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JPH01276221A - Electronic controller connectable to external system - Google Patents

Electronic controller connectable to external system

Info

Publication number
JPH01276221A
JPH01276221A JP63094386A JP9438688A JPH01276221A JP H01276221 A JPH01276221 A JP H01276221A JP 63094386 A JP63094386 A JP 63094386A JP 9438688 A JP9438688 A JP 9438688A JP H01276221 A JPH01276221 A JP H01276221A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
linear array
states
logic
control device
circuitry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63094386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Druzhinski Douron
ドウロン・ドルーシンスキー
Arler David
ディビッド・アレル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yeda Research and Development Co Ltd
Original Assignee
Yeda Research and Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yeda Research and Development Co Ltd filed Critical Yeda Research and Development Co Ltd
Priority to JP63094386A priority Critical patent/JPH01276221A/en
Publication of JPH01276221A publication Critical patent/JPH01276221A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To realize a career operation by placing a circuit network in a substraight and adding plural numbers of electric connection in the substraight which connects logic circuit networks for providing one-to-one correspondence between a state and the circuit network. CONSTITUTION: In the layout of a figure, a tree is divided into plural parts (that is, the logic circuit network) in accordance with the number of vertexes, the respective parts are a linear array shape so as to be executed an layout in terms of recurrent along the individual part of the sub-straight and a removed end edge is horizontally placed upwards in order to connect the plural parts in accordance with the hierarchy of different levels and states. Thus, the whole logic circuit networks are executed the layout in the linear array shape consisting of a single line, that is, a base line. But the front surface area of a chip sub-straight to be get is used so that its linear array can be divided into plural linear parts, for example, two or more separated parallel lines or returning lines.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の分野] この発明は、電子制御装置、より特定的に、状態図を抽
象モデルとして使用することに基づく、新しい分類の電
子制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to electronic control devices, and more particularly to a new class of electronic control devices based on the use of state diagrams as abstract models.

[発明の背景] 状態図は、コンプレックス・システムの行動説明のため
の最近提案された視覚形式論である。それらは、D・バ
レルの「状態図;コンプレックス・システムへの視覚ア
プローチ」コンピュータプログラミングの科学(またワ
イッマン科学院、C384−05,1984年12月、
!984年2月改訂)に説明されている。それらは、数
個の決定的なやり方で標準状態図を拡張し、トップダウ
ン、ボトムアップ、または混合したやり方で、システム
行動のモジュール、階層説明を可能にする。
BACKGROUND OF THE INVENTION State diagrams are a recently proposed visual formalism for explaining the behavior of complex systems. They are based on D. Burrell's ``State Diagrams: A Visual Approach to Complex Systems'', The Science of Computer Programming (also published by Wytmann Institute of Science, C384-05, December 1984).
! (revised February 984). They extend standard state diagrams in several critical ways, allowing modular, hierarchical descriptions of system behavior in a top-down, bottom-up, or mixed manner.

状態図は、反応的ハードウェア構成要素の行動を説明し
、強力な階層表現と、柔軟性のある同時性と同期の説明
を可能にする、便利な形式論として示唆された。
State diagrams have been suggested as a useful formalism to describe the behavior of reactive hardware components, allowing powerful hierarchical representations and flexible concurrency and synchronization accounts.

状態図は、C・ミードとL・コンウェイの「VLSIシ
ステムの紹介コアジソノーウエスリー1980年で広く
述べられたように、抽象モデルとして、ディジタル制御
ユニットに広く用いられてきた、状態図の古典的で公知
の媒体(また有限状態機械−FSM)への自然な拡張の
ように思える。
State diagrams are a classic form of state diagrams that have been widely used in digital control units as abstract models, as widely described in C. Mead and L. Conway's Introduction to VLSI Systems, Co., Ltd. (1980). Seems like a natural extension to media known in the art (also known as finite state machines - FSM).

有限状態モデルの2つの公知の変形は、組合わせ論理の
実現ための、PLA(プログラム可能論理アレイ)を用
いる典型的な実現物を有する、ムーアおよびミーり機械
である。PLAは、制御二二ットの簡単で通常の実現物
を可能にするが、状態の数が増えるにつれ、非常に場所
をとるという代償を有する。これにより、それらは設計
者にクロック周波数を減じることを強制する、より大き
な遅延を生じるより多くのパワーを消費するようにされ
る。
Two known variants of finite state models are Moore and Meeley machines, with typical implementations using PLAs (Programmable Logic Arrays) for the implementation of combinatorial logic. PLA allows for a simple and conventional implementation of control binary, but at the cost of being very space consuming as the number of states increases. This causes them to consume more power resulting in larger delays forcing designers to reduce clock frequencies.

大きなPLAの問題が、PLA最適化のためのいくつか
の技術の発展を動機づけた。このような最適化の2つの
例は、(1)C;−D・ハクチルの「プログラム可能論
理アレイフォールディングのための技術」のPLAフォ
ールディング、第19回設計自動会議、1982年6月
、第147−155頁と、(2)J−D−ウルマンの「
vLSI計算局面」のPLA区分、コンピュータ・サイ
エンス・プレス、1984年である。双方の技術は、全
く普遍的にそれらを考慮すると、NP完全で、それゆえ
、実際に動作するには、それらにはヒユーリステックス
が必要である。階層を用いて、PLA寸法を減じるため
の試みが、R・エイヤーの「シリコン・コンパイレーシ
ョノーPLAの階層的使用」第16回設計自動会議、1
979年6月m314−326頁に見出され、それはか
なり低いレベルの説明言語を利用している。階層は、上
記で引用したC−ミードとLψコンウェイの刊行物では
、システム設計の複雑さを減じるための技術として推薦
されているが、従来のコンピュータでは限られたやり方
でのみ用りられている。
The large PLA problem has motivated the development of several techniques for PLA optimization. Two examples of such optimizations are: (1) PLA Folding in C;-D. Haktil, "Techniques for Programmable Logic Array Folding," 19th Design and Automation Conference, June 1982, No. 147; -155 pages and (2) J.D. Ullman's "
vLSI Computation Aspects, PLA Division, Computer Science Press, 1984. Both techniques are NP-complete, considering them quite universally, so they require a heuristic to work in practice. An attempt to reduce PLA dimensions using hierarchies is presented in R. Ayer's "Hierarchical Use of Silicon Compilation and PLAs," 16th Design Automation Conference, 1.
Found in June 979, pages 314-326, it utilizes a fairly low level of descriptive language. Although hierarchies are promoted as a technique for reducing system design complexity in the C-Mead and Lψ Conway publications cited above, they are used only in a limited manner in conventional computers. .

FSMモデルに関するもう1つの主要な問題は、D・デ
ュルシンスキーとD・バレルの「ハードウェア説明のた
めの状態図の使用」ワイッマン科学院、C385−06
,1985年6月で広く議論されている特徴である、同
時性を扱うその限られた能力である。
Another major issue with FSM models is D. Durusinski and D. Burrell, “Using State Diagrams to Explain Hardware,” Weimann Institute of Science, C385-06.
, June 1985, is its limited ability to handle simultaneity, a feature that has been widely discussed.

〔発明の要約〕[Summary of the invention]

この発明は、電子制御装置を設計するための、代替の抽
象モデルとして状態図を用いる考えに基づく。
The invention is based on the idea of using state diagrams as an alternative abstract model for designing electronic control devices.

この発明に従って、外部システムに結合可能で、複数個
の論理回路網を含む電子制御装置が提供され、各回路網
は、複数個の異なる状態をとることができ、2つの状態
間のいかなる遷移も2つの関連する回路網とそれらのそ
れぞれの下位りオーダの回路網に影響するように、状態
と回路網間で1対1の対応づけを有する異なる状態の階
層によって、異なる回路網の階層によって配置されてお
り、その論理回路網の各々は、その状態を記憶するため
の記憶要素、その次の状態を決定する手段およびそれら
のそれぞれの状態を決定するための、すぐ上のレベルの
論理回路網およびすぐ下のレベルの論理回路網から制御
信号を受けるか、または制御信号を出力するための手段
を含み、その論理回路網の少なくともいくつかは、外部
システムから制御信号を受取るか、またはそこへ制御信
号を出力するための手段を含み、その論理回路網がサブ
ストレート上に置かれ、サブストレート上の複数個の電
気的接続が、状態と回路網間に1対1の対応づけを提供
するように論理回路網を接続する。
In accordance with the present invention, an electronic control device is provided which is connectable to an external system and includes a plurality of logic circuitry, each circuitry capable of assuming a plurality of different states, and wherein any transition between two states is Placed by different network hierarchies by different state hierarchies with a one-to-one mapping between states and networks so as to affect two associated networks and their respective lower-order networks. and each of the logic networks includes a storage element for storing its state, a means for determining its next state, and an immediately above level logic network for determining their respective states. and means for receiving control signals from or outputting control signals from immediately below-level logic circuitry, at least some of which logic circuitry receives control signals from or outputs control signals from an external system. a means for outputting a control signal, the logic circuitry being disposed on the substrate, and a plurality of electrical connections on the substrate providing a one-to-one correspondence between the states and the circuitry; Connect the logic network as shown.

