Пристрій для перетворення сигналів

Винахід стосується обчислювальної техніки, може бути використаний у пристроях обробки та перетворення інформації. Відомий пристрій для перетворення сигналів, який включає в себе двовходові елементи ЧИ і елементи ЗАБОРОН А, сполучені між собою по черзі за кільцевою схемою, і дві групи ключів, входи яких сполучені із шиною живлення, виходи ключів першої групи сполучені з керуючими входами відповідних елементів ЗАБОРОН А, ви ходи ключів другої гр упи - з першими входами елементів ЧИ, виходи яких через відповідні елементи ЗАБОРОН А з'єднані з другими входами елементів ЧИ [A.c. СРСР №1228289, Н03М7/02, 1984]. Однак, у цьому пристрої не передбачена можливість одночасного перетворення двох вхідни х сигналів у вихідний сигнал. Найближчим до заявленого є технічне рішення, що представляє собою пристрій для перетворення сигналів, який містить дві групи ключів, входи яких сполучені із шиною живлення, входи яких сполучені зі шиною живлення, а керуючі входи є відповідно першими і другими входами пристрою, виходи ключів першої групи сполучені з керуючими входами відповідних елементів ЗАБОРОНА, ви ходи ключів др угої гр упи - з першими входами елементів ЧИ, виходи яких через відповідні елементи ЗАБОРОН А з'єднані з другими входами елементів ЧИ, а також багатовходові блоки додавання значень ваг розрядів вихідного коду, t-входові елементи ЧИ, додаткові двовходові елементи ЧИ і елементи ЗАБОРОНА, які сполучені між собою по черзі за кільцевою схемою, кільцеві схеми з'єднані між собою паралельно по керуючих входах, а ви ходи двовходових елементів ЧИ сполучені з відповідними входами багатовходових блоків додавання значень ваг вихідного коду та входами t-входови х елементів ЧИ, виходи яких є ви хідними шинами пристрою [Патент України №25763 А, Н03М7/02, 1998]. Недолік цього пристрою - обмежені функціональні можливості під час одночасного перетворення двох вхідних сигналів у ви хідний сигнал. В основу винаходу поставлено завдання створення такого пристрою для перетворення сигналів, в якому завдяки використанню схеми керованих кодом ключів і логічних елементів та відповідної циклічно впорядкованої системи вагових розрядів, за якою формуються вхідні та вихідний кодові сигнали, забезпечується можливість функціонального перетворення одночасно двох і більше вхідних векторів у вихідний вектор, і за рахунок цього розширюються функціональні можливості пристрою. Задача вирішується тим, що пристрій для перетворення сигналів, який містить першу і другу гр упи ключів, входи яких сполучені зі шиною живлення, а керуючі входи є першими входами пристрою, додаткові елементи ЧИ, вихідні шини, згідно винаходу споряджений групами двовходових елементів І по числу входів пристрою, матрицею кодування, логічною матрицею та додатковими групами ключів, входи яких сполучені зі шинами живлення, а їх керуючі входи є додатковими входами пристрою, виходи ключів кожної групи з'єднані з відповідними входами елементів І, виходи яких сполучені з вхідними шинами логічної матриці, а її вихідні шини - зі входами додаткових елементів ЧИ, виходи яких через матрицю кодування сполучені з вихідними шинами. Завдяки тому, що всі кодові комбінації вхідних сигналів, які надходять на керуючі входи ключів кожної групи, як і всі кодові комбінації сигналів на вихідних шинах пристрою, є сигналами типу "1 із K", легко виявляти помилки за появою більше однієї "одиниці" серед решти "нулів", або за її відсутності, а система з'єднань логічних елементів з використанням відповідних циклічно впорядкованих співвідношень вагових розрядів, за якими формуються вхідні та ви хідний кодові сигнали, дає змогу розширити функціональні можливості пристрою за умови збереження високої технологічності, швидкості та надійності одночасного перетворення закодованих векторів. На Фіг.1 зображена функціональна схема двовходового пристрою для перетворення сигналів; на Фіг.2 - таблиця відповідності вхідних і вихідного двовимірних (t=2) векторів кодовим сигналам на шинах пристрою; на Фіг.3 - таблиця перетворення двох двовимірних векторів у двовимірний вихідний вектор як функція додавання цих векторів у числовому полі 3´4. Схему сполучень елементів вдається спростити, завдяки тому, що формування сигналів здійснюють у відповідності з досконалою циклічною послідовністю (ДЦП), під якою розуміють такий ряд чисел (або кортежів), упорядкованих у вигляді замкненого ланцюжка елементів, в якому всі можливі суми поруч розміщених елементів, включно з ними самими, вичерпують множину значень координат t-вимірної решітки, причому для випадків, коли t>1, суми беруться з урахуванням значень модулів для відповідних координат