nedoPC.org - View topic - Проектирование троичных элементов (4)

Atom Feed | View unanswered posts | View active topics

It is currently 19 Apr 2024 01:33

Проектирование троичных элементов (4) - пробуем CMOS-ключи

Moderator: haqreu

Page 2 of 13

[ 195 posts ]

Go to page Previous 1, 2, 3, 4, 5 ... 13 Next

Previous topic | Next topic

Проектирование троичных элементов (4) - пробуем CMOS-ключи

Author

Message

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Shaos wrote: Выложил то что уже есть из кода: http://nedopc.cvs.sourceforge.net/viewv ... c/src/ddt/

Алгоритм заработал! Пока поддерживается только задание таблицы истинности как аргумента для ddtc. Ограничился пока 6 входами и 12 выходами (но в-принципе можно и увеличить).

14 Jul 2010 23:10

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Shaos wrote:


	Shaos wrote: Выложил то что уже есть из кода: http://nedopc.cvs.sourceforge.net/viewv ... c/src/ddt/

Алгоритм пока не распознаёт оптимизации на уровне второго и далее входов - например таблица истинности NNNOOOPPP будет преобразована в MUX(i2,'N','O','P') вместо i2. Но я над этим ещё буду работать. MIN и MAX также не распознаются (сложновато это).

15 Jul 2010 06:20

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Shaos wrote:


	Shaos wrote: Выложил то что уже есть из кода: http://nedopc.cvs.sourceforge.net/viewv ... c/src/ddt/

ОК, научил программу по запросу NNNOOOPPP генерировать вот такую функцию:


	Code: int ddt_(int f, DDT i1, DDT i2, DDT* o1) { if(o1) *o1 = i2; return 0; }

а по вот такому:
./ddtc NNNOOOPPPNNNOOOPPPNOPNOPNOP e21r
./ddtc NNNOOOPPPNOPNOPNOPNOPNOPNOP e12r
программ изобретает E12 и E21 наоборот (входы снизу вверх нумеруются):


	Code: int ddt_e21r(int f, DDT i1, DDT i2, DDT i3, DDT* o1) { DDT r1; int e1; e1 = ddt_e21(f,i3,i2,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; if(o1) o1 = r1; return e1; } int ddt_e12r(int f, DDT i1, DDT i2, DDT i3, DDT o1) { DDT r1; int e1; e1 = ddt_e12(f,i3,i2,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; if(o1) *o1 = r1; return e1; }

Правда если попытаться сгенерить по таблице истинности, где входы идут в правильном порядке - программа запутается и нагенерит слишком много (хотя и правильного), т.е. для получения оптимального варианта надо попереставлять входы...

15 Jul 2010 16:55

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

вот сгенерённый MIN (NNNNOONOP):


	Code: int ddt_(int f, DDT i1, DDT i2, DDT* o1) { DDT r1,r2; int e1,e2; e1 = ddt_blp(f,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; e2 = ddt_mux(f,i2,'N',r1,i1,&r2); if(e2 < 0) return e2; if(o1) *o1 = r2; return e1+e2; }

и сгенерённый MAX (NOPOOPPPP):


	Code: int ddt_(int f, DDT i1, DDT i2, DDT* o1) { DDT r1,r2; int e1,e2; e1 = ddt_bln(f,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; e2 = ddt_mux(f,i2,i1,r1,'P',&r2); if(e2 < 0) return e2; if(o1) *o1 = r2; return e1+e2; }

Также поставил максимальное количество входов 7, а максимальное количество выходов - 21:

http://nedopc.cvs.sourceforge.net/viewv ... iew=markup

P.S. На самом деле больше 6 входов делать пока нельзя - позже поправлю...

15 Jul 2010 17:00

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Сгенерируем троичный полусумматор:

./ddtc PNONOPOPN,NOOOOOOOP


	Code: /* Generated by ddtc v0.1 See www.ternary.info / #include "ddt.h" int ddt_(int f, DDT i1, DDT i2, DDT o1, DDT* o2) { DDT r1,r2,r3,r4,r5,r6; int e1,e2,e3,e4,e5,e6; e1 = ddt_rdn(f,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; e2 = ddt_rup(f,i1,&r2); if(e2 < 0) return e2; e3 = ddt_mux(f,i2,r1,i1,r2,&r3); if(e3 < 0) return e3; e4 = ddt_blp(f,i1,&r4); if(e4 < 0) return e4; e5 = ddt_bln(f,i1,&r5); if(e5 < 0) return e5; e6 = ddt_mux(f,i2,r4,'O',r5,&r6); if(e6 < 0) return e6; if(o1) o1 = r3; if(o2) o2 = r6; return e1+e2+e3+e4+e5+e6; }

тест-программа:


	Code: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "ddt.h" #include "ddt_.c" char ax[] = "NOPNOPNOP"; char ay[] = "NNNOOOPPP"; int main() { int i,t; DDT r,rr[9]; printf("\nE12:%i E21:%i (MUX:%i,NOT:%i,BLP:%i,BLN:%i,RUP:%i,RDN:%i)\n\n", ddt_(DDT_E12,0,0,NULL,NULL),ddt_(DDT_E21,0,0,NULL,NULL), ddt_(DDT_MUX,0,0,NULL,NULL),ddt_(DDT_NOT,0,0,NULL,NULL), ddt_(DDT_BLP,0,0,NULL,NULL),ddt_(DDT_BLN,0,0,NULL,NULL), ddt_(DDT_RUP,0,0,NULL,NULL),ddt_(DDT_RDN,0,0,NULL,NULL)); printf("\\| N O P \|\n----------\n"); for(i=0;i<9;i++) { t = ddt_(DDT_SIM,ax[i],ay[i],&r,&rr[i]); if(!(i%3)) printf("%c\|",ay[i]); printf(" %c",r); if((i%3)==2) printf(" \|\n"); } printf("----------\n\n"); printf("\\| N O P \|\n----------\n"); for(i=0;i<9;i++) { if(!(i%3)) printf("%c\|",ay[i]); printf(" %c",rr[i]); if((i%3)==2) printf(" \|\n"); } printf("----------\n\n"); printf("dt=%i\n",t); return 0; }

результат её запуска:


	Code: E12:5 E21:5 (MUX:4,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:1,RDN:1) \\| N O P \| ---------- N\| P N O \| O\| N O P \| P\| O P N \| ---------- \\| N O P \| ---------- N\| N O O \| O\| O O O \| P\| O O P \| ---------- dt=10

Как видно программа насчитала 5 блоков E12 и 5 блоков E21, т.е. всего потребуется 6 микросхем DG403 (3 подключены как 2xE12 и 3 подключены как 2xE21).

15 Jul 2010 17:24

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Вот первый релиз под винды:

http://www.nedopc.org/ternary/ddt_0_1_win.zip (59K)

Бета-тестеры - вперёд!

15 Jul 2010 18:24

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Добавил возможность заводить таблицу соответствия через файл с использованием символа X (зарелизю завтра как v0.2), например вот так можно задать логику работы MUX (текстовый файл MUX.ddt):


	Code: NNXX=N NOXX=O NPXX=P OXNX=N OXOX=O OXPX=P PXXN=N PXXO=O PXXP=P

Запуск ddtc MUX.ddt сгенерит вот такую функцию:


	Code: int ddt_MUX(int f, DDT i1, DDT i2, DDT i3, DDT i4, DDT* o1) { DDT r1; int e1; e1 = ddt_mux(f,i4,i3,i2,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; if(o1) *o1 = r1; return e1; }

т.е. тот же MUX, но у которого аргументы идут в обратном порядке, значит в таблице истинности самый левый трит является самым нижним на схеме (т.е. младшие триты идут первыми в смысле нумерации).

15 Jul 2010 20:47

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Quote: Для того чтобы представлять для чего сколько нужно корпусов при таком подходе, привожу конкретные числа: - NOT требует 2 микросхемы (точнее 50% от 2 микросхем - см. нижнюю часть второй схемы), - MIN или MAX требуют по 2 микросхемы (точнее 75% от них), - полусумматор требует 6 микросхем (точнее 83% от них), - полный сумматор - ориентировочно 12 микросхем, - троично-двоичный преобразователь 2t4b - ориентировочно 8 микросхем, - троично-двоичный преобразователь 3t5b - ориентировочно 21 микросхема (что говорит о том, что троично-двоичные преобразователи экономичнее делать на основе двоичных ROM или PAL).

Подтвердил тестом однотритный полный сумматор 1+1+1=1+1 - вышло ровно 12 корпусов DG403:


