Opis patentowy opublikowano: 31. 07. 1981 109105 Int. C1.2G06F7/00 CZYTELNIA U* ^du Pa*e»to*i ^qo Twórcy wynalazku: Velerij Fedorovic Gusev, Gemnadij Nikolaevic Ivanov, Genrich Isaevic Krengel, Mansur Zakirovic Sagivaleev, Azat Usmanovic Jarmuchametovf Vladimir Jakovlevic Kontarev, Vjaceslav Jakovlevic Kremlev, Jurij Ivanovic Scetimin Uprawniony z patentu: Valerij Fedorovia Gusev, Kazan; Gennadij Nikolaevi6 lvanov, Kazan; Genrich Isaevic Krengel, Kazan; Mansur Zakirovic Sagivaleev, Kazan; Azat Usmanovic Jarmuchametov, Kazan; Vladimir Jakovlevic Kontarev, Moskwa; Vjaceslav Jakovlevic Kremlev, Moskwa; Jurij lvanovic Scetinin, Moskwa (Zwiazek Socjalistycznych Republik Radzieckich) Komórka jednorodnej struktury macierzowej Dziedzina wynalazku jest automatyka i technika obliczeniowa, natomiast przedmiotem' wynalazku jest komórka jednorodnej struktury macierzysrtej.Wynalazek moze byc zastosowany przy konstruo¬ waniu elektronicznych maszyn cyfrowych, zbudo¬ wanych z wykorzystaniem zunifikowanych i spe¬ cjalnych sitruktur jednorodnych.Ze znanych rozwiazan najbardziej zblizonym do przedmiotu wynalazku rozwiazaniem technicznym jest komórka jednorodnej struktury macierzowej, opisano w swiadectwie autorskim, wydanym w ZSRR za numerem 395 832. Znana jednorodna ko¬ mórka macierzowa zawiera przerzutnik RS z lo¬ gicznymi elementami wejsciowymi I, polaczonymi z laczem informacyjnym zapisu i laczem adreso¬ wym. Wyjscie przerzutnika RS jest dolaczone do wyjsciowych elementów logicznych I, realizuja¬ cych wymagana funkcje, które to wyjsciowe ele¬ menty logiczne I sa polaczone z drugim laczem informacyjnym odczytu.Aby dokonac zapisu informacji w komórce jed¬ norodnej struktury macierzowej, nalezy doprowa¬ dzic sygnal jedynkowy do lacza adresowego, a sy¬ gnal zapisu do wejscia sterujacego komórki. Ten sygnal powoduje zapisanie w komórce informacji z lacza informacyjnego zapisu. Na laczu informa¬ cyjnym odczytu przy doprowadzeniu sygnalu od¬ czytu pojawi sie sygnal, odpowiadajacy zadanej funkcji logicznej.Znana komórka wymaga istnienia osobnych lacz 10 15 20 25 informacyjnych do odczytu i zapasu informacji. To utrudnia konstruowanie wieloelementowych macie¬ rzy zbudowanych z komórek, zrealizowanych we¬ dlug znanego rozwiazania technicznego, czyni ste¬ rowanie taka macierza bardzo skomplikowanym, ogranicza klase realizowanych przez macierz funk¬ cji. Poza tym znana komórka ma jedno wejscie informacyjne i jedno wyjscie, co pozwala prowa¬ dzic przekazywanie informacji tylko w jednym kierunku.Celem wynalazku jest rozszerzanie mozliwosci funkcjonalnych komórki jednorodnej struktury ma¬ cierzowej i zwiekszenie szybkosci realizacji zada¬ nej funkcji.Natomiast zadaniem wynalazku jest zaprojekto¬ wanie komórki jednorodnej struktury macierzowej, która umozliwilaby zapisywanie i odczytywanie informacji iz tych samych lacz informacyjnych i przekazywanie informacji jednoczesnie w kilku kierunkach.Zadanie zostalo zrealizowane w wyniku zapro¬ jektowania komórki jednorodnej struktury macie¬ rzowej, wykonanej w ukladzie przerzutnika pola¬ czonego z laczami informacyjnymi i adresowymi zapisu i odczytu.Zgodnie z wynalazkiem komórka zrealizowana jest w ukladzie przerzutnika D, do którego wyj¬ scia sa dolaczone równolegle wejscia informacyjne elementów logicznych I — NIE, których liczba równa jest liczbie wejsc informacyjnych przerzut- 109 105 ¦^109 105 3 4 nika D. Wejscie sterujace