1 ... C35 are designated command buses (signals) at the outputs of the MRK module, associated with the corresponding inputs of decoders 8,9.37 and logic elements in blocks and modules and control their operation.
Через C`1…C`j обозначены адресные шины (сигналы), определяющие адреса источников и приемников информации в блоках 1, 3 и 4 и поступающие с выходов программного блока 5.Through C`1 ... C`j are designated address buses (signals) that determine the addresses of sources and receivers of information in
X1…Xn,…, Xm…Хк - многоразрядные двоичные коды (сигналы), поступающие например на входы входного блока 1 с выходов аналого-цифровых преобразователей, где левые разряды являются младшими.X1 ... Xn, ..., Xm ... Xk - multi-bit binary codes (signals), arriving, for example, at the inputs of
Хк+1…Xr - входные одноразрядные дискретные сигналы от датчиков (кнопки, путевые выключатели и т.д.), поступающие на входной блок 1Хк + 1 ... Xr - input single-digit discrete signals from sensors (buttons, limit switches, etc.) arriving at the
J, Т1…Tn+1 - одноразрядные J и много- разрядные информационные данные (сигналы) на входах и выходах соответствующих электронных ключей, выключателей, блоков, а также на общих шинах 80 системы связи (фиг. 10), поступающие в блоки 3 и 4.J, T1 ... Tn + 1 - single-bit J and multi-bit information data (signals) at the inputs and outputs of the corresponding electronic keys, switches, blocks, as well as on
Входы блоков, логических каналов, логических элементов (элементов) и т.д. указаны входящими стрелками, а выходы - исходящими стрелками.Inputs of blocks, logical channels, logical elements (elements), etc. are indicated by incoming arrows, and exits are indicated by outgoing arrows.
В закрытом состоянии все электронные ключи и выключатели имеют на выходах высокий импеданс сопротивления.When closed, all electronic keys and switches have high impedance impedance at the outputs.
Слова логический элемент и элемент в данном тексте и в формуле изобретения имеют одинаковый смысл.The words logical element and element in this text and in the claims have the same meaning.
На фиг. 2 изображена структура логических каналов. Каждый из «n» каналов состоит из первого элемента И 23, связанного выходом с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 25, выход этого элемента связан с входом третьего элемента И 28, выход которого подключен к счетному входу первого счетного триггера 29, выход которого соединен, через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 100 соответствующего схемного фрагмента Ф с входом элемента И-НЕ 26 и непосредственно со счетным входом второго счетного триггера 30, выходом соединенного с соответствующим входом блока ускоренного переноса БУП, из модуля сдвига разрядов двоичного кода МСР2 для первого канала, модуля сдвига разрядов МСР3 для последнего канала и модулей сдвига разрядов МСР1 для остальных каналов, с соответствующими связями, второго элемента И27, связанного выходом с входом элемента ИЛИ25.In FIG. 2 shows the structure of logical channels. Each of the "n" channels consists of the first element AND 23, connected with the output to the first input of the EXCLUSIVE OR element 24, the output of which is connected to the first input of the
Пример входного блока 1 представлен на фиг. 3 и содержит ряд электронных ключей 32 на входы которых поступают разряды двоичных кодов Х1…Xn,…,Xm…Хк и которые поочередно, по сигналу первого дешифратора 33, пропускают двоичный код на выходы Q1…Qn в зависимости от значений адресных команд С`1….С`е поступающих с определенных выходов программного блока 5, элементы И 34 на первые входы которых поступают биты информационных сигналов Хк+1…Xr, вторые входы элементов И 34 подключены к выходам второго дешифратора 35 и в зависимости от значений адресных команд на соответствующих адресных шинах C`e+1…C`j из блока 5, при помощи активизации определенного выхода дешифратора 35, соответствующий бит информации появляется на выходе элемента ИЛИ 36, т.е. на выходе блока 1 для одноразрядных переменных.An example of an
Входящий в состав устройства коммутационно-вычислительный блок 2 реализующий логические операции с одноразрядными двоичными переменными поступающими через соответствующие элементы на вход счетного триггера 43 представлен на фиг. 4 и содержит второй элемент НЕ140, дешифратор 37, соединенный тремя входами с модулем МРК, а первыми двумя выходами с первыми входами первого и второго элементов И 38, И 39, а третьим и четвертым выходами подключен к входам двух элементов И элемента И-ИЛИ (2-2-2-2И-4ИЛИ) 40, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41, второй вход которого подключен к соответствующему выходу модуля МРК, а выход связан с первым входом девятого элемента И119 и с определенным входом третьего элемента И42, счетный триггер 43 с одним прямым выходом, вход сброса в «0» которого и вход третьего элемента ИЛИ127 соединены с выходом четвертого элемента И45, первый вход последнего связан с соответствующим выходом модуля МРК, а второй вход подключен к выходу d2 блока синхронизации 6, выход С23 модуля МРК соединен с входами элементов НЕ140 и И119, а выход последнего подключен к входу первого элемента ИЛИ117, входы второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 связаны с выходом счетного триггера 43 и с выходом модуля МРК, а выход соединен с информационными входами ячеек памяти 57 выходного блока 4 и с соответствующим входом элемента 51 блока 3, второй счетный триггера 47, счетный вход которого связан с выходом восьмого элемента И116, входы последнего подключены к выходу первого элемента ИЛИ117 и к соответствующему выходу блока синхронизации 6, инверсный выход второго счетного триггера 47 и выход d`` элемента ИЛИ 108 соединены с двумя входами шестого элемента И106, выход которого связан с блокирующими входами дешифратора 81 системы связи, входами элемента И28 всех логических каналов и дешифраторов 8, 9, а также с входами элементов И20, И21 и И76 блока 7, где второй вход элемента И76 связан с соответствующей командной шиной модуля МРК, а выход подключен к определенному входу элементов И27 всех логических каналов блока 7, в коммутационно- вычислительном блоке соответствующие входы первого и второго элементов И логического элемента И-ИЛИ(2-2-2-2И-4ИЛИ)40 соединены с выходом i элемента 36 блока 1 и с выходом f элемента 54 блока 3, первые входы третьего и четвертого элементов И логического элемента 40 связаны соответственно с двумя выходами е`` и е`7 дешифратора 37, а вторые входы соединены с выходом управляемого элемента 16 блока 7 и выходом модуля ДМ, вторые входы первого и второго элементов И38 и И39 объединены и связаны с выходом d1 блока 6, а выходы подключены к входу F1 элементов 51 блока 3 и к входам F2 элементов 57 блока 4, определенные три входа третьего элемента И42 соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ108, с выходом Z блока 6 и с выходом элемента И-НЕ44, первый и второй входы которого связаны с выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 и с командной шиной С2 на выходе модуля МРК, шестой выход е6 дешифратора 8 блока 7 соединен с первым входом элемента И111 блока триггеров БТ, второй вход элемента И111 подключен к определенному выходу блока синхронизации 6, второй вход элемента И106 вместе с блокирующим входом дешифратора 37 блока 2 соединен с выходом элемента ИЛИ108, входы которого связаны с определенным выходом модуля МРК и с аварийным сигналом Ст из объекта управления, третий триггер 121 своим инверсным выходом Н 1 связан с четвертым входом третьего элемента И 42, а своими входами сброса в «1» и сброса в «0» подключен соответственно к выходу одиннадцатого элемента И123 и через третий элемент ИЛИ127 к выходу десятого элемента И122, соответствующие входы элементов И123 и И122 соединены с выходами С30 и С28 модуля МРК, с выходом d2 блока синхронизации 6, с инверсным и прямым выходами третьего триггера 121, с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 и с выходом элемента НЕ 128, вход которого связан с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120, двенадцатый элемент И 125 подключен входами к соответствующему выходу программного блока, к прямому выходу триггера 121 и к определенному выходу Z блока синхронизации 6, а выходом соединен с первым входом второго элемента ИЛИ124, второй вход которого связан с выходом третьего элемента И42, а выход подключен к счетному входу триггера 43, седьмой элемент И94 своими входами соединен с соответствующими выходами модуля МРК и блока синхронизации 6, а выходом связан с входом сброса в «0» триггера 47, пятый элемент И46 своими входами подключен к выходам дешифратора и второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ120, а выходом соединен с определенным входом первого ИЛИ 117.The switching computing unit 2 included in the device, which implements logical operations with one-bit binary variables coming through the corresponding elements to the input of the counting trigger 43, is shown in FIG. 4 and contains the second element HE140, decoder 37, connected by three inputs to the MRK module, and the first two outputs to the first inputs of the first and second elements AND 38, And 39, and the third and fourth outputs are connected to the inputs of two elements AND of the AND-OR element ( 2-2-2-2И-4OR) 40, the output of which is connected to the first input of the EXCLUSIVE OR element 41, the second input of which is connected to the corresponding output of the MRK module, and the output is connected to the first input of the ninth element I119 and to a specific input of the third element I42, counting flip-flop 43 with one direct output, the reset input to "0" and the input of the third element OR127 are connected to the output of the fourth element I45, the first input of the latter is connected to the corresponding output of the MRK module, and the second input is connected to the output d2 of the synchronization unit 6, output C23 the MRK module is connected to the inputs of the elements HE140 and I119, and the output of the latter is connected to the input of the first element OR117, the inputs of the second element EXCLUSIVE OR 120 are connected to the output of the counting flip-flop 43 and with the output of the MRK module, and the output is connected to the information inputs of the memory cells 57 of the output block 4 and to the corresponding input of the element 51 of block 3, the second counting trigger 47, the counting input of which is connected to the output of the eighth element I116, the inputs of the latter are connected to the output of the first element OR117 and to the corresponding output of the synchronization unit 6, the inverse output of the second counting flip-flop 47 and the output d ,, of the OR element 108 are connected to two inputs of the sixth element I106, the output of which is connected to the blocking inputs of the decoder 81 of the communication system, the inputs of the element I28 of all logical channels and decoders 8, 9 , as well as with the inputs of elements I20, I21 and I76 of block 7, where the second input of element I76 is connected to the corresponding command bus of the MRK module, and the output is connected to a specific input of I27 elements of all logical channels of block 7, in the switching and computing unit the corresponding inputs of the first and the second AND gates of the AND-OR gate (2-2-2-2I-4OR) 40 are connected to the i output of the element 3 6 of block 1 and with the output f of the element 54 of block 3, the first inputs of the third and fourth elements And of the logical element 40 are connected, respectively, to the two outputs e ,, and e`7 of the decoder 37, and the second inputs are connected to the output of the controlled element 16 of block 7 and the output module DM, the second inputs of the first and second elements I38 and I39 are combined and connected to the output d1 of block 6, and the outputs are connected to the input F1 of elements 51 of block 3 and to the inputs of F2 of elements 57 of block 4, certain three inputs of the third element I42 are connected respectively to the output element OR108, with the output Z of block 6 and with the output of element I-HE44, the first and second inputs of which are connected to the output of the second element EXCLUSIVE OR 120 and to the command bus C2 at the output of the MRK module, the sixth output e6 of the decoder 8 of block 7 is connected to the first input element I111 of the block of triggers BT, the second input of the element I111 is connected to a certain output of the synchronization unit 6, the second input of the element I106 together with the blocking input of the decoder 37 of block 2 is connected to the output oome element OR108, the inputs of which are associated with a specific output of the MRK module and with an alarm St from the control object, the third flip-flop 121 with its inverse output H 1 is connected to the fourth input of the third element And 42, and its reset inputs to "1" and reset to " 0 "is connected, respectively, to the output of the eleventh element I123 and through the third element OR127 to the output of the tenth element I122, the corresponding inputs of the I123 and I122 elements are connected to the outputs C30 and C28 of the MRK module, with the output d2 of the synchronization unit 6, with inverse and direct outputs of the third trigger 121 , with the output of the EXCLUSIVE OR element 120 and with the output of the NOT element 128, the input of which is connected to the output of the EXCLUSIVE OR element 120, the twelfth AND element 125 is connected by inputs to the corresponding output of the program unit, to the direct output of the trigger 121 and to a certain output Z of the synchronization unit 6, and the output is connected to the first input of the second element OR124, the second input of which is connected to the output of the third element I42, and the output n It is connected to the counting input of trigger 43, the seventh I94 element is connected with its inputs to the corresponding outputs of the MRK module and the synchronization unit 6, and the output is connected to the reset input to "0" of the trigger 47, the fifth I46 element is connected by its inputs to the outputs of the decoder and the second EXCLUSIVE OR120 , and the output is connected to a specific input of the first OR 117.
