Brevet FR2101005A1 — publié le 19720331

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux opérateurs fonctionnels. . Pour la réalisation d'opérateurs fonctionnels réalisant des opérations arithmétiques et d'automatisme qui traî-5 tent de l'information sous forme binaire et qui donnent des résultats numériques sous forme binaire, il est connu d'utiliser des éléments logiques, autres que les éléments à seuil. Les éléments analogiques peuvent assurer les mêmes fonctions, mais ils reçoivent l'information sous forme de silo gnaux continus proportionnels à l'information et à la sortie on obtient également des signaux de forme continue. Dans ces deux cas, il est nécessaire d'effectuer un convertissement tel que codage, décodage ou transformation de valeur numérique analogique et l'inverse. 25 Les éléments à seuil présentent la possibilité de traîter l'information discontinue sous forme analogique et d'émettre des signaux discontinus à la sortie. Cette particularité de fonctionnement des éléments à seuil présente les avantages principaux suivants: 20 Un seul élément à seuil peut traîter un grand nombre de signaux d'entrée et les schémas des opérateurs fonction- nels sont considérablement simplifiés. Par ailleurs, il -est possible d'effectuer le traitement arithmétique de l'information sous forme décimale et 25 on évite ainsi les opérations de codage et de décodage. Conformément à l'invention, les opérateurs fonctionnels comprennent des éléments à seuil présentant tous des seuils différents réglés sur tous les niveaux partant de 1 et aboutissant au nombre total d'entrées branchées au réseau d'en-30 trée, lesdits éléments à seuil étant branchés à leur sortie sur un circuit comprenant des éléments logiques assurant uniquement le passage de résultats d'addition. Dans ..les ..opérateurs fonctionnels suivant l'invention, on utilise des éléments à seuil qui peuvent être pneumati-35 ques,magnéto-fluidiquegcomme les éléments faisant l'objet de la demande de brevet N° 70/24.652, électriques, électroniques, etc... Dang ces éléments m/n à seuil qui présentent n entrées, la sortie S a la valeur 1 si, et seulement si, le nombre de variables d'entrée est supérieur ou égal au nombre m qui dé 70 28920 2 2101005 termine le seuil d'un élément donné. Dans un autre cas, la sortie S a la valeur 1 si, et seu lement si, le nombre de variables d'entrée ayant la valeur 1 est inférieur ou égale au nombre m déterminant le seuil d'un élément donné. D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre et des dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue schématique d'un opérateur fonc tionnel réalisant une opération d'addition simultanée de cinq chiffres binaires. La figure 2 est une vue schématique d'un opérateur fonctionnel réalisant une opération d'addition de deux chiffres décimaux. La figure 3 est une vue en coupe d'un élément pneumatique m/n comportant des ressorts à lames. La figure 4 est une vue de dessus du levier de commande et des ressorts utilisés dans l'élément de la figure 3. -La figure 5 est une vue en coupe d'un élément m/n magnéto-fluldlque. La figure 6 est une vue de côté de l'éménent représenté à la figure 5. A la figure 1, on a représenté le schéma d'un mode de réalisation d'un additionneur binaire susceptible d'additionner à. la fois cinq chiffres a, b, c, d, e, et deux retenues r^ et r2 de l'opération précédente. Cet additionneur comprend sept éléments à seuil 10 du type m/n dans lesqûels le nombre n d'entrées est fixé à sept et le nombre m ou sôûil varie de un à sept. L'ëlémeAt 1/7 agit comme un élément OU à sept entrées et l'élément 7/7 comme un élément ET à sept entrées. Chaque élément 10 est relié par ses sept entrées aux lignes des signaux a, b, c, d, e, r.