Лобанов В.И., кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
КОМПЛЕМЕНТАРНАЯ ЛОГИКА С САМОКОНТРОЛЕМ
21 февраля 2015г. я получил письмо от Алексея Селиванова (к сожалению, не знаю его отчества), выпускника МГТУ им. Баумана. Впервые в мире Алексей Селиванов нашёл практическое применение Русской логики (РЛ) в решении задач АСУ, экономическом анализе и планировании. Привожу часть текста письма.
«Лобанов оптимизировал науку Логика. До его исследований было 2 базиса - «Да» и «Нет». Он же ввёл ещё 2 -«Да и Нет существуют одновременно» и «Отсутствие данных». Что позволяет это в технике - есть Система с развитой АСУ и кучей датчиков. К примеру, в ней есть клапан, перекрывающий путепровод с давлением жидкости.Процесс этот не быстрый, иначе гидроудар обратный будет. Так вот, приходит сигнал «Клапан закрыт» - Нет. «Клапан открыт-- - Нет. Т.к. он начал закрываться - условно клапан открыт, т.е. реально Да (Нет ХНет = Да).Всё, куку, компьютер задумался и ждёт принятия решения от показаний датчика. Т.е. налицо ситуация «Да и Нет». АСУ на логике Лобанова - уже знает что делать и действует. Классическая - ждёт. Или - "Сигнал камеры отсутствует", а что происходит АСУ понять не может. Или шпион откручивает главную контрогайку, или объектив птица заслонила. Классическая система ждёт ответа камеры чтобы понять что делать. Система АСУ на логике Лобанова сразу действует и по косвенным данным логических уравнений принимает решение - пустить ток по корпусу шпиёну или закрыть - открыть шторку камеры и отогнать птицу. Вот такие пионерские примеры, как смог. 4 логических базиса: «Да», «Нет», «Да-Нет», «Нет данных» - позволяю на порядки оптимизировать логические уравнения АСУ и ускорить время реагирования, снизить количество микросхем и вычислительную мощность (вес, габариты, энергопотребление) и просто, если дело касается человека - научить его действительно "думать по-другому". Открываются новые просторы для охвата анализом ситуаций в реальном времени, без применения вредоносных упрощений, охватывая множество факторов (т.н. многофакторный динамический анализ по ключевым точкам) - и, как следствие, получение новых Управленческих Решений, их синтез - становится возможным. Растёт качество этих решений. »
Естественно, я как разработчик цифровых устройств задумался о создании комплементарной электроники на основе РЛ. Результат этих раздумий оказался весьма простым. Каждый сигнал в комплементарной электронике (КЭ) двухбитовый: 00 - «нет», 11 - «да», 01 -«может быть»,10 - «не может быть». Комплементарный D - триггер представляет из себя два обычных синхронных D - триггера с общей цепью синхронизации и раздельными D- входами. Что касается комбинационных элементов и схем, то и здесь проблем не предвидится.
Следует особо отметить свойство самоконтроля всех элементов КЭ. Появление на выходе любого элемента двухбитового сигнала вида 01 или 10 свидетельствует о неисправности или сбое в работе КЭ.
Рассмотрим решение подобных задач на примере синтеза комплементарного сумматора.
Комплементарный сумматор (КС) представляет из себя комбинационное устройство с тремя двухбитовыми входами (первое слагаемое - a[1:0], второе слагаемое - b[1:0], входной перенос - p0[1:0]) и двумя двухбитовыми выходами (сумма - s[1:0] и выходной перенос-p1[1:0]). Кроме того, на выходе КС имеется однобитовый сигнал ошибки Error. Ниже представлена таблица истинности КС.
ai a0 b1 b0 p01 p00 S1 S0 p11 p10 Error
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0
1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0
1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0
0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0
1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
x x x x x x 0 1 0 1 1
Последняя строка таблицы фиксирует, что для всех остальных комбинаций входных сигналов, кроме первых 8 строк, на выходах S и pi будут присутствовать двухбитовые сигналы 01, а на выходе Error будет 1, что свидетельствует о неисправности или сбое.
Синтез КС ничем не отличается от синтеза обычных комбинационных схем цифровой электроники.
Переход на комплементарную электронику совершит революцию в области построения самоконтролируемых цифровых систем. Этот переход не потребует дополнительных вложений или усилий: он безболезненно выполняется на базе ПЛИС типа Altera или любых других.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.