Пример блока оперативной памяти (БОП) 3 представлен на фиг. 5 и содержит ряды ячеек памяти 48, в одни из которых записывается информационный код (данные) Т1…Tn из общих шин 80 по команде N3 и импульсу d1 поступающих на входы первого элемента И 70 с выхода дешифратора 81 системы связи и блока 6, адрес ряда ячеек памяти формируется на адресных шинах С`1…С`е программного блока 5 и выходах дешифратора 49, Считывание двоичного кода с выхода одного из рядов ячеек памяти 48 осуществляется электронным ключом 50 по сигналам с выхода дешифратора 49, в зависимости от значений сигналов на адресных шинах С`1…С`е и по команде N2 считанный код поступает на общие шины 80, через ключ 83 системы связи, ряд однобитовых ячеек памяти 51 куда записываются результаты вычислений булевых функций с выхода элемента 120 по команде с выхода элемента И 38 блока 2 и в соответствии с сигналами на адресных шинах С`е+1…C`j программного блока 5 и выходах второго дешифратора 52, который определяет также ячейку памяти 51 откуда происходит считывание бита информации через элементы И 53 и ИЛИ 54, запись и считывание происходит на разных тактах работы устройства.An example of a random access memory (RAM)
Пример структуры выходного блока 4 представлен на фиг. 6, он состоит из рядов ячеек памяти 55, куда записываются значения двоичных кодов Т1…Tn с общих шин 80, которые формируются на выходах логических каналов, через схемные фрагменты Ф1…Фn и выключатель 77 блока 7, по команде с выхода элемента И 71, на вход которого поступают сигналы N4 и d1 соответственно с выхода дешифратора 81 и из блока 6, адреса рядов ячеек памяти определяются сигналами на адресных шинах С`1…С`е, поступающих с выхода программного блока 5 и активизацией соответствующего выхода первого дешифратора 56, с выходов ячеек памяти 55 двоичный код может поступать, например, в информационные системы, цифро-аналоговые преобразователи и т.д., однобитовые ячейки памяти 57 служат для записи результатов вычисления булевых функций поступающих с выхода элемента 120 блока 2 по команде с выхода элемента И 39 блока 2, адрес ячейки памяти 57 определяется сигналами на адресных шинах C`e+1…C`j и активизацией соответствующего выхода дешифратора 58. Переменные с выходов ячеек 57 могут поступать на электроприводы, сигнализацию и т.д.An example of the structure of the
Пример схемы программного блока 5 представлен на фиг. 7, он содержит три постоянных запоминающих устройства ПЗУ60А, ПЗУ60В и ПЗУ60С, где хранится программа реализации поставленной задачи, счетчик импульсов 59 (фиг. 11), содержащий элементы НЕ152 и ИЛИ111, первый и второй элементы И151 и И109, электронный ключ 85, управляющий и информационные входы которого связаны соответственно с выходом элемента ИЛИ111 и с информационными выходами T`1…T`m первого и второго блоков памяти БП и ППЗУ, а выходы соединены с установочными входами счетных триггеров 84, реализующих счет импульсов, поступающих на счетный вход первого счетного триггера 84 с выхода первого элемента И 63 блока синхронизации 6, сигналы O`1…O`m с выходов счетных триггеров 84 поступают на адресные входы блока памяти ППЗУ и трех программируемых запоминающих устройств ПЗУ60А, ПЗУ60С и ПЗУ60В и на каждом такте считывается значение ранее записанного по этим адресам программного кода, с выходов ПЗУ60В считывается программный командный код У1…Ук, связанный с входами модуля распределения команд МРК на выходных шинах которого образуются, в соответствии с программным кодом У1…Ук, распределенные командные сигналы (команды) С1…С35, поступающие в блоки и модули устройства и управляющие их работой, с выходов ПЗУ60С считываются адресные сигналы (команды) C`1…C`j, связанные с соответствующими входами блока оперативной памяти 3, входного и выходного блоков 1, 4 и определяют адреса по которым хранятся выбранные на данном такте двоичные переменные Т1…Tn в блоках 1, 3, и 4 для передачи их в другие блоки. Двоичные сигналы N1, N2, N3, N4…Nm с выходов дешифратора 81 системы связи, подключенного входами к выходам a1,a2,a3…an ПЗУ60А определяют и поочередно по тактам подключают внешние блоки из множества «m», в нашем примере блоки 1, 3, 4 к общим шинам 80 системы связи (Фиг. 10), входной блок 1 подключается сигналом N1, выходной блок 4 сигналом N4, блок оперативной памяти 3 подключается сигналом на запись N3 и сигналом на считывания N2. Модуль МРК, устройства ПЗУ60А, ПЗУ60В и ПЗУ60С являются стандартными ПЗУ или ППЗУ с соответствующим задаче программированием.An example of the diagram of the
Функциональная взаимосвязь между выходами и входами электронного ключа 85 представлена ниже при Ст=1 и С14=1The functional relationship between the outputs and inputs of the
Где R`1…R`m и S`1…S`m - выходы электронного ключа 85.Where R`1… R`m and S`1… S`m are the outputs of the
T`1…T`m - значение информационных кодов на выходе первого блока памяти БП и входе электронного ключа 85.T`1 ... T`m - the value of information codes at the output of the first memory block of the power supply unit and the input of the
Т`1…T`m - значения информационных кодов на выходе второго блока памяти ППЗУ.Т`1 ... T`m - values of information codes at the output of the second memory block of EPROM.
Двоичная переменная является инверсией С, знаки «точка» и «плюс» в логических функциях означают логические умножение и сложение, ⊕ знак означающий логическую операцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Binary variable is the inverse of C, the "dot" and "plus" signs in logical functions mean logical multiplication and addition, ⊕ sign means the logical operation EXCLUSIVE OR.
Пример схемы и принцип работы блока синхронизации 6 представлены на фиг. 8 и фиг. 9, он постоянно вырабатывает синхроимпульсы (импульсы) Z1, d2, d1, Z в каждой четверти всех тактов и содержит первый счетный триггер 62, подключенный прямым выходом к входу элемента И63, а инверсным выходом к первым входам элементов И64 И115 и И65, второй вход последнего подключен к выходу элемента И 66, три входа которого связаны с прямым выходом счетного триггера 62, вместе с входом элемента И64 с прямым выходом счетного триггера 67 и с выходом инвертора 68, вход последнего вместе с счетным входом триггера 62, входами элементов И63 и И64 подключены к генератору импульсов 69, выход элемента И65 связан с входом сброса в «0» триггера 67, еще один вход элемента И63 соединен с инверсным выходом триггера 67, элемент И115 вторым и третьем входами подключен к инверсному выходу счетного триггера 67 и к выходу инвертора 68, также соединенному выходом с счетным входом триггера 67, выход Z1 элемента И115 связан с определенными входами элемента И94 блока 2 и элемента И21 блока 7, выход Z элемента И63 соединен с соответствующими входами элемента 84 блока 5, элемента 72 блока 7 и элементов И42, И125 блока 2, выход d2 элемента И64 связан с соответствующими входами элементов И45, И122, И123 блока 2, выход d1 элемента И66 связан с входами элементов 28 всех логических каналов, элементов И38, И39, И116 блока 2, элементов И70 и И71 блоков 3 и 4, элемента И12 и элемента И20 блока 7, Связь синхроимпульсов с логическими элементами устройства определяет возможную последовательность операций при реализации алгоритма на каждом такте его работы в соответствии с фиг. 9, сброс в нуль триггера 67 производится единичным сигналом с выхода элемента И65.An example of the circuit and the principle of operation of the synchronization unit 6 are shown in FIG. 8 and FIG. 9, it constantly generates sync pulses (pulses) Z1, d2, d1, Z in every quarter of all clock cycles and contains the first counting flip-flop 62, connected with a direct output to the input of the I63 element, and an inverse output to the first inputs of I64 I115 and I65, the second input the latter is connected to the output of the element And 66, three inputs of which are connected to the direct output of the counting trigger 62, together with the input of the element I64 with the direct output of the counting trigger 67 and the output of the inverter 68, the input of the latter together with the counting input of the flip-flop 62, the inputs of the elements I63 and I64 connected to the pulse generator 69, the output of the I65 element is connected to the reset input to "0" of the trigger 67, another input of the I63 element is connected to the inverse output of the trigger 67, the I115 element is connected by the second and third inputs to the inverse output of the counting flip-flop 67 and to the output of the inverter 68 , also connected by the output to the counting input of the trigger 67, the output Z1 of the element I115 is connected to certain inputs of the element I94 of block 2 and the element I21 of block 7, the output of the Z element I63 is connected to the corresponding inputs of element 84 of block 5, element 72 of block 7 and elements I42, I125 of block 2, output d2 of element I64 is connected to the corresponding inputs of elements I45, I122, I123 of block 2, output d1 of element I66 is connected to inputs of elements 28 of all logical channels, elements I38, I39, I116 of block 2, elements I70 and I71 of blocks 3 and 4, element I12 and element I20 of block 7, The connection of clock pulses with logical elements of the device determines the possible sequence of operations when implementing the algorithm at each cycle of its operation in accordance with Fig. ... 9, flip-
Допустим, что все другие триггеры (ячейки памяти) срабатывают по заднему фронту импульсов, поступающих на их управляющие, сбрасывающие и счетные входы. Перед началом работы все триггеры и ячейки памяти установлены в «0».Let us assume that all other triggers (memory cells) are triggered by the trailing edge of the pulses arriving at their control, reset and counting inputs. Before starting work, all triggers and memories are set to "0".
