книги из ГПНТБ / Евреинов Э.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой (однородные среды)

ключепие рабочих каналов к настроечным д л я

передачи

настроечной информации, а т а к ж е настроечных

каналов

но возникает

д л я

достаточно

сложных

автоматов.

По ­

этому

можно

ограничиваться

сравнительно

редким

размещением шин д л я

схем

с фиксированной

струк­

турой

настройки

(рис.

4-6). Н а рис.

4-6

элементы,

стоящие на пересечении

координатных

шин

а,-

и

bj,

строечным

(и

настроечных к р а б о ч и м ) . Остальные

эле­

менты

среды

этим свойством

не

о б л а д а ю т . Д л я

их

'наст­

ройки

используются

схемы

с

переменной

структурой

настройки.

С

помощью переменной структуры

настрой­

ки в частях среды, ограниченных

р а з м е р а м и

(а,—at -+i) X

X(bj—bj+l)t

можно

создавать

различные

автоматы,

динатных шин a,, bj\ a,-, bj+i\

a i + l ,

bj\ ai+[,

bj+i

либо под­

соединять рабочие выходы

этих

автоматов

к входам

настроечных к а н а л о в д л я

передачи

вырабатываемой

информации по одним и тем

ж е

к а н а л а м . В этом

случае

д л я обмена настроечной и рабочей информации

нет не­

обходимости

в дополнительной

коммутации

рабочих и

настроечных

каналов . Такой

способ

настройки

приме­

нен в растущих автоматах [Л. 4-1].

4-2. С Х Е М Ы Н А С Т Р О Й К И О С

Будем классифицировать

схемы

настройки

на

схемы

ты ОС р а з м е щ а ю т с я

регулярно в

силу

свойства

одно­

родности.

Б у д е м д л я

простоты предполагать, что

элементы QC

представляют

собой

квадраты,

плотно

з а п о л н я ю щ и е

плоскость. В этом случае настройка ОС

в

целом

может

быть з а д а н а в

виде

матрицы настройки

Н:

через

данный

элемент;

R — фазу

(настроечную

или

р а б о ч у ю ) ;

/

опре­

деляют

координаты

на­

страиваемого

элемента.

/.

Настройка

среды

путем

поразрядного

сдви­

га настроечной

информа­

ции.

Будем

д л я

простоты

предполагать, что

одно­

родная

среда

представля­

ет собой

к в а д р а т

с / ^ э л е ­

ментами.

Схема

настройки

при­

ведена

на

рис.

4-8.

П р и

данном

способе

настрой­

Рис. 4-7.

Схема

классификации

ки

схема

настройки

настройки.

представляет

собой на­

копительный

регистр. И н ф о р м а ц и я

о настройке посту­

пает

на

настроечные

шины

первого

элемента

среды, Я 4 д

стройки передается

настроечная информация д л я

эле­

мента #„.,„, затем #n,n - i и

т. д., в последнюю

очередь

для

элемента Hiti.

происходит за пЧ

О б щ а я настройка

среды

тактов

(/ — число разрядов

в накопительном регистре элемента

Hij).

В данной схеме настройки матрица настройки

име­

ет

вид Н0 = | ^"гj 1 • Здесь направление передачи

настрой-

кн остается

фиксированным,

отсутствует

необходимость

в выделении фазы настройки. По своему

типу эта схема

настройки

принадлежит к

схемам с

фиксированной

1*;

, \°2

I Г

1

• {

-

t

U-

11

T4>

'!

1 L_

\ ^

^

!

I L^L

I L

kni

I

•4H-I|

»

q-C .

г*:—.

=fr

if

—

I

I "

I

L7

| j --D-Uj

1 L

Pnc.

4-9.

Схема координатной настройки.

2. Схема координатной

настройки

с

произвольным

выбором

элемента.

Один из

вариантов схемы с коорди­

натной

настройкой

приведен

на рис.

4-9.