この発明のさらなる特徴は、この発明によって提供され
る多くの利点とともに以下により詳しく述べられる。
Further features of this invention are described in more detail below, along with the many advantages provided by this invention.

この発明は、ここにおいて添付図面を参照して説明され
る。
The invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

[発明の説明] 設計方法論 上記で簡単に説明したように、基本的な考えは、従来の
方策のように、有限状態機械(FSM)を実現する単一
の機械の代わりに、相互接続された機械の網、または状
態図を実現する論理回路網を用いることである。簡単に
言えば、これは、各々が異なる回路網の階層によって、
および異なる状態の階層によって、複数個の異なる状態
をとることができ、状態と回路網間に1対1の対応づけ
をもたらす、論理回路網を配置することによってなされ
る。
[DESCRIPTION OF THE INVENTION] Design Methodology As briefly explained above, the basic idea is that instead of a single machine realizing a finite state machine (FSM), as in the traditional approach, It is the use of a machine network, or a logic network that implements a state diagram. Simply put, this means that each layer has a different layer of circuitry.
and a hierarchy of different states, by arranging logic circuitry that can take on a plurality of different states, and provides a one-to-one correspondence between states and circuitry.

用いられる設計方法論の説明を続ける。この説明は状態
図のツリーの程度の境界を想定する。すなわち、「親」
状態が持ち得る子の数の境界である。
Continue to explain the design methodology used. This description assumes the degree bounds of the state diagram tree. In other words, "parent"
This is the limit on the number of children a state can have.

第1の段階は、基本機械を組立てることである。The first step is to assemble the basic machine.

階層のすべてのレベルのすべての状態は、状態と回路網
間に1対1の対応づけがあるように、すぐルベル下のF
SMを実行する機械によって表わされる。このように、
2つの状態間のいかなる遷移も、2つの関連する回路網
およびそれらのそれぞれの下位のオーダの回路網に影響
する。
All states at all levels of the hierarchy are placed in the F immediately below the level so that there is a one-to-one correspondence between states and networks.
Represented by a machine that executes SM. in this way,
Any transition between two states affects the two associated circuitry and their respective lower order circuitry.

第1a図および第1b図は、それぞれ、ムーア機械を概
略的に図示する。各々は、その状態を記憶するための、
記憶要素2. 2’ 、その次の状態を決定するための
手段4.4’ 、およびそれらのそれぞれの状態を決定
するために、他の論理回路網から制御信号を受取る手段
6.6′および制御信号を出力する手段8,8′を有す
る論理回路網を含む。
Figures 1a and 1b each schematically illustrate a Moore machine. For each to remember its state,
Memory element 2. 2', means 4.4' for determining their next state, and means 6.6' for receiving control signals from other logic networks and outputting control signals in order to determine their respective states. 8, 8'.

第2図は、複数個のこのようなFSMからなる制御装置
の状態図説明を図示する。第3a図ないし第3d図は、
第2図の制御装置のための個々のFSMを図示する。第
3a図ないし第3d図において、遷移に沿う出力が遷移
自身によって作り出される。第2図および第3a図ない
し第3d図において、出た信号は入る信号の否定である
FIG. 2 illustrates a state diagram illustration of a controller consisting of a plurality of such FSMs. Figures 3a to 3d are
3 illustrates an individual FSM for the control device of FIG. 2; FIG. In Figures 3a-3d, the output along the transition is produced by the transition itself. In Figures 2 and 3a-3d, the outgoing signal is the negation of the incoming signal.

すなわち、第2図の状態図に対して、第3図の4つのF
SMを実現する4つの機械が組立てられる。機械接続機
構は、第4図に図示される。「Xに入る」というイベン
トは、階層のルーベル高い機械によって、それが状態X
に達するときに作り出される。それゆえ、最良状態コー
ド化は、各状態がその唯一の表示ビットを有する、1ビ
ツトコードで、そのため復号化およびコード化のために
ほとんど論理は必要ないようである。「出た」信号は実
際に「入る」信号の否定であり、より下位のレベルの機
械にそれらの休止状態に移動するように通知する。機械
相互間を走行する「出る」信号は、それらの前身にそれ
らの終結を通知するために、より下位のレベルの状態に
よって作り出される。たとえば、第2図および第3図に
おいてA2がAに通知するようにである。同時性は、第
5a図および第5b図に図示されるように、自然の態様
で実現される。
In other words, for the state diagram in Figure 2, the four F's in Figure 3
Four machines will be assembled to realize SM. The mechanical connection is illustrated in FIG. The event "entering
is produced when it reaches . Therefore, the best state encoding appears to be a one-bit code, with each state having its only representation bit, so that little logic is required for decoding and encoding. The "out" signal is actually the negation of the "in" signal, informing lower level machines to move to their dormant state. "Out" signals running between machines are produced by lower level states to notify their predecessors of their termination. For example, A2 notifies A in FIGS. 2 and 3. Simultaneity is achieved in a natural manner, as illustrated in Figures 5a and 5b.

この「水平」コード化機構は、通常の「垂直」コード化
機構に比較して指数的に高価であるように思えるが、こ
のコード化は機械ごとなので(限定された寸法の各々)
、そのコストは限られている。他方、PLAの領域は、
B2のオーダの(nは状態の数)最小項線の数によって
主に決定され、FSMの各遷移に対して1つの最小項で
ある。このように、たとえ入出力線を考慮せずとも、予
期されるPLA領域は、O(B21 og (n))で
あろう。一方、この発明の方法論によって、最小項の数
は、最大の副機域および機械内接続によって決定される
。この接続において、入力アルファベットは無視される
。なぜなら、それらは状態の数に比較して、一定寸法の
何倍も小さいからである。
This "horizontal" coding scheme seems to be exponentially more expensive compared to the usual "vertical" coding scheme, but since this coding is per machine (each of limited dimensions)
, its cost is limited. On the other hand, the area of PLA is
It is mainly determined by the number of minterm lines, of the order of B2 (n is the number of states), one minterm for each transition of the FSM. Thus, even without considering input/output lines, the expected PLA area would be O(B21 og (n)). On the other hand, according to the methodology of the present invention, the number of minterms is determined by the maximum submachine area and intramachine connections. The input alphabet is ignored in this connection. This is because they are many times smaller in constant size compared to the number of states.

この階層実現方法論の利点は、減じられた領域と電力消
費、状態図の同時性および同期説明能力と、(戻りアド
レスを保持するために局部状態記憶装置を用いる)経歴
オペレータの自然な実現機構、小さなPLAに必要な減
じられたクロック周期に基づく平均して増加されたクロ
ック周波数を含む。これらの利点は、以下でさらに詳し
く議論される。  。
The advantages of this hierarchical implementation methodology are reduced space and power consumption, state diagram concurrency and synchronization accounting capabilities, and a natural implementation mechanism for history operators (using local state storage to hold return addresses). Contains an average increased clock frequency based on the reduced clock period required for small PLAs. These advantages are discussed in more detail below. .

タイミングの問題 いくつかのタイミングの問題が、第2図ないし第4図の
例で生じ得る。自然な選択は、ムーア機械を用いる各個
々のFSMを実現することである。
Timing Issues Several timing issues may arise in the examples of FIGS. 2-4. A natural choice is to implement each individual FSM using a Moore machine.

すなわち、たとえば、A2のイベント3にとって(第3
a図)、Eの機械まで(第3d図)伝搬し、状態りへの
遷移に、そのような遷移は同期システムにおいて即時で
あるべきであるという直感と食違う遅延を引き起こすに
は、数個のサイクルがかかるであろう。より下位のレベ
ルの機械が、親がその状態を移動させた後に、その第1
の状態に入るとき(たとえば、第2図において、CがA
からBへ移動した後に、BがB1に入る)、またはより
下位のレベルの状態がそれらの親からの遷移によって終
結されるとき(たとえば、AI、 A2゜A3がAから
Bへの遷移2によって残される)、同様の時間遅延が起
こるであろう。これらのタイミング問題は、第6a図お
よび第6b図のような例においては極めて重要となる。
That is, for example, for event 3 of A2 (the third
(a), propagates up to the machine in E (Fig. 3d) and causes a delay in the transition to state , which is at odds with the intuition that such transitions should be instantaneous in a synchronous system. It will take several cycles. A lower level machine moves its state after its parent moves it.
(For example, in Figure 2, when C enters the state A
B enters B1 after moving from A to B), or when lower level states are terminated by transitions from their parents (e.g., AI, A2°A3 is terminated by transition 2 from A to B), or when lower level states are terminated by transitions from their parents (e.g. ), a similar time delay would occur. These timing issues become extremely important in examples such as Figures 6a and 6b.