Принцип работы блока 2 (Фиг. 4) состоит в последовательной по тактам реализации булевых функций в базисе И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ условно представленных в виде дизъюнкции конъюнкций или конъюнкции дизъюнкций, за меньшее, по сравнению с аналогом и прототипом, количеством тактов без обращения в процессе вычисления к ячейкам памяти блока 3 для хранения и считывания промежуточных результатов, а также в управлении процессами в блоках 3, 4, 5 и 7, соответствующими сигналами с выхода дешифратора 37.The principle of operation of block 2 (Fig. 4) consists in the sequential implementation of Boolean functions in the basis AND, OR, EXCLUSIVE OR, NOT, AND-NOT, OR-NOT conventionally presented in the form of a disjunction of conjunctions or conjunction of disjunctions in the basis AND, OR, for less than with an analogue and a prototype, the number of clock cycles without referring to the memory cells of
Перед вычислении булевых функций счетный триггер 43, сигналом с выхода элемента И45, устанавливается в нулевое состояние, т.е. его выход Тр аналогичен по наименованию с сигналом на его выходе, равен «0» и третий триггер 121 этим же сигналом устанавливается в нулевое состояние и его инверсный выход Н1=1. Триггер 43 переключается при подаче с выхода элемента И42 единичного сигнала, проходящего через элемент ИЛИ124 на его счетный вход по окончанию импульса Z, который подается в четвертой четверти каждого такта, третий триггер 121 устанавливается в единичное состояние т.е.на его прямом выходе Н=1 при единичных значениях на входах элемента И123 в конце второй четверти такта по импульсу d2, поступающему на каждом такте и в нулевое состояние, т.е. на его инверсном выходе Н1=1 во второй четверти такта при единичных значениях на входах элемента И122 или при единичном импульсе на выходе элемента И45 (Фиг. 9). Вычисление логических функций в коммутационно-вычислительном блоке 2 поясним на примере вычисления скобочной функции У 1, содержащей функции И, ИЛИ.Before calculating Boolean functions, the counting flip-
НЕ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ:NOT, AND-NOT, OR-NOT, EXCLUSIVE OR:
, где where
X1…Х9 - двоичные переменные поочередно подаваемые на каждом такте в соответствии со значениями команд С4…С6, С9…C11, С2 и адресных сигналов С`1…С`е, из одного из блоков 1, 3, 7 или БУП, например из входного блока 1, на вход элемента И-ИЛИ40 блока 2 и далее, при определенном значении команд C1, С2, С29, С25 и сигнала Н1=1, очередная входная переменная из X1…Х9 или ее инверсия, через элементы И41 и И42 поступает на счетный вход триггера 43 в виде импульса Z (Фиг. 1, Фиг 4). Причем в случае С1=1 соответствующая переменная из X1…Х9 инвертируется в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41. Обозначим:X1 ... X9 - binary variables alternately supplied at each cycle in accordance with the values of the commands С4 ... С6, С9 ... C11, С2 and address signals С`1 ... С`е, from one of
На первом такте при С1=0, С2=1, С3=1, С28=0, С29=0, С30=1, С25=0 Значение X1 поступает через элементы И-ИЛИ 40, И41 и И42 на счетный вход триггера 43 и если X1=1 то, после окончания импульса Z, на выходе Тр триггера 43 появляется «1». Очевидно, что при этом подфункция равна нулю при любом значении Х2 и продолжать ее вычисление на следующем такте нет смысла. Для этого следует блокировать работу триггера 43 на втором такте работы устройства. Если Х1=0 триггер 43 не изменит своего состояния и Тр=0, а значение функции Х1+Х2 не известно и следует продолжить вычисление функции Х1+Х2 на следующем такте. Этот выбор автоматически осуществляется установкой С29=0 на втором такте работы в соответствии со значениями сигнала Тр на выходе триггера 43 и определенных командных сигналов. Выход элемента НЕ140 связан с входом элемента И42.On the first clock cycle, at C1 = 0, C2 = 1, C3 = 1, C28 = 0, C29 = 0, C30 = 1, C25 = 0 The value of X1 comes through the AND-OR
На втором такте работы устанавливаются командные сигналы С1=0, С2=1, С3=0, С28=0, С29=0, С30=0, С25=0 и при Тр=1 (Х1=1) работа счетного входа триггера 43 блокируется нулевыми сигналами с выходов элементов И-НЕ44 и И42, а если Тр=0 (Х1=0) блокировки триггера 43 нет и соответствующая переменная Х2 поступает с выхода элемента И-ИЛИ40, через элементы И41 и И42 на счетный вход триггера 43 и при Х2=1 триггер 43 изменит свое состояние, т.е. Тр=1 и результат вычисления функции , а если Х2=0, то триггер 43 не изменит своего состояния, а результат вычисления функции и на выходе Тр триггера 43 в любом случае будет находиться инверсия результата вычисления функции и если Тр=0, т.е. функция , при этом вычислять функцию У2 нет смысла т.к. функция У2=1. При этих условиях работу счетного входа триггера 43 следует заблокировать с третьего такта и до конца четвертого такта, исключая поступление переменных Х3 и Х4 на счетный вход триггера 43, а также инвертировать значение сигнала на выходе Тр, чтобы он прямо соответствовал результату вычисления функции Х1+Х2 и функции У2. При необходимости такой принцип блокировки работы триггера 43 будет осуществляться и на других тактах. Если по окончанию второго такта Тр=1 (Х1+Х2=0), то следует продолжить вычисление функции У2, т.к результат вычисления функции У2 не известен.On the second cycle of operation, the command signals C1 = 0, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 0, C29 = 0, C30 = 0, C25 = 0 are set, and at Tr = 1 (X1 = 1), the operation of the counting input of
На третьем такте устанавливаются командные сигналы С1=1, С2=1, С3=0, С28=0, С29=1, С30=1,С25=1 и если после второго такта Тр=0 (У2=1), то выход J элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 равен «1» и третий триггер 121, во второй четверти третьего такта, меняет свое состояние на единичное (Н=1, Н1=0)) и происходит блокировка работы триггера 43 нулевыми выходами элементов И42 и И45 и до конца выполнения команд по вычислению функции У2. т.е. значения переменных Х3 и Х4 не смогут поступать на счетный вход триггера 43 и менять его состояние, при этом в четвертой четверти третьего такта единичный импульс Z, с выхода элемента И125, через элемент ИЛИ124 переключит триггер 43 в единичное состояние т.е. Тр=1 и на выходе триггера 43 присутствует результат вычисления функции У2=1, который сохраняется до конца выполнения команд на вычисление функции У2. А если после второго такта Тр=1, то на выходе J элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 в начале третьего такта имеется «0» и триггер 121 не переключится в единичное состояние, блокировки триггера 43 нет и продолжится вычисление функции У2 т.к. Х1+Х2=0, при этом инверсия переменной Х3 с выхода элемента И-ИЛИ40 поступит через элементы И41 и И42 на счетный вход триггера 43 и если Х3=1 то триггер 43 не изменит свое состояние и Тр=1, при этом результат вычисления функции Х3Х4 не определен и вычисление надо продолжить на четвертом такте, а если Х3=0, то триггер 43 переключится и Тр=0 и результат вычисления функции Х3Х4 известен и равен нулю. В этом случае результат вычисления всей функции У2 равен нулю т.к. X1+Х2=0 и Х3 Х4=0. При этом работу счетного триггера 43 следует блокировать на следующем четвертом такте работы.On the third cycle, the command signals C1 = 1, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 0, C29 = 1, C30 = 1, C25 = 1 are set and if after the second cycle Tr = 0 (Y2 = 1), then the output J of the EXCLUSIVE OR 120 element is equal to "1" and the
На четвертом такте при С1=1, С2=1, С3=0, С28=0, С29=1, С30=0, С25=0, в случае Тр=0 счетный вход триггера 43 блокируется нулевыми сигналами с выходов элемента И-НЕ44, элемента И42 и И125 сохраняя на выходе триггера 43 значение всей функции У2=0, а при Тр=1 и нулевом состоянии триггера 121 (Н1=1) блокировки работы триггера 43 нет и инверсия переменной Х4 поступает с выхода элемента И-ИЛИ40, через элементы И41 и И42 на счетный вход триггера 43 и если Х4=0, то триггер 43 переключится и Тр=0, а это означает, что функция Х3•Х4=0 и результат вычисления всей функции У2=0, т.к. и Х3•Х4=0. Из этого следует, что если в конце четвертого такта значение на выходе триггера 43 равно «0», т.е. если Тр=0, то значение функции У2=0, а если Тр=1, то значение функции У2=1, а это значит, что при Тр=0(У2=0) вычислять функцию У3 нет смысла, т.к. при этом известно значение логического произведения двух функций У2•У3=0 и работу триггера 43 надо заблокировать до конца вычисления функции У3, а при Тр=1 (У2=1) следует продолжить вычисление функцию У3 т.к. значение У2•У3 не известно.On the fourth cycle at C1 = 1, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 0, C29 = 1, C30 = 0, C25 = 0, in the case of Tr = 0, the counting input of
На пятом такте при С1=1, С2=0, С3=0, С28=1, С29=1, С30=1, С25=0, если в начале такта Тр=0, то сигнал J=1 и в случае нулевого состояния триггера 121 (Н1=1) на входах элемента И123 находятся только единичные сигналы и единичный выход элемента И123 переключит по импульсу d2, во второй четверти такта, триггер 121 в единичное состояние (Н1=0), при этом сигналом Н1=0 работа триггера 43 заблокируется нулевыми сигналами с выходов элементов И42 и И45 до конца выполнения команд по вычислению функции У3, т.к. в этом случае У2•У3=0, если Тр=1. то J=0, на выходе элемента НЕ128 единичный сигнал и если третий триггер 121 находился в единичном состоянии с начала третьего такта, то на входах элемента И122 находятся только единичные сигналы и единичный сигнал с выхода элемента И122 через элемент ИЛИ127 переключит триггер 121 в нулевое состояние (Н1=1), при этом снимается блокировка работы триггера 43. А если триггер 121 находился в нулевом состоянии при Тр=1 и J=0, то он не меняет своего состояния (Н1=1) и блокировки триггера 43 нет и через элементы И41 и И42 инверсия переменной Х5 с выхода элемента И-ИЛИ40 поступает на счетный вход триггера 43 и если Х5=0, то триггер 43 в четвертой четверти такта по импульсу d1 изменит свое состояние, т.е. выход Тр=0, а если Х5=1, то триггер 43 не изменит своего состояния, т.е выход Тр=1 и в любом случае вычисление функции Х5 ⊕X6 продолжается.On the fifth cycle, at C1 = 1, C2 = 0, C3 = 0, C28 = 1, C29 = 1, C30 = 1, C25 = 0, if at the beginning of the cycle Tr = 0, then the signal J = 1 and in the case of a zero state trigger 121 (H1 = 1) at the inputs of the I123 element there are only single signals and the single output of the I123 element will switch on the pulse d2, in the second quarter of the cycle, the
На шестом такте при любом значении С29 и при С1=0, С2=0, С3=0, С28=0, С30=0, С25=0 значение переменной Х6 поступает с выхода элемента И-ИЛИ40 через элементы И41 и И42 на счетный вход триггера 43 и если Х6=0, то состояние триггера 43 не изменится, а если Х6=1, то триггер 43 переключится и в любом случае на выходе триггера 43 будет присутствовать результат вычисления функции Х5⊕ Х6, т.е. при одинаковых значениях переменных Х5 и Х6 на выходе Тр имеется «0» а при разных значениях Х5 и Х6 на выходе Тр находится «1». Очевидно, что при Х5 ⊕ X6=1 (Тр=1) функция У3=1 и продолжать ее вычисления нет смысла, поэтому следует блокировать по соответствующим тактам работу триггера 43 до конца вычисления функции У3, а если Х5 ⊕ Х6=0 (Тр=0) то вычисление функции У3 следует продолжить т.к. в этом случае результат ее вычисления не известен.On the sixth cycle, for any value of C29 and with C1 = 0, C2 = 0, C3 = 0, C28 = 0, C30 = 0, C25 = 0, the value of the variable X6 comes from the output of the AND-OR40 element through the I41 and I42 elements to the counting input flip-
На седьмом такте работы при С1=1, С2=1, С3=0, С28=0, С29=0, С30=1, С25=0 и если после шестого такта Тр=1 (Х5 ⊕X6=1), J=1 и в случае нулевого состояния триггера 121 (Н1=1) во второй четверти седьмого такта по импульсу d2 следует его переключение в единичное состояние (Н1=0) и до конца вычисления функции У3 происходит блокировка работы триггера 43 сигналом Н1=0 и соответственно нулевыми выходами элементов И42 и И45, при этом на выходе Тр триггера 43 сохраняется единичный результат вычисления функции У3=1. А если после шестого такта Тр=0 (Х5 ⊕X6=0), J=0,\ и триггер 121 находится в нулевом состоянии (Н1=1), то блокировки триггера 43 нет и инверсное значение переменной Х7 поступит на счетный вход триггера 43 и если Х7=0, то триггер 43 переключится и его выход Тр=1, при этом функция , а значит функция У3=1 и функция У1=У2•У3+Х9=1 не зависимо от значения Х9 и этот результат имеется на выходе Тр триггера 43. В этом случае следует блокировать работу триггера 43 до конца вычисления функции У1, а если Х7=1 то триггер 43 не изменит своего состояния и Тр=0, результат вычисления функции не известен и работу по ее вычислению следует продолжить на следующем такте.On the seventh cycle of work with C1 = 1, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 0, C29 = 0, C30 = 1, C25 = 0 and if after the sixth cycle Tr = 1 (X5 ⊕X6 = 1), J = 1 and in the case of the zero state of the trigger 121 (H1 = 1) in the second quarter of the seventh cycle, according to the pulse d2, it switches to the single state (H1 = 0) and until the end of the calculation of the function Y3, the operation of the
На восьмом такте при С1=1, С2=1, С3=0, С28=0, С29=0, С30=1, С25=0 и если после седьмого такта Тр=1, J=1 и триггер 121 находится в нулевом состоянии (Н1=1), то триггер 121 во второй четверти такта по импульсу d2 переключается в единичное состояние и сигнал с его инверсного выхода Н1=0 блокирует работу триггера 43 нулевыми сигналами с выходов элементов И42, И45 и И125, а если после седьмого такта Тр=0 и триггер 121 находится в нулевом состоянии (Н1=1), то блокировки триггера 43 нет и инверсия переменной Х8 поступает через элементы И- ИЛИ 40, И41 и И42 на счетный вход триггера 43. Если Х8=0, то триггер 43 переключится в единичное состояние, т.е. Тр=1 и при этом функция Х7•Х8=1, а функция У3=1 и функция У1=У2•У3+Х9=1 независимо от значения Х9 и этот единичный результат находится на выходе Тр триггера 43, при этом следует блокировать работу триггера 43 на следующем такте т.к. значение функции У1 определено, а если Х8=1, то триггер 43 не переключится и на его выходе Тр будет находиться нулевой результат вычисления функции У3 т.е. У3=0 и при Тр=0 вычисление функции У1 следует продолжить с учетом переменной Х9.On the eighth cycle with C1 = 1, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 0, C29 = 0, C30 = 1, C25 = 0 and if after the seventh cycle Tr = 1, J = 1 and trigger 121 is in the zero state (H1 = 1), then the
В продолжении описания вышеизложенного процесса на восьмом такте, в начале девятого такта при С1=1, С2=1, С3=0, С28=1, С29=0, С30=1, С25=0 на весь период девятого такта и в случае Тр=0 и при нулевом состояния триггера 121(Н1=1) блокировки работы счетного входа триггера 43 нет и следует подача инверсии переменной Х9 с выхода элемента И-ИЛИ40, через элементы И41, И42 и ИЛИ125 на счетный вход триггера 43 и если Х9=0, то триггер 43 меняет свое состояние по окончанию импульса Z в четвертой четверти такта (Тр=1) и на его выходе устанавливается единичный результат вычисления всей функции У1=1, а если Х9=1, то триггер 43 не меняет своего состояния, т.к. переменная Х9 инвертируется в «0» в элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ41 и на выходе триггера 43 имеется нулевой результат вычисления функции У1=0.Continuing the description of the above process on the eighth cycle, at the beginning of the ninth cycle at C1 = 1, C2 = 1, C3 = 0, C28 = 1, C29 = 0, C30 = 1, C25 = 0 for the entire period of the ninth cycle and in the case of Tr = 0 and at the zero state of trigger 121 (H1 = 1) there is no blocking of the counting input of