^ et r^ d'un réseau. Les orifices de sortie des éléments 1 sont reliés à des éléments logiques 11 ayant la fonction logique NON et a des éléments logiques 12 ayant la fonction OU qui sont reliés de manière à obtenir sur l'additionneur une sortie S donnant l'état de l'additionneur et deux retenues et qui doivent être a-joutées à l'addition d$ rang supérieur. 70 28920 3 2101005 Pour illustrer_le.fonctionnement de l'additionneur on a représente ci-dessous un tableau donnant.1'état des sor-ties~potir"l'addition de cinq chiffres a, b, c, d, e, avec deux retenues r^ et ^ de l'opération précédente. a b. c d e s 1 X X 2 X X 3 x X 4 X X 5 X X 6 X X 7 X X 8 X X X 9 X X X 10 X X X 11 X X X 12 X X X 13 X X X 14 X X X 15 X X X 16 X X X 17 X X X 18 X X X 19 X X X 20 X X X 21 X X X m X x^ X X X Le nombre de combinaisons possibles étant extrêmement important/ on a limité la-représentation à 21 combinaisons, de manière à montrer que l'état des sorties de l'additionneur change uniquement lors d'une variation du nombre total des variables ayant la valeur 1. Les états de sortie en fonction du nombre d' entrées sont représentés au tableau ci-dessous. 70 28920 4 2101005 Nombre d'entrées ayant la valeur 1| S R1 r2 1 1 0 0 2 0 1 0 3 1 1 0 4 0 0 1 5 1 0 1 6 0 1 1 7 1 1 1 Il est ainsi évident qu'avec deux retenues, on peut additionner sept variables dont cinq sont actives et dont deux représentent la retenue de l'opération précédente. Suivant un exemple d'utilisation, on a représenté au schéma de la figure 1 un certain nombre de liaisons en trait 5 fort'pour-figurer"les conduits sous pression dans le cas correspondant à la présence de quatre signaux sur n' importe lesquelles des entrées. Dans ce cas, les éléments 10 à seuil 1/7, 2/7, 3/7 et 4/7 qui présentent un seuil inférieur ou égal à 4 sont ouverts. 10 Le branchement des éléments 11 NON et 12 OU est tel qu'il ne permet le passage du signal que dans la sortie I^, ainsi qu'il a été représenté au tableau ci-dessus. Bien entendu, les additionneurs présentant des schémas modifiés et utilisant des éléments m/n peuvent assurer l'addition 15 simultanée d'un nombre de signaux plus petit ou plus grand que 7. Notamment, un additionneur qui permet l'addition de deux signaux actifs et d'une retenue, comprend trois éléments m/3, un élément NON et un élément OU. En comparant les circuits d'addition connus actuelle-20 ment avec 11 opérateur fonctionnel perfectionné suivant 1'invention on constate que ce dernier comporte approximativement trois fois moins d'éléments. Il en résulte une augmentation de la rapidité des calculs, une plus grande fiabilité et une diminution du prix de re-25 vient. 70 28920 5 2101005 A la figure 2, on a représenté le schéma d'un additionneur en code décimal, dans lequel le nombre d'entrées successives correspond au nombre représenté, comme il est indiqué sur le tableau ci-dessous. chiffre présent entrée N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 R 1 X 2 X X 3 X X X 4 X X X X 5 X X X X X 6 X X X X X X 7 X X X X X X X 8 X X X X X X X X 9 X X X X X X X X X 10 X L'additionneur dont le schéma est représenté à la figure 2 comprend vingt éléments à seuil, treize du type m/n dans lesquels m varie entre 1 et 20, dix éléments logiques 14 présentant la fonction NON et dix éléments logiques 15 présentant la 5 fonction OU. Les éléments à seuil 13 sont reliés sélectivement à. deux registres d'entrées 18 et 19. Cet additionneur comporte dix sorties dont neuf sorties 16 représentent le résultat d'addition et dont une sortie 17 représente l'état de la retenue. Les lignes du circuit re-10 présentées en trait fort correspondent au cas de fonctionnement de l'additionneur correspondant au chiffre 5 sur le premier registre d'entrée 18 et au chiffre 7 sur le deuxième registre 19, Dans ce cas on obtient la somme 12 représentée par 15 des signaux 1 sur les deux premières sorties et une retenue 1 sur la ligne 17. Aux figures 3 et 4, on a représenté un mode de réalisation d'un élément pneumatique du type m/n. Lorsque