В этой

схеме

выбор

настраиваемого элемента осуществляется

с помо-

рица

настройки

имеет

вид Н = | / \ - , | .

Здесь

т а к ж е нет

необходимости

зада ­

вать

направление пере-

с '^'?'

6 ^

дачи

настроечной

ий-

'

формации

и

фазу.

По

своему

типу

эта

схема

относится

к схемам

на­

стройки с

фиксирован­

ной структурой,

с

про­

извольной

выборкой

настраиваемого

эле­

мента,

без

обмена

ин­

формации м е ж д у ра­

бочими

и

настроечны­

ми шинами .

Рис. 4-11. Схема настройки элемента

3.

Схема

с

коорди­

среды на четыре

функции.

натным

заданием

на­

строечной

информации.

В предыдущем

случае настройка

осуществлялась

координатной выборкой

настраиваемого

элемента

с

последующей пошаговой

передачей настро­

ечной

информации . При

небольшом объеме

настроечной

и н ф о р м а ц ии

можно ее з а д а в а т ь с

помощью координат­

ной системы

настройки.

Пусть з а д а н а однородная среда

с элементами, реали­

реализующий полный

набор

функций F, D, Р,

0,

для

з а д а н и я

которых требуются

два

двоичных

р а з р я д а

(рис. 4-10). Не останавливаясь на д е т а л я х схемы,

реа ­

лизующей этот элемент, приведем схему настройки

сре­

ды с числом элементов пХт

(рис. 4-11).

Д л я

з а д а н и я четырех типов схем

в элементе

при ко­

ординатном з а д а н и и

настроечной информации достаточ­

ройки. П о с ы л а я

настроечные

сигналы по шинам

ft1,-, b2i

и с{и

с \

м о ж н о осуществить

любую

настройку

данного

элемента

среды.

П р и настройке по

данной

схеме

можно

выбирать

в произвольном

порядке не

только элементы среды, по

т а к ж е

и части

элемента.

По

своему

типу д а н н а я

схема принадлежит

к

схеме

с фиксированной структурой и произвольной

выборкой

настраиваемого

элемента .

4.

Схема настройки

с переменной

стриктурой.

Недо­

этапа .

С н а ч а л а производится

настройка

пути, по

кото­

рому затем

передается

настроечная

информация .

Д л я

настройки пути на один из

крайних

элементов

среды,

взятых

по

ее

периметру

[например,

элемент

А

(рис.

4-12,о)],

сигнал

поступает на

один из

входов

(вход

/ ) на

первый р а з р я д

регистра

настройки

РН.

нам а и

Ь, информация из

первого р а з р я д а РН подает­

ся

на последующие

р а з р я д ы

РН.' П о д а в а я

определенную

последовательность

сигналов,

можно передать

1 на тре­

буемый

р а з р я д

РН.

П о с л е этого на шину

с

поступает

сигнал, с помощью которого информация

из

регистра

РН

передается

в регистр РП

(РП—регистр

выбора на­

правления пути

настройки),

тем самым осуществляется

выбор направления д л я очередного шага

настройки.

После

подачи

четырех

сигналов сдвига в шины а и b

в

четвертый

р а з р я д РН

поступает 1,

которая

передается

в

зависимости

от

состояния регистра

РП в

один из че-

1234-

РП

—

t

i

t

Лш

-rof

- - T f

- = 1

г :

2'

. i

J L -

Д о - С — I

Log'

I

6

- }

г5*

Lr-

Рис. 4-12. Схема с переменной

tfj

структурой настройки.

тырех соседних элементов

среды в первый

р а з р я д реги­

стра РН. Процесс настройки повторяется.

П р и настрой­

следовательно

р а з р я д

за р а з р я д о м

вводится

информа ­

ция сначала д л я последнего элемента цепи, затем

пред­

последнего и

т. д. П р и

этом

РН

всех элементов

цепи

образуют регистр сдвига, по которому передается

наст­

роечная информация .