А если в конце восьмого такта устанавливается Тр=1, то в начале девятого такта при H1=1, J=1 триггер 121 устанавливается в единичное состояние, блокируя работу триггера 43 нулевым сигналом на инверсном выходе H1 триггера 121 и значение переменной Х9 не поступает на счетный вход триггера 43 при нулевых сигналах на выходах элементов И42 и И125, а на выходе Тр триггера 43 имеется единичный результат вычисления функции У1=1.And if at the end of the eighth cycle, Tr = 1 is set, then at the beginning of the ninth cycle at H1 = 1, J = 1
В случае, когда на пятом такте при Тр=0 (У2=0) работа триггера 43 была заблокирована сигналом Н1=0, с инверсного выхода триггера 121, до конца вычисления функции У3, на девятом такте следует, при единичном выходе элемента НЕ128 и при С28=1, Н=1, переключение триггера 121 в нулевое состояние во второй четверти девятого такта по импульсу d2 и снятие единичным сигналом H1 блокировки работы триггера 43 и затем поступление инверсии переменной Х9 на счетный вход триггера 43 и если Х9=0, то триггер 43 в четвертой четверти девятого такта по импульсу Z изменит свое состояние (Тр=1) и на выходе триггера 43 будет находиться единичный результат вычисления функции У1, а если Х9=1, то триггер 43 не изменит своего состояния (Тр=0) и на его выходе получим нулевой результат вычисления функции У1. При С23=1 элемент НЕ140 блокирует работу триггера 43.In the case when on the fifth cycle at Tr = 0 (Y2 = 0) the operation of the
В случае, как описано выше при работе на седьмом такте, установки триггера 121 в единичное состояние (Н1=0) во второй четверти седьмого такта и до конца вычисления функции У1 и соответствующей блокировки триггера 43 на седьмом такте при Тр=1 и Н1=0, единичное состояние триггера 121 и блокировка триггера 43 сохранятся и на девятом такте, т.к на девятом такте с выхода элемента НЕ128 на вход элемента 122 поступает нулевой сигнал, а на выходе Тр триггера 43 будет находиться единичный результат вычисления функции У1. Как видно из примера, выбор того или иного продолжения в процессе вычисления заданной функции Буля на каждом такте реализуется автоматически в зависимости от состояния триггеров 43 и 121 на предыдущем такте, значений соответствующей переменной X и командных сигналов «С» на данном такте. Итак при любых значениях переменных X1…Х9 в конце девятого такта работы блока 2 на выходе триггера 43 будет находиться результат вычисления функции У1. Как видно из приведенного примера схема блока 2 позволяет вычислять логическую функцию новым способом исходя из анализа результата вычисления первой же конъюнкции равной «1» в дизъюнкции конъюнкций и затем фиксировать этот результат до конца вычисления всей дизъюнкции, справедливо считая, что этот результат известен и равен «1», а при вычислении конъюнкции дизъюнкций в случае нулевого результата первой же дизъюнкции этот результат фиксируется до конца вычисления всей конъюнкции дизъюнкций, справедливо полагая, что и значение всей конъюнкции дизъюнкций, куда входит указанная дизъюнкция, равна «0». Такой подход позволяет существенно сократить число тактов при вычислении логических функций. Командные сигналы «С» формируются на стадии программирования процесса вычисления заданной логической функции.In the case, as described above, when operating on the seventh cycle, setting the
Таким образом в блоке 2, при любых значениях переменных X1…Х9, происходит вычисление функций алгебры Буля, содержащих вышеперечисленный набор логических функций, за минимальное количество тактов равное количеству переменных входящих в булеву функцию, без обращения в ячейки памяти блока оперативной памяти 3 для хранения промежуточных результатов вычислений и их использования в процессе вычисления всей функции Буля, как это требуется в аналоге и прототипе. Например при вычислении функции У1 в прототипе после вычисления функции необходим дополнительный такт для записи Z1 в блок оперативной памяти 3 и еще один дополнительный такт для записи результата вычисления функции X3•X4=Z2 в блок 3, затем еще 3 дополнительных такта для считывания переменных Z1 и Z2 из блока 3, вычисления функции Z1+Z2=У2 и запись результата У2 в блок 3. Еще два дополнительных такта требуется для записи в блок 3 результатов промежуточных вычисления функций Х5 X6=Z3 и X7•X8=Z4 и затем еще три дополнительных такта для считывания переменных Z3 и Z4 из блока 3, вычисления функции Z3+Z4=y3 и запись У3 в блок 3, затем еще три дополнительных такта для считывания из блока 3 значений У2 и У3, вычисления функции У2•У3 и запись результата вычисления У2•У3 в блок 3 и еще один дополнительный такт для считывания функции У2•У3 и вычисление функции У1=У2•У3+Х9. Итого для вычисления в прототипе функции У1 понадобилось четырнадцать дополнительных тактов, т.е для вычисления функции У1 в прототипе всего потребовалось 23 такта работы, что существенно выше, чем в предлагаемом устройстве.Thus, in
В блоке 7, при С15=1 и С20=0 на управляющих входах управляемого элемента 16, последний реализует логическую функцию ИЛИ, если С20=0 и С15=0, то элемент 16 реализует логическую функцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, если С15=1 и С20=1, то элемент 16 реализует функцию ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ двух последних разрядов двоичного кода на выходах схемных фрагментов Ф1…Фn, а при С15=0 и С20=1 на выходе элемента 16 появляется сигнал с выхода последнего логического канала, при С15=0, С20=0 и С19=1 на выходе элемента 16 блока 7 появляется значение первого разряда двоичного кода, записанного в триггеры 29 логических каналов блока 7.In
Работа устройства состоит в вычислении логических функций в блоке 2 с одновременной реализацией операций над многоразрядными двоичными кодами в блоке 7 и при необходимости устройство обеспечивает совместную работу блоков 2 и 7, например в случае исследования заданных и полученных (принятых) двоичных кодов и принятия решений по результатам логического анализа полученных результатов. Устройство работает по тактам, сформированным в блоке 6.The operation of the device consists in calculating logical functions in
Работу устройства поясним на нескольких примерах. Допустим, что С15=1 и работа дешифраторов 8, 9, 81 и 37 не блокируется входными сигналами d` и d``.We will explain the operation of the device using several examples. Suppose that C15 = 1 and the operation of
Сравним два двоичных числа А1 и А2 и допустим, что А1=А2 и оба выражены двоичным кодом 11001011. Здесь и далее старшие разряды справа. Допустим число А1 находится в блоке 1 в виде X1…Xn и n=8, а число А2 хранится в блоке оперативной памяти 3 в значениях Р1…Pn и n=8, т.е. блок 7 имеет восемь логических каналов. Равенство чисел определим методом алгебраического сложения чисел А1 и -А2, везде отрицательное число представлено в обратном коде, примем, что С22=1 и С24=0. На первом такте значения X1…Х8, при соответствующих значениях С`1…С`е, С13=1, С24=0, С15=1 и N1=1, поступят из блока 1, через ключ 82 на общие шины 80 системы связи и затем на входы четвертых элементов И 23 всех логических каналов блока 7, где по командам С9…С11 активизируется выход e1 дешифратора 8 и число А1 при единичном выходе элемента И 73, через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, ИЛИ 25, И 28 и d1=1, запишется в счетные триггеры 29. На втором такте, при соответствующих сигналах С`1…С`е и N2=1 в блоке 3 активизируется соответствующий выход дешифратора 49 и с выхода ключа 50 число А2, через ключ 83 и общие шины 80 системы связи поступит на входы элементов И 23 всех логических каналов и при Д1=1 по сигналу с выходов элементов ИЛИ 15 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 24, ИЛИ 25 и И 28 инверсия числа А2 поступит на счетные входы счетных триггеров 29 всех логических каналов и при d1=1 реализуется по разрядно функция ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ для чисел А1 и -А2, при этом на выходах счетных триггеров 29 всех логических каналов устанавливаются единичные значения, счетный триггер 43 блока 2 устанавливается в состояние «0» по сигналу С3=1.Let's compare two binary numbers A1 and A2 and suppose that A1 = A2 and both are expressed by the binary code 11001011. Here and below, the most significant bits on the right. Suppose the number A1 is in
На третьем такте, при С19=1 С21=1, C18=1, d`=l логическая «1» с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ103 и И27 первого канала поступит на соответствующие входы элементов ИЛИ 25 и блока БУП и логическая «1» с выхода М2 блока БУП появится на входе элемента И 27 второго логического канала и далее в соответствии с функциями (1А) по единичным сигналам М3…Mn из блока БУП, через элементы И 27, ИЛИ 25 и И 28 последующих каналов, при импульсе d1=1, все счетные триггеры 29 переключатся в состояние «нуля» т.е. появился результат разности двух равных чисел А1 и А2, а все триггеры 30 переключатся в состояние «1» и произойдет запись единичной информации с выхода Mn+1 блока БУП при С20=0, через модуль ДМ в ячейку памяти 17 по сигналу «1» с выхода элемента И 20 блока 7.On the third cycle, when C19 = 1 C21 = 1, C18 = 1, d` = l logical "1" from the output of the EXCLUSIVE OR
На том же третьем такте при С15=1 логические «0» с выходов схемных фрагментов Ф1…Фn, через элемент ИЛИ 16 в виде логического «0» на выходе L1, при соответствующих сигналах С4…С6 по команде е`` с выхода дешифратора 37 блока 2 поступает, через элемент 40 на вход элемента 41 блока 2 и при С1=1, С2=0, d1=1 и С3=0 логическая «1» поступает на счетный вход триггера 43 и после импульса Z=1 появляется единичное значение сигнала на выходе счетного триггера 43 и это значит, что А1=А2.On the same third cycle at C15 = 1, logical "0" from the outputs of circuit fragments F1 ... Fn, through the
На четвертом такте логическая «1» с выхода счетного триггера 43, при определенных командах С4…С6 и активизации соответствующего выхода дешифратора 37 блока 2 и выхода элемента И 39 при импульсе d1=1, поступающим с выхода элемента И 66 блока 6, запишется в определенную значениями Се…Cj ячейку памяти 57 выходного блока 4, как информация о том, что А1=А2.On the fourth clock cycle, a logical "1" from the output of the counting
Рассмотрим второй пример сравнения двух двоичных чисел, когда А1<А2 и А1=11001011, а А2 равно 10011011, триггеры 29, 30 и 43 установлены в нулевое состояние, триггеры 29 и 30 во всех логических каналах переводятся в нулевые состояния при импульсах q1 и q2, а триггер 43 устанавливается в нулевое состояние при С3=1.Consider the second example of comparing two binary numbers, when A1 <A2 and A1 = 11001011, and A2 is equal to 10011011, triggers 29, 30 and 43 are set to zero, triggers 29 and 30 in all logical channels are transferred to zero states at pulses q1 and q2 , and the flip-
На первом такте по аналогии с первым примером, при соответствующих командных и адресных сигналах, число А1 записывается в счетные триггеры 29 по разрядам в каждый логический канал блока 7.On the first clock, by analogy with the first example, with the corresponding command and address signals, the number A1 is written into the counting triggers 29 by bits in each logical channel of
На втором такте при N2=1 аналогично первому примеру, когда Д1=1, инверсия числа А2 поступает на входы элементов И 28 и при d1=1 единичные значения разрядов числа А2 меняют состояние счетных триггеров 29 на противоположное и на выходе триггеров 29 будет результат А1 ⊕(-А2) т.е. 10101111, при этом во втором логическом канале триггер 29 за два такта дважды поменял свое состояние, что привело к изменению состояния второго счетного триггера 30 на этом канале с нулевого в единичное и произошла фиксация факта переноса из второго разряда в третий или из второго логического канала в третий в блоке БУП, что происходит при аналогичных ситуациях во всех логических каналах блока 7.On the second cycle, when N2 = 1, similarly to the first example, when D1 = 1, the inversion of the number A2 is fed to the inputs of the elements AND 28 and at d1 = 1 the unit values of the digits of the number A2 change the state of the counting triggers 29 to the opposite and the output of
На третьем такте при Д2=0, Д3=0, С19=0, С18=1, d`=1 логический нуль, с выхода элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 103 поступает на соответствующе входы элемента И27 первого логического канала и блока БУП и далее в соответствии с функциями (1А) блока БУП происходит процесс переноса в соответствующие логические каналы по сигналам с выхода блока БУП, поступающим одновременно на входы элементов И27 определенных логических каналов и на выходах триггеров 29 всех логических каналов устанавливается изображение алгебраической суммы А1+(-А2), кодом 10011111, в третьей четверти такта при d1=1, одновременно по сигналу с выхода элемента И 20 при С21=1 произойдет запись нулевого переноса Mn+1 с выхода модуля ДМ, при С20=0, в ячейку памяти 17 блока 7, при этом нулевое значение на выходе Mn+1 блока БУП показывает, что по абсолютному значению А1<А2 и получен результат алгебраической суммы в обратном коде. На третьем же такте в четвертой его четверти по сигналу е`7=1 с выхода дешифратора 37 блока 2, значение Mn+1=0 с выхода блока БУП через модуль ДМ, при С20=0, поступает на выход элемента И-ИЛИ 40 блока 2 и при С1=0 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41 образуется логическая «0» и на выходе счетного триггера 43 сохранится логический «0».On the third cycle, when D2 = 0, D3 = 0, C19 = 0, C18 = 1, d` = 1 logical zero, from the output the EXCLUSIVE OR
На четвертом такте при С15=1, С20=0 и е``=1 значение L1=1 с выхода элемента ИЛИ 16 блока 7 поступит, через элемент И-ИЛИ 40 на вход элемента И 41 и при С1=1 на выходе последнего образуется «0», значение триггера 43 не меняется и результат логической суммы (Mn+1)+L1=0, что подтверждает, что А1<А2.On the fourth cycle, with C15 = 1, C20 = 0 and e`` = 1, the value L1 = 1 from the output of the
На пятом такте полученный выше результат с выхода счетного триггера 43 блока 2 при соответствующей команде дешифратора 37 и d1=1, в соответствии с сигналом на выходе элемента И 39 запишется в блок 3 или 4 в одну из ячеек памяти по соответствующему адресу С`e…C`j.On the fifth clock cycle, the result obtained above from the output of the counting flip-
Если описанным выше способом, вычислить в блоке 2, при С1=0, логическую функцию L1•(Mn+1) и если функция L1•(Mn+1)=1, то А1>А2.If in the way described above, in
Вернемся к третьему такту, когда был получено изображение алгебраической суммы двух чисел А1 и -А2 и продолжим решение задачи по определению результата вычисления алгебраической суммы A1+(-А2).Let's go back to the third step, when the image of the algebraic sum of two numbers A1 and -A2 was obtained and we continue solving the problem to determine the result of calculating the algebraic sum A1 + (- A2).
