量化逻辑之调宽电流型自激励量化寄存器的制作方法

本发明涉及计算机技术领域，具体是实现多值计算机的基础硬件之一“量化逻辑之调宽电流型自激励量化寄存器”

技术背景

迄今为止所有的计算机及其相关的数字系统都是二值的，多值计算尽管有很多优点，但因为没有支持多值运算的的关键硬件，故而发展极为缓慢，可以说多值计算机特别是十进制计算机的实现几乎为零，鉴于这种情况，本人已提出一种简单而有效的多值计算实施电路特别是十值计算的有效方法及用二值硬件实现多值特别是十值的加、减、乘，除的算术运算及其逻辑运算的关键电路，称其为“量化逻辑”及其电路，具体参见专利申请(201710023530.1201710023529.9201710023528.4201710024248.5201710024246.6201710024247.0)，量化逻辑本身具有两种信息模式，一种是位权信息模式，一种是幅权信息模式，两种信息模式下的具体电路亦有较大差别，实际工作中则是位权信息和幅权信息互相转换各用所长，有关多值信息的数值运算依赖于位权信息，但是自然信息的表现大多是模拟信息，于是获取标准的位权和幅权信息将是电路走向实质应用的关键，况且幅权信息的多值存储方法也是我们所期望的。

技术实现要素：

“量化逻辑”是用模拟信息量化后产生的标记信息做为算子进行逻辑运算，演绎，判断的逻辑系统

量化逻辑的简单理解

把连续、模糊、混沌信息量化后的标记值做为输入输出进行逻辑运算的方法就叫做量化逻辑，实现其运算的电路就叫做量化逻辑电路，于是量化逻辑电路的输入前置部分大多数是量化器或被量化了的权值线。后置输出部分为量化权值线或量化幅权线。

量化逻辑运用了二值逻辑和多值逻辑乃至模糊逻辑的基本思想，并且用简单有效的具有二值取向电路实现了多值及其模糊逻辑的关键电路，使得在逻辑原件只限于简单两种状态的情况下，同样组成多值及其模糊的逻辑运算电路，特别是量化逻辑的兼容性运算和量化寄存的方法从根本上解决了多值运算、寄存的难题，从而开辟了新一代计算设备的更新坦途。量化逻辑繁华多样的运算方法对人工智能的发展可提供有效的硬件支撑。

量化逻辑电路相对于二值逻辑电路来说，结构比较复杂，但我相信在超大规模集成电路技术的支持下，通过不断地努力可以实现性能超于二值计算设备的机器。

量化逻辑电路有两种电路实现方法，一种是以幅度权值做为输入输出信息进行运算的“幅权型量化逻辑电路”，另一种是用位置权重做为输入输出信息的“位权型量化逻辑电路”，

在实际运用中可以是“幅权型”，也可以是“位权型”，也可以是“混合型”。

位权型量化逻辑的数值表示方法

用一组在空间上并行排列的线或点的位置权重表示数值大小的方法叫做位权表示法，位权表示法具有如下属性：

1，空间并行排列线的数量和采用数值进位制相同，二进制数用两条线表示，三进制用三条线表示，…五进制用五条线表示，…十进制用十条线表示，n进制用n条线表示。

2，线上的电压为高电平有效，低电平或0电平均表示无效。反之亦然。

3，在任何时刻一组线中唯一只有一条线为高电平其余线被锁定为无效状态。

幅权型量化逻辑数值表示方法

1，幅权信息是把幅度信息量化成多个具有等差属性的孤立数值并用该值表示权重的幅度信息，把幅权值按大小排列即组成一个等差数列

2，幅权信息用其量化选择的数列最大项数表示进位制。

3，一般的自然数0，1，2，…是权重表示的最优选择

量化逻辑的基本特征是

1：量化逻辑首先是把逻辑“态”和信息“权”进行分离，逻辑的组合形态保证逻辑关系的完整正确，信息的权值依附在逻辑状态上而又不被逻辑状态约束限制，以充分展示信息丰富多彩的组合表现关系，这种方法实际上人们都在使用但是未能分离，例如：要捡拾某一模拟信息首先要检测有或无信息(逻辑检测)，然后才评测度量信息幅权值。显然信息的有无是逻辑判断，而信息的量值则是数值度量，两者的意义是不同的。一旦信息显示“有”逻辑状态，即以完成逻辑运算，而之后的信息幅值的多彩变化不受逻辑状态“有”的限制。

2：采用“有”“无”信息标志进行运算，“有”“无”信息标志不同于二值信息的高、低信息，最明显的差别是二值信息取高低两逻辑符号0和1，0表示低，1表示高，而高低两种状态既是逻辑状态也是二进制数值信息，而量化逻辑用“有”和“无”表示逻辑状态，“有”和二值逻辑的高相对应显示该位有信息，从而表现其进位制数值权值，而“无”则显示该位没有信息，不显权值，在量化逻辑中信息0和1是表示信息权值而不是逻辑状态，0和1做为含权信息各有自己占用“权值线”或“幅度值”，当0位含权线变高表示有信息，显示该位有权值0.于是0位线变高则显示其信息权值为0，该位线变低时显示无信息。不显权值0，而不是传统意义上的零或低。

