Многофункциональный модуль

Многофункциональный модуль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ, содержащий элементы И, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей модуля за счет.реализации логических функций от произвольного Числа и переменных, он содержит бйоки элементов И, сумматоры по модулю два и логический блок, реализующий порождающую функцию, причем i -и ( ) информационньй вход модуля соединен с информационньм в5содом 5 -го блока элементов И, j -и () настроечньй вход которого соединен с j -м входом i -и группы настрйёчных входов модуля, первый вход j -го элемента И { -го блока элементов Н соединен с j м настроечным входом 1 -го блока элементов И, вторые входы элементов И i -го блока элементов И объединены и соединены с информационным входом i -го блока элементов И, j -и выход i -го блока элементов И соединен с i -м входом j -го сумматора по модулю два, (п-ь1)-й вход j -го сумматора СО по модулю два соединен с j -м входом (п+1)-й группы настроечных входовмодуля, выход j -го сумматора по модулю два соединен с j -м входом логического блока, реализующего порождающую функцию, выход которого соединен с выходом модуля. эо СХ) ч1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ШИЧЪФ %

РЕСПУБЛИН (! 9) (! 1) (s»4 С 06 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 3676613/24-24 (22) 27.12.83 (46) 23.09.85. Вюл. 35 (72) Н.Н.Айзенберг, Э.Й.Герго и Ю.Л. Иваськив (71) Ужгородский государственный университет и Институт кибернетики им. В.M.Глуйкова (53) 681.3(088.8) . (56) Авторское свидетельство СССР

Р 276624, кл. G 06 F 7/00, 1969.

Авторское свидетельство СССР

9 1075256, кл. G 06 F,7/00, 1983. (54)(57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ, содержащий элементы И, о т л и ч -а "ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных воэможносТей модуля за счет реализации логических функций от произвольного Числа Ь переменных, он содержит блоки элемен

ТоВ И, сумматоры по модулю два и ло- гический блок, реализующий порождающую функцию, причем i -й (1 < i n ) информационный вход модуля соединен с информационным входом I "ro блока элементов И, j -й (16j е й) настроечный вход которого соединен с 1 "м

Ф входом q --й группы настроечных входов модуля, первый вход ) -го элемента И 1 -ro блока элементов И со. единен с 1 -м настроечным входом

I ф -го блока элементов И, вторые входы элементов И 1 --го блока элементов И объединены и соединены с

% информационным входом > --го блока элементов И, j -й выход 1 -го блока элементов И соединен с 1 -м входом 1 -ro сумматора по модулю два., (0+1)-й вход j -ro сумматора по модулю два соединен с 1 -м входом (n+1)-й группы настроечных

1 входов модуля, выход 1 -го сумматора по модулю два соединен с 1 -м входом логического блока, реализующего порождающую функцию, выход которого соединен с выходом модуля.

80877 ные векторы.

ТР.Р ЛИЦ Р

1 (v+vx+vx )

Ф о

1 («+с!хо оохм> (х,,х) F(xo99xa (о,!) <о.i) (o,о) (o,1) (1,о) f х+х+1

1 1 о о (0,0) (0,0) (0,0) с о

Е «х,,х (1, О) (О, 1) (О >0) Е «х+ 1

Iz Ф

<о,о> <1,о> (о,o> (о,о) (о,о) (1,о) (о,о) (1, 1) (о,i) Е «1 (0,0)- (1 ° 1) (0,0) Е. «х

Ео (0,0) (0,0) (0,0) (0,0) (1,O) (0,0) (0,0) (1,0) Ес хх

<о,о) (1,о> (1 о> (1,о) (i,о)

<о,0) <о,i) (1,1) f6 «х,х + хо

<о,о) <о,о) (1,1) f, f6 х (О,О) (1,1) 1,1) 6 ° Р! «хо+ хх о °

ЕР«x+ х+ 1

3 (1,1) (О,1);1,0) С -,,+x,+x 6 t

<1,1> (О,1> (О,i) Е,-х,+ r + 1 (1,1) (0,0) (0,1) f ° «хо+ i (1 1) <0 1) (0,Î) f -х,+ !