На третьем такте при С``18=1 завершится процесс переноса, образовавшийся на выходах триггеров 30 и затем в блоке БУП, при этом через элементы И 27, ИЛИ 25, И 28 логических каналов, значения переносов поступят на счетные входы триггеров 29 и при импульсе d1=1 на их выходах появится изображение алгебраического сложения чисел А1 и -А2, если по абсолютному значению число А1 больше числа А2 т.е. /А1/>/А2/, то на четвертом такте следует прибавить к значению А1+(-А2) единицу и получим искомый результат A1+(- А2), а если /А1/</А2/ следует инвертировать результат сложения А1+(-А2) и тогда получим искомый результат сложения А1+(-А2) в прямом коде с указанием его знака.On the third clock cycle, when С``18 = 1, the transfer process, formed at the outputs of
С целью реализации выше приведенного алгоритма в многоканальный операционный блок 7 имеется восьмой элемент ИЛИ 101 и соответствующие связи. Входы элемента ИЛИ 101 соединены с выходами Д2 и Д3 дешифратора 9, а выход подключен к определенному входу элемента И 18, другой вход которого связан с прямым выходом управляемой ячейки памяти 17, а выход элемента И18 соединен с первым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 103 выход К2 которого подключен к входу второго элемента И27 первого логического канала и к определенному входу блока БУП, а выход К1 элемента И 19 связан с одним из входов первого элемента ИЛИ 15, два входа элемента И19 подключены к инверсному выходу ячейки памяти 17 и входу Д2 дешифратора 9 блока 7.In order to implement the above algorithm, the multichannel
Предложенная схема работает следующим образом. Если /А1/>/А2/, то на третьем такте работы в ячейку памяти 17 блока 7 при, С21=1 по сигналу с выхода элемента И 20 и при импульсе d1, запишется единичный перенос из старшего разряда т.е. с выхода Mn+1 блока БУП через модуль ДМ при С20=0, а при импульсе Z=1 произойдет сброс всех триггеров 30 т.к. O1=1.The proposed scheme works as follows. If / A1 /> / A2 /, then on the third cycle of operation in the
На четвертом такте, при С19=0, Д2=1, С18=1, К1=0 и К2=1, в число А1+(-А2), при d1=1 прибавится единичный перенос через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 103, И 27, ИЛИ 25, И 28 и на выходах триггеров 29 образуется значение искомой суммы А1+(-А2) с минусом в знаковом разряде (Mn+1=1)On the fourth step, with C19 = 0, D2 = 1, C18 = 1, K1 = 0 and K2 = 1, to the number A1 + (- A2), with d1 = 1, a single transfer through the EXCLUSIVE OR 103, AND 27, OR elements will be added 25, And 28, and at the outputs of
В нашем примере, если /А1/</А2/, то на третьем такте значение Mn+1=0 с выхода БУП, через модуль ДМ при С20=0 и С21=1 запишется в ячейку памяти 17.In our example, if / A1 / </ A2 /, then on the third cycle the value Mn + 1 = 0 from the output of the BUP, through the DM module with C20 = 0 and C21 = 1, will be written to
На четвертом такте, после сброса триггеров 30 на предыдущем такте при Z=1, при С24=0, Д2=1, К1=1 и К2=0 по сигналу с выхода элемента ИЛИ 15 после импульса d1=1, в третьей четверти такта, произойдет инвертирование изображения кода А1+(-А2) и на выходах триггеров 29 появится результат алгебраической суммы А1+(-А2) с минусом в знаковом разряде (Mn+1=0).On the fourth cycle, after resetting
Далее полученный результат можно записать в блок оперативной памяти 3 при е3=1 и N3=1 или в выходной блок 4 при е3=1 и N4=1 на следующем пятом такте. Предлагаемый ниже алгоритм и соответствующая схема позволяют это сделать на том же четвертом такте, сокращая общее число тактов на реализацию алгебраического сложения и записи результата в блоки 3 или 4, при С27=1.Further, the result obtained can be written to the
Для этого в блоке 7 имеется «п» одинаковых схемных фрагментов Ф1…Фn по числу логических каналов, каждый из которых (фиг. 13) содержит два элемента: ИЛИ 99 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 100, в каждом схемном фрагменте три входа элемента ИЛИ 99 связаны соответственно с выходом элемента И126, с выходом элемента И 27 соответствующего логического канала и выходом модуля распределения команд МРК, входы элемента И126 подключены к соответствующему выходу модуля МРК и к выходу элемента ИЛИ 15 блока 7, а выход элемента ИЛИ 99 соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 100. второй вход которого подключен к выходу триггера 29 соответствующего логического канала, а выход связан с определенными информационными входами электронного выключателя 77 и управляемого элемента 16 блока 7. Схемные фрагменты Ф1…Фn позволяют записать полученный результат или его инверсию (С33=1) при импульсе d1=1 в блоки 3 или 4 на четвертом такте вычисления при определенных значениях адресных и командных сигналов, а также сократить число тактов при поразрядной взаимосвязанной реализации функций И, ИЛИ.To do this, block 7 has "n" identical circuit fragments F1 ... Fn by the number of logical channels, each of which (Fig. 13) contains two elements: OR 99 and EXCLUSIVE OR 100, in each circuit fragment three inputs of OR 99 are connected, respectively with the output of the I126 element, with the output of the AND
Вернемся к четвертому такту вычисления алгебраической суммы А1+(-А2). Если /А1/>/А2/ то Mn+1=1 и при С19=0, Э1=1, Д2=1, и К2=1 в блоке 7 с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 103 на вход элемента И 27 первого логического канала поступит логическая «1» и путем переноса через блок БУП, она поступит на входы элементов И 27 определенных логических каналов, а затем с выходов соответствующих элементов И27 на входы и выходы элементов ИЛИ 99 соответствующих схемных фрагментов и с учетом сигналов на выходах триггеров 29, на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 100 всех схемных фрагментов Ф1…Фn появится искомое значение суммы А1+(-А2), которое можно записать по определенным адресным сигналам С`1…C`j, например в блок оперативной памяти 3 на этом же такте при сигнале N3=1 с выхода дешифратора 81 системы связи. При /А1/</А2/ и Д2=1, К1=1 на выходе элемента ИЛИ 15 блока 7 появится логическая «1», которая поступит при С27=1 на входы элементов ИЛИ 99 и затем на входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 100 всех схемных фрагментов, при этом на выходах последних элементов появится результат суммы А1+(-А2), который через выключатель 77 при N3=1 можно записать в блок оперативной памяти 3. Введение схемных фрагментов повысило быстродействие устройства и за счет того, что при С33=1 на выходе модуля МРК, используя схемные фрагменты Ф1…Фn, можно на том же такте произвести инверсию кода на выходах триггеров 29 и при N3=1, С27=1 записать эту инверсию по определенным адресным сигналам С`l…C`j и N3=1, например в блок оперативной памяти 3, что очевидно следует из анализа работы схемных фрагментов Ф1..Фn.Let's return to the fourth step of calculating the algebraic sum A1 + (- A2). If / A1 /> / A2 / then Mn + 1 = 1 and at C19 = 0, A1 = 1, D2 = 1, and K2 = 1 in
Управляемый триггер 102 блока 7 соединенный входом управления с выходом элемента И 12 и информационным входом с прямым выходом ячейки памяти 17, а выходом с шиной Tn+1, которая определяет знак разности двух чисел и позволяет сохранить этот знак на протяжении любого количества тактов работы устройства, когда состояние ячейки памяти 17 может меняться.. Входы элемента И 12 связаны с определенным выходом дешифратора 8 блока 7 и с выходом элемента 66 блока синхронизации 6. Шина Tn+1 подключена к соответствующему входу выходного блока 4. Единичная команда Д1 с выхода второго дешифратора 9 блока 7 позволяет на дополнительном такте инвертировать значение кода, записанного в триггеры 29.A controlled
Модуль сдвига разрядов МСР1 для каждого логического канала в блоке 7 кроме первого и последнего имеет два выхода У`1 и У`2 и четыре входа С`, С``, b`, b``, его работа определяется булевыми функциями:The bit shift module MCP1 for each logical channel in
где первый выход У`1 соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ 25 данного логического канала, второй выход У`2 связан с четвертым входом элемента ИЛИ 25 последующего канала, вход b` подключен к выходу счетного триггера 29 данного логического канала, вход b`` соединен с выходом первого счетного триггера 29 последующего логического канала, входы С` и С`` связаны с соответствующими выходами логического модуля ЛМ.where the first output Y`1 is connected to the third input of the first OR
Модуль сдвига разрядов МСР2 первого логического канала имеет три выхода У1, У2, У3 и шесть входов b1, b2, bn, С`, С``, С0 и его работа определяется булевыми функциями:The bit shift module MCP2 of the first logical channel has three outputs U1, U2, U3 and six inputs b1, b2, bn, C`, C ,,, C 0 and its operation is determined by Boolean functions:
где первый выход У1 соединен с четвертым входом элемента ИЛИ 25 первого логического канала, второй выход У2 связан с третьим входом элемента ИЛИ 25 того же канала, третий выход У3 подключен к четвертому входу элемента ИЛИ 25 второго логического канала, вход b1 связан с выходом первого счетного триггера 29 первого логического канала, входы b2, bn подключены к выходам счетных триггеров 29 второго и последнего логических каналов, входы С`, С`` С0 соединены с соответствующими выходами логического модуля ЛМ, в котором выходы определяются логическими функциями С`=С24•t1•d`, , С0 = C24•C22•t1•d`, С```= (C24+C22)•t1•d`, где С24, С22 являются входными командными сигналами для логического модуля ЛМ и поступают на его входы с выходов модуля МРК, t1 является выходом элемента ИЛИ-НЕ112 блока 7, a d` является выходом элемента И106 блока 2.where the first output U1 is connected to the fourth input of the
Модуль сдвига разрядов МСР3 последнего логического канала имеет один выход У1```, пять входов bn, С``, С15, b1, и функционирует в соответствии с булевой функцией:The bit shift module MCP3 of the last logical channel has one output U1 ,,, five inputs bn, C ,,, C15, b1, and functions according to a boolean function:
где выход У1``` соединен с определенным входом элемента ИЛИ 25 последнего логического канала, входы b1, bn связаны соответственно с выходами триггеров 29 первого и последнего логических каналов, вход С`` подключен к соответствующему выходу логического модуля ЛМ, С15 соединен с определенным выходом модуля МРК. Перед сдвигом разрядов происходит установка триггеров 30 в «0».where the output U1,,, is connected to a certain input of the
Сдвиг разрядов кода вниз от первого до последнего логического канала осуществляется по команде С`=1, при С``=0, t1=1, С0=0. В этом случае для модуля МСР2, если b1=1, и на выходе триггера 29 второго логического канала имеется логический «0», то в соответствии с функциями (3) и (5) на выходе У1 установится логическая единица и она так же появится на выходе элемента ИЛИ 25, поступит на вход элемента И 28 и при d1=1 триггер 29 первого канала изменит свое состояние на нулевое. Одновременно при неравенстве сигналов на входах b1, d2 выход У3 активизируется и логическая «1» поступит на вход элемента И 28 и по окончанию импульса d1 выход триггера 29 второго канала примет противоположное значение, т.е. значение которое было на выходе триггера 29 первого логического канала. Одновременно в модулях МСР1 в соответствии с функцией (2) при неравенстве сигналов на выходах триггеров 29 данного и последующих логических каналов активизируется выход У`2 во всех модулях МСР1 и логическая «1» через соответствующие элементы ИЛИ 25 поступят на входы элементов И 28 соответствующих логических каналов и на выходе триггера 29 каждого последующего канала появится значение выхода триггера 29 данного логического канала т.е. произойдет сдвиг вниз разрядов кода, ранее записанного в триггеры 29.The shift of the code bits down from the first to the last logical channel is carried out by the command С` = 1, with С`` = 0, t1 = 1, С 0 = 0. In this case, for the MCP2 module, if b1 = 1, and there is a logical "0" at the output of the
Сдвиг разрядов кода вверх имеет место при наличии команды С``=1, когда С`=0, С0=0, t1=1 и С15=0. Тогда в соответствии с функциями (1)…(6) могут активизироваться выходы У2 в модуле МСР2, У`1 в модуле МСР1 и выход У1``` в модуле МСР3, при этом выход У2 активизируется, если входные сигналы b1, b2 на входах модуля МСР2 не равны и в этом случае, через элемент ИЛИ 25 на вход элемента И 28 первого логического канала поступит логическая «1» и триггер 29 первого канала примет значение триггера 29 второго логического канала. Одновременно для любого модуля МСР1 при неравенстве сигналов b`, активизируется выход У1` и логическая «1», через элемент ИЛИ 25 поступит на вход элемента И 28 данного канала, где находится соответствующий модуль МСР1 и на выходе триггера 29 данного логического канала установится значение выхода триггера 29 последующего логического канала. Одновременно при b n=1 активизируется выход У1``` модуля МСР3 и на выходе элемента И 28 появится логическая «1» и триггер 29 последнего логического канала перейдет в состояние «0». Таким образом произойдет сдвиг снизу-вверх разрядов кода записанного в триггеры 29.The upward shift of the code bits takes place in the presence of the command С`` = 1, when С` = 0, С 0 = 0, t1 = 1 and С15 = 0. Then, in accordance with the functions (1) ... (6), outputs U2 in the MCP2 module, Y`1 in the MCP1 module and the output U1,,, in the MCP3 module can be activated, while the U2 output is activated if the input signals b1, b2 at the inputs MCP2 modules are not equal, and in this case, through the
Наличие логического модуля ЛМ в устройстве позволило организовать циклический сдвиг двоичных кодов вверх с переносом младшего разряда в старший при С15=1, что следует из анализа логической формулы (6) для модуля МСР3 и вниз с переносом старшего разряда в младший разряд при значении С0=1, что непосредственно следует из анализа формулы (3), определяющей значение У1 в модуле МСР2.The presence of the LM logical module in the device made it possible to organize the cyclic shift of binary codes upward with the transfer of the least significant bit to the senior one at C15 = 1, which follows from the analysis of the logical formula (6) for the MCP3 module and downward with the transfer of the most significant bit to the least significant bit at the value C 0 = 1, which directly follows from the analysis of formula (3), which determines the value of Y1 in the MCP2 module.
Единичное значение прямого выхода управляемой ячейки памяти 17 в блоке 7 означает наличие переноса, например после арифметического сложения n разрядов двух двоичных чисел значение переноса в следующий n+1 разряд активизируется при Д3=1 на выходе дешифратора 9 блока 7 и поступит, через элементы И18, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ103 и ИЛИ13 на вход элемента И 27 первого логического канала блока 7.A single value of the direct output of the controlled
Для определения четных или нечетных чисел в блок 7 введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 79 входы которого подключены к первой шине Т1 и командной шине С21 блока 5, а выход связан с входом элемента ИЛИ 107 блока 7, что сократило число тактов при определении четного числа или нечетного и записи его в логические каналы при С21=1 или С21=0.To determine even or odd numbers, the EXCLUSIVE OR
Входящий в устройство коммутационно-вычислительный блок 2 реализующий логические операции с одноразрядными переменными, поступающими через соответствующие логические элементы на вход счетного триггера 43 содержит в своем составе логический элемент И-НЕ44, имеющий непосредственную связь своими входами с соответствующим выходом модуля МРК и выходом второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120, а выходом с третьим входом третьего элемента И42, блокирующий работу счетного триггера 43 при единичном выходе элемента 120 и при С2=1. В блоке 2 второй счетный триггер 47 подключен счетным входом к выходу восьмого элемента И116, входом сброса в «0» соединен с выходом седьмого элемента И94, а инверсным выходом через элемент И106 подключен к блокирующим входам дешифраторов 8 и 9, также к входам десятого элемента И76 и четвертого и пятого элементов И20 и И21 блока 7 и дешифратору 81, что позволяет блокировать работу блоков 3, 4 и 7 с многоразрядными двоичными кодами, при этом блок 2 может продолжать работать с одноразрядными двоичными кодами по своей заданной программе при С32=1.The
Дискретный модуль ДМ (Фиг. 14) содержит первый, второй и третий элементы И110, И113 и И104, элементы НЕ114 и ИЛИ105, причем входы элемента И104 связаны с выходами первых счетных триггеров 29 предпоследнего и последнего логических каналов, а выход подключен вместе с выходом С20 МРК к входам элемента И113, а С20 поступает на вход элемента НЕ114, выход которого связан с первым входом элемента И110. С выхода L2 элемента ИЛИ 105 в ячейку памяти 17 записывается значение Mn+1 из блока БУП, поступающий на второй вход элемента И110 при С21=1 и С20=0 для определения отрицательного знака или определения переполнения при арифметических операциях, а при С21=1 и С20=1 записывается,через элементы И113 и ИЛИ105, значение функции логического И двух последних разрядов двоичного кода, записанного в триггерах 29 соответствующих логических каналов блока 7. В блоке 7 первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 103 позволяет инвертировать сигнал на выходе элемента И 18 по команде С19 и пересылать его в выходной блок.The discrete module DM (Fig. 14) contains the first, second and third elements I110, I113 and I104, elements HE114 and OR105, and the inputs of the I104 element are connected to the outputs of the first counting triggers 29 of the penultimate and last logical channels, and the output is connected together with the output C20 MRK to the inputs of the I113 element, and C20 is fed to the input of the HE114 element, the output of which is connected to the first input of the I110 element. From the L2 output of the
Сигнал L2 с выход модуля ДМ, по команде е`7=1 с выхода дешифратора 37 блока 2, может быть записан в счетный триггер 43 при значении С23=0 или во второй счетный триггер 47 по командам С23=1 в блоке 2 для дальнейшего использования в логических операциях.The L2 signal from the output of the DM module, at the command e`7 = 1 from the output of the
Включение в каждом схемном фрагменте Ф1…Фn связи между выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ100 являющимся выходом каждого схемного фрагмента Ф и входом элемента И26 блока 7, а также введение элемента И, связанного входами с соответствующими выходами программного блока 5 и элемента ИЛИ15 блока 7, а выходом соединенного с входом элемента ИЛИ99 каждого схемного фрагмента Ф1…Фn, позволяет вести или заблокировать вычислительный процесс в логических каналах в зависимости от состояния выходов соответствующих триггеров 29 и значений сигналов на входах элемента И-НЕ26, что приводит к сокращению числа тактов при поразрядном взаимосвязанном вычислении функций ИЛИ и И или наоборот И и ИЛИ. С учетом этого покажем на примерах взаимосвязанную поразрядную реализацию функций ИЛИ и И или И ИЛИ в логических каналах, когда после поразрядной реализации функции ИЛИ следует поразрядно вычислить функцию И с учетом результата поразрядного ИЛИ или наоборот.. Аналитически можно записать для первого случая (A1+A2+…+An)•An+1•An+2•… •An+m, для второго случая А1•А2•…•An+An+An+2+…+An+m, где А- многоразрядные двоичные переменные (двоичные коды). В процессе вычисления на выходах МСР1, МСР2, МСР3 и элемента И27 находятся нули. Покажем процесс вычисления на примере поразрядного вычисления функции (А1+А2)•А3•А4, где A1, А2, A3, и А4- многоразрядные двоичные коды хранящиеся в блоке оперативной памяти 3.The inclusion in each circuit fragment F1 ... Fn of the connection between the output of the EXCLUSIVE OR100 element, which is the output of each circuit fragment F and the input of the I26 element of
На первом такте в каждом логическом канале при соответствующих командах и единичном импульсе все триггеры 29 устанавливаются в «0».On the first clock cycle in each logical channel with the corresponding commands and a single pulse, all triggers 29 are set to "0".
