Устройство для вычисления булевых функций

Устройство для вычисления булевых функций

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится, к автоматике и вычислительной технике, в частности к программному управлению технологическим оборудованием, и может быть использовано в программируемых с истемах управления технологическими объектами, алгоритм управления которых описывается с помощью булевых функций, в частности в программируемых контроллерах и управляющих г СП

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 С 06 F 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 4054986/24-24 (22) 11.04 ° 86 (46) 23.08.87. Бюл. и 31 (71) Харьковское научно-производственное объединение по системам автоматизированного управления (72) Г.К.Алдабаев, Ю.И.Геращенко, В.Н.Николенко и А.А.Ручинский (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР 11 813413, кл. С 06 Р 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1049898, кл. G 06 F 7/00, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕBblX ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится. к автоматике и вычислительной технике, в частности к программному управлению технологическим оборудованием, и может быть использовано в программируемых системах управления технологическими объектами, алгоритм управления которых описывается с помощью булевых функций, в частности в программируемых контроллерах и управляющих

13323 вычислительных машинах. Цель иэобре" тения — расширение функциональных возможностей эа счет реализации функции присвоения единицы или нуля с фиксацией. Устройство содержит вход

1 задания кода операции, информационный вход 2, синхровход 3, информационный выход 4, функциональный логический преобразователь 5, триггеры 6 и 7 и узел 8 счета. Узел 8 счета содержит реверсивный счетчик 9 и элементы И 10 и 11. Функциональный логический преобразователь 5 содер!

О жит вход 12 задания кода операции, входы 13 и 14 промежуточных результатов, информационный вход 15 и вход 16 выборки,. выходы 17 и 18 промежуточных результатов, выход 19

"Скобка закрывающая", выход 20 "Скоб" ка открывающая, информационный выход 21. Устройство позволяет реализовать функцию присвоения единицы или нуля с последующей фиксацией.

При этом экономится по .одной команде на каждое присваиваемое функции значение. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике, в частности к программному управлению тех нологическим оборудованием, и может быть использовано в программируемых системах управления технологическими объектами, алгоритм управления . которых описывается с помощью булевых функций, в частности в программируемых контроллерах и управляющих вычислительных машинах.

° Цель изобретения — расширение функциональных возможностей эа счет реализации функции присвоения логической единицы и нуля с фиксацией.

Ф

На чертеже представлена функциональная схема устройства, Устройство содержит вход 1 задания кода операции устройства, информационный вход 2 устройства, синхровход 3 .устройства, информационный выход 4 устройства, функциональный логический преобразователь 5, триггеры 6 и 7, узел 8 счета, содержащий реверсивный счетчик 9 и элементы

И 10 и ll, Функциональный логический преобразователь 5 содержит вход 12 задания кода операции, первый 13 и второй 14 входы промежуточных результатов, информационный вход 15 и вход

16 выборки, первый 17 и второй 18 выходы промежуточных результатов, выход 19 "Закрывающая скобка", выход

20 "Открывающая скобка", информационный выход 21, На вход 1 задания кода операции устройства поступают двоичные сигна2 лы, образующие коды операций, укаэанные в табл,1, На вход 2 устройства подаются

5 входные переменные вычисляемой булевой функции, представленные двоичными сигналами.

Функциональный логический преобразователь 5 может быть выполнен на блоке памяти и предназначен для преобразования двоичных кодов: операций, поступающих на вход 12, промежуточных результатов вычислений, поступающих на входы 13 и 14, информацион15.

:ных и выборки, поступающих соответственно на входы !5 и 16, в соответствующие выходные коды, приведенные в табл.2.

В табл.2 младший разряд шестнадцатеричного кода определяет двоичные сигналы на выходах 20 — 17, а старший разряд — двоичный сигнал на вы" ходе 2! преобразователя 5.

На выход 17 блока 5 поступает сигнал текущего результата вычисления функции, на выход 18 — сигнал признака ускорения вычисления функции.

Триггер 6 предназначен для хране- ния текущего результата вычисления функции, триггер 7 — для фиксации ускорения вычисления функции, Узел 8 счета предназначен для счета числа открывающих и закрывающих скобок.

Работу устройства рассмотрим на примере вычисления функции, заданной уравнением

1о 1 2 Э

3 13323

Х (Х +Хз+Х ) (Х +Х + (Ху+Х ))Хэ +

В начале вычисления триггеры 6

5 и 7 устанавливаются в нулевое состояние, Нули с триггеров 6 и 7 поступают соответственно на входы 13 и 14 преобразователя 5 и с триггера 7 нуль поступает на вход C счетчика 9.

При этом в счетчик 9 заносится уставка 1000, заданная по его входам

8, 4, 2, !. В результате на выходах

8, 4, 2, 1 счетчика 9 появляется код

1000 и единица, с его выхода 8 посту- 15 пает на вход 16 выборки преобразователя 5.

Затем с информационного входа 2 устройства на вход 15 преобразователя 5 поступает значение первого аргу- 20 мента Х „.

Если Х = О, то на входах 16 — 13 преобразователя 5 читаются сигналы, образующие код 1000, при котором с учетом операции Конъюнкция", задан- 25 ной кодом 0000 на его входе 12, преобразователь 5 на выходах 21 — 17 выставляет код 02 (табл.2, строка 5, столбец 1), чему соответствуют единица на выходе 18 и нули на осталь- 30 ных его выходах.