	Code: // Number of E12 in FUN is 12 // Number of E21 in FUN is 12 // Number of MUX in FUN is 10 // Number of NOT in FUN is 0 // Number of BLP in FUN is 1 // Number of BLN in FUN is 1 // Number of RDN in FUN is 1 // Number of RUP in FUN is 1 int ddt_SUM(int f, DDT i1, DDT i2, DDT i3, DDT* o1, DDT* o2) { DDT r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7,r8,r9,r10,r11,r12,r13,r14; int e1,e2,e3,e4,e5,e6,e7,e8,e9,e10,e11,e12,e13,e14; e1 = ddt_rup(f,i1,&r1); if(e1 < 0) return e1; e2 = ddt_rdn(f,i1,&r2); if(e2 < 0) return e2; e3 = ddt_mux(f,i2,r1,r2,i1,&r3); if(e3 < 0) return e3; e4 = ddt_mux(f,i2,r2,i1,r1,&r4); if(e4 < 0) return e4; e5 = ddt_mux(f,i2,i1,r1,r2,&r5); if(e5 < 0) return e5; e6 = ddt_mux(f,i3,r3,r4,r5,&r6); if(e6 < 0) return e6; e7 = ddt_e21(f,i1,'N','O',&r7); if(e7 < 0) return e7; e8 = ddt_blp(f,i1,&r8); if(e8 < 0) return e8; e9 = ddt_bln(f,i1,&r9); if(e9 < 0) return e9; e10 = ddt_e12(f,i1,'O','P',&r10); if(e10 < 0) return e10; e11 = ddt_mux(f,i2,r7,r8,'O',&r11); if(e11 < 0) return e11; e12 = ddt_mux(f,i2,r8,'O',r9,&r12); if(e12 < 0) return e12; e13 = ddt_mux(f,i2,'O',r9,r10,&r13); if(e13 < 0) return e13; e14 = ddt_mux(f,i3,r11,r12,r13,&r14); if(e14 < 0) return e14; if(o1) o1 = r6; if(o2) o2 = r14; return e1+e2+e3+e4+e5+e6+e7+e8+e9+e10+e11+e12+e13+e14; }

Также сгенерировал таблицу значений для ALU на подобие 3niti alpha - для трёхтритных аргументов, причём покрыл только 3 операции - RLA (сдвиг влево через перенос), ADD (сложение с переносом), RRA (сдвиг вправо через перенос). Получилось 8 трит на входе (1 трит операции, 1 трит переноса и два 3-тритных аргумента) и 4 трита на выходе (1 трит переноса и один 3-тритный результат. Сдвиги сами по себе сгенерировались в 4 мукса, а вот добавление сложения 3+3+1=1+4 увеличило размер сгенерированной схемы до 174 корпусов!


	Code: E12:174 E21:174 (MUX:153,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:1,RDN:1)

Можно попробовать попереставлять входы (всего то 40000 вариантов ; ) - может как-то удасться добиться более компактной реализации...

15 Jul 2010 21:54

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Shaos wrote:


	Code: E12:174 E21:174 (MUX:153,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:1,RDN:1)

Попереставлял - выявил несколько оптимальных комбинаций входов, при которых получаем вот что:


	Code: E12:53 E21:53 (MUX:41,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:1,RDN:1)

т.е. 54 корпуса DG403 (округляем до ближайшего чётного числа), что уже вобщем-то неплохо!

Первоначальное расположение (неудачное):

i1 = B0
i2 = B1
i3 = B2
i4 = A0
i5 = A1
i6 = A2
i7 = C
i8 = O

Удачное расположение:

i1 = B2
i2 = A2
i3 = B1
i4 = A1
i5 = B0
i6 = A0
i7 = C
i8 = O

А также несколько других, но где также соответствующие разряды A и B находятся рядом. Также удалось обнаружить наихудший вариант расположения - аж 606 корпусов получалось!

Также перебор выявил, что некоторые вариации приводят к ошибке программы - буду разбираться...

15 Jul 2010 23:26

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Shaos wrote: Также перебор выявил, что некоторые вариации приводят к ошибке программы - буду разбираться...

Это исправил! Также щас работаю над убиранием ограничений на количество входов и выходов - всё будет динамическим. Из ограничений, связанных с внутренним форматом представления, пока только остаётся 999 как максимальный номер подключаемого нода в первом уровне (количество функций теоретически может быть больше 999, но не в первом уровне сразу после входов) и 99 как максимальный номер входа (и то, и другое сохраняется в трёх символах, но второе ещё и с минусом).

16 Jul 2010 17:35

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Вот второй релиз под винды:

http://www.nedopc.org/ternary/ddt_0_2_win.zip (69K)

Добавил поддержку DDT-файлов (есть примеры SUM.ddt и ALU.ddt) и снял явные ограничения на количество входов и выходов (неявные остались - 99 входов и 999 функций).

Бета-тестеры - где же вы?

16 Jul 2010 19:33

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...

Shaos wrote:

Попереставлял - выявил несколько оптимальных комбинаций входов, при которых получаем вот что:


	Code: E12:53 E21:53 (MUX:41,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:1,RDN:1)

Заметил, что усложнение задания путём добавления новых функций в схему (например создание ALU которое может делать много вещей в зависимости от кода операции) ведёт к неоптимальному результату - оно и понятно - разные функции могут требовать разного расположения входов для лучшего результата. Поэтому генерировать с помощью DDT надо достаточно мелкие задачи (как например 3-х разрядный сумматор), а более сложные надо составлять вручную из уже сгенерённых блоков...

