SU388260A1 - Программируемый автомат - Google Patents

Description

Изобретение относиггс  к абласти вычислительной техники и предназначено дл  реалиг зации заданных функций путем воспроизведени  логической, структуры автомата, реализующего эти функции.

Из-вестны программируемые а-втоматы, реализуемые на однородных перестраиваемых структурах.

Однако однородные структуры как программируемые автоматы состо т из сложных функциональных элементов, и реализаци  требуемого автомата осуществл етс  на большом количестве функциональных элементов .

Цель изобретени - сокращение оборудовани  реализуемого автомата.

Это достигаетс  тем, что в программируемом автомате выход каждого одноразр дного регистра сдвига соеди нен с первыми входами первой, второй и третьей схем «И, вторые входы которых подключены к одноименным входам программируемого автомата, а выходы соединены с одноименными информационными шинами. Первые входы четвертой и п той схем «И подключены соответственно к первой и второй информационным ши-нам, вторые входы - к первому входу одноразр дного регистра сдвига и к управл ющей щине, выход четвертой схемы «И -к первому входу блока операций, второй вход которого соединен с выходом п той схемы «И, а третий вход - с третьей информационной ш.иной. Выход блока операций подсоединен к второму входу одноразр дного регистра сдвига.

На фиг. 1 показан программируемый автомат , содержащий п функциональных элемен3

то-в, уложенных в куб, кУп блоков опера3

ций, занимающих квадрат со стороной Y п Каждый блок операций с помощью четырех

3

вертикальных шин св зан cl/z функщюнал.ьньш ,и элементами, соста;вл ющими, одн.Н столбец в укладке элементов (на фиг. 1 показаны соединени-  только одного блока операций с функциональными элементами, имеющими ко3

ординаты i,l ; k, ..., |/а).

На фиг. 2 представлена схе,ма функционального элемента автомата.

Она содержит одноразр дный регистр / сдвдга, в состав которого вход т триггеры 2, 3, схема «НЕ 4, cxeiMbi «И 5-8. Регистр / имеет входы 9, 10 н 11 и выход 12.

Схема на фиг. 2 также содержит схемы «И 13-17, блок 18 операций, информационные щины 19, 20 и 21 VI управл ющую шилу 22 (23, 24 и 25 -входы элемента, 25 - входы блока опе;раций).

Выход каждого блока 18 соединен с входами одноразр дных регистрО|В сдвцга всех элементов , Составл ющих стоЛбец элементов, св занных с этим блоком.

На фиг. 3 показано подключение управЛЯЮ1ЩИХ ши:Н 22 к функциональным элементам дл  случа , когда .

Массив фун,кциональных элементов представлен в виде четырех слоев;, каждый из которых содержит 16 элементов, обозначенных квадратами (фиг. З.а-г), где 27-42 - управл ющие полюсы слоев. На фиг. 3,д кружками, обозначены управл ющие полю,сы. слоев, а цифрами 43-46 - главные полюсы.

На фиг. 4 приведен nipuMep реализаци-и автомата .

При наличии, единичного сигнала, например , на полюсе 28, первого сло  (фиг. 3,а) у функциональных элементов автомата, обозначенных чер|НЫМЕ квадратами, схемы «И 5, 6 13, 14 оказываютс  открытыми. В результате информационные щины 19   20 подключаютс  к входам блока 18, а выход блока 18 - к регистра сдвига элемента, обозначенного черным квадратом.

На главные полюсы автомата 43-46 поочередно подаютс  единичные сигналы. Так, в первом такте единичный сигнал наблюдаетс  на полюсе 43 и., следовательно, на соединенных с ниМ у|пра1вл ющих полюсах 39, 28, 33, 38, обозначенных на фиг. 3,а-г череыми кружками. В результате, в первом такте к входам блоков 18 подключаютс  информационные щины 19 и 20, св занные с теми функциональными элементами, которые на фиг. 3,а-г обозначены черными квадратами, а входы регистров сдвига этих элементов соедин ютс  с выходами блоков 18. Во втором такте единичный, сигнал поступает на главный полюс 44, а затем-на управл ющие полюсы 35, 40, 29, 34 (фиг. 3,(3). Следовательно , подключенными- к блокам 18 оказываютс  функциональные элементы, обозначенные на фиг. 3,а-г защтрихованными квадратами. Аналогичные действи  происход т в третьем и четвертом тактах, после чегО единичный сигнал снова подаетс  на полюс 43 и, таким образом, пор док подключени  функциональных элементов к блокам 18 циклически повтор етс .

Особенностью такого пор дка подключени  элементов с помощью управл ющих щин 22  вл етс  то, что в каждом такте цикла к блокам 18 подключаютс  только те элементы, все координаты которых различны. Другими словами, если некоторый функциональный элемент в каком-либо такте подсоединен к блоку операций, то в этом такте ни один из элементов, расположенных в одном столбце или в одной строке вместе, с данным элементом , не подключаетс  к блоку 8. В об3

щем случае в каждом тактов цикла к

3

блокам 18 подключаетс  УП различных эле3

ментов. Следовательно, за К тактов к ним

подсоедин ютс  все п функциолальных элементов программируемого автомата. Каждый функциональный элемент в течени.е цикла лищь однократно подключаетс  к соответствующему блоку операций.