kazdego elementu I — Nie jest dolaczone do jednego z laczy adresowych odczytu, a wyjscie kazdego z elementów logicz¬ nych I — NIE jest dolaczone do jednego z wejsc informacyjnych przerzutnika D, którego wejscia sterujace sa dolaczone do odpowiednich lacz adre¬ sowych zapisu..Korzystnym jest, gdy wejscia sterujace prze¬ rzutnika D sa polaczone z laczami adresowymi za¬ pisu poprzez inwertery kompensujace. Pozwala to na zwiekszenie wspólczynnika:zgrupowania wedlug komórce jednorodnej struktury macierzowej.Korzystnym jest równiez, gdy w rozwiazaniu technicznym wedlug wynalazku zapewnia sie przy tym mozliwosc grupowania wyjsc elementów lo¬ gicznych, I — NIE.Istota rozwiazania technicznego wedlug wyna¬ lazku jest blizej wyjasniona w przykladzie reali¬ zacji wynalazku w oparciu o zalaczony rysunek, przedslawiajacy schemat blokowy komórki jedno¬ rodnej struktury macierzowej wedlug wynalazku.Komórka 1 jednorodnej struktury macierzowej, przedstawiona na zalaczonym rysunku, ma wejscia informacyjne 2 dolaczone do lacz informacyj¬ nych 3, wejscia sterujace 4 zapisu dolaczone do lacz adresowych 5 zapisu, oraz wejscia sterujace 6 odczytu dolaczone do lacz adresowych 7 odczytu.Komórka 1 zrealizowana jest w ukladzie przerzut¬ nika 8 typu D, który jest zbudowany z elementów logicznych I — NIE 9, 10. Wyjscie kazdego z tych elementów logicznych I — NIE 9, 10 jest pola¬ czone z jednym wejsciem drugiego elementu lo- ""^ gicznego. Drugie wejscia elementów logicznych I — iNIE 9, 10 sa polaczone z wyjsciami odpowiednich -cementów logicznych LU&—NIE 11, 11. Wejscie kazdego z tych elementów logicznych LUBANIE 11, 12 jest polaczone z wyjsciem odpowiedniego elementu logicznego I 13, 14. Pierwsze wejscia elementów logicznych I 13 sa polaczone z pierw¬ szymi wejsciami elementów logicznych I 14 i sta¬ nowia wejscia stertujace przerzutnika 9 typu D.Moga one byc dolaczone bezposrednio do lacz adre¬ sowych 5 zapasu.Jednakie celowym jest dolaczac wejscia steru¬ jace przerzutnika D 8 do lacz adresowych 5 za¬ pisu poprzez inwertery kompensujace 15, jak to pokazano na rysunku. Parametry kiwerterów kom¬ pensujacych 15 sa dobierane w ten sposób, aby potencjal na ich wyjsciach byl mniejszy od po¬ tencjalu na wyjsciach elementów logicznych 16 $—NIEL Drugie wejscia elementów logicznych I 14 sa Halacjjone do wyjscia elementów logicznych LUB¬ NIE li.Elementy logiczne I—NIE 16, których liczba rów¬ na jest liczbie wejsc informacyjnych przerzutnika typu D 8, wykonane sa tak, iz zapewniono mozli¬ wosc ich grupowania od strony 'wyjsc, na przyklad wedlug zasady logiki tranzystorowo-tranzystorowej ifTIL) o otwartych wyjsciach kolektorowych.Wejscia informacyjne elemmtów logicznych I— NIE 16 sa dolaczone równolegle do wyjscia prze¬ rzutnika typu D 8. Wejscie sterujace kazdego z nich jest dolaczone do jednego z lacz adresowych 7 od- czytu. Wyjscia elementów^ logicznych I—NIE 16 sa polaczone z odpowiednimi drugimi wejsciami ele¬ mentów logicznych I 13. Te drugie wejscia sa wejsciami informacyjnymi przerzutnika typu D 8. 5 Liczba wejsc informacyjnych 2 komórki 1 moze byc rózna w zaleznosci od rozwiazanego zadania.W konkretnym przykladzie realizacji wynalazku przedstawiono komórke 1, która ma trzy wejscia informacyjne 2 trzy wejscia sterujace 4 zapisu io i trzy wejscia sterujace 6 odczytu i która jest przedstawiona jako wspólpracujaca z trzema lacza¬ mi informacyjnymi 3, trzema laczami adresowy¬ mi 5 zapisu i trzema laczami adresowymi 7 od¬ czytu. 