3：用幅度值和位置权表示信息值

用信息载体的幅度数值表示信息状态和权重值的方法我们叫幅权法，信息任一时刻的幅度数值就叫做幅权值，信息在一定时段的全体样本幅度权值的列表就叫做幅权码。

用信息载体的所在位置权重表示信息状态和数值大小的方法我们叫位权法，信息载体任一位置的权重就叫做位权值，把位权值按规定秩序排列组成的空间信息就叫做位权码。

4：量化逻辑不受逻辑关系的束缚故有丰富的运算关系和输出，可以是取大、取小、异值与、同值与、异值或、同值或、比较、加、减、乘、除，并列等很多输出方式，不同的输出方法确定逻辑电路的不同功能。同一电路的不同功能会给信息的评测判断提供高效多样的判定工具。

5：位权型量化逻辑的运算电路不需要专用的基础电路设计，用传统的逻辑电路即可简单、有效、可靠的实现多值逻辑运算和多进制算数运算，特别是易于模块化的电路架构特别适宜于当今大规模集成电路的实施。

6：幅权型量化逻辑电路需要基础电路的设计，故此产生一系列与二值逻辑完全不同的基础性电路。

本件发明量化逻辑之调宽电流型自激励量化寄存器是利用电流的量化属性实现的一种可以调节抗噪容限的多值寄存器。

量化逻辑之调宽电流型自激励量化寄存器是由基本单元电路、队列电路、和全值量化电路组成，其特征在于：

三极管1和三极管2的基极相向并列，三极管1的基极独立引出，三极管2的基极接到阈值电压生成电路中的分配节点bhn上，三极管1和三极管2的集电极开路，在三极管1，2的发射极分别接入恒流电源ie，恒流源的负极接地，即为单元电路；

把n个单元电路并列并标记为①，②，③…(n)，各单元电路三极管的发射极节点和相邻的另一单元发射极节点连接，并删掉重叠的发射极恒流电源ie，把队列①，②，③…(n)各单元三极管1的基极连接到一起，此即为队列电路①，②，③…(n)；

在队列电路①，②，③…(n)的两端三极管的发射极节点分别连接三极管tc，td，把三极管tc的发射极与队列一端①单元三极管2的发射极通过ie耦合连接，把三极管td的发射极与队列一端单元(n)三极管1的发射极通过ie耦合连接；

把队列①，②，③…(n)中所有三极管1的集电极和三极管tc的集电极连接到一起构成节点g，把队列①，②，③…(n)中所有三极管2的集电极和三极管td的集电极连接到一起构成节点v，把队列①，②，③…(n)中所有三极管1的基极和三极管tc的基极连接到一起构成读写端节点，把队列①，②，③…(n)中所有三极管2的基极按序号依次接到阈值电压生成电路中的分配节点bh0，bh1，bh2，….bhn上，把节点v接到电源正极，把节点g接到由晶体管t1，t2，t3组成的镜像电流源的采样节点上；

电流源的t2管集电极接一电阻r，电阻r一端接地，从晶体管t2的集电极和电阻r连接节点引出一线做为读写端；

读写端内部与逻辑队列的输入端三极管tc的基极节点直接连接；

晶体管t4插入到读写端和电阻r的节点之间。

可以删减和增加队列电路①，②，③…(n)的单元电路数量改变量化存储值数值，构成三值调宽电流型自激励量化寄存器，四调宽电流型自激励量化寄存器，五值调宽电流型自激励量化寄存器，六值调宽电流型自激励量化寄存器，七值调宽电流型自激励量化寄存器，八值调宽电流型自激励量化寄存器，九值调宽电流型自激励量化寄存器，十值调宽电流型自激励量化寄存器，n值调宽电流型自激励量化寄存器。

