Модуль для цифрової обробки текстової інформації

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована при создании аппаратных средств цифровой обработки текстовой информации. Известен преобразователь кодов, содержащий разрядный регистр сдвига, соответствующие входы и выходы которого соединены с входными и выходными шинами параллельного кода и последовательного кода, элемент 4И-ИЛИ, распределитель тактов, триггеры результата контроля, входные ключи и элементы задержки, распределитель операций, элементы 2И-ИЛИ, элемент Пирса, элементы ИЛИ, выходные и управляющие ключи, триггеры ввода и вывода и блок элементов ИЛИ (А.с. СССР №917340, кл. H03K13/24, 1980). Недостаток этого устройства - ограниченные функциональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является модуль для преобразования кодов, содержащий два обратимых блока конъюнкции и обратимый блок дизъюнкции. Каждый блок имеет по три группы входов и три группы соответствующих входам выходов. Каждый обратимый блок состоит из элементов И и элементов ИЛИ, число и соединение входов которых определяются соответствующей таблицей истинности для многозначных переменных с учетом их дублирования на соответствующих группах выходов. Неизвестные переменные вводятся в виде набора единиц, известные в унитарном коде. Модуль позволяет производить прямое и обратное преобразование с определением неизвестных переменных и выявлением неправильных (запрещенных) наборов входных переменных (А.с. СССР №1241483, кл. H03M7/00, 13/00, 1986). Недостатком этого устройства является невозможность использования для решения систем булевых уравнений, что ограничивает его область применения. В основу изобретения положена задача создать такое устройство, которое позволит расширить функциональные возможности обратимых переключательных цепей путем синтеза смешанных переключательных целей первого и второго рода с обнаружением ошибок. Такой технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее первый функциональный блок, состоящий из двух обратимых блоков конъюнкции и одного обратимого блока дизъюнкции, первых, вторых и третьих групп входов и выходов первого и второго обратимых блоков конъюнкции, третьи группы выходов подключены соответственно к первой и второй группам входов обратимого блока дизъюнкции и третьей группы входов обратимого блока дизъюнкции, первой, второй и третьей групп выходов обратимого блока дизъюнкции, каждый обратимый блок состоит из элементов И и элементов ИЛИ, согласно изобретению, введены второй функциональный блок, который является цепью первого рода, третий функциональный блок дизъюнкции, который является цепью второго рода, четвертый функциональный блок, два функциональных блока согласователя сигналов, в первый обратимый блок конъюнкции первого функционального блока введены дополнительные четвертые группа входа и выхода, четыре группы входов первого обратимого блока конъюнкции являются входной шиной устройства, три группы входов второго обратимого блока конъюнкции и третья группа входов обратимого блока дизъюнкции являются входной шиной устройства, три группы выходов первого обратимого блока конъюнкции и первая группа выхода блока дизъюнкции являются выходной шиной первого функционального блока, которая подключена ко второму входу первого согласователя сигналов, первая и вторая группы выходов второго обратимого блока конъюнкции и вторая, третья группы выходов обратимого блока дизъюнкции являются выходной шиной первого функционального блока, которая подключена к первому входу первого блока согласователя сигналов и к первому входу второго блока согласователя сигналов, второй функциональный блок состоит из трех обратимых блоков конъюнкции и двух обратимых блоков дизъюнкции, каждый из этих блоков имеет по три группы входов и выходов, третья группа выходов первого обратимого блока конъюнкции подключена ко второй группе входа первого обратимого блока дизъюнкции, третья группа выхода второго обратимого блока дизъюнкции подключена к третьей группе входа первого обратимого блока дизъюнкции, третьи группы выходов второго и третьего обратимых блоков конъюнкции подключены к первой и третьей группам входов второго обратимого блока дизъюнкции, первая и вторая группы выходов первого обратимого блока конъюнкции, первая, вторая и третья группы выходов первого обратимого блока дизъюнкции являются выходной шиной устройства, первые и вторые группы выходов второго и третьего обратимых блоков конъюнкции и второго обратимого блока дизъюнкции являются выходной шиной устройства, которая подключена к третьему входу второго блока согласователя, три группы