そこにおいて、Dが終わらせるべきメツセージを得るの
にかかる時間は、非常に大きく、Eが能動的になった後
で、Dが能動的である状態を引き起こすかもしれない。
There, the time it takes for D to get the message to finish may be so large that it may cause a situation where D is active after E becomes active.

これらの問題に対して様々な解決が見出され得る。以下
にその2つが述べられる。
Various solutions can be found to these problems. Two of them are described below.

第1は、ミーり機械をムーア機械と組合わせたような、
基本的FSMを実現することであり、これは第7図に図
示されている。その機械は、現実においては、非同期の
「出る」と「入る」 (入力と出力)信号を伴なうムー
ア機械で、信号は非同期論理リップリングを用いて、階
層を上または下へ伝搬するであろう。(いくつかの非同
期化入力信号遷移によって引き起こされる、無価値の出
力信号)スパイクは生じないであろう。この解決は、上
記のタイミング問題を、クロック周波数を削減するとい
う全体的代償を払って解決するので、このような非同期
信号は、1つのサイクル内の全階層を上または下へ伝搬
し得るであろう。すなわち、クロック期間は、第8図な
いし第12図に関連して以下に説明される、2つの通常
のレイアウトに対してO(n  log(n))である
べきである。
The first is a machine that combines a Mie machine with a Moore machine.
The purpose is to implement a basic FSM, which is illustrated in FIG. The machine is in reality a Moore machine with asynchronous "out" and "in" (input and output) signals that can propagate up or down the hierarchy using asynchronous logic rippling. Probably. No spikes (worthless output signal caused by some unsynchronized input signal transitions) will occur. This solution solves the above timing problem at the overall cost of reducing clock frequency, so that such an asynchronous signal can propagate up or down the entire hierarchy in one cycle. Dew. That is, the clock period should be O(n log(n)) for the two conventional layouts described below in connection with FIGS. 8-12.

ずっと大きな漸近的な遅延(0(n2)))は、従来の
PLAに、その長い配線のために見出される。
A much larger asymptotic delay (0(n2))) is found in conventional PLAs due to their long wires.

第2の解決は、むしろ直接的で、各「出る」または「入
る」配線をすべての関連する後身に接続することを伴な
い、より大きなレイアウト領域を負担して遅延を削減す
る。
The second solution is rather straightforward and involves connecting each ``out'' or ``in'' wire to all associated successors, incurring a larger layout area and reducing delay.

レイアウト 簡単なツリー状態図をレイアウトする態様がまず述べら
れる。上記の方法論を用いて、E−L・ライサーソンの
「領域能率的なVLSI計算」MIT・プレス1983
年のレイアウトアルゴリズムを用いる、O(n)領域レ
イアウトのある(nはツリーの頂点(ノード)の数であ
る)ツリーが作り出される。しかしながら、このレイア
ウトは、その一般的構造とアルゴリズムにおいては考慮
されない出力線において、PLAはど規則正しくはない
(レイアウト中をスライスし、それらの配線を周囲に経
路づける可能性はあるが)。このレイアウトに関係する
もう1つの重要な要因は、用いられるモデルで、そこに
おいて基本的機械と配線は同じ幅で、かなりの無駄を引
き起こす。
Layout The manner of laying out a simple tree state diagram will first be described. Using the above methodology, E.L. Lyserson's "Area-Efficient VLSI Computation" MIT Press 1983
A tree with an O(n) area layout (where n is the number of vertices (nodes) in the tree) is created using the layout algorithm of 2008. However, this layout is not very regular in the PLA's output lines, which are not considered in its general structure and algorithm (although it is possible to slice through the layout and route those wires around). Another important factor related to this layout is the model used, where the basic machinery and wiring are of the same width, causing considerable waste.

好ましいレイアウトが、ライサーソンの形状可能レイア
ウトを用いて得られ得る。そのレイアウトは領域0(n
  d  log2 (n)であり、ここにおいてdは
、第8図ないし第11図に図示さ、  れるように、ツ
リーで見つけられる最大の次数である。すべての頂点(
機械またはプロセッサ)は、底線上に1列に並べられ、
それらの接続が垂直に走っている。0 (log2 (
n))水平配線は、底線に平行である(このような仮の
配線の各々は対の「出る」および「入る」配線であり得
る)。
A preferred layout may be obtained using Lyserson's shapeable layout. Its layout is area 0(n
d log2 (n), where d is the maximum degree found in the tree, as illustrated in FIGS. 8-11. All vertices (
machines or processors) are arranged in a row on the bottom line,
Those connections run vertically. 0 (log2 (
n)) Horizontal wires are parallel to the bottom line (each such temporary wire can be a pair of "outgoing" and "incoming" wires).

上部の0 (l og (n) )配線は、レイアウト
中を横切って走る。次のO(l og (n) )配線
は途中で断たれている等。実際の接続は、選択された交
差点で、たとえば「はんだ点」によってなされる。この
方法は、n個の頂点と限られた次数dを有するいかなる
有限ツリーも、O(log (n))端縁を切断するこ
とにより、2つの組[n/2][n/2]の頂点に2等
分され得る。−旦、切断された組が決定されれば、2つ
の組の頂点は、再帰的にレイアウトされ、切断された組
の端縁をレイアウト中 れ得る。
The top 0 (log (n)) wire runs across the layout. The next O(log(n)) wiring is cut off in the middle, etc. The actual connections are made at selected intersection points, for example by "solder points". This method divides any finite tree with n vertices and limited degree d into two sets [n/2][n/2] by cutting O(log(n)) edges. It can be bisected into vertices. - Once the cut set is determined, the vertices of the two sets can be recursively laid out and the edges of the cut set laid out.

通常のO(n  log(n))レイアウトも、ライサ
ーソン(上記)で述べられたように、ツリーの1一区切
り定理を用いて達成され得る。これは第12図に図示さ
れる。この定理を用いて、ツリーは、0(1)端縁を除
くことにより2つの組に2等分され、各々は1/4 n
から3/4 nの頂点からなる。それから、各組は底線
に沿って肖りゃ的にレイアウトされ、取除かれた端縁は
水平に上に置かれる。
A regular O(n log(n)) layout can also be achieved using the tree-1-section theorem, as described in Lyserson (supra). This is illustrated in FIG. Using this theorem, the tree is bisected into two sets by removing 0(1) edges, each with 1/4 n
It consists of 3/4 n vertices. Each set is then laid out portrait-wise along the bottom line, with the removed edges placed horizontally on top.

上記のレイアウト技術の双方にとって、2つのノード間
の路は、寸法0(n)で、より特定的に、いかなるレイ
アウト技術に対しても、それは(n/log(n))で
あろう。最後の結果は、どんなレイアウトも(Cn/l
 og (n) )より短い端縁を持ち得ないという、
定数Cが存在することを意味する。双方の技術にとって
、o(・・・)の定数は、状態図で許容される最大次数
dによって決定される。それは、再帰的手続の双方にお
いて、基本的機械の最大寸法と最大の切断された組の双
方を決定する。
For both of the above layout techniques, the path between two nodes will be of dimension 0(n), and more specifically for any layout technique it will be (n/log(n)). The final result is that any layout (Cn/l
og (n) ) cannot have an edge shorter than
This means that a constant C exists. For both techniques, the constant of o(...) is determined by the maximum degree d allowed in the state diagram. It determines both the maximum dimensions of the basic machine and the maximum cut set in both the recursive procedure.

最後の2つのレイアウト技術のクロック期間は、前に述
べた、2つのノード間の0(n)距離と階層の0 (l
og (n))レベルのため、0 (nlog(n))
である。
The clock periods for the last two layout techniques are determined by the previously mentioned 0(n) distance between two nodes and the 0(l
og (n)) level, so 0 (nlog(n))
It is.

このような方策の好ましい性質のいくつかは次のようで
ある。
Some of the favorable properties of such a strategy are as follows.

(1) 制御ユニットへの入力および出力配線は、レイ
アウトの内部を経路づける必要はない。
(1) Input and output wiring to the control unit does not need to be routed inside the layout.

なぜなら機械は周囲にあるからである。Because machines are all around us.

(2) 個々のPLAは、1つのブロック内に、通常の
PLAで実行される方法と同様の全く通常の方法でレイ
アウトされることが可能で、接地、電圧およびクロック
配線に対して特定の回答を要求しない。
(2) Individual PLAs can be laid out within a block in a completely normal manner similar to the way it is done in normal PLAs, with specific answers for ground, voltage and clock wiring. do not require.

(3) 各個々の機械は小さくて速く、接続部分は配線
のみからなる。すなわち、その領域は機械単位でill
定されず、むしろ通常の単位で測定される。
(3) Each individual machine is small and fast, with connections consisting only of wiring. That is, the area is ill in machine units.
not defined, but rather measured in conventional units.