На втором такте, при С26=0, Д1=0 и N2=1 с нулевым выходом элемента ИЛИ15 блока 7 и соответствующих адресных и командных сигналах, подается значение многоразрядной переменной А1 из блока оперативной памяти 3, через элементы И23, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ24, ИЛИ 25 и И28 на счетный вход триггера 29 и на его выходах появляется значение кода А1 после импульса d1. При нулевых значениях на выходах триггера 29 соответствующих разрядов вычисление следует продолжить, т.к. результат поразрядного вычисления функции А1+А2 еще не известен, а если в соответствующих разрядах на выходах триггеров 29 имеются логические единицы то результат вычисления функции А1+А2 в этих разрядах известен и равен «1» и работу этих триггеров следует заблокировать.On the second cycle, with C26 = 0, D1 = 0 and N2 = 1 with zero output of the OR15 element of
На третьем такте при соответствующих адресных и командных сигналах и при С26=1, С27=0, N2=1 и Д1=0, код А2 поступит из блока 3 на входы элемента И28 и триггеры 29 с единичными выходами блокируются нулевым выходом элемента И-НЕ26 и не меняют своего состояния, а триггеры 29 с нулевым выходом не блокируются и при появлении единичного сигнала в соответствующем разряде триггер 29 меняет значение выхода на единичное. При этом на выходах триггеров 29 всех разрядов имеются результаты поразрядного вычисления функции А1+А2. Далее те триггеры 29 у которых на выходах имеются «0» должны бить заблокированы, т.к. результат вычисления всей функции (А1+А2)•А3•А4 в этих разрядах уже известен и равен «0» и сохраняется до конца вычисления.On the third cycle, with the corresponding address and command signals and with C26 = 1, C27 = 0, N2 = 1 and D1 = 0, the A2 code will come from
На четвертом такте при соответствующих адресных и командных сигналах и при С26=1, С27=0, N2=1 и Д1=1 с единичным выходом элемента ИЛИ15, инверсия кода A3 поступит через элементы И23, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ24 и ИЛИ25 на входы элементов И28 и триггеры 29, имеющие нулевой выход блокируются нулевыми выходами элементов И-НЕ26 и на их счетные входы соответствующие разряды кода A3 не поступают, а на счетные входы триггеров 29, имеющих единичные выходы, поступают инверсии соответствующих разрядов кода A3 и в случае их единичного значения и соответственно нулевого значения в коде A3, триггеры 29 меняют свой выход на нулевой и на выходах триггеров 29 присутствует результат поразрядного вычисления функции (А1+А2)•А3.On the fourth cycle, with the corresponding address and command signals and with C26 = 1, C27 = 0, N2 = 1 and D1 = 1 with a single output of the OR15 element, the A3 code inversion will go through the I23, EXCLUSIVE OR24 and OR25 elements to the inputs of I28 elements and triggers 29, having a zero output, are blocked by the zero outputs of the I-HE26 elements and the corresponding bits of the A3 code are not received at their counting inputs, and the inversions of the corresponding bits of the A3 code are received at the counting inputs of the
На пятом такте при соответствующих адресных и командных сигналах и при С26=1, С27=0, N2=1, Д1=1 инверсия кода А4 из блока 3 поступит через элементы И23, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ24, ИЛИ25 не вход элемента И28 и при единичных выходах триггеров 29 соответствующих разрядов, инверсия разрядов кода А4 поступят на счетные входы указанных триггеров и в случае единичных значений указанных инверсий триггеры 29 переключатся в нулевое состояние на выходе, а в тех логических каналах (разрядах), где на выходах триггеров 29 имеются логические нули происходит или продолжается блокировка этих триггеров, а на выходе триггеров 29 в конце пятого такта имеется результат поразрядного вычисления функции (А1+А2)•А3•А4. На это потребовалось пять тактов работы многоканального операционного блока. В случае поразрядной реализации этой функции в прототипе и аналоге потребуются дополнительно 1 такт для записи результата поразрядного вычисления А1+А2=В1 в блок оперативной памяти 3, после этого еще 1 такт на установку всех триггеров 29 в состояние «0» перед поразрядном вычислении функции А3•А4, еще 1 такт для пересылки результата реализации функции A3•А4=В2 в блок 3, еще 1 такт на установку всех триггеров 29 в «0» перед вычислением функции А3•А4, еще 2 такта для считывания из блока 3 полученных промежуточных результатов В1 и В2 и поразрядного вычисления функции В1•В2 и на выходах триггеров 29 появится результат поразрядного вычисления функции (А1+А2) •A3•А4 за 5+6=11 тактов работы устройства, что существенно больше, чем в предлагаемом устройстве.On the fifth cycle, with the corresponding address and command signals and with C26 = 1, C27 = 0, N2 = 1, D1 = 1, the inversion of the A4 code from
Аналогично рассмотрим пример поразрядного вычисления обратной функции А1•А2+А3+А4 в логических каналах блока 7. В начале, при нулевых выходах элементов И 27 и всех модулей МСР и при Я=0, Д1=1, С26=1, С27=0 и N2=0 установим все триггеры 29 в единичное состояние. Долее на втором и третьем тактах, по соответствующим адресным и командным сигналам и при Я=1, Д1=1, С26=1, С27=0, N2=1 из блока оперативной памяти 3 поступают поочередно соответствующие разряды двоичных кодов А1 и А2 на счетные входы тех триггеров 29 на выходах которых находятся логические «1», остальные триггеры 29 блокированы нулевыми сигналами с выхода элемента И26, и в конце третьего такта, по окончанию импульса d1, на выходах триггеров 29 появится результат поразрядного вычисления функции А1•А2. Далее при соответствующих адресных и командных сигналах и при Д1=0, Я=1, С26=1, С27=0, N2=1 из блока 3 на четвертом и пятом тактах поочередно поступают коды A3 и А4 на счетные входы тех триггеров 29 у которых на выходах имеются логические «0», а триггеры 29 с единичными выходами блокируются нулевыми выходами элемента И26 и после окончания пятого такта на выходах триггеров 29 будет находится результат поразрядного вычисления функции А1•А2+А3+А4. При поразрядном вычислении этой функции в аналоге или прототипе потребуются дополнительно 1 такт для передачи промежуточной функции А1•А2=В2 в блок оперативной памяти 3, еще 1 такт на установку в «0» триггеров 29 перед поразрядном вычислением функции А3+А4, еще 1 такт для передачи результата вычисления А3+А4=В1 в блок 3, еще 1 такт для установки триггеров 29 в нулевое состояние перед поразрядном вычислении функции В2+В1 и еще 2 такта для поразрядной реализации функции В2+В1. Итого потребовалось 11 тактов для реализации функции А1•А2+А3+А4, что существенно больше чем в предполагаемом изобретении. Это связано с тем что в аналоге и прототипе нет возможности блокировать работу триггера 29 сигналом с выхода элемента И 26 при нулевом значении на выходе триггера 29, а также нельзя менять состояние триггера 29 при единичном состоянии не его выходе и при С26=1. Предлагаемая реализация поразрядного вычисления функций И и ИЛИ одним счетным триггером 29 позволяет в каждом логическом канале блока 7 сократить число логических элементов и линий связи, что упрощает их структуру при сохранении их функциональных возможностей.Similarly, consider an example of a bitwise calculation of the inverse function A1 • A2 + A3 + A4 in the logical channels of
Элементы И75, И135 первыми входами подключенные к соответствующим выходам С19 и С20 модуля МРК, а вторыми входами к выходам первых триггеров соответственно первого В1 и последнего Bn логических каналов блока 7 и элемент ИЛИ11 связанный входами с выходами элементов И75 и И135, а выходом с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ112 блока 7 позволяют заблокировать сдвиг разрядов в логических каналах при С19=1 и В1=1 или при С20=1, Bn=1. На фиг. 12 представлен введенный первый блок памяти (БП), содержащий ячейки памяти по количеству счетных триггеров 84 в счетчике импульсов программного блока, в которые заранее, любым способом, записывается двоичный код, обеспечивающий начало выполнения аварийной подпрограммы, выходы ячеек памяти есть выходы первого блока БП. При появлении аварийного сигнала Ст=1 двоичный код с выхода ячеек памяти блока БП поступает на входы электронного ключа 85 блока 5 и по сигналу с выхода элемента И151 при Ст=1, через элемент ИЛИ111 счетчика импульсов 59, двоичный код с выхода блока БП запишется по импульсу d2 блока 6 в счетные триггеры 84 блока 5 и начнется выполнение аварийной подпрограммы. Первый элемент И151 счетчика импульсов 59 блока 5 связан входами с выходом d2 блока 6 и аварийным сигналом Ст, а выходом с первым входом элемента ИЛИ111. Для уменьшения количества тактов, при реализации нелинейных алгоритмов с помощью прерывания (перескока), введен второй блок памяти ППЗУ (Фиг. 12), содержащий память с перепрограммируемыми постоянными запоминающими устройствами, элемент И150, связанный входами с выходом команды С14 модуля МРК и с инверсией аварийного сигнала Ст т.е. с выходом элемента НЕ152 счетчика импульсов 59, на вход элемента НЕ152 поступает аварийный сигнал Ст.Блок ППЗУ обеспечивает процесс изменения направления реализации нелинейных алгоритмов в зависимости от результата предыдущих вычислений. В начале в память блока ППЗУ по определенным адресам O`1…O`m записываются двоичные коды, при которых возможны «перескоки» при выполнении программы с реализацией нелинейных алгоритмов и при Ст=0 и С14=1 двоичный код возможного «перескока» появляется на информационном выходе блока памяти ППЗУ. Далее по импульсу d2 этот двоичный код может быть записан или не записан при соответствующих значениях d` с выхода элемента И108 блока 2, в триггеры 84, значение d` зависит от результата предыдущих вычислений, записанных в триггер 47 блока 2. В зависимости от результатов предыдущих вычислений d` программа может сделать «перескок», а может продолжить последовательное выполнение данной подпрограммы с последующим «перескоком» через не выбранную подпрограмму, когда, на соответствующем такте, значение d1 изменит свое состояние на противоположное при С12=1. Элемент И150 блока ППЗУ связан входами с командой С14 модуля МРК и с инверсией аварийного сигнала Ст, а выходом соединен с входом разрешения считывания двоичного кода из элементов памяти блока памяти ППЗУ. Второй элемент И109 счетчика импульсов блока 5 соединен входами с выходом d2 блока синхронизации 6, с выходом d` элемента И106 блока 2, с командой С14 модуля МРК и с выходом элемента НЕ152. Элемент ИЛИ111 вторым входом связан с выходом элемента И109, а выходом соединен с управляющим входом ключа 85 счетчика импульсов блока 5. Выходы первого блока памяти БП и второго блока памяти ППЗУ Т`1…Т`m связаны с аналогичными по названию информационными входами электронного ключа 85 блока 5 (фиг. 11 и фиг. 12).Elements I75, I135 are connected by the first inputs to the corresponding outputs C19 and C20 of the MRK module, and the second inputs to the outputs of the first flip-flops, respectively, of the first B1 and the last Bn of logical channels of
Командный сигнал С16 поступающий с выхода модуля МРК на вход элемента ИЛИ 108 всегда равен «1» при выполнении основной программы и равен «0» при выполнении аварийной программы. В последнем случае при Ст=0 на выходах элементов ИЛИ108 и И106, обозначенных соответственно d`` и d`, в блоке 2 появляются сигнал d`=«0», d``=0 и блокируется работа дешифраторов 8, 9 и элемента И76 в блоке 7, а так же дешифратора 81 системы связи, дешифратора 37 и всех триггеров кроме 47 в блоке 2 и аварийная подпрограмма не выполняется. После прохождения всех тактов работы аварийной программы при С16=1 работа устройства продолжается. Использование первого блока памяти БП, с высоким импедансом сопротивления на выходе, новых элементов и связей в счетчике импульсов блока 5, а также элементов ИЛИ108 и шестого элемента И106 в блоке 2 позволяет ускорить реакцию устройства при появлении аварийной ситуации на объекте управления, что сокращает время выхода из аварийного положения. Включение второго блока памяти ППЗУ с высоким импедансом сопротивления на выходе, позволяет сократить число тактов при вычислении нелинейных алгоритмов и уменьшить время реакции системы управления, на изменения в объекте управления, до максимально допустимого запаздывания. Однако в этом случае усложняется программа из-за необходимости программировать режимы «перескоков» и усложняется контроль и диагностика работы устройства, т.к. системе контроля и диагностики следует различать аварийные сбои в работе устройства от штатного режима «перескока», например при вычислении нелинейных алгоритмов.The command signal C16 coming from the output of the MRK module to the input of the
Наличие в блоке 2 второго счетного триггера 47, восьмого элемента И116, первого элемента ИЛИ117 и пятого элемента И46 позволяет записать во второй счетный триггер 47 определенный результат анализа (вычисления) нелинейных алгоритмов в блоках 2 и 7, который поступает на его счетный вход, по соответствующим командам, через управляемый элемент 16 блока 7 или из блоков 1, 3, БУП в блок 2 и через элементы И-ИЛИ 40, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41, девятый элемент И119 или с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120, через элемент И46 и затем через элементы ИЛИ117, И116 и который может при единичном состоянии переключить триггер 47 в состояние «0» на его инверсном выходе и блокировать сигналом d` работу блока 7 и дешифратора 81 на определенное число тактов до прихода сигналов С12=1 или С17=1 на входы элементов ИЛИ117 или И 94. Аналогично элементу И119 функционирует элемент И46 соединенный входами с выходами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 120 и дешифратора 37, а выходом подключенный к соответствующему входу элемента И117. Вышеописанный процесс, при вычислении нелинейных алгоритмов, позволяет делать выбор между выполнением двух подпрограмм, в зависимости от полученных ранее результатов вычисления и осуществить ветвление программы путем блокировки сигналом d` работы всех блоков устройства, работающих с много разрядными данными, для всех тактов не выбранной подпрограммы, при этом блок 2 может продолжать работу с одноразрядными переменными при единичных выходах элемента ИЛИ108 и введенного четвертого триггера 137, связанных соответственно с входом дешифратора 37 и входами элементов И42, И45, И122, И123 и И125, что расширяет функциональные возможности устройства. Такой способ вычисления нелинейных алгоритмов увеличивает число тактов при реализации нелинейных алгоритмов, но позволяет упростить составление программы, т.к. не надо программировать «перескоки» и упрощается процесс диагностики и контроля работы устройства, когда любое нарушение порядка следования тактов фиксируется как сбой в работе устройства. Пятый элемент И115 в блоке 6 связанный двумя входами с инверсным выходом первого счетного триггера 62 и выходом элемента НЕ68, а выходом подключенный к входам пятого элемента И21 и восьмого элемента И72 блока 7 и к определенным входам четвертого и седьмого элементов И45 и И94 коммутационно-вычислительного блока 2, элемент И115 позволяет подавать импульсы сброса триггера в первой четверти тактов работы устройства. В качестве модуля МРК может использоваться например стандартное ППЗУ преобразующее код программ с количеством разрядов У1…Ук в код команд с другой разрядностью С1…С33.The presence in