l'élément est/utilisé suiyant un fonctionne-20 ment m/n, le chiffre m "correspond au seuil de l'appareil et le chiffre n correspond-au nombre total d'entrée 70 28920 6 2101005 L '■êléiueii b représenté aux figures 3 et 4 peut comporter tîiéor±queitteintrtin-'n 5 L'élément m/n représenté aux figures 3 et 4 comprend un boîtier constitué principalement de deux éléments identiques 20, 21 disposés symétriquement et qui sont fixés avec interposition d'une plaque de joint élastique 25 sur une plaque de base 22, L'élément 20 reçoit un couvercle 23 avec interposition d'une 10 plaque de joint élastique 24. Dans les logements non représentés au dessin et prévus dans les.éléments 20 et 21 est monté pivotant au moyen de tourillons 26 et 26a (figure 4) un levièr 27 en forme de double ëtrier dont les branches 27a, 27b sont maintenues en appui contre 15 des clapets 28, 28a constitués par des languettes en caoutchouc sous l'action d'une série de ressorts plats 29, 29a. Les res -sorts plats 29, 29a présentent dans leur partie centrale des tétons 30 qui sont engagés dans des orifices correspondants prévus dans les éléments 20, 21 du boîtier. Les clapets 28, 28a sont en 20 appui contre des sièges 31, 31a qui correspondent à deux séries d'orifices d'entrée. Le branchement des signaux d'entrée peut être-effectué soit par les raccords cannelés 32 et 33 solidaires des éléments 20 et 21 du boîtier soit par la plaque de base 22. Par enlèvement ou adjonction de ressorts 29, 29a, on 25 modifie par palier la force exercée sur le levier 27 et on règle de cette manière le seuil d'ouverture de l'appareil. Selon le nombre de ressorts 29, 29a placés au montage, on obtient l'ouverture des orifices d'entrée lorsqu'on se trouve en présence du même nombre de signaux de fluide haute pression 30 aux entrées. Dans le cas où le nombre de ressorts est égal à 5 (figure 4) et le nombre total des entrées égal à 7 on se trouve en présence d'un élément présentant un seuil égal à 5 ou d'un élément 5/7. L'ouverture de l'élément se traduit par un déplacement 35 du levier 27 suivant le sens de rotation des aiguilles d'une mom-tre, ce qui permet l'ouverture des clapets 28, 28a sur les entrées présentant des signaux 1. Le fluide se dirige vers la sortie en empruntant l'un des orifices des sièges 31, 31a sur lesquels il n'a pas été prévu de clapets 28, 28a. Les clapets 28, 70 28920 7 2101005 28a ont pour but d'empêcher l'échappement du signal de sortie par les entrées non excitées et ils constituent des clapets antiretour. La disposition du levier 27 et des ressorts 29, 29a est symétrique par rapport à un axe x x^ en vue d'éliminer les varia-5 tions'du seuil dues aux accélérations mécaniques. Dans l'élément 21, il est prévu un orifice 34 sur lequel est en appui une languette élastique 35 formant clapet, sous l'action d'un ressort 36. Cette languette 35 peut être commandée par un moyen mécanique extérieur, représenté par une flèche A, 10 et a pour fonction la fermeture de tous les orifices et l'échappement du signal de sortie par l'orifice 34. Aux figures 5 et 6, on a représenté un autre mode de . réalisation d'un élément m/n comprenant un boîtier, constitué de deux éléments 37, 38 montés sur une plaque de base 39 avec inter-15 position d'une plaque de joint 40, l'élément 37 étant muni de raccords 41 et 42 correspondant à des conduits d'entrée ou de sortie 43 et 44. Dans le boîtier constitué par les éléments 37, 38 est -monté pivotant un levier double 45 réalisé en matière magnétique 20 et dont les branches 45a et 45b sont en appui contre des clapets 46, 46a sous l'action de la force magnétique des aimants permanents 47, 47a. Les clapets 46, 46a sont eux-mêmes en appui sur les sièges 48, 48a correspondants aux différentes entrées de l'élë-25 ment. La force appliquée au levier 45 peut être modifiée par le remplacement des aimants qui peuvent présenter des