プログラム可能アプローチ 反応システムは、外界に繰返し刺激され、外部入力に絶
えず応答する役割を有するシステムである。それは、全
体的にいって入力を受け、それらに変換を施し、出力を
出す、変換システムとは区別される。第13図および第
14図はこれらシステムの2つの型を図示する。実時間
制御装置はディジタル反応システムの良い例で、それら
のいくつかは、グラフィック・デイスプレィ制御装置、
ディスク制御装置および以下に述べる信号制御装置であ
る。
A programmable approach-response system is a system that is repeatedly stimulated by the outside world and whose role is to constantly respond to external inputs. It is distinguished from a transformation system, which generally receives inputs, performs transformations on them, and produces outputs. Figures 13 and 14 illustrate two types of these systems. Real-time controllers are good examples of digital reaction systems; some of them are graphic display controllers,
These are a disk control device and a signal control device described below.

所望のシステムをその説明から効果的に簡単に迅速に実
現化するであろう、反応システム説明言語に対する必要
性がある。このような言語として用いられ、以下に述べ
られるようなプログラム可能構成要素と結合されると、
状態図は所望の実現化を可能にする。
There is a need for a reaction system description language that will effectively, easily and quickly realize a desired system from its description. When used as such a language and combined with programmable components such as those described below,
State diagrams allow desired realization.

第15図は、階層機械ツリーを形成するようにプログラ
ムされた後の、チップの機械形状を図示する。階層的機
械ツリーは、従来のものとは異なった態様で振舞う。こ
こでは、各機械が状態図の超状態を実現し、その下に接
続される機械はその子を実現する。もちろん、超状態よ
りのあらゆる遷移により、適切な機械およびその後身は
停止するようにされるであろう。このプログラム可能な
ものと前に示された方法論との違いは、(FSMとして
実現されるであろう)各超状態がハード配線されるとい
うよりはむしろ、メモリにプログラムされるだろうとい
うことである。元の機械ツリーのように、第15図に示
されるように、各機機は、局所メモリと機械間のデータ
接続を伴なう、従来のフォノーノイマン機械であり得る
(および状態図階層タイミング表記法のための局所タイ
マーさえも伴う)。しかしながら、機械とその後身との
間には制御接続もあるであろう。この接続は、前に述べ
た方法論の一部である、入る、出たおよび出る信号(お
よび実行時間実現のための休止および能動信号)からな
る。
FIG. 15 illustrates the mechanical geometry of the chip after it has been programmed to form a hierarchical mechanical tree. Hierarchical machine trees behave differently than traditional ones. Here, each machine realizes a superstate of the state diagram, and the machines connected below realize its children. Of course, any transition from a superstate will cause the appropriate machine and its successor to stop. The difference between this programmable and the previously presented methodology is that each superstate (which would be realized as an FSM) would be programmed into memory rather than being hardwired. be. As in the original machine tree, each machine can be a conventional phono-Neumann machine, with local memory and data connections between machines (and state diagram hierarchy timing), as shown in Figure 15. (even with local timers for the notation). However, there will also be a control connection between the machine and its successor. This connection consists of enter, exit and exit signals (and pause and active signals for runtime realization) that are part of the methodology described earlier.

異なる可能性は、機械ツリーの機械を、通常の処理およ
びデータユニットへの信号を作り出す有限状態の機械の
みとすることで、制御線のみが15図に現われるであろ
う。
A different possibility would be to make the machines of the machine tree only finite state machines that produce signals to the normal processing and data units, so that only the control lines would appear in Figure 15.

上記の方法論において、機械は一緒にハード配線されて
いたが、ここでは示される機械はプログラム可能である
。プログラマは異なったツリー構造を定義することを希
望するかもしれない。それゆえ、チップの最も便利なレ
イアウトは、上記の0(n  d  log2 (n)
)レイアウトで、概略的な形状が第16図に示されてい
る。
In the above methodology, the machines were hardwired together, but here the machines shown are programmable. Programmers may wish to define different tree structures. Therefore, the most convenient layout of the chip is 0(n d log2 (n)
) layout, the schematic shape of which is shown in FIG.

この技術は、製作者が、適切なコンタクトカットを加え
ることによって、特定の機械構造が簡単に決定され得る
、汎用チップを作り出すことを可能にする。1つの機械
で数個の状態図の実現を可能にするであろう、動的(実
行時間)機械−構造プログラミングは、永久的コンタク
トカットの代わりに、スイッチを用いて達成され得る。
This technique allows the fabricator to create a universal chip in which the specific mechanical structure can be easily determined by adding appropriate contact cuts. Dynamic (runtime) machine-structure programming, which would allow the realization of several state diagrams in one machine, can be achieved using switches instead of permanent contact cuts.

直交状態の形状の同時性は、2つまたは2.3の機械が
1つの副状態として一緒にマツプされるようにチップを
プログラムすることによって達成される。
Simultaneity in the shape of orthogonal states is achieved by programming the chip so that two or 2.3 machines are mapped together as one substate.

すなわち、そのレイアウト技術は、機械を2.3の前身
に接続することによって、階層関係、同時性および共用
状態さえも含む、融通性ある機械の定義を可能にする。
That is, the layout technique allows flexible machine definitions, including hierarchical relationships, concurrency, and even shared state, by connecting machines to their 2.3 predecessors.

前述のように、そのチップは同期および自己時間態様の
双方で動作し得る。しかしながら、特定の機械ツリーは
nに近い高さのバランスのとれていないツリーであり得
るので、最も大きいチップの最良実現は、自己時間実現
か、または少なくとも特定のツリーの構造によってクロ
ック周波数が決定されるであろう同時実現であろう。
As mentioned above, the chip can operate in both a synchronous and self-timed manner. However, since a particular machine tree can be an unbalanced tree of height close to n, the best implementation for the largest chips is a self-time realization, or at least one where the clock frequency is determined by the structure of the particular tree. It will probably be realized at the same time.

チップをプログラムすることは、3つの主な段階からな
る。第1の段階は、′正確なコンタクトカット(または
動的なもののスイッチ状態)を規定することによって、
機械構造をプログラムすることである。第2の段階は、
変換プログラム部分で、従来のプロセッサと同様に実行
される。第3および最後の段階は、機械開信号を発生す
ることである。最後の2つの段階は、次の態様で実行さ
れる。
Programming the chip consists of three main stages. The first step is to 'define the precise contact cut (or switch state for dynamic ones).
It is to program the mechanical structure. The second stage is
The conversion program part is executed in the same way as a conventional processor. The third and final step is to generate a mechanical open signal. The last two stages are performed in the following manner.

各超状態が、フラットな有限状態図として1つの機械に
プログラムされる。すなわち、その遷移と変換指令のす
べてが、従来のフォノーノイマン機械でと同様に実行さ
れるであろう。さらに、プロセッサ機械言語が、上記で
述べたような機械量制御信号を作り出す特別の指令を有
するであろう。
Each superstate is programmed into a machine as a flat finite state diagram. That is, all of its transition and conversion commands will be performed as in a conventional phono-Neumann machine. Additionally, the processor machine language will have special instructions for producing machine variable control signals such as those mentioned above.

これらの信号は、′第1の段階でプログラムされたレイ
アウトの機械間を走行する。これらすべてのプログラム
化の詳細は、コンパイラによって状態図説明から自動的
に引き出され得る。
These signals run between the machines in the layout programmed in the first stage. All these programming details can be automatically extracted from the state diagram description by the compiler.

各機械に対して、せいぜい、d個の3タツプル制御接続
があることが第15図において示されている(自己時間
実現に対して5タツプル)。各3タツプルは入る/出た
/出るの制御信号であり、d個のこのようなタラプルは
、機械の各副状態に対して1つである。
It is shown in FIG. 15 that there are at most d 3-tuple control connections for each machine (5-tuples for self-time realization). Each 3-tuple is an in/out/out control signal, and there are d such tuples, one for each sub-state of the machine.

この「水平」コード化機構は、その単純性のために選ば
れたが、「垂直」コード化機構がその代わりに実現され
得る。さらに、各機械に8個以上の可能な状態があり得
る。そのうちd個が副状態を有するであろう。しかしな
がら、上記で述べた「水平」コード化機構は、次の態様
で非決定的行動を可能にする。もし、能動状態からの2
つの異なった遷移を引き起こす2つのイベントが同時に
起これば、「水平」コード化機構のために、2つの次の
状態の機械が能動化され得る。
Although this "horizontal" coding scheme was chosen for its simplicity, a "vertical" coding scheme could be implemented instead. Additionally, there may be more than eight possible states for each machine. Of these, d will have substates. However, the "horizontal" coding mechanism described above allows for non-deterministic behavior in the following manner. If 2 from active state
If two events occur simultaneously that cause two different transitions, two next state machines can be activated due to the "horizontal" encoding mechanism.

最後に、チップは入るおよび出る制御信号を有し、その
ため大きなユニットでのその使用を可能にする。
Finally, the chip has incoming and outgoing control signals, thus allowing its use in large units.