<1,о) (<).0> (1,о) f,+ (1,О) (1,О) (О,О) Е «х,+

f, х х (1,1) (0,0) (0о0) (1 0) (0,0) (0,0) Е 1

Е «х (00) (00) Е О

t «х х+ х (О,Г) <о,о) (о,о) (о.о) е,-о

«

«х х+хо (о,о) (о,i) (1, 1) (О,о) (1,о) (о, 1) f, х,х (о,о) (1 î> <1,1) (о,о> (0, 1) (1,о> (о,о) (о,1) (о,о) (о,о) (1,о> (о,1) (о,о> (о,o) (о, » (о,о> <о, » (о,!) (о,1) (о, » (1,о) ехо

f «хх+хо

Ф 1 о

f«х х +х !

f х,, Ео хохо+ хх с

% хо

«x+x

6 о (0,0) (1,0) (0,0) Е, х, (0,0) (О,1) (1,О) t «Х X6+ ХО

ЕР хо

Е «х + хх

Ебх х +х+ х+ 1 о 1 х (0,0) (0,0) (1,0) (0,0) (1,О) (1,0) (1,0) (О,1) (1,О) fà«x,x + х,+ о хо+ 1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств переработки информации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей многофункционального модуля эа счет реализации логических функций от произвольного числа rl переменных. о

Для достижения поставленной цели принципиальное значение имеет идея взвешивания булевых переменных, как это делается, например, при рассмотрении пороговых функций, когда в качестве весов используются вещественные числа, В предлагаемом же методе в качестве весов используются двоич<О,О) (О,1) (1,О> fq,х, 2

Рассмотрим в качестве примера булевые функции F(x, х ) и о 1 (о ! 2 > где о (уа ° уа двухмерные векторы, w ХЕ (i=1,2), операция покомпонентного умножения век тора 1)„на скаляр Х1, + — символ операции покомпонентного сложения векторов по модулю два. При любом форси1(> рованном F и меняющихся значениях наборов w, w, w> из функции

F(w0+ w,õ,+ и х ) может быть получено некоторое множество булевых функций двух переменных. Так, напри1 мер, если Р(х,х )=х,лх,где символом с) обозначена операция коньюнкР(wp+ Ъ71Х1+ ЪТ Х ) =К (Х< ох ) При и„=(0,0), w„=(1,.1), ъе =(0,0) (табл.1) .

1180877/

Прохрлзрхнр тгбх. !

Г(р+ г!х,р «гхг

F(v«vx+vx) р r г

° г) Г(х,,х ) V(р

f K ex+I

° 4 г

Е-,р! ю г

f «x+x+ 1 р ° г х+ р г

f xi 1

f, «! (0,0) (0,0) . (О ° О) Е 0

« х+ х+хх

f ««0

Е «х, Е «х

Ею хр

Ерх (0,1) (0,0) (0,0) Е, !

Ег (0,1) (1,0) (0,1) fÄ«x,хг+ х + х+х+ ххх (0>1) (О,I) (0,0) Е, «х,+ 1 (О 1) (О,!) (,О) Е, «х,х + x1+ 1 (0,0) (0,0) (0,0) F -О (0,0) (0,1) (0,0) Е х

«х р (0,0) (0,0) (0,1) (0,0) (0,1) (0,1) (О, !) (1,0) (1 ° 1) Е «х,xa+ 1

Е% хг

Ер«х<р х. (О, 1) (0,0) (0,0) Е

Пусть, например F(x,, х )=х, х х, =

=х, х . Найдем булевые функции двух переменных, которые могут быть получены иэ функции Р(м + ы1х,+ v х ) при меняющихся значениях двоичных

ДвУхмеРных ВектоРОВ 140=(y y )

w,=(u1, u ), w =(v, v )(табл. 2).

Таблица 2

Для данного фиксированного F определение векторов v, v,, wf, при которых реализуется конкретная булева функция f;, сводится к решению системы нелинейных уравнений шести переменных у у 1л uz . 17

v g

35

F(w+wx+wx ) х х Р(хх) х лх хх

0 0

0 1

У» У )(yã г) (у„+ u,)(y+ u ) (у„+ u+ v,)(у,+ u+ v ) 0

1 0

1 1

Рассмотрим следующую систему

vga !!лений лад !!ог1ем GF (2) У Ур =

41+ > ) (У + vg ) = «

f «х,х + x>(0,1) (О, !) (0,1) (О,1) (0,0) (О, !) (О ° 1) (О,!)(0,0) (0,1) (0,0) (0,0) (О,О) (0,0) (0,0) (0,0) (0,1) (0,0) (0,0) (0,0) (О ° 1) (0,0) (О, 1) (О, 1) (О ° 1) (0, 1) (0, 1) (О, 1) (0,0) (0,1) (О, 1) (0, 1) (0,0) Ер- + хг

