Пристрій для порогового оброблення

Пристрій для порогового оброблення, який містить суматор, регістр і блок керування, що містить вузол формування сигналів керування, причому виходи суматора з'єднані з виходами пристрою, вузол формування сигналів керування містить генератор тактових імпульсів, регістр зсуву, елемент НІ, елемент І, елемент АБО, вхід запуску пристрою з'єднаний з установним входом регістра зсуву вузла формування сигналів керування, вихід другого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу запису регістра, вихід третього розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу зчитування регістра, вихід п'ятого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом елемента НІ вузла формування сигналів керування, другий вхід і вихід елемента І вузла формування сигналів керування з'єднані відповідно з виходом генератора тактових імпульсів і входом зсуву регістра вузла формування сигналів керування, який відрізняється тим, що в нього введено комутатор, а у блок керування введено вузол формування результуючого сигналу, який містить елемент НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ, елемент І і RS-тригер, третій і п'ятий входи блока керування U 2 UA 1 3 38496 складається з блоків інвертування, а блок керування має вузол аналізу відношення знаків операндів і вузол формування знака результату, ознаки переповнення і циклічного переносу, причому інформаційні входи блоків інвертування першого і другого операндів з'єднані з відповідними входами пристрою, виходи блоків інвертування першого і другого операндів з'єднані відповідно з першим і другим інформаційними входами суматора, вихід якого є ви ходом результату пристрою, входи вузла аналізу відношення знаків операндів з'єднані відповідно з першим і другим входами блока керування, перший і другий входи ознаки наявності тільки одного від'ємного знака операнда вузла аналізу відношення знаків операндів є відповідними виходами блока керування, які з'єднані з керуючими входами відповідно блоків інвертування першого і другого операндів, перший, другий, третій, четвертий входи вузла формування знака результату, ознаки переповнення і циклічного переносу з'єднані відповідно з третім входом блока керування і виходами ознаки наявності двох від'ємних знаків операндів, співпадання знаків операндів і неспівпадання знаків вузла аналізу відношення знаків операндів, виходи знака результату і ознаки переповнення вузла формування знака результату, ознаки переповнення і циклічного переносу є відповідними входами блока керування пристрою, вихід циклічного переносу вузла формування знака результату, ознаки переповнення і циклічного переносу є відповідним виходом блока керування, який з'єднаний з першим входом корекції суматора і керуючим входом вихідного блока інвертування, другий вихід корекції суматора підключений до виходу ознаки співпадання знаків вузла аналізу відношення знаків. Недоліком відомого пристрою є обмежені функціональні можливості, оскільки він виконує тільки операції додавання-віднімання над числами. Найбільш близьким за технічною суттю є пристрій для додавання та віднімання (а.с. СРСР 1193664, G 06 F 7/50, 1985 р., Бюл. № 43), поіменований в подальшому як пристрій для порогового оброблення, який містить суматор-віднімач, далі поіменований як суматор, регістр і блок керування, що містить вузол аналізу співвідношення знаків операндів, вузол формування знака результату, вузол формування сигналів синхронізації, далі поіменований як вузол формування сигналів керування, причому перша група інформаційних входів суматора з'єднана з входами першого операнда пристрою, виходи суматора з'єднані з виходами пристрою, вузол аналізу співвідношення знаків операндів містить три елементи НІ, шість елементів І, чотири елементи АБО, вузол формування знака результату містить елемент НІ, три елементи І і елемент АБО, при цьому виходи першого і другого елементів НІ вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані відповідно з першим і другим входами першого елемента І вузла аналізу співвідношення знаків операндів, вихід якого з'єднаний з першим входом першого елемента АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів, другий вхід якого підключений до виходу другого елемента І вузла аналізу співвідношення знаків 4 операндів, а вихід з'єднаний з першим входом першого елемента І вузла формування знака результату, ви хід елемента НІ вузла формування знака результату підключений до першого входу другого елемента І вузла формування знака результату, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента АБО вузла формування знака результату, вузол формування сигналів керування