Модуль преобразования информации МПИ (Фиг. 15) содержит «n» модулей памяти МП1…МПn, в каждом модуле памяти имеются счетный триггер 130, элемент И131 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ133, а в первом модуле памяти содержится еще второй элемент И132, причем выходы T``1…T``n счетных триггеров 130 всех модулей памяти связаны с информационными входами третьего электронного выключателя 136, выходы которого Т1…Tn подключены к общим шинам 80 системы связи, в каждом, кроме первого, модуле памяти первый и второй входы элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ133 подключены соответственно к выходам счетных триггеров 130 данного модуля памяти и предыдущего модуля памяти, а в первом модуле памяти второй вход элемента 133 является входом модуля МПИ и связан с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41 блока 2, входы второго элемента И132 первого модуля памяти связаны с определенным выходом дешифратора 8 блока 7 и с выходом Z1 блока синхронизации 6, а выход соединен с входами сброса в «0» счетных триггеров 130 всех модулей памяти, входы элемента И131 всех модулей памяти подключены к соответствующему выходу дешифратора 8 блока 7 и выходу d1 блока синхронизации 6, управляющий вход третьего ключа 136 соединен с выходом С31 модуля МРК. Перед началом работы все триггеры 130 сбрасываются в «0» импульсом с выхода элемента И132 первого модуля памяти МП1. Модуль МПИ позволяет при последовательной, по тактам, подачи битов информации на его вход, на выходах счетных триггеров 130 получить параллельный двоичный код. Например, биты информации последовательно по тактам поступают с выхода i входного блока 1 и при соответствующих значениях команд С4,С5 и С6 через элементы И-ИЛИ40 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 41 подаются на вход модуля МПИ и на выходах триггеров 130 устанавливается параллельный код Т``1…Т``n из «n» последовательно поступивших битов, который при команде С31=1 поступит на общие шины 80 системы связи Т1…Tn и может быть использован для дальнейших операций. Введение в каждый логический канал блока 7 связи между входом элемента И-НЕ26 и выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ100 соответствующего логического фрагмента из Ф1…Фn позволило сократить количество тактов при последовательном поразрядном взаимозависимом вычислении функций ИЛИ,И. Элемент И126 в схемных фрагментах Ф1…Фn позволяет блокировать сигнал на выходе элемента И15 блока 7 при поразрядном вычислении функций И, ИЛИ в блоке 7The module for converting information MPI (Fig. 15) contains "n" memory modules MP1 ... MPn, each memory module has a counting flip-
Использование в блоке 2 элемента И-НЕ44, связанного с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ120 расширило функциональные возможности триггера 43 и упростило процесс вычисления логических функций в блоке 2.The use in
Использование в блоке 2 счетного триггера 47 и связанных с ним элементов, позволило существенно упростить процесс управления выполнением программы, при реализации нелинейных алгоритмов, в зависимости от результатов предыдущих вычислений, исключив операции перескока при выполнении программы, т.е. записи и считыванию внеочередных двоичных кодов из элементов памяти и установки их в многоразрядный счетчик программного блока при переходе от одной подпрограммы к другой, сохранив возможность реализации нелинейных алгоритмов без изменения непрерывной последовательности считывания программных кодов, что позволяет упростить контроль за работой устройства и составление программы при вычислении нелинейных алгоритмов.The use of a counting
С целью обеспечения независимой работы с одноразрядными двоичными переменными в блоке 2 и много разрядными двоичными переменными в блоке 7 при реализации в них нелинейных алгоритмов в блок 2 введены четвертый триггер 137, элементы: четвертый ИЛИ141, четырнадцатый И144, пятнадцатый И143 и шестнадцатый И142. При этом триггер 137 выходом S подключен к блокировочному входу дешифратора 37 и к входам элементов: И42, И45, И122, И123, И125, триггер 137 входом сброса в ноль связан с выходом элемента И144, входы которого соединены с выходом Z блока синхронизации 6 и выходом С32 модуля МРК, счетный вход триггера 137 подключен к выходу элемента И143, связанному входами с выходом dl блока синхронизации 6 и выходом элемента ИЛИ141, входы последнего соединены с выходом С34 модуля МРК и с выходом элемента И142, входы которого связаны с выходом С35 модуля МРК и с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ120 блока 2. Работа триггера 137 аналогична работе триггера 47 в блоке 2. В начале триггер 137 командой С32=1 устанавливается в единичное состояние. Если необходимо заблокировать часть выполняемой программы в зависимости от значения предыдущего вычисления, т.е. от значения сигнала на выходе элемента 120 блока 2 и при С35=1 логическая 1 через элементы ИЛИ141 и И143 перебросит триггер в «0» и работа блока 2 заблокируется на определенное количество тактов, а затем при С34=1 триггер 137 изменит свое состояние и работа блока 2 продолжится. В случае реализации нелинейных алгоритмов без перескока проще организовать контроль работы устройства, когда перескок в программе фиксируется как сбой в работе устройства и проще составлять программу его работы, т.к. не требуется программировать процесс перескока. Реализация вычисления аналогичных нелинейных алгоритмов с использованием перескока, при выполнении программы, позволяет уменьшить число тактов и повысить быстродействие, если это необходимо по технологическим требованиям в работе объекта управления, но при этом усложняется процесс контроля и программирования. Появляется выбор при составлении программы.In order to ensure independent operation with single-bit binary variables in
Ниже приводится пример частичного ускоренного переноса блоком БУК с учетом функции (1А) для шести разрядов, первая группа из трех разрядов имеет параллельный перенос и вторая группа из трех разрядов так же имеет параллельный перенос, а между этими группами происходит последовательный перенос. Из функции (1А) следует:Below is an example of a partial accelerated transfer by the BUK block, taking into account the function (1A) for six bits, the first group of three bits has a parallel transfer and the second group of three bits also has a parallel transfer, and a sequential transfer occurs between these groups. From function (1A) it follows:
формула переноса для первой группы из трех разрядов имеет вид:the transfer formula for the first group of three digits is:
формула переноса для второй группы из трех разрядов имеет вид:the transfer formula for the second group of three digits is:
Значения цифр, букв и знаков в функциях (1В), (1С) и (1А) аналогичны. Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства, по сравнению с аналогом и прототипом, заключается в повышении быстродействия при вычислении нелинейных алгоритмов в зависимости от результатов предыдущих вычислений и возможность выбора одного из двух способов реализации нелинейных алгоритмов, а именно «перескоком» или непрерывным выполнением программы, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки, т.е. эффективно адаптироваться, в соответствии с условиями работы объекта управления, а так же в расширении функциональных возможностей за счет вычисления нелинейных алгоритмов в коммутационно- вычислительном блоке, обрабатывающем одноразрядные переменные, независимо от аналогичного процесса в многоканальном операционном блоке, реализующем функции с много разрядными переменными.The meanings of numbers, letters and signs in functions (1B), (1C) and (1A) are the same. The technical and economic effect of using the proposed device, in comparison with the analogue and the prototype, is to increase the speed when calculating nonlinear algorithms, depending on the results of previous calculations and the ability to choose one of two ways to implement nonlinear algorithms, namely "jump" or continuous program execution , each of which has its own advantages and disadvantages, i.e. effectively adapt, in accordance with the operating conditions of the control object, as well as in expanding the functionality by calculating nonlinear algorithms in the switching computing unit that processes one-bit variables, regardless of the similar process in a multichannel operating unit that implements functions with multi-bit variables.
1. Патент РФ на изобретение №2616153, Бюл. 11 за 2017 г. (аналог)1. RF patent for invention No. 2616153, Bul. 11 for 2017 (analogue)
2. Патент РФ на изобретение №2685985, Бюл. №12 за 2019 г. (прототип)2. RF patent for invention №2685985,
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102439A RU2726497C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
DE202021100221.2U DE202021100221U1 (en) | 2020-01-22 | 2021-01-18 | Device for building programmable digital microprocessor systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020102439A RU2726497C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2726497C1 true RU2726497C1 (en) | 2020-07-14 |
Family
ID=71616739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020102439A RU2726497C1 (en) | 2020-01-22 | 2020-01-22 | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202021100221U1 (en) |
RU (1) | RU2726497C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814507C1 (en) * | 2023-10-25 | 2024-02-29 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable logic automata |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040260408A1 (en) * | 2003-01-28 | 2004-12-23 | Cindy Scott | Integrated configuration in a process plant having a process control system and a safety system |
RU2374672C1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-11-27 | Борис Германович Терехин | Device for construction of programmable digital microprocessor systems |
RU2616153C2 (en) * | 2015-05-07 | 2017-04-12 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
RU2685985C1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-04-23 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
-
2020
- 2020-01-22 RU RU2020102439A patent/RU2726497C1/en active
-
2021
- 2021-01-18 DE DE202021100221.2U patent/DE202021100221U1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040260408A1 (en) * | 2003-01-28 | 2004-12-23 | Cindy Scott | Integrated configuration in a process plant having a process control system and a safety system |
RU2374672C1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-11-27 | Борис Германович Терехин | Device for construction of programmable digital microprocessor systems |
RU2616153C2 (en) * | 2015-05-07 | 2017-04-12 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
RU2685985C1 (en) * | 2018-06-08 | 2019-04-23 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable digital microprocessor systems |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2814507C1 (en) * | 2023-10-25 | 2024-02-29 | Борис Германович Терехин | Device for constructing programmable logic automata |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE202021100221U1 (en) | 2021-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2685985C1 (en) | Device for constructing programmable digital microprocessor systems | |
RU2726497C1 (en) | Device for constructing programmable digital microprocessor systems | |
KR100840030B1 (en) | Programmable logic circuit | |
EP1388048B1 (en) | Storage system for use in custom loop accellerators | |
RU2814507C1 (en) | Device for constructing programmable logic automata | |
RU2419174C1 (en) | Device of controlled cyclic shift | |
RU2616153C2 (en) | Device for constructing programmable digital microprocessor systems | |
RU2374672C1 (en) | Device for construction of programmable digital microprocessor systems | |
RU2319192C2 (en) | Device for building programmable digital microprocessor systems | |
RU2146064C1 (en) | Device for software control | |
JP5582472B2 (en) | LSI arithmetic device and failure detection method thereof | |
US6795000B1 (en) | Programmable converter having an automatic channel sequencing mode | |
RU2273042C2 (en) | Device for building programmable digital microprocessor systems | |
RU2278411C1 (en) | Accumulating-type adder | |
RU2262735C1 (en) | Accumulating type adder | |
RU39238U1 (en) | STEP-BY-STEP CONTROLLER | |
RU2222822C2 (en) | Device for programmed control over electric motor drives, electron keys and signaling | |
RU2261469C1 (en) | Accumulation-type adder | |
SU1101821A1 (en) | Module for integrating computing network | |
RU2006931C1 (en) | System for commutation of processors | |
SU907550A1 (en) | Variable priority controller | |
RU1827674C (en) | Memory address computing unit | |
RU2220502C2 (en) | Serial-binary-to-parallel-serial code converter | |
RU2041493C1 (en) | Device for determination of average time to full failure of system having complex structure | |
SU1564731A1 (en) | Device for detecting errors in equal-weight code k out of n |