Универсальный логический модуль

Универсальный логический модуль

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в качестве универсального логического элемента при синтезе нерег лярных структур дискретных устройств. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит три группы входов модуля, два пороговых элемента, элемент НЕ, элемент ШШ и выход модуля. Оно предназначено для реализации К „-типов булевых функций, причем типовые булевые функции относительно группы К преобразований однозначно определяются рангом и индексом.I ил. (Л с: ю 4ib ГС CD СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ио4 С 06 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13, ВМЯЛaa " Ый м

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855255/24-24 (22) 19.12 ° 84 (46) 07,07.86.Бюл. № 25 (71) Харьковский ордена Ленина авиа- . ционный институт им. Н.Е.Жуковского (72) В.А.Дергачев, М.Н.Артеменко, В.А.Балалаев и А.А.)11алило (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 430376, кл. С 06 F 7/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 813410, кл. G 06 F 7/00, 1978.

„„SU„„1242931 А 1 (54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ИОДУЛБ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в качестве универсального логического элемента при синтезе нерегулярных структур дискретных Устройств. Цель изобретения — упрощение устройства. Устройство содержит три группы входов модуля, два пороговых элемента, элемент HE элемент ИЛИ и выход модуля.

Оно предназначено для реализации

К„-типов булевых функций, причем типовые булевые функции относительно группы К преобразований однозначно н определяются рангом и индексом.1 ил.

1242931

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в качестве универсального логического элемента при-синтезе нерегулярных структур дискретных устройств.

Цель изобретения — упрощение модуля.

На чертеже приведена схема универсального логического модуля.

Модуль имеет входы 1-3, пороговые элементы 4 и 5, элемент НЕ 6, элемент ИЛИ 7 и выход 8.

Пороговые элементы 4 и 5 являются стандартными элементами вычислительной техники и могут быть выполнены по любой известной схеме.

Нумерация входов пороговых элементов ведется последовательно сверху вниз, т.е. вес первого (сверху на чертеже) входа порогового элемента

2, второго - 2" и т.д,...„ n-го

2, (и+1)-ro 2, (и+2)-го 2 и т.д.. . 2n-ro 2" . Возле,каждого входа порогового элемента указан его вес.

Входы 1-3 модуля имеют по п разрядов, причем значение g-ro разряда, имеющего вес 2 ", поступает по со ответствующему входу на вход порогового элемента с весом 2,(i l,n), т.е. с тем же весом.

Рассмотрим работу универсального логического модуля.

При описании работы использованы следующие обозначения: ч; — вес

i-ro входа порогового элемента, Т вЂ” порог, у; — значение сигнала на i-м разряде входов 1 модуля, у е Ор 1 р 1 = 1р п1 = ЕЦ „.2 — десятичный экнина. 1 -1

1=1 лент двоичного числа, поступающего на входы 1модуля; х1 — значение сигнала на i-м разряде входов 2 модуля, х;е 0,1, i = 1,n и

»-1

K=X. <; 2 — десятичный экнива» 1

I лент двоичного числа, поступающего на входы 2 модуля; Z — значение сигнала на i-м разряде входов 3 модуля, Z, О1, i= I,n; = е ; 2 - - десятичный эквивалент (=» - слис ч 1 » Л у (0, и противном случае.

Для пороговых элементов 4 и 5 с учетом весов их входов можно записать и

1»при г Z 2 +Х х< 2 7 2

1 =1 1=1

О, н противном случае; (1) двоичного числа, поступающего на входы 3 модуля„

F4 — значение сигнала на выходе порогового элемента 4, F — значение сигнала на выходе порогового элемента 5, 1 — значение сигнала !

О на выходе элемента HF 6, F — значение сигнала на выходе элемента

KIN 7„ равное значению сигнала на выходе 8 модуля.

Предлагаемый унинерсальный логический модуль предназначен для реализации K типов булевых функций.

Типовые булевые функции относительно группы К„ преобразований однозначно определяются двумя параметрами: рангом и индексом. Рангом булевой функции называется количество конституент единицы в ее совершенной дизъюнктивной нормальной форме (СДНФ). Индексом называется число

25 пар противоположных конституент единицы и ее СДНФ. Дне булевых функции относятся к одному типу, если их ранги и индексы совпадают.