містить генератор тактових імпульсів, регістр зсуву, елемент НІ, елемент І, елемент АБО, причому інформаційні входи регістра з'єднані з входами другого операнда пристрою, виходи регістра з'єднані з першою і другою групами інформаційних входів суматора, вихід знакового розряду якого з'єднаний з входом першого елемента НІ і першими входами третього, четвертого, п'ятого і шостого елементів І вузла аналізу співвідношення знаків операндів, вихід знакового розряду регістра з'єднаний з входом другого елемента НІ, першим входом другого елемента І і другими входами четвертого і шостого елементів І вузла аналізу співвідношення знаків операндів, вхід коду операції пристрою з'єднаний з входом третього елемента НІ, третіми входами першого і четвертого елементів І і другим входом п'ятого елемента І вузла аналізу співвідношення знаків операндів, другий і третій входи другого елемента І вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з виходами першого і третього елементів НІ вузла аналізу співвідношення знаків операндів відповідно, другий і третій входи третього елемента І вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з виходами другого і третього елементів НІ вузла аналізу співвідношення знаків операндів відповідно, треті входи п'ятого і шостого елементів І вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з виходами другого і третього елементів НІ вузла аналізу співвідношення знаків операндів відповідно, виходи третього і четвертого елементів І вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з входами другого елемента АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів, ви ходи п'ятого і шостого елементів І вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з входами третього елемента АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів, виходи першого і другого елементів АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з входами четвертого елемента АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів, вихід якого підключений до входу ознаки запису інформації суматора, вихід позики старшого розряду якого з'єднаний з входом елемента НІ і другим входом першого елемента І вузла формування знака результату, ви хід елемента НІ вузла формування знака результату з'єднаний з першим входом третього елемента І вузла формування знака результату, ви ходи другого і третього елементів АБО вузла аналізу співвідношення знаків операндів з'єднані з другими входами другого і третього елементів І вузла формування знака результату відповідно, виходи першого і третього елементів І вузла формування знака результату підключені відповідно до другого і третього входів елемента АБО вузла формування знака результату, ви хід якого з'єднаний з інформаційним входом знакового розряду суматора, вхід запуску при 5 38496 строю з'єднаний з установним входом регістра зсуву вузла формування сигналів керування, вихід першого розряду якого з'єднаний з першим входом елемента АБО вузла формування сигналів керування, вихід якого з'єднаний з входом дозволу запису суматора, вихід другого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу запису регістра, вихід третього розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу зчитування регістра і з другим входом елемента АБО вузла формування сигналів керування, вихід четвертого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу запису знакового розряду суматора, вихід п'ятого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу зчитування суматора і входом елемента НІ вузла формування сигналів керування, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента І вузла формування сигналів керування, другий вхід і вихід якого з'єднані відповідно з виходом генератора тактових імпульсів і входом зсуву регістра зсуву вузла формування сигналів керування. Недоліком цього пристрою є обмежені функціональні можливості, оскільки він реалізує тільки операції додавання та віднімання. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для порогового оброблення, в якому за рахунок введення нових вузлів і зв'язків досягається можливість розширення функціональних можливостей через реалізацію порогового оброблення даних. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій для порогового оброблення, який містить суматор, регістр і блок керування, що містить вузол формування сигналів керування, причому виходи суматора з'єднані з виходами пристрою, вузол формування сигналів керування містить генератор тактових імпульсів, регістр зсуву, елемент НІ, елемент І, елемент АБО, вхід запуску пристрою з'єднаний з настановним входом регістра зсуву вузла формування сигналів керування, вихід другого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу запису регістра, вихід третього розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом дозволу зчитування регістра, вихід п'ятого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний з входом елемента НІ вузла формування сигналів керування, другий вхід і ви хід елемента І вузла формування сигналів керування з'єднані відповідно з виходом генератора тактових імпульсів і входом зсуву регістра зсуву вузла формування сигналів керування, в нього введено комутатор, а у блок керування введено вузол формування результуючого сигналу, який містить елемент НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ, елемент І, RS-тригер, третій і п'ятий входи блока керування з'єднані з входами елемента НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ, а його вихід і четвертий вхід блока керування з'єднані відповідно з входами елемента І вузла формування результуючого сигналу, ви хід якого з'єднаний з S-входом RS-тригера вузла формування результуючого сигналу, R-вхід якого 6 з'єднаний з виходом першого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування, а його прямий вихід з'єднаний з виходом результуючого сигналу пристрою, вхід дозволу пристрою з'єднаний з першим входом блока керування, перший і другий виходи ознаки комутатора підключені до другого і третього входів блока керування відповідно, вихід ознаки нуля регістра і вихід ознаки нуля суматора з'єднані відповідно з четвертим і п'ятим входами блока керування, крім того, ви хід першого розряду регістра зсуву вузла формування сигналів керування з'єднаний також з входами встановлення у початковий стан суматора і регістра, вихід його третього розряду з'єднаний також з входом дозволу запису суматора, а вихід його четвертого розряду з'єднаний з входом дозволу зчитування суматора, перший і другий входи блока керування і вихід елемента НІ вузла формування сигналів керування підключені до відповідних входів елемента АБО вузла формування сигналів керування, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента І вузла формування сигналів керування, а вхід запуску пристрою з'єднаний з входом запуску генератора тактових імпульсів вузла формування сигналів керування, інформаційний вхід регістра з'єднаний з входом порогу пристрою, перший інформаційний вхід комутатора з'єднаний з входом операндів пристрою, його другий інформаційний вхід з'єднаний з виходом регістра, а його інформаційний вихід з'єднаний з входом суматора. На фіг. 1 представлено блок-схему пристрою для порогового оброблення, на фіг. 2 представлено функціональну схему блока керування, на фіг. 3 представлено функціональну схему комутатора, на фіг. 4 подано принципову схему однорозрядного суматора. Пристрій для порогового оброблення (фіг. 1) містить суматор 1, регістр 2, блок 3 керування і комутатор 4. Вхід 5 блока 3 керування з'єднаний з входом запуску пристрою, інформаційний вхід 6 комутатора 4 є входом операндів, а інформаційний вхід 7 регістра 2 є входом порогу пристрою. Виходи 8 і 9 блока 3 керування з'єднані відповідно з входами дозволу запису і дозволу зчитування суматора 1, а виходи 10 і 11 з'єднані відповідно з входами дозволу запису і дозволу зчитування регістра 2. Вихід регістра 2 з'єднаний з інформаційним входом 12 комутатора 4, інформаційний вихід 13 якого з'єднаний з входом суматора 1, виходи 14 якого є виходами пристрою. Виходи 15 і 16 ознаки комутатора 4 підключені до входів 17 і 18 блока 3 керування відповідно. Вихід 19 ознаки нуля регістра 2 і вихід 20 ознаки нуля суматора 1 зв'язані відповідно з входами 21 і 22 блока 3 керування, вхід 23 якого є входом дозволу пристрою, його вихід 24 є виходом результуючого сигналу пристрою, а вихід 25 з'єднаний з входами встановлення у початковий стан суматора 1 і регістра 2. Блок 3 керування (фіг. 2) містить вузол 26 формування результуючого сигналу і вузол 27 формування сигналів керування. Вузол 26 формування результуючого сигналу містить елемент НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 28, елемент І 29 і RS-тригер 30, причому входи 18 і 22 блока 3 керування з'єднані з входами елемента 7 38496 НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 28, а його вихід і вхід 21 блока 3 керування з'єднані відповідно з входами елемента І 29. Вихід елемента І 29 з'єднаний з Sвходом 31 RS- тригера 30, прямий вихід якого є виходом 24 блока 3 керування, а його R-вхід з'єднаний з виходом 32 вузла 27 формування сигналів керування. Вузол 27 формування сигналів керування містить регістр зсуву 33, генератор 34 тактових імпульсів, елементи І 35, АБО 36, НІ 37, причому вхід 5 блока 3 керування з'єднаний з установним входом регістра зсуву 