15 Komórka jednorodnej struktury macierzowej pracuje w sposób nastepujacy. t Przy doprowadzeniu z lacza adresowego 5' za¬ pisu sygnalów zapisu do jednego lub do kilku wejsc sterujacych 4 zapisu komórki 1, sygnaly te 20 przechodza przez odpowiednie inwertery kompen¬ sujace 15 i umozliwiaja doprowadzenie informacji z odpowiednich lacz informacyjnych 3 do odpo¬ wiednich wejsc informacyjnych przerzutnika D 8.Ta informacja zostaje zapamietana w przerzut- 25 niku D 8, przy czym, jezeli zapis dokonywany byl od razu z kilku wejsc informacyjnych 2, wówczas przerzutnik typu D 8 zapamietuje informacje od¬ powiadajaca operacji logicznep LUB.W celu odczytania informacji, zapisanej w ko- 30 morce 1 jednorodnej struktury macierzowej, wy¬ starczy doprowadzic sygnal odczytu jednym lub kilkoma laczami 7 odczytu do wejsc odpowiednich elementów logicznych I—NIE 16. Przy tym do od¬ powiednich lacz informacyjnych 3 wyjsciami (wej- 35 sciami informacyjnymi i) doprowadza sie sygnal, odpowiadajacy zawartosci przerzutnika typu D 8.Zawartosc przenzutnika typu D 8 moze byc wy¬ prowadzona jednoczesnie na wszystkie lacza infor¬ macyjne 8, z których to lacz z jednego z nich in- 40 formacja ta byla zapisana w komórce 1.Komórka 1 wedlug wynalazku umozliwia kon¬ struowanie macierzy o jednorodnej strukturze, w których to macierzach jedno wejscie (wyjscie) kazdej komórki 1 macierzy jest dolaczone do jed- 45 nego z lacz informacyjnych 3. Zapewnia sie to dzieki zastosowaniu elementów logicznych I—NIE 16, wykonanych tak, iz zapewniono mozliwosc ich grupowania od strony wyjsc. W takiej macierzy przy doprowadzeniu sygnalu odczytu z lacz adre- 50 sowych 7 odczytu do wejsc sterujacych 6 odczytu komórek 1 na odpowiednich laczach informacyj¬ nych 3 pojawia sie informacja, odpowiadajaca ope¬ racji logicznej I. Zalaczenie inwerterów kompen¬ sujacych 1S miedzy laczami adresowymi 5 i wej- 55 sciami sterujacymi przerzutnika typu D 8, pozwala skompensowac prady, pobierane przez wejscia in¬ formacyjne przerzutnika D 8.Zapewnia sie to dzieki temu, ze potencjal na wyjsciu inwertera kionpensujaoego 15 jest znacz- 60 nie mniejszy od potencjalu na wyjsciu elementu logicznego I—WIE lt, a wiec równiez na wejsciu informacyjnym przerzutnika typu D 8. Nastepuje taki rozdzial pradów na wejsciu elementu logicz¬ nego 13, iz pobór pradu z lacza informacyjnego 3 65 jest znacznie mniejszy niz z wyjscia inwertora5 109 105 6 kompensujacego 15. Dzieki temu do lacz informa¬ cyjnych 3 mozna dolaczac znacznie wiecej komó¬ rek 1, co zwieksza mozliwosci funkcjonalne ma¬ cierzy. Przetwarzanie informacji jest dokonywane w procesie przekazywania informacji laczami in¬ formacyjnymi 3 z jednej komórki 1 do drugiej komórki 1 lub przy jednoczesnej pracy kilku ko¬ mórek 1.Zastosowanie elementów logicznych I—NIE 16 stwarza warunki do zwiekszenia mozliwosci funk¬ cjonalnych komórek jednorodnej struktury macie¬ rzowej, poniewaz przy zalaczaniu tych komórek w ukladzie macierzowym powstala mozliwosc pra¬ cy z niezaleznymi laczami informacyjnymi, stero¬ wanymi autonomicznie, to znaczy powstala mozli¬ wosc prowadzenia zapisywania i odczytywania in¬ formacji z jednych i tych -samych komórek macie¬ rzy jednoczesnie w kilku kierunkach, co prowadzi poza tym do uproszczenia macierzy, do zwiekszenia szybkosci realizacji zadanej ^funkcji i do zwieksze¬ nia niezawodnosci macierzy. PL