[好ましい実施例の説明コ 概略 第17図ないし第23図は、信号制御装置の形状の、こ
の発明の好ましい実施例を図示する。第17図は信号制
御装置のための入出力インターフェイスを図示する。第
18図は信号制御装置のための機械ツリーを図示する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIGS. 17-23 illustrate a preferred embodiment of the invention in the form of a signal control device. FIG. 17 illustrates the input/output interface for the signal controller. FIG. 18 illustrates a machine tree for the signal controller.

第19a図および第19b図は信号制御装置の2つのF
SMを図示する。第20図は信号制御装置の完全な状態
図を図示する。第21図ないし第23図は、この発明に
係る、第20図の状態図の抽象モデルを基にした、信号
制御装置の3つの実現物を図示する。
Figures 19a and 19b show two F of the signal control device.
FIG. FIG. 20 illustrates a complete state diagram of the signal controller. 21-23 illustrate three implementations of a signal control device based on the abstract model of the state diagram of FIG. 20 in accordance with the present invention.

この実施例の各機械は、(局所有限状態プログラムを含
む)メモリと、(次の指令を局所メモリから取ってくる
)制御からなる。第18図において、各通信線は上記で
述べられた制御信号と2つの「制御バス」を表わす。こ
れらのバスは、副状態がいくつかの可能な入力を有し、
バスが適当な入力番号を保持する場合か、または副状態
が2.3の出る信号をその親に送る場合に用いられる。
Each machine in this embodiment consists of a memory (containing a local finite state program) and a control (which fetches the next instruction from local memory). In FIG. 18, each communication line represents the control signals mentioned above and two "control buses." These buses have substates with several possible inputs,
Used if the bus holds the appropriate input number or sends a signal with substate 2.3 to its parent.

信号制御装置動作 第17図および第18図に図示されている信号制御装置
は、2つの組の照明を含む。1つは交差点に入る主要道
路(MA I N)に位置決めされ、他方は2次道路(
SEC)に置かれる。日中(D/N−1)、制御装置は
2つの可能なプログラムの1つに従って動作する。プロ
グラムA (PROG−1)は、MAINの乗物に2分
を、SECの乗物に1/2分を交互に与え、プログラム
b (PROG−0)は、5EC−FULL信号が−旦
高くなれば、SECの車に30秒を与える。夜間(D/
N−0)は、制御装置は2つの可能性の1つが起こるま
で、MA I Nの車に優先を認める。
SIGNAL CONTROL DEVICE OPERATION The signal control device illustrated in FIGS. 17 and 18 includes two sets of lights. One is located on the main road entering the intersection (MA I N), the other on the secondary road (MAIN)
SEC). During the day (D/N-1), the control device operates according to one of two possible programs. Program A (PROG-1) alternately gives 2 minutes to the MAIN vehicle and 1/2 minute to the SEC vehicle, and Program B (PROG-0) gives the 5EC-FULL signal - once high. Give the SEC car 30 seconds. Night (D/
N-0), the controller grants priority to the MAIN car until one of two possibilities occurs.

(1)MAINが青に変わり、歩行者がMA I Nを
横切りたいか(PD−MAIN満1)、または新しい車
がSECに現われてから(NEW−CAR−8EC−1
) 、2分が経った場合、または、(2)3台の車が既
にSECに現われたとき。これらの条件の1つが一旦生
じると、SECの乗物は30秒与えられる。
(1) If MAIN turns blue and a pedestrian wants to cross MAIN (PD-MAIN full 1) or a new car appears at SEC (NEW-CAR-8EC-1)
), 2 minutes have passed, or (2) 3 cars have already appeared at the SEC. Once one of these conditions occurs, the SEC vehicle is given 30 seconds.

制御装置は手動でも(A/M−0)動作され得る。この
モードでは、POLICEが1になったときはいつでも
(警察官がボタンを押す)、遷移はMAINからSEC
へ、あるいはその逆にトリガされる。この手動動作と、
昼から夜およびその逆の遷移はすべて、黄色の照明が5
秒間光ることを伴なわなければならず、それからMA 
I Nが青の照明を受ける。
The control device can also be operated manually (A/M-0). In this mode, whenever POLICE goes to 1 (a police officer presses a button), the transition is from MAIN to SEC.
or vice versa. This manual operation and
All transitions from day to night and vice versa are marked with 5 yellow lights.
Must be accompanied by a flash of light for seconds, then MA
IN receives blue illumination.

隠しカメラは、制御装置が、AUTOMAT ICモー
ドのときにのみそれによって動作され得る。
The hidden camera can only be operated by the control device when it is in AUTOMAT IC mode.

MA I Nが赤の状態で、車がMA I Nから交差
点に入ると(ENTER−M−1) 、交差点へのMA
INの入口の写真をカメラはFMAIN信号を発するこ
とにより撮るであろう。また、(ENTER−3信号を
用い、FSEC信号を発して)S、ECの入口に対して
も同様に行なわれる。
When a car enters an intersection from MA I N while MA I N is red (ENTER-M-1), MA to the intersection
The camera will take a picture of the IN entrance by issuing the FMAIN signal. The same process is also performed for the entrances of S and EC (using the ENTER-3 signal and issuing the FSEC signal).

制御装置は、救急車がMA I Nから(DMA lN
−1)またはSECから(DMAIN−0)交差点に近
づいているということを制御装置に知らせる、救急車信
号(AMB−1)を受けることができる。それから、そ
れは救急車の方向に従って照明を同期化し、他のすべて
のイベントを無視するべきである。−旦、救急車が交差
点に入ると、制御装置は通知され(AMBJ−1)、元
の動作モード、すなわちDAYまたはN I GHTに
戻るべきである。
The control device allows the ambulance to
-1) or from the SEC (DMAIN-0), an ambulance signal (AMB-1) can be received informing the controller that it is approaching an intersection. Then it should synchronize the lighting according to the direction of the ambulance and ignore all other events. - Once the ambulance enters the intersection, the controller should be notified (AMBJ-1) and return to the original operating mode, ie DAY or NIGHT.

制御装置は、誤りメツセージ(ERRIN−1)を受け
ることができ、それから双方の黄色の照明を明滅しなけ
ればならない。誤りのもう1つの可能性は、制御装置が
、警察官がPOL I CEボタンを押すことなく、1
5分以上手動で動作される際に起こり、それからERR
OUT信号が出されるべきである。RESET信号は制
御装置をAUTOMAT I C状態にリセットする。
The controller can receive an error message (ERRIN-1) and must then flash both yellow lights. Another possibility of error is that the control device may
Occurs when operated manually for more than 5 minutes, then ERR
An OUT signal should be issued. The RESET signal resets the controller to the AUTOMATIC state.

第17図と第18図に図示される信号制御装置の前述の
動作は、第19a図ないし第19o図のFSMでより特
定的に説明される。
The foregoing operation of the signal controller illustrated in FIGS. 17 and 18 is more specifically explained in the FSMs of FIGS. 19a-19o.

これらの図面に図示されているFSMに関して、(ER
RINのような)いくつかの入力条件は、上向きの矢印
(↑)に付添われる。これは、FSMが適当なイベント
によってその状態を移動することを示す。たとえば、信
号制御装置TLCのFSMを図示する第19d図におい
て、TLCを入力するERRINの代わりに、イベント
rERRINJが入力されるべきである。制御装置のた
めの第19f図に図示されるFSMに関して、通常動作
を出る1が手動の小休止によって引き起こされ、通、学
動作を出る2が、D/Nまたはa / m信号によって
引き起こされる。通常動作のFSMを図示する第19g
図に関して、「経歴動作」が、適切な子への「出た」信
号を生じる2つのダミー状態を用いて実現され、そこか
ら「開始」信号が「経歴動作」によって戻りを引き起こ
すであろう。
Regarding the FSM illustrated in these figures, (ER
Some input conditions (such as RIN) are accompanied by an upward arrow (↑). This indicates that the FSM moves its state by appropriate events. For example, in FIG. 19d illustrating the FSM of the signal controller TLC, instead of ERRIN inputting the TLC, the event rERRINJ should be input. For the FSM illustrated in FIG. 19f for the controller, exiting normal operation 1 is caused by a manual pause and exiting normal operation 2 is caused by the D/N or A/M signal. 19g illustrating the FSM in normal operation
Regarding the figure, a "history operation" is implemented using two dummy states that cause an "out" signal to the appropriate child, from which a "start" signal will cause a return by the "history operation".

第19h図では、M、とM2への各入力が、タイマをリ
セットする制御イベントを引き起こす。
In Figure 19h, each input to M and M2 causes a control event that resets the timer.