Подлежащий реализации автомат задае.тс  в виде стрзктурного графа, верщины которого соответствуют цифровы.м элемента.м из некоторого набора элементов, а дуги-соединени м между элементами. Блоки 18 программируемого , автомата при поступлении на их входы 26 соответствующих кодов программы могут отрабатывать произвольную функцию И8 числа функций, реализуемых элементами данного набора. Кажда  верщина графа реализуемого автомата ставитс  в соответствие определенному функциональному элементу программируемого автомата. В процессе работы праграммируемый автомат циклически обеспечивает пересылки сигналов между функциональными элементами и- блоками 18 в соответствии, с графом заданного автомата. Пересылки осуществл ютс  только между элементами, расположенными в одной строке или в одном столбце, т. е. меладу элементами , имеющими две одинаковые координаты . Цикл воспроизведени  заданного авто3

мата состоит из / тактов.

Реззльтаты функций, отработанных программируемым автоматом в предществующем цикле, хран тс  в триггерах 5 регистров 1 сдвига. В каждом такте последующего цикла содержимое этих триггеров выдаетс  на входы блоков 18, отрабатывающий требуемые функции от переменных, поступивших на их входы, и полученные новые результаты записываютс  в триггеры 2 регистров сдвига. Пусть, например, функциональному элементу с координатами t -9, , поставлен в соответствие элемент воспроизводимого автомата , реализующий некоторую функцию /( от переменных х и х, которые должны поступать на его в.ходы с выходов элементов, сопоставленных соответственно функциональным элементам с координатами , , и , , fe 21. Дл  этого в том такте цикла, в котором элемент с координатами , / 25, выступает в роли элемента, помеченного черным квадратом (на щине 22 присутствует единичный сигнал), на вход 23 элемента с координатами , , подаетс  единичный сигнал и содержимое триггера 3 этого элемента (переменна  х) поступает на информационную щину 20, дл  которой / 25 и k l4. Одновременно единичный сигнал про:ходит на вход 25 элемента с координатами i 9, / 25, и содержимое триггера 3 этого элемента (переменна  Xz) поступает на информационную щину 21, дл  которой , / 25, и, следовательно,--на вход блока 18 с координатами t 9, / 25. Поскольку в рассматриваемом такте у элемента с координатами i 9, / 25, на упра л ющих входах схем «И 13, 14 присутствует единичный сипнал, пост шающий с шины 22, то пере,ме,н:наЯ| х с шины 20 (/ 25, ) попадает на другой вход этого же блока операций. Блок операций отрабатывает требуемую функцию (х, Xz), полученный результат занисываетс  в триггер 2 эле1ме1нта с координатами i 9, , 14. Аналогичным образом ,в каждом такте цикла -в-се l/n блоков операций реализуют требуемые функции . В конце цикла воспроизведени  единимиый сигнал подаетс  на входы 11 регистров сдвига и содержимое тригге рО|В 2 перепись ваетс  в триггеры 3, после чего следует новый ци.кл-воспроизведени . С целью сокращени  числа управл ющих входов автомата, на которые в процессе воспроизведени  циклически поступают коды программы, в каждом столбце и строке одног именные входы 23, 24 и 25 элементов можносоединить с выходами дешифратора, имеющего 1//г-К1 выходов. Таким образом, в течение ОД1ЮГО такта цикла воспроизведений единичиый сигнал с выход  дешифратора проходит на вход только одного функционального эле .

/

Фи&

22

21

Фиь 2 3

б 31 32 33 3

27 28 29 30

f:3S 38 37 3S

if3 fftf , 6

Фиг 3 мента из числа элементов, расположенных в одном столбце или- в одной строке. П.редмет изобретени  ПрограммИруемый автомат, содержащий блоки операций, одиоразр дные регистры сдвига, схемы «И, отличающийс  тем, что, с целью соКраш;ени1Я оборудовани  при его реализацией, в нем выход каждого одноразр дного регистра сдвига соединен с первыми входами первой, второй и третьей схем «И, вторые входы коггорых подключены к одноименным входам программируемого автомата, а выходы соединены с одноименными информационньш .и шинами, первые входы четвертой и п той схем «И подключены соответственно к первой И второй информационным шинам , вторые входы соединены с первым входом одноразр дного регистра сдвига и с управл ющей шиной, выход четвертой схемы «И подключен к первому входу блока операций , второй вход которого соединен с выходом п той схемы «И, а третий вход соединен с третьей информационной шиной, выход блока операций подключен к второму, входу одноразр дного регистра сдвига.

б5fI/

(

--j

-v

ТГк /

/

/

/

/

/

/

/ / / / / /