33 і входом запуску генератора 34 тактових імпульсів. Вихід генератора 34 тактових імпульсів і елемента АБО 36 з'єднані з входами елемента І 35, вихід якого підключений до входу зсуву регістра зсуву 33, що містить п'ять розрядів. Вихід першого розряду регістра зсуву 33 з'єднаний з виходом 32 вузла 27 формування сигналів керування і з виходом 25 блока 3 керування, виходи другого і четвертого розрядів регістра зсуву 33 з'єднані з виходами 10 і 9 блока З керування відповідно, а вихід третього розряду регістра зсуву 33 з'єднаний одночасно з виходами 8 і 11 блока 3 керування. Вихід п'ятого розряду регістра зсуву 33 з'єднаний з входом елемента НІ 37, вихід якого з'єднаний з першим входом елемента АБО 36, другий та третій входи якого з'єднані з входами 17 та 23 блока 3 керування відповідно. Комутатор 4 (фі г. 3), містить елемент І 38, елемент НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 39 і елемент АБО 40. Інформаційний вхід 6 комутатора 4 з'єднаний з першими входами елементів НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 39 і АБО 40, його інформаційний вхід 12 з'єднаний з інверсним входом елемента І 38 і з другими входами елементів НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 39 і АБО 40. Вихід елемента НЕРІВНОЗНАЧНОСТІ 39 є інформаційним виходом 13 комутатора 4 і з'єднаний також з прямим входом елемента І 38, ви хід якого є виходом 16 ознаки х3 комутатора 4, а вихід елемента АБО 40 є виходом 15 ознаки х2 комутатора 4. Суматор 1 (фіг. 4) містить розрядні комірки 41.1, ..., 41.n, комірку 42 початкового стану, Dтригер 43, вузол 44 перемикання напрямку лічби, першу шину 45 непарних імпульсів, першу шин у 46 парних імпульсів, другу шину 47 непарних імпульсів, другу шину 48 парних імпульсів, третю шину 49 непарних імпульсів, третю шину 50 парних імпульсів, RS-тригер 51, вхід 52 прямої лічби, вхід 53 зворотної лічби, чотири елементи І 54-57. Відповідно розрядні комірки 41.1, ..., 41.n і комірка 42 початкового стану мають три входи 58-60 керування і містять транзистор 61, джерело 62 світла з п'ятьма оптичними виходами 63-67, крім комірки 42 початкового стану, яка містить джерело 62 світла з чотирма оптичними виходами 63, 64, 66, 67, та розрядної комірки 41.n, яка містить джерело 62 світла з чотирма оптичними виходами 63-66, п'ять фотоприймачів 68-72, крім комірки 42 початкового стану, яка містить чотири фотоприймачі 68-71, та розрядної комірки 41.n, яка містить три фотоприймачі 68, 69, 72, три розділові діоди 73-75. Суматор 1 містить також загальну шину 76, шину 77 живлення, елемент АБО-НІ 78, три елементи І 79-81, елемент HI 82, елемент АБО 83, генератор 84 так 8 тових імпульсів. Крім того, суматор 1 містить четверту шину 85 непарних імпульсів і четверту шину 86 парних імпульсів, вхід 87 тактових імпульсів, елемент НІ 88, а комірка 42 початкового стану містить світлодіод 89 і резистор 90. Перший і другий входи вузла 44 перемикання напрямку лічби підключені до прямого та інверсного виходів D-тригера 43 відповідно, перший вихід вузла 44 перемикання напрямку лічби підключений до першої шини 45 непарних імпульсів, другий четвертий виходи підключені до першої шини 46 парних імпульсів, другої шини 47 непарних імпульсів і до другої шини 48 парних імпульсів відповідно. Перша шина 45 непарних імпульсів підключена до входів 58 керування непарних розрядних комірок 41.1, ..., 41.n, якщо n-непарне число, перша шина 46 парних імпульсів підключена до входів 58 керування парних розрядних комірок 41.2, ..., 41.n1 та комірки 42 початкового стану, друга шина 47 непарних імпульсів підключена до входів 59 керування непарних розрядних комірок 41.1, ..., 41.n, друга шина 48 парних імпульсів підключена до входів 59 керування парних розрядних комірок 41.2, ..., 41.n-1 та комірки 42 початкового стану. У розрядних комірках 41.1, ..., 41.n і комірці 42 початкового стану перший вивід джерела 62 світла підключений до шини 77 живлення, другий вивід підключений до колектора транзистора 61, емітер якого підключений до загальної шини 76, база підключена до перших виводів фотоприймачів 68-72, крім розрядної комірки 41.n, в якій база підключена до перших виводів фо топриймачів 68, 69, 72 і комірки 42 початкового стану, в якій база підключена до перших виводів фотоприймачів 68-71. Оптичний вихід 63 джерела 62 світла з'єднаний з фотоприймачем 68 своєї комірки, оптичний вихід 64 з'єднаний з фотоприймачем 69 наступної розрядної комірки, оптичний вихід 65 з'єднаний з фотоприймачем 71 попередньої розрядної комірки, крім комірки 42 початкового стану, оптичний вихід 66 з'єднаний з фотоприймачем 70 попередньої розрядної комірки, оптичний вихід 67 з'єднаний з