制御装置の状態図説明図(第20図) 信号制御装置が、第20図の状態図子で図示されている
。その状態図は、排他的(「オア」)状態(たとえばD
AYとNIGHT)と直交(「アンド」)状態(たとえ
ば、AUTOMATI CとCAMERA)を含む。ま
た、入場の不履行(たとえば、MANUAL内のWA 
I Tへの入力)と、経歴による入場(イベントAMB
Jの際のAMBULANCEよりの、経歴によるたった
ルベル後方への戻り、すなわち、AUTOMATICま
たはMANUALへ、それから不履行による)も含まれ
る。さらに、成る状態にあることの持続の時間的境界も
含まれる(たとえば、6つのLIGHTSの状態で正確
に5秒、かつ、2つのMANUALの状態でせいぜい1
5分)。
State Diagram Explanation of Control Device (FIG. 20) The signal control device is illustrated in the state diagram of FIG. The state diagram shows an exclusive (“or”) state (e.g. D
AY and NIGHT) and orthogonal (“AND”) states (eg, AUTOMATIC and CAMERA). Also, failure to enter (e.g. WA in MANUAL
entry into IT) and admission by background (event AMB
Also included is a return from AMBULANCE on J to only one level backwards by history, i.e. to AUTOMATIC or MANUAL, then by default). Furthermore, it also includes the temporal boundaries of the duration of being in a state (e.g., exactly 5 seconds for 6 LIGHTS states and no more than 1 second for 2 MANUAL states).
5 minutes).

第20図の状態図は、また条件付接続子(たとえば、D
/Nに依存するAUTOMATI Cへ入ること)、お
よび、条件変化をイベントにする上向き矢印と下向き矢
印(たとえば、D/N〜は、D/Nが0から1へ変化し
たときに生じるイベントである)を図示する。
The state diagram of Figure 20 also includes conditional connectors (e.g., D
/N), and up and down arrows that make condition changes an event (for example, D/N~ is an event that occurs when D/N changes from 0 to 1). ) is illustrated.

行動は、ミーり機械(Mealy  automata
)におけるように遷移に沿って現われ得る(たとえば、
MANUALの2つの状態間の遷移を、POLICEイ
ベントによってトリガされることにより行なうとき発生
される)。それらはまたムーア機械におけるように状態
においても現われ得、その場合しきたりによってそれら
は状態に入ったときに実行される(たとえば、赤と青の
照明はERRORに入るときにはっきりさせられる)。
Action is a Mealy automatic.
) can appear along transitions as in (e.g.,
Occurs when making a transition between two states of MANUAL, triggered by a POLICE event). They can also appear in a state, as in a Moore machine, in which case a convention causes them to be executed when entering the state (eg, red and blue illumination are made clear when entering ERROR).

1つの状態に影響するイベントも自動的にすべての副状
態をもたらす、階層的説明を提供する能力と、あらゆる
階層レベルの、あらゆる時間間隔中の同時の活動を説明
する能力を含む、信号制御装置の状態図説明の利点も、
第20図から明らかであろう。これらおよびさらなる利
点は、この明細書の始めで述べられた状態図に関連する
刊行物により完全に説明されている。
Signal controllers, including the ability to provide hierarchical explanations, where events affecting one state automatically result in all substates, and the ability to account for simultaneous activity at any hierarchical level, during any time interval. The advantage of explaining the phase diagram of
This will be clear from Figure 20. These and further advantages are fully explained by the publications associated with the state diagrams mentioned at the beginning of this specification.

制御装置の状態図実現物(第33図ないし第35図) 第21図ないし第23図は、設計方法論に従って、より
特定的に前述のレイアウト技術に従って、状態図を抽象
モデルとして用いることに基礎を置く、信号制御装置の
3つの実現物を図示する。
State Diagram Realization of a Control Device (Figures 33-35) Figures 21-23 are based on the use of state diagrams as abstract models, in accordance with design methodologies, and more particularly in accordance with the layout techniques described above. 3 illustrates three implementations of a signal control device.

第21図は、特に第11図に関連して説明されたマトリ
クス技術を図示する。この技術において、すべての論理
回路網は、サブストレート上の第1の軸(水平軸)に沿
って延びる線形アレイに置かれている。論理回路網への
電気的接続は、論理回路網に接続され、垂直軸に沿って
互いに平行に延びる、間隔を置かれた電気導体の第1の
グループと、水平軸に沿って互いに平行に延び、第1の
グループの導体と交差する、間隔を置かれた電気導体の
第2のグループを含む。
FIG. 21 specifically illustrates the matrix technique described in connection with FIG. In this technique, all logic circuitry is placed in a linear array extending along a first axis (horizontal axis) on the substrate. The electrical connections to the logic network include a first group of spaced electrical conductors connected to the logic network and extending parallel to each other along a vertical axis and a first group of spaced electrical conductors extending parallel to each other along a horizontal axis. , including a second group of spaced apart electrical conductors intersecting the first group of conductors.

第21図に示されるように、水平導体は、論理回路網の
線形アレイから最も遠く、線形アレイの長さを遮らない
ように延びる、第1の複数個の導体P、と、線形アレイ
により近く、乃イの長さ仄対して延びるが2分の1の点
で遮る、第2の複数個の導体P2と、線形アレイにより
近く、その長さに対して延びるが、4分の1の点で遮る
第3の複数個の導体P3、およびやはり回路網の線形ア
レイの長さに対して延びるが、8分の1の点で遮る、第
4の複数個の導体P、を含む。はんだ点のような、電気
的接続が、第18図のツリーで図示されるように、異な
る回路網レベルと状態の階層に従って、第1と第2のグ
ループの導体の選択されたものの交差点に与えられる。
As shown in FIG. 21, the horizontal conductors include a first plurality of conductors P, furthest from the linear array of the logic network and extending unobstructed the length of the linear array, and a first plurality of conductors P, which are closer to the linear array. , a second plurality of conductors P2 extending across the length of the linear array but intersecting at the one-half point; and a fourth plurality of conductors P, which also extend for the length of the linear array of the network, but which interrupt at the one-eighth point. Electrical connections, such as solder points, are provided at the intersections of selected ones of the first and second groups of conductors according to a hierarchy of different network levels and states, as illustrated in the tree of FIG. It will be done.

第11図に関して、前述したように、この方法は、rn
Jの頂点と制限された次数rdJを有するいかなる有限
ツリーも、0 (l og (n) )端縁を切断する
ことにより、n / 2とn / 2の頂点の2つの組
に2等分され得、−旦、切断された組が決定されると、
2つの組の頂点は再帰的にレイアウトされ、切断された
組の端縁をレイアウトの水平線に置いて組合わされ得る
という事実に基づいている。
As mentioned above with respect to FIG. 11, this method
Any finite tree with J vertices and limited degree rdJ is bisected into two sets of n/2 and n/2 vertices by cutting the 0(log(n)) edges. Once the disconnected set is determined,
It is based on the fact that the two sets of vertices can be laid out recursively and combined with the edges of the cut sets placed on the horizontal line of the layout.

それゆえ、第21図のプロセッサへの電気的接続は、第
18図に図示される機械ツリーにあるのと同じ階層的配
置に従うことが示されるであろう。
It will therefore be shown that the electrical connections to the processor of FIG. 21 follow the same hierarchical arrangement as in the machine tree illustrated in FIG.

すなわち、プロセッサMA I Nは信号制御(TLC
)プロセッサに直接接続され、一方、TLCプロセッサ
は順にERRORプロセッサとLIGHTSとC0NT
R0LプロセツサL+Cに接続される。すなわち、MA
INプロセッサに影響するいかなるイベントも、プロセ
ッサTLC,ERROR,およびL+Cに自動的に影響
するであろう。
That is, the processor MA I N performs signal control (TLC
) processor, while the TLC processor in turn connects the ERROR processor and the LIGHTS and C0NT
Connected to R0L processor L+C. That is, M.A.
Any event that affects the IN processor will automatically affect processors TLC, ERROR, and L+C.

また、同様に、プロセッサTLCに影響するいかなるイ
ベントも同時にプロセッサERRORとL+Cに影響す
るであろう。
Similarly, any event that affects processor TLC will simultaneously affect processors ERROR and L+C.

L IGHTSプロセッサは、直接様々な照明と5秒タ
イマを制御する。プロセッサC0NTR0Lは、プロセ
ッサNo (NORMAL  0PERATION)を
直接制御し、後者のプロセッサはプロセッサMANUA
L、AUTOMATICおよびCAMERAを直接制御
する。プロセッサAUTOMATI CはプロセッサN
IGHTとDAYを制御する。プロセッサNIGETは
2分タイマを制御する。
The LIGHTS processor directly controls various lights and a 5 second timer. Processor C0NTR0L directly controls processor No. (NORMAL 0PERATION), and the latter processor controls processor MANUA
L, directly controls AUTOMATIC and CAMERA. Processor AUTOMATI C is processor N
Controls IGHT and DAY. Processor NIGET controls a two minute timer.

第17図に図示される信号制御装置の動作は、第19a
図ないし第19o図のFSMと、第20図の状態図でよ
り特定的に説明される。
The operation of the signal control device illustrated in FIG.
This is explained more specifically in the FSM of Figures 19o and the state diagram of Figure 20.

