Цифровий пристрій для обчислення функцій

Цифровий пристрій для обчислення функцій, що містить зміщуючий регістр, інформаційні входи якого з'єднані з входами пристрою, адресну комбінаційну схему, інформаційні входи якої підключені до виходів зміщуючого регістра, блок пам'яті, входи якого з'єднані з виходами адресної комбінаційної схеми, керуюча шина пристрою "Скид" підключена до перших керуючих входів зміщуючого регістра та регістра, шина "Запуск" є керуючою шиною пристрою, керуючий тригер, перший вхід якого підключений до шини "Скид", а другий — до шини "Запуск", інверсний вихід Винахід відноситься до обчислювальної техніки і призначається для використання в інформаційних обчислювальних системах, дискретних перетворювачах координат, у системах з функціональними перетворювачами дискретної інформації Відомий пристрій, що вмішує блок пам'яті, регістр, адресну комбінаційну схему, блок керування, групу елементів "І", розподільний блок, блок комутаторів, групу елементів "АБО" [1] з їх ВІДПОВІДНИМИ зв'язками Однак при збільшенні точності відтворення функції зменшується величина ступеню апроксимуючої функції, що збільшує число ділянок апроксимації, отже, зростає об'єм адресної частини і КІЛЬКІСТЬ комутаторів, це збільшує апаратні витрати, крім того збільшує число розрядів, що збільшує число ЗОВНІШНІХ контактних площадок, це збільшує габарити пристрою, зменшує надійність і збільшує вартість пристрою тригера підключений до керуючого входу адресної комбінаційної схеми, а прямий вихід тригера з'єднаний з другим керуючим входом зміщуючого регістра, треті керуючі входи якого з'єднані першими виходами блока пам'яті і підключені до входів елемента "АБО-НІ", вихід якого з'єднаний із входом вузла диференціювання, вихід якого підключений до керуючого входу групи елементів "І", інформаційні входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів зміщуючого регістра, а виходи елементів "І" підключені до ВІДПОВІДНИХ зчитувальних входів регістра, кодові входи якого з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ другими виходами блока пам'яті, який відрізняється тим, що в нього введені п МДП-ключів, входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів регістра, а виходи ВІДПОВІДНОГО МДП-ключа підключені до інформаційних входів зміщуючого регістра, керуючі входи МДП-ключів підключені до введеного керуючого входу "Зчитати", кодові входи зміщуючого регістра є кодовими входами/виходами пристрою Найбільш близьким до пропонованого по технічній суті є пристрій [2], що вмішує зміщуючий регістр, інформаційні входи якого з'єднані з входами пристрою, адресну комбінаційну схему, інформаційні входи якої підключені до виходів зміщуючого регістру, блок пам'яті, входи якого з'єднані з виходами адресної комбінаційної схеми, керуюча шина пристрою "Скид" підключена до перших керуючих входів зміщуючого регістру та регістру, шина "Запуск" є керуючою шиною пристрою, додатково введені керуючий тригер, перший вхід якого підключений до шини "Скид", а друга - до шини "Запуск", інверсний вихід тригера підключений до керуючого входу адресної комбінаційної схеми, а прямий вихід тригера з'єднаний з другим керуючим входом зміщуючого регістру, треті керуючі входи якого з'єднані з першими виходами блока пам'яті і підключені до входів елемента "АБО-НІ", вихід якого з'єднаний із входом вузла диференціювання, вихід якого 00 47819 підключений до керуючого входу групи елементів "І", інформаційні входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів зміщуючого регістру, а виходи елементів "І" підключені до ВІДПОВІДНИХ зчитувальних входів регістру, кодові входи якого з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ другими виходами блока пам'яті, виходи регістра є виходами пристрою Однак при збільшенні точності відтворення функції збільшується число розрядів, що збільшує