фотоприймачем 72 наступної розрядної комірки, крім останньої розрядної комірки 41.n. Прямий вихід RS-тригера 51 підключений до перших входів елементів І 54, 55, інверсний вихід підключений до перших входів елементів І 56, 57, перший вхід вузла 44 перемикання напрямку лічби підключений до други х входів елементів І 54, 56, др угий вхід підключений до других входів елементів І 55, 57, виходи елементів І 54-57 підключені відповідно до першого - четвертого виходів вузла 44 перемикання напрямку лічби. Третя шина 49 непарних імпульсів підключена до прямого виходу D-тригера 43 і до входу 60 керування непарних розрядних комірок 41.1, ..., 41.n, третя шина 50 парних імпульсів підключена до інверсного виходу D-тригера 43, до його D-входу і до входу 60 керування парних розрядних комірок 41.2, ..., 41.n-1 і комірки 42 початкового стану, в якій світлодіод 89 оптично зв'язаний з фотоприймачем 69, анод світлодіода 89 через резистор 90 підключений до шини 77 живлення, катод підключений до інверсного R-входу D-тригера 43 і до входу 52 прямої лічби пристрою, який з'єднаний з 9 38496 інверсним S-входом RS-тригера 51, інверсний Rвхід якого підключений до входу 53 зворотної лічби. Четверта шина 85 непарних імпульсів підключена до прямого виходу RS-тригера 51 і до других виводів фотоприймачів 72 непарних розрядних комірок 41.1, ..., 41.n, а четверта шина 86 парних імпульсів підключена до інверсного виходу RSтригера 51 і до других виводів фотоприймачів 71 парних розрядних комірок 41.2, ..., 41.n-1 і комірки 42 початкового стану. У всіх розрядних комірках 41.1, ..., 41.n і у комірці 42 початкового стану між входами 58-60 керування і другими виводами фотоприймачів 69, 70, 68 включені відповідно розділові діоди 73-75, а в якості п'ятьох фотоприймачів 68-72 використовуються фотодіоди. С-вхід D-тригера 43 підключений до виходу елемента АБО 83, перший вхід якого підключений до виходу елемента І 79, а др угий вхід підключений до виходу елемента І 80. Оптичний вихід 66 джерела 62 світла комірки 42 початкового стану є оптичним виходом позики суматора 1, оптичний вихід 64 джерела 62 світла останньої розрядної комірки 41.n є оптичним виходом переносу суматора 1, вивід з колектора транзистора 61 комірки 42 початкового стану через елемент НІ 88 з'єднаний з виходом 20 ознаки нуля суматора 1. Вхід 25 встановлення у початковий стан суматора 1 з'єднаний з першим входом елемента АБОHI 78, другий вхід якого з'єднаний з входом 8 дозволу запису, вхід 9 дозволу зчитування суматора 1 через елемент HI 82 підключений до входу 53 зворотної лічби, а вихід елемента АБО-HI 78 підключений до входу 52 прямої лічби. Вхід 9 дозволу зчитування суматора 1 підключений до входу запуску генератора 84 тактових імпульсів і до першого входу елемента І 80, другий вхід якого з'єднаний з виходом генератора 84 тактових імпульсів, а інверсний вхід з'єднаний з інформаційним входом 13 суматора 1. Вихід елемента І 80 з'єднаний також з першим входом елемента І 81, другий вхід якого з'єднаний з колекторним виводом транзистора 61 комірки 42 початкового стану, а вихід елемента І 81 є інформаційним виходом 14 суматора 1, перший вхід елемента І 79 з'єднаний з входом 87 тактових імпульсів, а його другий вхід з'єднаний з інформаційним входом 13 суматора 1. Пристрій для порогового оброблення (фіг. 1) функціонує як формальний нейрон з пороговою функцією активації вигляду: ì1, якщо Q £ S = A + B , Y =í î0, якщо Q > S = A + B , (1) де Y - результуючий сигнал; Q - поріг оброблення; S - сума операндів А, В. З одночасним надходженням одиничних сигналів на вхід 5 запуску та вхід 23 дозволу (сигнал х1) пристрою блока 3 керування на його виході 24 результуючого сигналу формується нульовий сигнал, а на виході 25 з'являється одиничний сигнал встановлення у початковий стан суматора 1 і регістра 2. З ви ходу 15 комутатора 4 на вхід 17 блока 3 керування надходить нульовий сигнал x2 відсутності інформації на входах 6 і 12 комутатора 4. 10 Запис порогу Q пристрою в одиничному коді здійснюється в регістр 2 по інформаційному входу 7 з появою сигналу дозволу запису на виході 10 блока 3 керування. Потім здійснюється запис операнда А в одиничному коді через комутатор 4 по його інформаційному входу 6 і зчитування порогу Q з регістра 2 з його обнулінням через комутатор 4 по його інформаційному входу 12 з появою сигналу дозволу запису на виході 8 і сигналу дозволу зчитування на виході 11 блока 3 керування. У комутаторі 4 здійснюється порівняння порогу Q і операнда А та запис результату порівняння в суматор 1, тому на виході 15 комутатора 4 присутній одиничний сигнал x2. При цьому можливі три варіанти результату порівняння: а) Q =А, тоді Q