第22図は、第20図の状態図を抽象モデルとして用い
た、信号制御装置のもう1つの実現物を図示する。第2
2図のレイアウトは、第12図に関して上記で述べられ
たように、ライサーソンで説明されるツリーの1一区切
り定理を利用する。
FIG. 22 illustrates another implementation of a signal controller using the state diagram of FIG. 20 as an abstract model. Second
The layout of Figure 2 utilizes the tree break theorem described in Lyserson, as discussed above with respect to Figure 12.

この定理を利用して、そのツリーは2つの部分に分割さ
れ、各々は0(1)端縁を除くことによって、1/4 
nないし3/4 nの頂点からなる(すなわち、論理回
路網の数)。それから各部分は、線形アレイの形状で、
サブストレートの別個の部分に沿って再帰的にレイアウ
トされ、除かれた端縁は、第18図のツリーで図示され
るように、異なったレベルと状態の階層に従って、2つ
の部分を接続するために水平に上に置かれる。
Using this theorem, the tree is divided into two parts, each divided by 1/4 by removing the 0(1) edges.
Consists of n to 3/4 n vertices (ie, the number of logic networks). Then each part is in the shape of a linear array,
Recursively laid out along separate parts of the substrate, removed edges are used to connect the two parts according to a hierarchy of different levels and states, as illustrated in the tree of FIG. placed horizontally on top.

すなわち、第22図に図示される信号制御装置は第21
図に関して上記で説明されたように、また、第20図の
状態図で図示されるように、制御の同じ階層レベルを提
供する。
That is, the signal control device shown in FIG.
The same hierarchical levels of control are provided as described above with respect to the diagrams and as illustrated in the state diagram of FIG.

第23図は、第18図のツリーに従う信号制御装置のさ
らなるレイアウトを図示する。第23図のレイアウトに
おいて、ツリーは頂点の数に応じて、複数個の部分に分
割され(すなわち、論理回路網)、各部分は線形アレイ
の形状で、サブストレートの別個の部分に沿って再帰的
にレイアウトされ、除かれた端縁は、異なるレベルと状
態の階層に応じて、複数の部分を接続するために、水平
に上に置かれる。
FIG. 23 illustrates a further layout of the signal control device according to the tree of FIG. 18. In the layout of Figure 23, the tree is divided into parts (i.e., logic networks) according to the number of vertices, each part in the form of a linear array, recursive along a separate part of the substrate. The edges laid out and removed are placed horizontally on top to connect multiple parts according to different levels and status hierarchies.

第21図ないし第23図で図示される配置においては、
論理回路網が、単一の線、すなわち底線からなる線形ア
レイの形状ですべてレイアウトされているが、入手でき
るチップサブストレートの表面領域を利用するために、
その線形アレイは、複数個の線形部分、たとえば、2つ
またはそれ以上の別々の平行線、または折返し線に分割
されてもよいことが認められるであろう。
In the arrangement illustrated in FIGS. 21 to 23,
Although the logic network is laid out entirely in the form of a linear array of single lines, or bottom lines, to take advantage of the surface area of the available chip substrate,
It will be appreciated that the linear array may be divided into multiple linear sections, eg, two or more separate parallel lines, or folded lines.

利点の要約 記憶された状態の装置を構成するための、状態図を抽象
モデルとして用いる上記の技術は、多数の重要な利点を
提供する。レイアウト領域は、PLAに対してOn21
ag(n))の代わりに、0(n  log(n))ま
たは0(n)にさえも減じられることができ、全体の性
能は、PLAに対して0 (n2)の代わりに、(バラ
ンスのとれた状態図ツリーに対して) 0 (n  l
og (n))のクロックサイクルに改善され得る。そ
の技術は他の特徴も含む。その1つは設計が1つの中央
PCの代わりに、数個の局所プログラム可能ROMカウ
ンタに基づき、伝統的な「フオノーノイマン」障害を除
き(方向は現在調べられている)、個々の状態メモリを
経歴として用いて、経歴動作の実現を可能にする可能性
である。方法論は、さらに通常の自然なやり方で、同時
性、同期および実時間の問題を扱う。さらに、その技術
はノ1−ド配線されたシステムの形状で、または、反応
システムの反応および変換部分双方がプログラムされ得
るプログラム可能チップで実現されてもよい。
Summary of Advantages The above technique of using state diagrams as abstract models for constructing stored state devices provides a number of important advantages. The layout area is On21 for PLA
ag(n)) can be reduced to 0(n log(n)) or even 0(n), and the overall performance is reduced to (balance ) 0 (n l
og (n)) clock cycles. The technology also includes other features. One is that the design is based on several locally programmable ROM counters instead of one central PC, eliminating the traditional "Vono-Neumann" failure (the direction of which is currently being investigated) and having individual state memory. This is the possibility of using as a history to realize the history operation. The methodology also deals with concurrency, synchronization and real-time issues in a normal and natural manner. Furthermore, the technique may be implemented in the form of a node-wired system or in a programmable chip in which both the reaction and conversion portions of the reaction system can be programmed.

この発明は1つの特定の応用、すなわち信号制御装置に
関して説明されたが、この適用は単に例示の目的でのみ
述べられたのであり、この発明は他の多くの応用に有利
に用いられることが理解されるであろう。
Although this invention has been described with respect to one particular application, namely a signal control system, it is understood that this application has been described for purposes of illustration only and that the invention may be used advantageously in many other applications. will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1a図と第1b図は、有限状態機械(FSM)モデル
の2つの実現物を図示する。 第2図は状態図の例を図示する。 第3a図ないし第3d図は、第2図の状態図の例の個々
のFSMを図示し、遷移に沿う出力が遷移自体によって
作り出される。 第4図は、第2図および第3a図ないし第3d図の例の
機械形状を図示する。 第5a図と第5b図は、第4図の機械形状の直交状態の
、それぞれ、説明と実現化を図示する。 第6a図と第6b図は、タイミング問題の、状態図の例
とプロセッサ接続機構をそれぞれ図示する。 第7図はミーリ/ムーア機械のプログラム可能論理アレ
イ(PLA)実現物を図示する。 第8図は別の状態図の例を図示する。 第9a図ないし第9e図は、第8図の状態図の例の有限
状態機械(FSM)を図示する。 第101!SOは、第8図および第9a図ないし第9e
図の例のプロセッサ接続機構を図示する。 第11図および第12図は、第10図のプロセッサの2
つの代替のレイアウトを図示する。 第13図ないし第15図は、それぞれ、反応性システム
、変換システムおよびプログラムされたチップの機械形
状を図示し、これらの図面は、制御装置の状態図実現へ
の説明されたプログラム可能なアプローチを理解するの
に役立つであろう。 第16図はプログラム可能アプローチへの汎用ツリーレ
イアウトを図示する。 第17図は信号制御装置の形状の、1つの特定の実現物
の入力/出力(I 10)インターフェイスを図示する
。 第18図は第”17図の信号制御装置の機械ツリーを図
示する。 第19a図ないし第19o図は、それぞれ、第18図の
信号制御装置のFSMを図示する。 第20図は第18図の信号制御装置の状態図を図示する
。 第21図ないし第23図は、それぞれ、第20図の状態
図を抽象モデルとして使用することに基づく、第18図
の信号制御装置のサブストレートレイアウトの3つの例
を接続する、 特許出願人 イエタ゛・リサーチ・アンド・ディベロッ
プメントψカンパニー 第1a図ムーア櫓不八 第1b図ミーV磯府J 第3b図B/)FSM 第3d図E/IFsM 第4図 第5b図 第6a図 第7図 第98図 A+ノFSM    第9b図 AzノFS
M第9C図 CのFSM      第9d図 BのF
SM第9e図  DのFSM 第13図       第14図 第15図 ′1″   釆 第19c図 MAIN困FSM 第19d図 TLCnFSM 第19c図 ERROR用FSX 7 も −国 M2◆ M3Σ出る 第19h区島−FSM 5主庄牟:聞ヱ九たりへのバjロタイZ乏すニ・・7ト
するn7シ斤↑〉′弓IS3二す。 第19i図 M2◆M3用FSM 第19ノ図 A”C用FSM
Figures 1a and 1b illustrate two realizations of a finite state machine (FSM) model. FIG. 2 illustrates an example of a state diagram. Figures 3a-3d illustrate the individual FSMs of the example state diagram of Figure 2, where the outputs along the transitions are produced by the transitions themselves. FIG. 4 illustrates the mechanical geometry of the example of FIGS. 2 and 3a-3d. FIGS. 5a and 5b illustrate an illustration and realization, respectively, of the orthogonal state of the mechanical geometry of FIG. 4. FIGS. Figures 6a and 6b illustrate example state diagrams and processor connections for timing problems, respectively. FIG. 7 illustrates a programmable logic array (PLA) implementation of the Mealy/Moore machine. FIG. 8 illustrates another example state diagram. FIGS. 9a-9e illustrate finite state machines (FSMs) for the example state diagram of FIG. 101st! SO is shown in Figures 8 and 9a to 9e.
Figure 3 illustrates the example processor attachment scheme of the figure. 11 and 12 show two of the processors in FIG. 10.
Figure 2 illustrates two alternative layouts. 13 to 15 illustrate the mechanical geometry of the reactive system, the conversion system, and the programmed chip, respectively; these figures illustrate the described programmable approach to the state diagram implementation of the controller. It will help you understand. FIG. 16 illustrates a generic tree layout to a programmable approach. FIG. 17 illustrates the input/output (I 10) interface of one particular implementation in the form of a signal controller. 18 illustrates the machine tree of the signal control device of FIG. 17. FIGS. 19a to 19o each illustrate the FSM of the signal control device of FIG. 18. FIG. Figures 21-23 each illustrate a state diagram of the signal controller of Figure 18 based on using the state diagram of Figure 20 as an abstract model; Connecting the three examples, Patent Applicant Yeta Research and Development ψ Company Figure 1a Moore Yagura Fuhachi Figure 1b Me V Isofu J Figure 3b B/) FSM Figure 3d E/IFsM Fourth Figure 5b Figure 6a Figure 7 Figure 98 A+FSM Figure 9b Az FS
MFigure 9C FSM of C Figure 9d F of B
SM Fig. 9e FSM of D Fig. 13 Fig. 14 Fig. 15 '1'' Button Fig. 19c MAIN trouble FSM Fig. 19d TLCnFSM Fig. 19c FSX for ERROR 7 Mo-Country M2◆ M3Σ Out 19h Ward Island-FSM 5 Main Shogun: Listening to the nine points, the bar is missing... 7 points n7 ↑〉' Bow IS3 2nd. Fig. 19i FSM for M2◆M3 Fig. 19 For A"C FSM