puissances magnétiques différentes ou par la disposition de cales sous les aimants afin de modifier l'entrefer. Cet élément peut également 30 comporter une commande mécanique de mise à zéro. Sur la figure 6, on peut voir que sur huit orifices 49 on utilise sept orifices destinés aux entrées et un orifice destiné à la sortie. Bien entendu, les opérateurs fonctionnels suivant 1' 35 invention peuvent comporter des éléments m/n à commande pneumatique comme décrit ci-dessus, mais ils peuvent être également à fonctionnement électrique sans modifier le domaine d'application de la présente invention. 70 28920 8 2101005 REVENDICATIONS 1 - Perfectionnement aux operateurs fonctionnels notamment aux additionneurs binaires ou décimaux caractérise en ce que ces opérateurs comprennent des éléments à seuil, présentant tous des seuils différents réglés sur tous les niveaux partant de 1 et aboutissant au nombre total d'entrées branchées au réseau d'entrée, lesdits éléments à seuil étant branchés à leur sortie sur un circuit comprenant des éléments logiques assurant uniquement le passage de résultats d'addition. 2 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 caractérisé en ce que, à la sortie des éléments m/n, sont branchés des éléments logiques matriciels ou m/n de façon à effectuer un codage permettant l'obtention du résultat d'addition. 3 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'à l'orifice de sortie des éléments à seuil sont disposés au moins un élément logique NON et un élément logique OU. 4 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 caractérisé en ce que dans 1'additionneur binaire toutes les entrées des éléments à seuil sont branchées sur le réseau d'entrée et ledit additionneur assure l'addition simultanée de plus de deux chiffres avec leur retenue. 5 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 caractérisé en ce que dans 1'additionneur décimal les entrées des éléments à seuil sont reliées sélectivement au réseau d'entrée. 6 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les éléments à seuil sont du type m/n dans lequel n correspond au nombre total d'entrées et m au nombre d'entrées correspondant au seuil. 7 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant la revendication 1 et la revendication 6 caractérisé en ce que l'élément à seuil du type pneumatique comprend un boîtier présentant une série d'orifices d'entrée n munis de clapets qui sont maintenus en position de fermeture sur leur siège par un levier soumis à l'action d'organes élastiques ou de forces magnétiques qui exercent sur le levier un effort correspondant au seuil d'ouverture d'un nombre m d'entrées. 70 28920 9 2101005 8 - Perfectionnement aux operateurs fonctionnels suivant la revendication 7 caractérisé en ce que dans l'élément à seuil les clapets sont constitués par des languettes élastiques disposées suivant deux rangées parallèles et sur lesquelles est 5 en appui un levier en forme de double étrier monté pivotant dans le boîtier et sur lequel sont en appui des lames de ressorts dont le nombre correspond au nombre d'entrées du seuil. 9 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant les revendications 7 et 8 caractérisé en ce que l'élément 10 â seuil comporte au moins un orifice d'entrée dont la languette élastique formant clapet est utilisée en combinaison avec un moyen de commande mécanique extérieur. 10 - Perfectionnement aux opérateurs fonctionnels suivant les revendications 1, 6 et 7 caractérisé en ce que l'élément 15 â seuil est constitué d'un boîtier comportant deux séries d'orifices d'entrée munis de clapets qui sont maintenus en position de fermeture sur leur siège par un double levier en matière magnétique monté pivotant dans le boîtier et munis d'aimants permanents qui exercent sur le levier une attraction magnétique 20 correspondant au seuil d'ouverture d'un nombre m d'entrées.