входов первого обратимого блока конъюнкции, первая группа входа первого обратимого блока дизъюнкции и первая группа входа второго обратимого блока конъюнкции являются первой входной шиной второго функционального блока и соединена с четвертым выходом первого блока согласователя, вторая и третья группы выходов второго обратимого блока конъюнкции, первая группа выхода второго обратимого блока дизъюнкции и три группы выходов третьего обратимого блока конъюнкции соединены с третьей выходной шиной первого блока согласователя, первая и вторая выходные шины которого соединены соответственно с первой и второй входными шинами третьего функционального блока дизъюнкции, а первый и второй выходы данного блока являются входными шинами устройства, четвертый функциональный блок, состоящий из двух обратимых блоков конъюнкции и одного обратимого блока дизъюнкции, каждый из этих блоков имеет потри группы входов и выходов, третьи группы выходов первого и второго обратимых блоков конъюнкции подключены к первой и второй группам входов обратимого блока дизъюнкции, первый обратимый блок конъюнкции имеет дополнительную четвертую группу входа и выхода, четыре группы входов первого обратимого блока конъюнкции являются входной шиной устройства, три группы входов второго обратимого блока конъюнкции и третья группа входа обратимого блока дизъюнкции являются входной шиной устройства, три группы выходов первого обратимого блока конъюнкции и первая группа выхода обратимого блока дизъюнкции являются выходной шиной устройства, первая и вторая группы выходов второго обратимого блока конъюнкции, вторая и третья группы выходов обратимого блока дизъюнкции являются выходной шиной устройства и соединены со вторым входом второго блока согласователя сигналов, выход которого является выходной шиной устройства. На фиг.1 представлена структурная схема модуля для цифровой обработки текстовой информации; на фиг.2 - принципиальная схема первого и четвертого функционального блока; на фиг.3 принципиальная схема второго функционального блока; на фиг.4 - принципиальная схема третьего функционального блока дизъюнкции; на фиг.5 (а, б) - принципиальная схема блоков согласователей сигналов. Устройство содержит функциональные блоки 1; 2; 3; 4; 5.1; 5.2. Первый функциональный блок 1 состоит из двух обратимых блоков конъюнкции 6, 7 и одного обратимого блока дизъюнкции 8. Каждый из этих блоков имеет по три группы входов и выходов. Третьи группы выходов 9 и 10 блоков 6 и 7 подключены к первой и второй группам входов блока 8. Первый обратимый блок конъюнкции 6 имеет дополнительную четвертую группу входа 11 и выхода 12. Четыре группы входов 13, 14, 15, 11 первого обратимого блока конъюнкции 6 являются входной шиной 16 устройства, три группы входов 17, 18, 19 второго обратимого блока конъюнкции 7 и третья группа входа 20 обратимого блока дизъюнкции 8 являются входной шиной 21 устройства. Три группы выходов 22, 23, 12 первого обратимого блока конъюнкции 6 и первая группа выхода 24 блока дизъюнкции 8 являются шиной 25 первого функционального блока 1, которая подключена ко второму входу первого блока согласователя сигналов 5.1. Первая 26 и вторая 27 группы выходов второго обратимого блока конъюнкции 7 и вторая 28, третья 29 группы выходов обратимого блока дизъюнкции 8 являются выходной шиной 30 первого функционального блока 1, которая подключена к первому входу первого блока согласователя сигналов 5.1 и к первому входу второго блока согласователя сигналов 5.2. Второй функциональный блок 2 состоит из трех обратимых блоков конъюнкции 31, 32, 33 и двух обратимых блоков дизъюнкции 34, 35. Каждый из этих блоков имеет по три группы входов и выходов. Третья группа выхода 36 первого обратимого блока конъюнкции 31 подключена ко второй группе входа первого обратимого блока дизъюнкции 34, третья группа выхода 37 второго обратимого блока дизъюнкции 36 подключена к третьей группе входа первого обратимого блока дизъюнкции 34. Третьи группы выходов 38, 39, второго 32 и третьего 33 обратимых блоков конъюнкции подключены к первой и третьей группам входов второго обратимого блока дизъюнкции 35. Первая 40 и вторая 41 группы выходов первого обратимого блока конъюнкции 31, первая 42, вторая 43 и третья 44 группы выходов первого обратимого блока дизъюнкции 34 являются выходной шиной 45 устройства. Первые 46, 47, 48 и вторые 49, 50, 51 группы выходов второго 32, третьего 33 обратимых блоков конъюнкции и второго обратимого блока дизъюнкции 35 являются выходной шиной устройства 12, которая подключена к третьему входу второго блока согласователя сигналов 5,2. Три группы