18 Jul 2010 19:34

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Shaos wrote: Заметил, что усложнение задания путём добавления новых функций в схему (например создание ALU которое может делать много вещей в зависимости от кода операции) ведёт к неоптимальному результату - оно и понятно - разные функции могут требовать разного расположения входов для лучшего результата. Поэтому генерировать с помощью DDT надо достаточно мелкие задачи (как например 3-х разрядный сумматор), а более сложные надо составлять вручную из уже сгенерённых блоков...

Неа - трёхразрядный сумматор, вручную собранный из одноразрядных полных троичных сумматоров, сгенерённых в DDT, получился компактнее:


	Code: int ddt_sum3m(int f, DDT i1, DDT i2, DDT i3, DDT i4, DDT i5, DDT i6, DDT i7, DDT* o1, DDT* o2, DDT* o3, DDT* o4) { int f1,f2,f3; DDT r1,r2,r3,r4,r5,r6; f1 = ddt_sum(f,i7,i6,i5,&r1,&r2); if(f1<0) return f1; f2 = ddt_sum(f,r2,i4,i3,&r3,&r4); if(f2<0) return f2; f3 = ddt_sum(f,r4,i2,i1,&r5,&r6); if(f3<0) return f3; if(o1) o1 = r1; if(o2) o2 = r3; if(o3) o3 = r5; if(o4) o4 = r6; return f1+f2+f3; }

1) E12:49 E21:49 (MUX:37,NOT:0,BLP:1,BLN:1,RUP:3,RDN:3)

2) E12:36 E21:36 (MUX:30,NOT:0,BLP:3,BLN:3,RUP:3,RDN:3)

36 корпусов против 50 (сэкономили 28%)

P.S. с другой стороны, автоматически сгенерённая схема должна работать быстрее, т.к. задержка там не должна превышать кол-ва входов (т.е. не более 7), а в ручной схеме - как минимум 9 (три сумматора с задержкой 3 подключены последовательно). т.е. потеряли по быстродействию те же 28% процентов!
:-o

P.P.S. надо завизуализировать схему и посмотреть на неё внимательно - может быть DDT изобрёл троичный параллельный перенос?...

18 Jul 2010 22:29

Shaos

Admin

Joined: 08 Jan 2003 23:22
Posts: 22542
Location: Silicon Valley

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Shaos wrote: Прикинул на бумаге, что вторая схема подключения DG403 позволяет таким образом покрыть любые троичные функции с любым количеством аргументов, причём это дело можно автоматизировать - вплоть до автоматической разводки платы по таблицам истинности реализуемых функций! Для того чтобы представлять для чего сколько нужно корпусов при таком подходе, привожу конкретные числа: - NOT требует 2 микросхемы (точнее 50% от 2 микросхем - см. нижнюю часть второй схемы), - MIN или MAX требуют по 2 микросхемы (точнее 75% от них), - полусумматор требует 6 микросхем (точнее 83% от них), - полный сумматор - ориентировочно 12 микросхем, - троично-двоичный преобразователь 2t4b - ориентировочно 8 микросхем, - троично-двоичный преобразователь 3t5b - ориентировочно 21 микросхема (что говорит о том, что троично-двоичные преобразователи экономичнее делать на основе двоичных ROM или PAL).

- схема определения знака трёхразрядного троичного числа - 2 микросхемы
- схема сдвига влево (RLA) и вправо (RRA) - 4 микросхемы (75% от них)
- унарный трёхразрядный универсальный троичный элемент (OPA) - 4 микросхемы (75% от них)
- бинарный трёхразрядный универсальный троичный элемент (OPB) - 12 микросхем

Теперь всё готово, чтобы собирать из отдельных операций АЛУ 3niti alpha

19 Jul 2010 21:18

Mac Buster

Retired

Joined: 03 Aug 2003 22:37
Posts: 1474
Location: Moscow

Re: Проектирование троичных элементов - используем CMOS...


	Quote: - схема определения знака трёхразрядного троичного числа - 2 микросхемы - схема сдвига влево (RLA) и вправо (RRA) - 4 микросхемы (75% от них) - унарный трёхразрядный универсальный троичный элемент (OPA) - 4 микросхемы (75% от них) - бинарный трёхразрядный универсальный троичный элемент (OPB) - 12 микросхем

А вот эти остатки (по 25%) не получится использовать для других целей?

20 Jul 2010 00:23

Page 2 of 13

[ 195 posts ]

Go to page Previous 1, 2, 3, 4, 5 ... 13 Next

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 26 guests

You cannot post new topics in this forum
You cannot reply to topics in this forum
You cannot edit your posts in this forum
You cannot delete your posts in this forum
You cannot post attachments in this forum

Jump to: