Brevet FR2212501A1 — publié le 19740726

La présente invention concerne le domaine de régulåtion automatique et plus précisément les réseaux homogènes d'éléments fluidiques pour la réalisation de fonctions logiques, utilisés dans les dispositifs à relais. On appelle réseaux homogènes les réseaux qui se composent de cellules fonctionnelles et de liaisons entre elles, qui satisfont aux conditions suivantes : 1) un réseau homogène est un réseau géométriquement régulier, présentant au moins deux axes de symétrie, aux noeuds duquel se trouvent les cellules fonctionnelles 2) toutes les cellules fonctionnelles du réseau sont identiques 3) chaque cellule fonctionnelle est raccordée de façon identique aux cellules voisines, chacune des cellules fonctionnelles pouvant être conventionnellement considérée comme centre de symetrie par rapport aux liaisons de celle-ci avec les cellules fonctionnelles environnantes du réseau homogène 4) une cellule fonctionnelle peut être accordée pour la réalisation de n'importe quelle fonction du système de fonctions qui satisfait conventionnellement à la totalité fonctionnelle dans la classe de toutes les fonctions booléennes 5) un signal provenant de n'importe quelle cellule fonctionnelle peut être transmis à n'importe quelle autre cellule fonctionnelle, (mime par l'intermédiaire d'autres cellules fonctionnelles). On connatt des réseaux homogènes comportant des voies d'amenée de signaux d'entrée et de signaux de réglage, des éléments de commutation et des cellules fonctionnelles, constituées par des éléments à jet, chacun desquels comporte des.canaux de sortie, des canaux de commande et des canaux d'entrée, ces derniers étant utilisés seulement en qualité de canaux d'alimentation. lies inconvénients des réseaux homogènes existants sont les suivants 1) toutes les cellules fonctionnelles sont-actives et consomment de l'énergie d'alimentation indépendamment de l'état de la cellule fonctionnelle. L'énergie est consommée même lorsque la cellule fonctionnelle n'est pas utilisée pour la réalisation d'une fonction logique donnée. 2) lors du réglage de chaque cellule fonctionnelle pour la réalisation de chaque fonction logique on utilise un grand nombre d'éléments, en particulier de basculeurs, qui, à leur tour consomment également de énergie d'alimentation. Be premier inconvénient peut être éliminé en utilisant des régimes passifs de fonctionnement des éléments. Cependant, avant la présente invention il n'était pas possible de construire des circuits logiques passifs à développement illimité. Le second inconvénient ne peut être éliminé lorsqu'on a recours à la microélectronique, à cause des faibles encombrements. L'invention a pour but l'éliminatiôn des inconvénients précités. Elle est basée sur le problème de la mise au point d'un réseau homogène pour la réalisation de fonctions logiques, dans lequel les cellules fonctionnelles consomment une quantité minimale d'énergie d'alimentation en les utilisant en régimes passifs sans avoir recours à des éléments logiques pour effectuer le réglage de chaque cellule fonctionnelle en vue de réaliser la fonction logique assignée. Ce problème est résolu en ce que pour la réalisation des fonctions logiques, dans un réseau homogène comportant des voies pour I'application de signaux d'entrée et de signaux de réglage, des éléments de commutation et des cellules fonctionnel-. les, ces dernières étant constituées par des éléments à jet comprenant chacun des canaux de sortie, des canaux de commande et des canaux d'entrée, selon l'invention, les voies d'application des signaux d'entrée et des signaux de réglage du réseau homogène sont raccordés aux canaux.d'entrée et aux canaux de commande des éléments à jet à travers lesdits éléments de commutation. fl est avantageux d'utiliser en qualité desdits éléments de commutation des éléments à jet, dont les canaux d'entrée sont raccordés aux voies d'application des signaux d'entrée et des signaux de réglage du réseau homogène. Le réseau homogène pour la réalisation des fonctions logiques proposé dans lequel on utilise des cellules fonctionnelles ne comportant cnacune qu'un seul élément à jet, satisfait à toutes les exigences principales relatives aux réseaux homogènes. Les cellules fonctionnelles sont raccordées de telle manière que l'on pu.isse brancher n'importe quelle quantité d'élé ments en régime passif. Toutes les cellules fonctionnelles ne prenant pas part à la réalisation d'une fonction donnée ne con somment aucune énergie d'alimentation. lies autres cellules fonc tionnelles consomment de.lténergie seulement lors de l'applica- tion d'un signal "unité" aux entrées. Ceci permet de réduire sensiblement la consommation d'énergie dans le réseau. Dans le 'réseau homogène proposé on n'utilise aucun élément logique, et, à plus forte raison, aucun basculeur, pour le réglage des cellules fonctionnelles. Le réglage des cellules fonctionnelles peut être réalisé à l'aide de commutateurs méca niques, qui ne consomment aucune énergie d'alimentation en ser vice. D'autres caractéristiques de- l'invention ressortiront de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exem ples : la Zig. 1 est un schéma d'un réseau homogène, selon 11 invention, comportant des cellules fonctionnelles avec un canal d'entrée ; la Fig. 2 représente schématiquement un réseau homo gène selon l'invention, comportant des cellules fonctionnelles avec-deux canaux d'entrée ; la Fig. 3 représente un mode de réalisation d'un élé ment à jet avec un canal entrée, utilisé en qualité de cellule fonctionnelle la Fig. 4 montre un mode de réalisation d'un élément à jet à deux canaux d'entrée, utilisé en qualité de cellule fonctionnelle ; ; la Fig. 5 représente schématiquement un réseau homo gène selon l'invention, dans lequel, en qualité d'éléments de commutation, on utilise des éléments à jet. Be réseau homogène pour la réalisation de fonctions logiques comporte des cellules fonctionnelles, qui sont des élé ments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 (Fig. 1) avec un canal d'entrée et des éléments de commutation sous forme de cartes perforées pneu matiques 7, qui se présente sous la forme d'un système de canaux qui se.coupent à deux niveaux différents, la connexion des canaux se trouvant à des niveaux différents étant réalisée par des per forations 8. A l'aide des cartes perforées pneumatiques 7 on réa lise le réglage des éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 pour le fonctionnement nécessaire et on détermine également la direction de transmission des signaux logiques. Chacun des éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 peut être réglé pour l'une des fonctions suivantes y1 = x1(x3 # x4) y2 = x1(x3#x4) y3 = x3#x4 pour x1 = Const y4 = x3V x4 pour x1 = Const X1, X3, X4 étant des signaux logiques dans les canaux d'entrée correspondants et y1, 'y2, y3, y4 étant les signaux logiques dans les canaux de sortié correspondants. Le réseau homogène représenté sur la Fig. 2 diffère de celui représenté sur la Fig. 1 seulement du fait, qu'en qualité de cellules fonctionnelles on utilise des éléments à jet 9, 10, 11, 12, 13 et 14 avec deux canaux d'entrée. Alors chaque élément à jet peut être réglé pour l'une des fonctions suivantes y1 = (x1#x2) (x3#x4) Y2 = (x1Vx2) (x3Vx4) y3 = x3#x4 pour x1 = Const y4 = x.3V x4 pour x1 = Const Un mode de réalisation des éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 est représenté sur la Fig. 3. Chaque élément à jet comporte un canal d'entrée 15,.des canaux de commande 16 et 17 et des canaux de sortie 18 et 19.Sur la Fig. 1 les éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 sont représentés conventionnellement.. Un mode de réalisation des éléments à jet 9, 10, 11, 12, 13 et 14 est représenté sur la Fig. 4. Chaque élément à jet comporte deux canaux d'entrée 20 et 21, des canaux de commande 22 et 23 et des canaux de sortie 24 et 25. Sur la Fig. 2 les élé-, ments 9, 10, 11, 12, 13 et 14 sont représentés conventionnellement. Les éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 réalisent les fonctions : y18 = x15(x17#x18) y19 = x15(x17#x18) lies éléments à jèt 9, 10, 11, 12, 13, 14 réalisent les fonctions y24 = (x20#x21) (x23#x22) y25 = (x20#x21) (x23#x22) Ici les indices des variables pour les deux types d'éléments à jet correspondent aux désignations numériques des canaux correspondants des éléments à jet. lies conditions suivantes sont imposées au rapport des niveaux correspondant aux signaux "unité" logiques dans les ca naux de sortie 18, 19 et 24, 25, les canaux d'entrée 15 et 20, 21 et les canaux de commande 16, 17 et 22, 23 : Asortie Asortie K#1 = > 1 ; K#2 = Acommande Aentrée étant le coefficient de régénération par le canal de command-e, le le coefficient de régénération pour le canal d'entrée, sortie, le niveau du signal "unité" pour le canal de sortie ; Aentrée, le niveau du signal "unité" pour le canal d'entrée ; Acommandes le niveau du signal "unité" pour le canal de commande. Les liaisons dans le réseau homogène sont réalisées à travers les éléments de commutation seulement entre les canaux d'entrée et les canaux de commande des cellules fonctionnelles (par exemple des cellules voisines). Les conditions indiquées imposées aux coefficients de régénération.des signaux logiques et à la connexion des cellules fonctionnelles entre elles permettent d'utiliser largement les régimes passifs de fonctionnement des éléments à jet. En fonction des problèmes concrets qui doivent être résolus au moyen de la structure homogène proposée, on peut accorder n'importe quel nombre d'éléments à jet pour un régime de service passif, ce qui permet de construire, par exemple, des circuits de longueur illimitée, se composant exclusivement d'éléments passifs à jet.Par ailleurs, l'absence d'un canal spécial pour l'alimentation supprime automatiquement la consommation inutile d'énergie par les éléments à jet, ne prenant pas part à la réalisation d'un problème concret. lies coefficients de régénération pour chacun des canaux d'entrée présentent une valeur inférieure à l'unité, et pour ca- cun des canaux de commande ils présentent une valeur supérieure à l'unité. Psortie Psortie K#1 = > 1 ; K#2 = Pentrée2 Pentrée1 où Psortie est la pression dans le canal de sortie 18 (ou 19) r Pentrée1, la pression dans le canal d'entrée 15, 20 (ou 21) P 1 ventrée la pression dans le canal- dtentrée 16, 22 (ou 17,2). En fonction de la valeur de Ka, et en réalisant les connexions entre les éléments à jet du réseau homogène en utilisant seulement les canaux de sortie et les canaux de commande, on peut construire en principe des réseaux passifs logiques développés à n'importe quel degré sans affaiblissement des signaux logiques. lie réseau homogène, représenté sur la Fig. 5 comporte des cellules fonctionnelles, constituées par les éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6 avec des éléments de commutation, pour lesquels on utilise les mêmes éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5 et 6, ce qui permet de procéder à un réaccord du réseau homogène en utilisant exclusivement des signaux extérieurs. Les éléments de commutation peuvent être également utilisés pour la réalisation des fonctions logiques.Dans ce cas on envoie aux canaux d'entrée des éléments de commutation des signaux variables. lie réseau homogène réalise la fonction logique y = x1.x2.x3.x4(x5#x6) Les éléments à jet 1, 2, 3, 4 constituent alors des cellules fonctionnelles, tandis que les autres sont des éléments de commutation, les éléments de commutation 5 et-6 réalisant non seulement des fonctions de commutation, mais aussi des fonctions logiques. Les réseaux homogènes représentés sur les Fig. 1, 2 et 5 comportent également des canaux tour l'application de signaux d'entrée et de signaux d'accord, et les liaisons dans les réseaux homogènes décrits sont réalisées de telle manïère que les canaux d'application des signaux d'entrée et des signaux d'accord soient raccordés aux canaux d'entrée 15 ou 20, 21 et aux canaux de commande 16, 17 ou 22, 23 des éléments à jet 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 9, 10, 11, 12, 13, 14, les canaux de commande 16, 17 ou 22, 23 étant alors connectés aux canaux de sortie 18, 19 ou 24, 25 des élé ments à jet 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 9, 10, 11, 12, 13, 14 à travers des élements de commutation. Dans le réseau homogène représenté sur la Fig. 5, on utiliseen qualité d'éléments de commutation les éléments à ået 1, 2, 5, 4, 5, 6 dont les canaux d'entrée 15 sont raccordés aux canaux d'application des signaux d'entrée et des signaux d'accord du réseau homogène. lie principe de fonctionnement du réseau homogène est représenté sur la Fig. 1. Le réseau homogène représenté sur la Fig. 1 est accordé pour la réalisation de la fonction y = x1.x2.x3. #x4.x5 Au canal d'entrée 15 des signaux de l'élément à jet 4 est appliqué en signal "unité" d'accord, les canaux de commande 16 et 17 des éléments à jet 5, 6 et 1 servant à envoyer les signaux entrée, tandis que les éléments à jet 2 et 3 ne sont pas utilisés pour la réalisation de la fonction donnée et sont automatiquement mis complètement hors circuit. Dans les exemples donnés' plus haut on a examiné des réseaux homogènes avec deux directions éventuelles de transmission dès signaux avec application des signaux et prélèvement des signaux soit aux bords, soit à l'intérieur du réseau homogène. Cépendant, l'invention n'est pas limitée aux exemples donnés et elle peut 's'étendre par exemple aux réseaux homogènes avec n'importe quel nombre déjà utilisé de directions éventuelles pour la transmission des signaux. I1 s'avère qu'alors on peut organiser des liaisons inverses dans le réseau homogène selon deux procédés différents : en utilisant des amplificateurs d'adaptation (élevant les signaux logiques du niveau bas jusqu > au niveau élevé) pour 11 organisation des réactions entre les canaux de sortie et les canaux d'entrée de cellules fonctionnelles quelconques du réseau homogène, ainsi que sans l'utilisation d'amplificateurs d'a daptation, directement entre les canaux de sortie et les canaux de commande de cellules fonctionnelles quelconquç du réseau homo gènee REVENDICATIONS 1.- Réseau homogène pour la réalisation de fonctions logiques, comportant des canaux pour l'application de signaux d'entrée et de signaux d'accord, des éléments de commutation et des -cellules fonctionnelles, ces dernières. étant des éléments à jet, comprenant chacun des canaux de sortie, des canaux de commande et des canaux d'entrée, caractérisé en ce que les canaux d'application des signaux d'entrée et des signaux d'accord du réseau homogène sont connectés aux canaux d'entrée et aux canaux de commande des éléments à jet, les canaux de commande étant rac-. cordés aux canaux de sortie des éléments à jet -à travers lesdits éléments de commutation. 2.- Réseau homogène selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'en qualité d'éléments de commutation on utilise des éléments à jet dont les canaux d'entrée sont raccordés aux canaux d'application, des signaux d'entrée et des signaux d'accord du réseau homogène.