Для реализации типа булевой функции с рангом R и индексом I на входы 1 модуля подается двоичный и-разрядный код числа R — I — 1, на входы 2 модуля подаются переменные х, х „..„,х„ (на i-й разряд входов 2 модуля пода. ется переменная х;, 1,п), на входы 3 модуля подается двоичный и-разрядный код числа

2 — 1 — I и

Докажем, что при этом на выходе 8 модуля реализуется типовая бу- левая функция с рангом R и индексом I.

В общем случае сигнал на выходе

m нходоного порогового элемента с ве-

45 Сами «ходон v v,..., у и порогом

Т определяется следующим образом:

124293!

5

f5 (5) (8) (9) 7 р Х с 5;

2) Х>,0.

25

2 — 1 — Z rX),0. (7) 30

И i-i ii

1, при, К;2+2 х; ° 2 >2 — 1

1е1. 1 =1

О, в противном случае. (2) С учетом введенных обозначений запишем неравенства (1) и (2), при которых сигналы на выходах пороговых элементов 4 и 5 принимают значение

"I соответственно (3) и (4)

У+Х>2 -1; (3)

Z+ Х)2 — I. (4)

Поскольку сигнал на выходе элемента НЕ 6 F = Г, то функция F принимает значение "I", если

Z+Х(2 -1 что следует из (4) .

Из определения Х следует, что мак симальное значение Х = 2 — 1, а мни нимальное значение Х = 0 ° С учетом сказанного выше, можно записать область значений Х, при которых сигнал на выходе 8 модуля принимает значение "1":

2" — I ) X),2" — 1 — Y, (6) Из (6) следует, что решений, удовлетворяющих этому неравенству, Y+I и указанные решения лежат в интервале } 2" — 1 — Т,..., 2" — i}. Для не— равенства (7) существует 2"- 1 — 2 решений, лежащих в интервале О,..., 2" - I -ZI, Подавая на входы 1 модуля двоичный код, соответствующий Y = R-I-I, на выходе порогового элемента 4 сигнал принимает значение "!" на К-I наборах. Аналогично, подавая на входы 3 модуля двоичный код, соответствующий Z = 2" — I — I на выходе элемента НЕ 6 сигнал принимает значение "1" на Т наборах. Поскольку наН боры с номерами i и 2 -1-i и

= 0,2 — 1 противоположны, то на вы-. ходе элемента ИЛИ 7 и, соответственно, на выходе 8 модуля реализуется булева функция, принимающая значение "1" на R наборах, из которых I противоположны. Таким образом, пред лагаемое устройство решает поставленную задачу.

Поясним работу устройства на кон. кретном примере.

Пусть количество переменных п3, требуется настроить модуль на реализацию булевой функции с рангом

R = 5 и индексом I =. 2.

Подаем на входы 1 модуля двоичньш код числа Y = R — I — - 1

= 5-2-1 = 2 (двоичный код 010). На входы 2 модуля подаем соответственно переменные Х,, Х, Х„. На входы

3 модуля подаем двоичный код числа

Z = 2" — 1 — I = 2 -1-2 = 5 (двоичз ный код 101). Подставляя полученные значения Y u Z в неравенства (6) и (7), получаем

Решением неравенства (81 является множество значений Х = (5,6,7 9 а решения неравенства (9)-1» }0,1} .

Таким образом, на выходе элемента

ИЛИ 7 реализуется булева функция, принимающая значение "1" на наборах

0,1,5,6,7, т.е. имеющая ранг 5 и индекс 2 (так как наборы О и 7,1 и 6 противоположны).

Формула иэ обретения

Универсальный логический модуль, содержащий элемент ИЛИ, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью упрощения, он содержит два пороговых элемента с весами соответствени порогом 2 — 1 и элемент НЕ, npuh чем -й разряд первой группы входов модуля соединен с а-м входом первого порогового элемента, д-й разряд второй группы входов модуля соединен с (n+l)-м входом первого порогового элемента и -м входом второго порогового элемента, i-й разряд третьей группы входов модуля соединен с (n+1)-м входом второго порогового элемента, выход первого порогового элемента соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента

НЕ, вход которого соединен с выходом второго порогового элемента, выход элемента И}1И является выходом модуля.

1242931

Составитель О.Березикова

Техред Н.Бонкало

Редактор E.Ïàïï

Корректор А. Зимокосов

Заказ 3705/47

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного .комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,, г.ужгород, ул.Проектная, 4