12.3. Методы проектирования одного разряда искусственного нейрона на многоуровневых схемах памяти

Рассмотрим схему трехуровневого элементарного искусственного нейрона на МУСП (рис. 12.6) и его работу.

Рис. 12.6. Трехуровневое устройство элементарного нейрона

Каждая МФСП (j = 1, 2, 3) состоит из четырех (n = 4) логических элементов ИЛИ-НЕ, разбитых на m_j (2 ≤ m_j≤ 4) групп. Элементы и разбиты на три группы так, что в одной группе находится два логических элемента ИЛИ-НЕ, а в двух остальных группах по одному. Элементы МФСП разбиты на две группы по два элемента ИЛИ-НЕ в каждой. Число M_j запоминаемых состояний в каждой МФСП определяются по формуле (4.4) и (4.10):

М₁ = М₂ = (2² -1) + (2¹ -1) + (2¹ -1) = 5;

М₃ = (2² -1) + (2² -1) = 6.

В тех группах, где число БА больше 1 (R_i > 1)_i, выходы БА взаимосвязаны с входами БА других групп через логический элемент ИЛИ, что сокращает межгрупповые связи в МФСП .

Выходы БА тех групп, где R_i = 1, и логических элементов ИЛИ тех групп, где R_i > 1, МФСП и поступают на тактируемые управляющим входом z₀ логические элементы И комбинационных схем I₁ и I₂.

Числа r_e сохраняющих входных сигналов в МФСП и определяются по формуле (4.14):

r_e2 = (2² -1) × (2¹ -1) × (2¹ -1) =3;

r_e3 = (2² -1) × (2² -1) =6.

Зная число r_ej сохраняющих входных сигналов e(Δ), которые управляют МФСП , можно определить необходимое число r_уi логических элементов И комбинационных схем I₁ и I₂ по формуле (5.9).

r_у1 = 3 – 1 = 2; r_у2 = 9 – 1 = 8.

Число М₃ запоминаемых состояний трехуровневой памяти определяется по формуле (5.3):

М₃ = 3 × 3 × 2 = 18.

Выходы комбинационных схем I₁ и I₂ поступают на входы БА управляемых МФСП тех групп, где число БА более одного (R_i > 1). Связи между выходами элементов И схемы I₁ и входами БА МФСП и между выходами элементов И схемы I₂ и входами БА МФСП определяются из значений e_j(Δ) входных сигналов МФСП и . Сохраняющие e_j(Δ) входные сигналы характеризуются тем, что хотя бы в двух группах БА на входных узлах значение должно быть равно одному логическому нулю. Сохраняющие e_j(Δ) входные сигналы МФСП и представлены в табл. 12. 1 и 12.2.

Таблица 12.1

Сохраняющие ej(δ) входные сигналы мфсп

	Значение сигналов на входах элементов yi
	y5	y6	y7	y8
	1	0	0	0
	0	1	0	0
	0	0	0	0

Таблица 12.2

Сохраняющие ej(δ) входные сигналы мфсп

	Значение сигналов на входах элементов yi
	y9	y10	y11	y12
	1	0	1	0
	1	0	0	1
	1	0	0	0
	0	1	1	0
	0	1	0	1
	0	1	0	0
	0	0	1	0
	0	0	0	1
	0	0	0	0

В соответствии с табл. 12.1 и 12.2 выходы элементов И схем I_j (j = 1, 2) и входами соответствующих МФСП (j = 1, 2) определяются единичными значениями e_j(Δ) входных сигналов МФСП . Например, вход y₁₇ элемента И схемы I₁ соединяется в соответствии с табл. 12.1 со входом элемента y₅, а выход y₁₈ второго элемента И схемы I₁ соединяется со входом элемента y₆ МФСП . Таким образом, в соответствии с табл. 12.2 (рис. 12.6) соединяются выходы элементов y₉ – y₁₂ МФСП . Устанавливающие x_i(t) входные сигналы имеют на входе только одной группы значении логического нуля, а на входах всех остальных групп МФСП значения логических единиц. Входные сигналы x_i(t) МФСП представим в табл. 12.3, 12.4 и 12.5.

Таблица 12.3