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)複数個の論理回路網を含み、各々が複数個の異な
る状態をとることができ、2つの状態間のいかなる遷移
もその2つの関連回路網とそれらのそれぞれの下位の回
路網に影響するように、状態と回路間で1対1の対応づ
けを有する、異なる回路網の階層に従い、異なる状態の
階層に従って配置され、 前記論理回路網の各々が、その状態を記憶するための記
憶要素と、その次の状態を決定するための手段と、それ
らのそれぞれの状態を決定するために、すぐ上のレベル
の論理回路網およびすぐ下のレベルの論理回路網から制
御信号を受けるか、またはそこへ制御信号を出力するた
めの手段とを含み、 少なくとも、前記回路網のいくつかは、外部システムか
ら制御信号を受けるための、またはそこへ制御信号を出
力するための手段を含み、 前記回路網がサブストレート上に置かれ、 状態と回路網間の前記1対1の対応づけを提供するため
に論理回路網を接続するサブストレート上の複数個の電
気的接続をさらに含む、外部システムに接続可能な電子
制御装置。(2)前記論理回路網が、少なくとも、回路
網の1つの線形アレイの形状でサブストレート上に置か
れている、請求項1記載の電子制御装置。 (3)前記論理回路網のすべてが前記サブストレート上
の第1の軸に沿って延びて一直線に置かれ、前記電気的
接続が、 前記論理回路網に接続され、前記第1の軸に垂直の第2
の軸に沿って互いに平行に延びる、間隔をあけた電気導
体の第1のグループと、 前記第1の軸に沿って互いに平行に延び、前記第1の複
数の電気導体に交差する、間隔を置かれた電気導体の第
2のグループと、 状態および回路網間に前記1対1の対応づけを提供する
ための、前記第1および第2のグループの導体の選択さ
れたものの交差点における電気的接続を含む、請求項1
記載の電子制御装置。 (4)前記線形アレイがサブストレート上の1つの直交
軸に沿って延び、前記電気的接続が、前記論理回路網に
接続され、第2の直交軸に沿って互いに平行に延びる第
1のグループの間隔を置かれた電気導体と、 前記線形アレイの長さに対して前記第1の軸に沿って互
いに平行に延びる、第2のグループの間隔を置かれた電
気導体を含み、前記第2のグループの電気導体が、 論理回路網の線形アレイから遠く、線形アレイの長さに
対して遮ることなく延びる、第1の複数個の電気導体と
、 前記第1の複数よりも線形アレイに近く、前記線形アレ
イの長さに対して延びるが8分の1の点で遮る、第2の
複数個の電気導体と、 前記第2の複数より線形アレイに近く、線形アレイの長
さに対して延びるが8分の1の点で遮る第3の複数の導
電体を含み、 前記複数個の電気的接続が、状態と回路網間の前記1対
1の対応づけに従って、前記導体の選択されたものの交
差点にある、請求項1記載の制御装置。 (5)前記論理回路網が2つの部分に分割され、各々が
論理回路網の総数の1/4ないし3/4を含み、 2つの部分の各々が、線形アレイの形状でサブストレー
トの別個の部分に沿って再帰的にレイアウトされ、 前記電気的接続が、状態と回路網間の前記1対1の対応
づけに従って、論理回路網の2つの部分を接続する、請
求項1記載の制御装置。 (6)前記論理回路網が、階層のすぐの副状態の数に対
応する、複数個の部分に分割され、各々の部分が、線形
アレイの形状でサブストレートの別個の部分に沿って再
帰的にレイアウトされ、 前記電気的接続が、状態および回路網間の前記1対1の
対応づけに従って、論理回路網の複数個の部分を接続す
る、請求項1記載の制御装置。 (7)前記異なる回路網レベルの各々が、ハード配線さ
れた回路で実現される、請求項1記載の制御装置。 (8)前記異なる回路網レベルの各々がメモリにプログ
ラムされる、請求項1記載の制御装置。 (9)制御装置が、主要道路に位置決めされた第1の組
の照明と、主要道路と交差する2次道路に位置決めされ
た第2の組の照明を制御する、信号制御装置である、請
求項1記載の制御装置。
[Scope of Claims] (1) Contains a plurality of logic circuit networks, each capable of assuming a plurality of different states, and any transition between two states causes the connection between the two associated circuit networks and their respective arranged according to a hierarchy of different states, with a one-to-one correspondence between states and circuits, so as to affect the underlying circuitry, each of said logic networks having a one-to-one correspondence between states and circuits; storage elements for storing and means for determining their next state and control from logic circuitry at the level immediately above and logic circuitry at the level immediately below to determine their respective states; means for receiving signals from or outputting control signals thereto, at least some of said circuitry for receiving control signals from or outputting control signals thereto; means, the circuitry being disposed on a substrate, a plurality of electrical connections on the substrate connecting the logic circuitry to provide the one-to-one correspondence between states and the circuitry; Further including: an electronic control unit connectable to external systems; 2. The electronic control device of claim 1, wherein the logic circuitry is disposed on a substrate in the form of at least one linear array of circuitry. (3) all of the logic networks are aligned and extend along a first axis on the substrate, and the electrical connections are connected to the logic networks and are perpendicular to the first axis. the second of
a first group of spaced apart electrical conductors extending parallel to each other along an axis of the first plurality of electrical conductors; a second group of electrical conductors located at the intersection of selected ones of said first and second groups of conductors to provide said one-to-one correspondence between states and circuit networks; Claim 1 comprising a connection
The electronic control device described. (4) a first group in which the linear array extends along one orthogonal axis on the substrate, and the electrical connections are connected to the logic circuitry and extend parallel to each other along a second orthogonal axis; a second group of spaced electrical conductors extending parallel to each other along the first axis relative to the length of the linear array; a first plurality of electrical conductors further from the linear array of logic circuitry and extending unobstructed over the length of the linear array; and a first plurality of electrical conductors closer to the linear array than the first plurality. , a second plurality of electrical conductors extending for the length of the linear array but interrupting at a one-eighth point; and a second plurality of electrical conductors closer to the linear array than the second plurality for the length of the linear array; a third plurality of electrical conductors extending but interrupting at one-eighth points; 2. The control device according to claim 1, wherein the control device is located at an intersection of objects. (5) said logic network is divided into two parts, each containing 1/4 to 3/4 of the total number of logic networks, and each of the two parts is a separate part of the substrate in the form of a linear array; 2. The control device of claim 1, wherein the electrical connections connect two parts of a logic network according to the one-to-one correspondence between states and networks, laid out recursively along the sections. (6) said logic network is divided into a plurality of parts corresponding to the number of immediate substates of the hierarchy, each part recursively along a distinct part of the substrate in the form of a linear array; 2. The control device of claim 1, wherein the electrical connections connect multiple portions of logic circuitry according to the one-to-one correspondence between states and circuitry. 7. The control device of claim 1, wherein each of the different network levels is implemented with hard-wired circuitry. 8. The controller of claim 1, wherein each of said different network levels is programmed into memory. (9) The control device is a signal control device that controls a first set of lights positioned on a main road and a second set of lights positioned on a secondary road intersecting the main road. The control device according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8166299B2 (en) 2004-07-06 2012-04-24 Andrew Christopher Kemshall Secure messaging

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