входов 53, 54, 55 первого обратимого блока конъюнкции 31, первая группа входа 56 первого обратимого блока дизъюнкции 34 и первая группа входа 57 второго обратимого блока конъюнкции 32 являются первой входной шиной 58 второго функционального блока 2 и соединена с четвертым выходом первого блока согласователя сигналов 5.1. Вторая 59 и третья 60 группы выходов второго обратимого блока конъюнкции 32, первая группа выхода 61 второго обратимого блока дизъюнкции и три группы выходов 62, 63, 64 третьего обратимого блока конъюнкции соединены с третьей выходной шиной 65 первого блока согласователя сигналов 5.1. Первая 66 и вторая 67 выходные шины первого блока согласователя сигналов 5.1 соединены с первой и второй входными шинами функционального блока дизъюнкции 3, первый и второй выходы этого блока являются входными шинами 68, 69 устройства. Четвертый функциональный блок 4 (аналогичен первому функциональному блоку 1) состоит из двух обратимых блоков конъюнкции 70, 71 и одного обратимого блока дизъюнкции 72. Каждый из этих блоков имеет по три группы входов и выходов. Третьи группы выходов 73 и 74 блоков 70 и 71 подключены к первой и второй группам входов блока 72. Первый обратимый блок конъюнкции 70 имеет дополнительную четвертую группу входа 75 и выхода 76. Четыре группы входов 77, 78, 79, 75 первого обратимого блока конъюнкции 70 являются входной шиной 80 устройства, три группы входов 81, 82, 83 второго обратимого блока конъюнкции 71 и третья группа входа 84 обратимого блока дизъюнкции 72 являются входной шиной 85 устройства. Три группы выходов 86, 87, 76 первого обратимого блока конъюнкции 70 и первая группа выхода 88 обратимого блока дизъюнкции 72 являются выходной шиной 89 устройства. Первая 90 и вторая 91 группы выходов второго обратимого блока конъюнкции 71, вторая 92 и третья 93 группы выходов обратимого блока дизъюнкции 72 являются выходной шиной 94 устройства и соединена со вторым входом второго блока согласователя сигналов 5.2, выход которого является выходной шиной 94 устройства. Функциональный блок 1 (фиг.2) состоит из двадцати одного элемента "И" и девяти элементов "ИЛИ". Группы входов 16 и выходов 25 соответствуют прямому преобразованию. Они состоят соответственно из входных линий и выходных . Группы входов 21 и выходов 30 - выполняет обратное преобразование, и состоит из входных линий выходных . Функциональный блок 2 (фиг.3) состоит из двадцати элементов "И" и семи элементов "ИЛИ". Группы входов 65 и выходов 45 соответствуют прямому преобразованию. Они содержат входные линии 52 соответствуют обратному выходные линии преобразованию и состоят . Группы входов 58 и выходов из входных линий . Функциональный блок дизъюнкции 3 (фиг.4) состоит из пяти элементов "И" и трех элементов "ИЛИ". Группы входов 66 и выходов 68 - соответствуют прямому преобразованию, 67 и 69 - обратному. Функциональный блок 4 (фиг.2) аналогичен функциональному блоку 1 и состоит из двадцати одного элемента "И" и девяти элементов "ИЛИ". Группы входов 85 и выходов 89 соответствуют прямому преобразованию. Группа входов 85 состоит из входных линий . Группа выходов 89 - из линий . Группы входов и выходов 80 и 94 соответствуют обратному преобразованию и они состоят из линий соответственно. Функциональные блоки 5,1 (фиг.5а) и 5.2 (фиг.5б) - согласователь сигналов для узнаваний букв. Каждый состоит из четырех элементов "И". Выход 25 функционального, блока 1, который состоит из линий , подается на первый и второй элементы "И" блока 5.1. На те же элементы подаются сигналы с линий входа 67 блока 3. На схеме по фиг.5 номера блоков, которым соответствуют различные линии, заключены в скобки. Сигналы с первого и второго элементов "И" блока 5.1 подаются на входы функциональных блоков 1 и 3 (вход 30 и выход 66 по фиг.1). Аналогично производится согласование сигналов между функциональными блоками 2 и 1 (входы 30, 25 и выходы 65, 58). Для этих целей задействованы третий и четвертый элементы "И" блока 5,1. Пятый и шестой элементы "И" предназначены для согласования сигналов поступающих от функциональных блоков 1, 2, 4. Здесь задействованы входы 30, 94, 52 и выход 95. Седьмой и восьмой элементы "И" предназначены для согласования сигналов поступающих от функциональных блоков 1 и 4. В этом случае задействованы входы 30 и 94 и выход 95. Представленная структура модули обеспечивает аппаратное решение следующей системы обратимых булевых уравнений: где все переменные являются предикатами узнавания соответствующих букв. Аппаратная реализация данных булевых систем уравнений является весьма полезной, так как в этом случае достигается большая