f «õ+õ+ р г, Е х+1

1Вх хр

«х > х 0,1) (О,!) (О,!) (0,1) (0,0) (О, 1) (0,1) (0,1) (0,0) (О, 1) (0,0) (0,0) (0,0) (О, I) (0,0) (0 ° 0) (0,0) (О, I )

)О,О) (0,1) (0,1) (0,0) (О, ) (1,0) (0,1) (О,!) (О,!) (0,1) (0,0) (0,1) Е «х, Е! хг

Е -x,+ хг

Е «х,+х рх,xx

f "х+х+ I р ° г

f x+ 1

«2

«80877

10 ф и/и

20

30 (yi + u1) (y + u ) =

У1 "4 v» (y2+ + v2 ) 3 У (1) где М, 6 10, 1 (» =0,3) .

В табл. 3 приведены наборы значений М;, при которых система урав нений (1) не имеет рещений (при других наборах значений М, система уравнений (1) совместна).

Таблица 3

Это означает, что при данном фик- 25

СНрОВВННОМ F(Х4 Х2)»Х4 Л X2 He Cy ществуют наборы значений »» при которых из F(w + w„x + w х ) получаются функции f>, Е1„, Ц, й, .

HTaK, IIpH F (x1 х ) x1 A x2 Н3

F(wo+ w, х,+ w x ) при меняющихся значениях двоичных двумерных векторой wo=-(y1, ч ), w =(u„, u>), w = (ч,, ч ) могут быть получены функции

2» .3» 4»,5» 6» Ь» э» ю» З5 . 2 4

Аналогичные процедуры выполняются в случае, когда рассматриваются функции не двух, à и + 2 переменных.

Цля получения некоторого множества булевых функций И переменных при фиксированном F и найденном наборе значений BeKTopoB w (i=-0,1, °,n)

1 требуется осуществить покомпонентное умножение значений переменных

Х 1, Х,...,ХП СООтвЕтстВЕнио г на вектоРа 4 „, w,...,w„, Реализовать покомпонентное сложение по модулю два w с полученными произведениями и о выполнить операцию F над компонен50 тами полученного двухмерного вектора. Предложенный подход к генерации некоторого множества булевых функций предполагает использование некоторого ограниченного множества однотипных операций. С ростом ь увеличивается число таких операций. При этом собственно алгоритм генерации остается неизменным.

На чертеже представлена структурная схема модуля.

Модуль содержит блоки 1 элементов

И, сумматоры 2 по модулю два, логический блок 3, реализующий порождаю щую функцию, элементы И 4, информационные входы 5-7, являющиеся входами логических блоков 1 с номерами

1,...,,..., n соответственно, настроенные входы 8-19, выход 20.

Многофункциональный модуль работает следующим образом..

Сигналы, представляющие входные переменные, подаются на соответствующие входы 5-7 модуля ° На группы входов 8-19 подаются сигналы, представляющие векторы 4 4, w2,... 47О

w . В результате на группах выхоо дов получаются сигналы, представляющие результат покомпонентного умножения значений переменных х,, х х „ на 47,, ч,..., wg соответственно. Сигналы, представляющие результат покомпонентного сложения по модулю два значения w с произведениями, полученными на выходах блоков 1, с выходов сумматоров по модулю два подаются на входы блока 3, сигнал на выходе которого представляет значения 4функций, реализуемых модулем.

Применяя различные логические блоки 3 (т.е. используя различные типы порождающих функций F), можно не из,меняя структуры модуля реализовать на его основе различные классы функций.

Логический блок 3 технически реализуется, например, в базисе логических элементов И, ИЛИ, НЕ. Выбор логической функции, реализуемой этим блоком, определяется выбором соответствующего алгоритма порождения множества функций.

1180877

BHHHHH Заказ 5926/47 Тираж 709 Подписное

Филиал ППП "Патент" ° r.ужгород, ул.Проектная, 4