По синхроимпульсу с входа 3 устройства единица с выхода 18 преобразователя 5 поступает на вход D-триггера 7 и устанавливает его в единичное состояние, после чего единица с тригггра 7 поступает на вход 14 преобразователя 5 и вход С счетчика 9, С появлением открывающей скобки, заданной кодом 0101 на входе 12 пре- 4р образователя 5, и при имеющихся сигналах на его входах 16 — 13, образующих код 1010, преобразователь 5 на выходах 21 — 17 выставляет код ОА (табл.2, строка 7, столбец 6), чему 45 соответствуют единицы на выходах

20 и 18 и нули на остальных его выходах, При этом с очередным синхроимпульсом единица с выхода 20 преобразователя 5 через элемент И 1.1 поступает на вход "Вычитание" счетчика 9 и нарушает его компенсацию, В результате на выходах счетчика 9 появляется код 0111, С этого момента до появления пер- вой закрывающей скобки счетчик 9 остается нескомпенсированным и независимо от.значения последующих аргу10

4 ментов Х, Х „Х и логических связок между ними на выходах преобразователя 5 будет код 02.

С появлением закрывающей скобки, заданной кодом 0110 на входе 12 преобразователя 5, и при имеющихся сиг- налах на его входах 16 — 13, образующих код 00!0, преобразователь 5 на выходах 21 — 17 выставляет код

06 (табл.2, строка 1, столбец 7), чему соответствуют единицы на выходах

19 и 18 и нули на остальных его выходах.

С последующим синхроимпульсом единица с выхода 19 преобразователя. 5 через элемент И 10 поступает на вход

"Сложение" счетчика 9 и восстанавливает его компенсацию. В результате на выходах счетчика 9 снова появляется код 1000.

При поступлении второй открываю-! цей скобки устройство работает аналогично тому, как и при поступлении первой открывающей скобки.

Поскольку триггер 6 при этом на ходится в единичном состоянии, то по ходу вычисления при поступлении очередного аргумента (неэависимо от его значения) или вида операции на выходе преобразователя 5 появляются соответственно коды, приведенные в табл.3.

При Х = 1 на входах 16 — 13 пре<о образователя 5 образуется код 1100, а на его выходах 21 — 17 — код 11 (табл.2, строка 9, столбец 1), чему соответствуют единицы на выходах

21 17 и нули на остальных. В этом случае на выходе 4 устройства появляется единица, а триггеры 7 и 6 устанавливаются соответственно в нулевое и единичное состояния.

При вычисленном значении функции, равном 1, по сигналам "=Я" (присвоение единицы с фиксацией) и =R (присвоение нуля с фиксацией) выходу

4 устройства присваиваются 1 и О соответственно (табл.2, строки 6,8, 10 и 12, столбцы 4 и 5) .

При вычисленном значении функции, равном О, по сигналам "=S" и "=R выходу 4 устройства присваивается значение информации на входе 2 устройства (табл,2, строки 5, 7, 9 и 11, столбцы 4 и 5) .

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет реализовать функ5 1332 цию присвоения единицы или нуля с последующей фиксацией.

При этом экономится по одной команде на каждое присваиваемое функции значение.

Устройство для вычисления булевых, 10 ,функций, содержащее первый и второй триггеры и узел счета, причем узел счета содержит два элемента И и счетчик, причем выход первого элемента И соединен с входом вычитания счетчи15 ка, первый вход второго элемента И соединен с первым информационным вхоцом узла счета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет реализации функции присвоения логической единицы и нуля с фиксацией, оно содержит функциональный логический преобразователь, выполненный на блоке памяти, причем вход зада ния кода операции устройства соединен с входом кода операции функционального логического преобразователя, первый и второй входы промежуточных результатов которого соединены с выходами первого и второго триггеров, синхровходы которых соединены с синхровходом узла счета и синхТаблица 1

Код операции Вид операции

° — кОнъюнкция

0000

",/" -конъюнкция с инверсией

0001

0010 — — присвоение — присвоение "1" с фиксацией

0011 присвоение "0 с фиксацией

ttR»

0100

0101 открывающая скобка

0110 закрывающая скобка

0111 дизъюнкция

Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я

6 ровходом устройства, информационный вход которого. соединен с входом значения переменной функционального логического преобразователя, вход выборки которого .соединен с выходом узла счета, второй информационный вход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и синхровходом узла счета, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами признака Закрывающаяся скобка" и "Открывающая скобка" функционального логического преобразователя, первый и второй выходы промежуточных результатов которого соединены с информационными входами первого и второго триггеров, выход которого соединен с синхровходом счетчика, вход сложения которого соединен с выходом второго элемента И, информационный вход четвертого разряда счетчика соединен с шиной логической единицы устройства, информационные входы первого, второго и третьего разрядов счетчика соедИнены с шиной логического нуля устройства, выход счетчика соединен с выходом узла счета, информационный выход функционального логического преобразователя является выходом устройства.

1332310

Таблица 2

Строка Коды на входах

16-13

Мнемоника и коды операций на входе 12

0110 Ol! 1

0000 0001

0010 0011 0100 0101

Коды результатов операций на выходах 21 — 17

1 I ) (1 t 3

1 2 3 4 5 6 7 8

06 02

Х ОА

Х

Х IB 17 13

06 02

Х .ОА

Х 1В

00

13

11 02

11 02

02 02

13 13

00

14 !3

Таблица 3

Продолжение табл.3

45

02 В

06

50

02

Х6

02

ОА

55

Х1

BHHHI1H .Заказ 3833/44 Тираж 672 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

l. 0010

2 0011

3 0110

4 0111

5 1000

6 1001

7 1010

8 1011

9 1100

10 1101

II 1110

12 1111

02 02

l3 l3

02 02

13 13

02 11

02 11

02 02

00 00 00

ll 01 ll

00 00 ОА

lI 0l . IB

10 10 00

11 01 11

10 10 ОА

)1 01 1В

17 13

00 00

11 !3

00 00

l l )3

00 00

11 13

00 00