скорость решения. Если число булевых переменных, входящих в уравнения, невелико и не превышает пяти-шести, то соответствующие цепи могут быть синтезированы как обратимые переключательные цепи первого рода. Однако число булевых переменных зачастую бывает значительно больше, поэтому в этом случае наиболее целесообразно производить синтез в виде обратимых переключательных цепей второго рода. При этом способе из более простых элементов, представляющих собой цепи первого рода, строятся комбинационная схема, реализующая булеву функцию, соответствующая заданному отношению, а затем при сохранении схемы соединения элементов производится замена всех необратимых элементов обратимыми. В результате получаем обратимую переключательную цепь, реализующую заданное отношение. При конструировании обратимых переключательных цепей второго рода необходимо решить вопрос о способе соединения между собой элементов в цепях. Провода линий, идущие от разных элементов, но соответствующие одним и тем же узнаваниям букв нельзя непосредственно соединять между собой во избежание нарушений в работе цепи. Дело в том, что один из элементов на своих выходах x0 и x1 может сформировать единичные сигналы, указывая на неопределенность значения x. Другой элемент для тех же узнаваний букв может сформировать выходные сигналы 1 и 0, что соответствует нулевому значению x. При непосредственном соединении проводов, соответствующих одним и тем же узнаваниям, может случиться так, что в некоторых из проводов цепи столкнуться различные сигналы, вызвав тем самым нарушение нормального режима работы переключательной цепи. Во избежание такого положения в описываемом устройстве провода цепи, обозначенные одинаковыми узнаваниями, соединяются через специальный промежуточный блок. Этот блок называется согласователем сигналов для узнаваний букв. Благодаря применению согласователей сигналов удается, во-первых, избежать недопустимого непосредственного соединения выходов одних элементов со входами других, и, во-вторых, распространить за один такт времени по всей цепи значения узнаваний букв, найденные отдельными элементами. Предлагаемая система булевых уравнений (1) была синтезирована как смешанная цепь, содержащая элементы переключательных цепей первого и второго рода. Уравнение (1.1) содержит пять булевых переменных, рассматриваемых как предикаты узнавания соответствующих букв, поэтому соответствующая данному уравнению цепь синтезирована как первого рода. На структурной схеме уравнению (1.1) соответствует блок 4. Принципиальная схема блока показана на фиг.2. Уравнение (1.2) может быть представлено в виде Уравнения (3.1) и (3.2) представляют собой обратимые переключательные цепи первого рода. На структурной схеме фиг.1 им соответствуют блоки 1 и 2 соответственно. Принципиальная схема блока 2 представлена на фиг.3. Уравнение (3.1) аналогично (1.1), поэтому принципиальная схема блока 1 аналогична схеме на фиг.2. Уравнению (2) соответствует обратимая переключательная цепь второго рода, которая на структурной схеме показана в виде блока 3 (фиг.4). Устройство работает следующим образом. Если значение какой-либо из переменных не задано (неизвестно), то на все входы, соответствующие этой переменной, следует подать 1. Тем самым допускается возможность любого значения для переменной. Теоретически возможен случай, когда известно, что значение какой-либо из переменных не существует. Тогда на все входы устройства, соответствующие этой переменной, должны быть поданы значения 0. Прямое преобразование. Пусть заданы следующие значения переменных: . В этом случае на 16, 65, 85 шину должны быть поданы следующие сигналы: На выходе 89 блока 4 сформируются сигналы . На выходе 25 блока 1 сигналы . На выходе 45 блока 2 сигналы: . После прохождения через блоки согласователь сигналов 5.1, 5.2 этих сигналов на входе 66 блока 3 сформируются значения . Таким образом, на входных шинах 89, 68 устройства сформируются следующие сигналы: , что соответствует Обратное преобразование. Пусть значения переменных блока 3 сформируются следующие сигналы: . . В этом случае на 67 входе . На 94 выходе блока 4 сформируются сигналы , остальные сигналы этой группы будут равны 1. На выходах 30 и 52 блоков 1 и 2 сформируются все единичные сигналы. После прохождения через блоки 5.1, 5.2 на выходные шины 95, 69 устройства поступят следующие сигналы: , остальные сигналы выходной шины будут равны 1. Полученный результат говорит о том, что для выполнения . Остальные переменные допускают заданного условия необходимо, чтобы переменная многозначность, т.е. в данном случае система имеет несколько решений.