число ЗОВНІШНІХ контактних площадок, це збільшує габарити пристрою, зменшує процент виходу придатних пристроїв при зварюванні дроту до великого числа контактів, зменшує надійність і збільшує вартість пристрою Недоліком даного пристрою є низька надійність та велика вартість Дійсно, середній час безвідказної роботи пристрою залежить від сумарної інтенсивності відказів елементів, тобто Т=1/ІЛ, (1) де А, - інтенсивність відказу одного елемента Зменшення контактних площадок в два рази зменшує число доданків формули (1) також в два рази Наприклад, при п вхідних інформаційних розрядах аргументів відомий пристрій має також п вихідних інформаційних розрядах значення функції, тобто загальна кількість контактних площадок до яких паяють ЗОВНІШНІ НІЖКИ 1С дорівнює 2п Відомо, ЩО при відтворенні прецизійної (п = 64, ,128 та т п) функції апаратурними методами з великими інформаційними технологіями, пайка або зварювання використовується тричі (в 1С пайка дроту використовується ДВІЧІ до контактної площадки кристалу і до зовнішньої ніжки 1С, третій раз до контактної площадки друкованої плати приладу Крім того відомо, що інтенсивність відказу кожного вузла пайки дорівнює 10 4 - 10 6 , тому надійність та вартість пристрою та приладу залежить від кількості контактних площадок 1С Тому надійність відомого пристрою низька Мета винаходу — підвищення надійності пристрою при збереженні високої точності обчислення функції Зазначена мета досягається тим, що у цифровий пристрій для обчислення функцій, що вміщує зміщуючий регістр, інформаційні входи якого з'єднані з входами пристрою, адресну комбінаційну схему, інформаційні входи якої підключені до виходів зміщуючого регістру, блок пам'яті, входи якого з'єднані з виходами адресної комбінаційної схеми, керуюча шина пристрою "Скид" підключена до перших керуючих входів зміщуючого регістру та регістру, шина "Запуск" є керуючою шиною пристрою, керуючий тригер, перший вхід якого підключений до шини "Скид", а другий — до шини "Запуск", інверсний вихід тригера підключений до керуючого входу адресної комбінаційної схеми, а прямий вихід тригера з'єднаний з другим керуючим входом зміщуючого регістру, треті керуючі входи якого з'єднані першими виходами блоку пам'яті і підключені до входів елемента "АБО-НІ", вихід якого з'єднаний із входом вузла диференціювання, вихід якого підключений до керуючого входу групи елементів "І", інформаційні входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів зміщуючого регістру, а виходи елементів "І" підключені до ВІДПОВІДНИХ зчитувальних входів регістра, кодові входи якого з'єднані з ВІДПОВІДНИМИ другими виходами блоку пам'яті, в нього введені п МДП-ключів, входи яких підключені до ВІДПОВІДНИХ виходів регістру, а виходи ВІДПОВІДНОГО МДП-ключа підключені до інформаційних входів зміщуючого регістру, керуючи входи МДП-ключів підключені до введеного керуючого входу "зчитати", кодові входи зміщуючого регістру є кодові входи / виходи пристрою В основу винаходу пристрою поставлено задачу підвищення надійності цифрового пристрою для обчислення функцій при збереженні приладних затрат шляхом запропонування рішення для усіх ознаків, які вказані у відрізняючій частині формули винаходу, і виявляють в процесі взаємодії характерні їм ВІДОМІ властивості, що дають кожен із них окремо відомий позитивний ефект При цьому забезпечується надпідсумковий позитивний ефект, зумовлено сукупністю вказаних ознак, який визначається в тім, що підвищення надійності за рахунок схемотехнічного вирішення у вигляді використання входів пристрою як шини виходів у рознесенні в часі інформації Це дозволяє підвищити надійність пристрою, зумовлену зменшенням інтенсивності відказу вузлів зв'язку у приладу, за рахунок використання мікроелектроної технології в кристалі інтегральної схеми, та зменшенням зовнішнього числа виходів за