У к а з а н н а я

схема

свободна

от

недостатков

схем

с фиксированной структурой

настройки. Шины

а,

Ь, с

тов, входящих в цепочку. При перемещении

«единицы»

по регистру, длина

которого может

быть равна

/г2 , сбой

д а ж е в

одном

триггере

приведет

к распространению

л о ж н ы х

единиц.

Существует способ настойки среды с помощью един­

ственной шины,

при

котором устраняется

указанный

выше недостаток. П р и

этом способе

в к а ж д ы й

момент

ступает на один из входов

настройки

Ь\

и

через

нор­

мально

открытый

вентиль

Bi

проходит

в

регистр

эле­

мента.

В

р а з р я д а х cp'i,...,

ср,- записывается

часть

кода,

обеспечивающая

настройку

элемента

на

реализацию

одной из возможных функций.

Посколько в ы б р а н н а я

функция д о л ж н а

воспринимать

входные переменные

от о к р у ж а ю щ и х

элементов, то не­

обходимо

коммутировать

четыре

канала

связи,

д л я

чего

с л у ж а т

р а з р я д ы регистра

щ — щ ,

куда

записывается

код

выбора

направления

приема

информации.

В

последний

р а з р я д

регистра

записывается

сигнал

окончания

наст­

ройки,

который отключает

элемент от

входов

настрой­

ки bi

(выключает

вентиль

Bi)

и

включает

вентиль

В2.

Вследствие этого в следующий такт входы

bi

оказыва ­

ются подключенными к выбранному в предыдущем

так­

те элементу, на регистр которого из

внешнего

устрой­

ства

управления

поступает

соответствующий

настроеч­

ный

код .

Недостатком

рассматриваемого

элемента

7&

гФ

| 2 - Ц -

§ — \ 1 \ г \ 3 \ » | 5 - | У 1 7 I g | ? | Я 7 | / У . |

'3—*

Общая

• •

•

Ш ина

поборота

Yz-

б)

Рис. 4-15. Вариант структуры, обеспечивающий

передачу

сигналов

в требуемом

направлении.

Bz

закрыт . Д а л е е

осуществляется повторный цикл запи­

си,

отличающийся

от обычной настройки тем, что он

ния последнего р а з р я д а к а ж д о г о регистра

до t-го эле­

мента, с

которого

д о л ж н о производиться

ответвление.

В регистр

i-ro элемента записывается новый

настроечный

код, изменяющий

направление пути настройки. Д л я вы­

прямого переключения. В регистр элемента

вводится

дополнительный р а з р я д , который заполняется

в процес­

роен

на передачу сигналов

в

требуемом

направлении.

Н а рис. 4-15,а

показан

вариант

ОС,

настраиваемой

по

описанному

принципу.

XY\

и

Уг — логические

перемен­

ные,

Z — объединенный

выход

элемента;

к а н а л ы

наст­

ройки, связывающие регистры Р, обозначены

толстыми

линиями. В

структуру

введены

информационные

шины

х и у, предназначенные

дл я

объединения

входов

(выхо­

дов)

элементов

и передачи

сигналов

без з а д е р ж к и .

Эле­

мент приведен на рис. 4-15,6.

Н а выходе

Z

реализуется

функция И Л И — Н Е от

трех переменных. С помощью

дополнительных

разрядов

5—8

происходит"подключение

входа

(выхода)

элемента

к

требуемой информационной

шине..

5.

Блочная

настройка

однородных

сред.

По д блочной

настройкой

ОС

будем понимать

настройку

ограниченно­

пример

блока

сложения,

умножения,

интегрирования и

т. п. Б л о ч н а я

настройка

значительно

упрощает програм­

мирование ОС, так как информацию,

соответствующую

набору

стандартных блоков, можно хранить в долговре­

Блочную настройку особенно

выгодно использовать

в том случае, когда реализуемое

устройство однородно