附图说明

图1是本发明所使用的专利申请0010564.4中的基本电路图

图2是本发明对专利申请0010564.4基本电路的数字化改进图

图3是本发明使用的队列单元电路

图4是本发明使用的队列电路

图5是三值调宽电流型自激励量化寄存器

图6是四值调宽电流型自激励量化寄存器

图7是五值调宽电流型自激励量化寄存器

图8是六值调宽电流型自激励量化寄存器

图9是七值调宽电流型自激励量化寄存器

图10是八值调宽电流型自激励量化寄存器

图11是九值调宽电流型自激励量化寄存器

图12是十值调宽电流型自激励量化寄存器

实施方式

参照图5，用一个图3单元电路做为队列电路①并在该队列电路的两端接入三极管tc，td，把三极管tc的发射极与队列一端①单元三极管2的发射极通过ie耦合连接，把三极管td的发射极与队列一端单元①三极管1的发射极通过ie耦合连接；然后把队列①中的三极管1的集电极和三极管ta的集电极连接到一起构成节点g，把队列①中三极管2的集电极和三极管td的集电极连接到一起构成节点v，把队列①中三极管1的基极和三极管tc的基极连接到一起构成读写端节点，把节点v接到电源正极，把节点g接到由晶体管t1，t2，t3组成的镜像电流源的采样节点上，即t1的集电极t3的基极，电流源的t2三极管集电极接一电阻r，电阻r一端接地，从晶体管t2的集电极和电阻r连接节点引出一线做为读写端，并且读写端与逻辑队列的输入端三极管tc的基极节点直接连接。三极管td的基极和队列中三极管2的基极分别连接到阈值设定电路中的分配节点上，三极管tc的基极和读写端的连接线为反馈激励连接线，依据量化信息的基本属性，该反馈将维持多值量化电压在输入时的状态。三极管t2的集电极电阻r是为反馈阈值的调节电阻，三极管t4为电平匹配二极管，根据情况可增删，由此构成三值调宽电流型自激励量化寄存器单元。

参照图6，用两个图3单元电路连接成队列电路①，②，并在该队列电路的两端接入三极管tc，td，把三极管tc的发射极与队列一端①单元三极管2的发射极通过ie耦合连接，把三极管td的发射极与队列一端单元②的三极管1的发射极通过ie耦合连接；然后把队列①，②中的所有三极管1的集电极和三极管tc的集电极连接到一起构成节点g，把队列①，②中所有三极管2的集电极和三极管td的集电极连接到一起构成节点v，把队列①，②中所有三极管1的基极和三极管tc的基极连接到一起构成读写端节点，把节点v接到电源正极，把节点g接到由晶体管t1，t2，t3组成的镜像电流源的采样节点上，即t1的集电极t3的基极，电流源的t2三极管集电极接一电阻r，电阻r一端接地，从晶体管t2的集电极和电阻r连接节点引出一线做为读写端，并且读写端与逻辑队列的输入端三极管tc的基极节点直接连接。三极管td的基极和队列中三极管2的基极分别连接到阈值设定电路中的分配节点上，三极管tc的基极和读写端的连接线为反馈激励连接线，依据量化信息的基本属性，该反馈将维持多值量化电压在输入时的状态。三极管t2的集电极电阻r是为反馈阈值的调节电阻，三极管t4为电平匹配二极管，根据情况可增删。由此构成四值调宽电流型自激励量化寄存器单元。

参照图7，用三个图3单元电路连接成队列电路①，②，③，并在该队列电路的两端接入三极管tc，td，把三极管tc的发射极与队列一端①单元三极管2的发射极通过ie耦合连接，把三极管td的发射极与队列一端单元③的三极管1的发射极通过ie耦合连接；然后把队列①，②，③中的所有三极管1的集电极和三极管tc的集电极连接到一起构成节点g，把队列①，②，③中所有三极管2的集电极和三极管td的集电极连接到一起构成节点v，把队列①，②，③中所有三极管1的基极和三极管tc的基极连接到一起构成读写端节点，把节点v接到电源正极，把节点g接到由晶体管t1，t2，t3组成的镜像电流源的采样节点上，即t1的集电极t3的基极，电流源的t2三极管集电极接一电阻r，电阻r一端接地，从晶体管t2的集电极和电阻r连接节点引出一线做为读写端，并且读写端与逻辑队列的输入端三极管tc的基极节点直接连接。三极管td的基极和队列中三极管2的基极分别连接到阈值设定电路中的分配节点上，三极管tc的基极和读写端的连接线为反馈激励连接线，依据量化信息的基本属性，该反馈将维持多值量化电压在输入时的状态。三极管t2的集电极电阻r是为反馈阈值的调节电阻，三极管t4为电平匹配二极管，根据情况可增删。由此构成五值调宽电流型自激励量化寄存器单元。

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参照图12，用八个图3单元电路连接成队列电路①，②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧并在该队列电路的两端接入三极管tc，td，把三极管tc的发射极与队列一端①单元三极管2的发射极通过ie耦合连接，把三极管td的发射极与队列一端单元⑧的三极管1的发射极通过ie耦合连接；然后把队列①，②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧中的所有三极管1的集电极和三极管tc的集电极连接到一起构成节点g，把队列①，②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧中所有三极管2的集电极和三极管td的集电极连接到一起构成节点v，把队列①，②，③，④，⑤，⑥，⑦，⑧中所有三极管1的基极和三极管tc的基极连接到一起构成读写端节点，把节点v接到电源正极，把节点g接到由晶体管t1，t2，t3组成的镜像电流源的采样节点上，即t1的集电极t3的基极，电流源的t2三极管集电极接一电阻r，电阻r一端接地，从晶体管t2的集电极和电阻r连接节点引出一线做为读写端，并且读写端与逻辑队列的输入端三极管tc的基极节点直接连接。三极管td的基极和队列中三极管2的基极分别连接到阈值设定电路中的分配节点上，三极管tc的基极和读写端的连接线为反馈激励连接线，依据量化信息的基本属性，该反馈将维持多值量化电压在输入时的状态。三极管t2的集电极电阻r是为反馈阈值的调节电阻，三极管t4为电平匹配二极管，根据情况可增删。由此构成十值调宽电流型自激励量化寄存器单元。