рахунок введення блоку МДП-ключів, який розподіляє вхідну та вихідну інформацію в часі і дозволяє використовування вхідних шин також для зняття вихідної інформації, це спрощує конструкцію пристрою, зменшує апаратурні затрати та забезпечує низьку вартість пристрою Таким чином, пропоноване рішення задовольняє критерій "суттєві ВІДМІННОСТІ" На фігурі зображена структурна схема пристрою Пристрій містить зміщуючий регістр 1, адресну комбінаційну схему 2, блок пам'яті 3, керуючий тригер 4, елементи "АБО-НІ" 5, вузол диференціювання 6, групу елементів "І" 7, регістр 8, МДП-ключи 9 Цифровий пристрій для обчислення функцій працює таким чином По входу "Скид" пристрою імпульс встановлює у вихідний стан зміщуючий регістр 1, тригер 4, регістр 8 Імпульс "Запуск" надходить на лічильний вхід тригера 4 і встановлює на виході регістра 1 вхідну кодову ПОСЛІДОВНІСТЬ аргументу Оскільки дозволяючий вхід адресної комбінаційної схеми 2 відкритий інверсним виходом тригера 4, то під дією коду аргументу на виході схеми 2 сформується імпульс, який надходить на ВІДПОВІДНИЙ вхід блоку пам'яті 3, під дією якого з перших виходів блока пам'яті 3 зчитується код керуючої константи, який надходить на ВІДПОВІДНІ треті керуючі входи зміщуючого регістру 1, під дією якого вхідна кодова ПОСЛІДОВНІСТЬ аргументу трансформується в зміщуючому регістрі по цілих степенях двійки ліворуч чи праворуч в залежності 47819 від знаку степеня при основі 2 З других виходів блока пам'яті 3 зчитується код коректуючої константи Д, і записується по кодових входах регістру 8 Трансформований код аргументу, проходячи через групу елементів " І " 7 під дією імпульсу дозволу сформованого елементом "АБО-НІ" 5 та вузлом А, - інтенсивність відказу одного елемента зв'язку з контактної площадкою Припустимо, що усі контактні площадки прототипу 2п контактні площадки кристалу 1С і 2п контактні площадки корпусу 1С та контактні площадки друкованої плати приладу, мають однакову інтенсивність відказу, тоді можливо записати диференціювання 6, надходить на ЛІЧИЛЬНІ ВХОДИ регістру 8 Під ДІЄЮ ОДИНИЦЬ, ЩО надійшли на Тиз / ТПр = (1 /ЗпА,)из / (1 /6пА,)Пр = 2 рази Таким чином, зменшення ЗОВНІШНІХ інформаційних контактних площадок пристрою за рахунок об'єднання внутрішніх входів та виходів через МДП-ключи в два разі, зменшує число доданків формули (1) також в два разі, тим самим збільшується середній час відказів по контактним площадкам Крім того, інтенсивність відказу зв'язкового вузла в 1С дорівнює 1 0 8 , а зовнішнього вузла - 10 4 10 6 , тому середній час безвідказної роботи зв'язкового вузла пристрою збільшується на чотири, , два порядку, коли зменшується число зовняшних вузлів контактних площадок в 1С, що збільшує відсоток придатних 1С і це веде до и низької вартості лічильний вхід регістру 8, відбудеться переключення ВІДПОВІДНОГО тригера в регістрі 8 на протилежне, тобто відбудеться сумування по mod 2 На виході регістра 8 з'явиться код значення відтворюваної функції, який надійде на входи ВІДПОВІДНИХ МДП-ключів 9 3 появою керуючої команди "зчитати" на затворах МДП-ключів 9 на шинах ВХІД/ВИХІД З'ЯВИТЬСЯ КОД значення відтворюваної функції Техніко-економічний аналіз пропонованого пристрою показує, що середній час безвідказної роботи пристрою по зменшенню ЗОВНІШНІХ контактів ВДВІЧІ, збільшує цей час в два рази, тобто Тиз / Тпр = (1/ІА,)ИЗ / (1/ІА,)Пр разів, (2) де ТПр - середній час безвідказної роботи пристрою прототипу по ЗОВНІШНІМ контактам, Тиз - середній час безвідказної роботи пристрою пропонованого винаходу також по Література 1 Патент США 3962573 кл 235-15, 1976 2 Пат 30645 А Україна, МПК G06G07/26 Цифровий пристрій для обчислення функцій / В М Лукашенко (UA), ЧІТІ UA - № 98041690, Заявл 02 04 1998, Опубл 15 12 2000, Бюл № 7 ЗОВНІШНІМ контактам, ФІГ. 47819 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71