цієї решітки. Наприклад, циклічна послідовність двовимірних кортежів ((1,1), (2,2), (0,2), (1,0)) є двовимірною (t=2) ДЦП четвертого (K=4) порядку, тому що усі 2-кортежі (t=2) цієї послідовності разом з усіма вектор-сумами поруч розміщених кортежів, складених за модулями m 1=K-1=3 та m 2=K=4 для першої та другої складових відповідно, вичерпують множину значень координат 2-вимірної решітки з розмірами m 1´m 2=3´4, де m 1=K-1=3, m 2=K=4: (0,0)=(2,2)+( 0,2)+(1,0); (0,1)=(1,1)+( 2,2)+(0,2); (0,2)=(0,2); (0,3)=(1,1)+( 2,2); (1,0)=(1,0); (1,1)=0,1); (1,2)=(0,2)+( 1,0); (1,3)=(1,0)+( 1,1)+(2,2); (2,0)=(2,2)+( 0,2); (2,1)=(1,0)+( 1,1); (2,2)=(2,2); (2,3)=(0,2)+( 1,0)+(1,1). Припускається, що досконалих циклічних пропорцій існує нескінченно багато. Пристрій містить дві (Х=2) однакові групи І і II вхідних елементів, кожна з яких складається з двох [2(Х1)=2] груп керованих кодом ключів - по чотири (K=4) ключі у кожній групі 1-1,...,1-4 і 2-1,...,2-4 (група І ) та 31,...,3-4 і 4-1,...,4-4 (група II), входи яких сполучені зі шиною живлення 5, причому керуючі входи 6-1,...,6-4 і 71,...,7-4 та 8-1,...,8-4 і 9-1,...,9-4 є відповідно першим і другим входами пристрою, а виходи цих ключів з'єднані зі входами відповідних логічних елементів І 10-1,...,10-12 та 11-1,...,11-12, виходи яких сполучені зі шинами логічної матриці 12, а її вихідні шини - зі входами схеми 13 логічних елементів ЧИ, виходи яких через матрицю кодування 14 сполучені з шинами 15-1,...,15-4 і 16-1,...,16-4, які є виходом пристрою. Кожен 2-кортеж одержано точно одним можливим способом додавання елементів ДЦП, а число усіх можливих способів додавання дорівнює кількості вектор-сум, що утворюють решітку розмірами 3´4. Таке виконання пристрою дає змогу здійснювати перетворення одночасно двох (Х=2) закодованих двовимірних (t=2) вхідних сигналів у ви хідний сигнал за спрощеною логічною матрицею, оскільки вхідні і вихідна кодові комбінації містять завжди однакову кількість сигналів "1" і "0". Завдяки цьому вдається зменшити загальне число елементів логічної матриці та матриці кодування, і підвищити надійність функціонування пристрою. Пристрій працює наступним чином. У початковому стані ключі 1-1,...,1-4 і 2-1,...,2-4 та 3-1,…,3-4 і 4-1,...,4-4 розімкнені, на входах усі х логічних елементів І 10-1,...,10-12 і 11-1,...,11-12, матриці 12 і логічних елементів ЧИ 13, а також на шинах 15-1,...,15-4 і 16-1,...,16-4 сигнали відсутні. Нехай функцією перетворення вхідних кодових сигналів є додавання двовимірних векторів (0,0), (0,1),...,(0,3), (1,0),(1,1),…,(1 ,3),(2,0),(2,1),...,(2,3) за модулями m 1=K-1=3 та m 2=K=4 для першої та другої складових відповідно. Під час надходження на вхід І, наприклад, кодового сигналу 10000100, що відповідає вектору (1,1), а на вхід II - сигналу 01000010, що відповідає вектору (2,2) (Фіг.2), замикаються ключі 1-1 і 2-2, а також ключі 8-2 і 9-3, через які шина живлення 5 з'єднується зі входами логічних елементів І 10-1 і 11-2, а на виходах останніх з'являються сигнали "1". Ці сигнали надходять на відповідні входи елемента І 12-2-1 логічної матриці 12, з виходу якого сигнал "1" через логічний елемент ЧИ 13-12 підводиться на вхід матриці кодування 14, а на її вихідних шинах формується кодовий сигнал 10000010, що відповідає вектору (0,3) (Фіг.3). Таким чином, якщо на входи пристрою надходять одночасно будь-які 8-розрядні кодові сигнали, кожна половина яких є кодом "1 із 4", на вихідних шинах матриці кодування 14 формуються сигнали такого ж типу як результат додавання вхідних сигналів у двовимірному числовому полі розмірами 3´4, що ілюструється таблицею перетворення двох двовимірних вхідних векторів у двовимірний вихідний вектор (Фіг.3). Аналогічно до вищезгаданого може здійснюватися функціональне перетворення одночасно більше двох закодованих векторів у вихідний закодовий вектор на багатовходових (по числу входів пристрою) елементах логічної матриці. Можливість одночасного перетворення двох і більше вхідних сигналів у ви хідний сигнал забезпечується наявністю багатовходових елементів у ло гічній матриці (елементів І), а реалізація потрібної функції перетворення - відповідним взаємним сполученням елементів логічної матриці та матриці кодування. Використання сигналів типу "1 із K" для кодування векторів будь-якої розмірності дає змогу спростити контроль під час перетворення закодованих векторів, система кодування t-кортежів забезпечує кращий захист інформації від несанкціонованого доступу, а схемне виконання логічної матриці і матриці кодування для перетворення сигналів згідно з ДЦП дає змогу підвищити рівень уніфікації та удосконалити нормативну базу інформаційних те хнологій.