Логическое устройство

Логическое устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалмстимескнн

Республик

ОПИСАНИЕ

И3ОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЛЬСТВУ (i ii 657432

l ! (51) М. Кл

{61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22) Заявлено 21. 06.76 (2l) 2373756/18 21 с присоединением заявки №

G 06 F 7/ОО

Гасударственный «юм«тет

СССР на делам изобретений н аткрытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.79.Бюллетень М 14

Бата опубликования описания 18.p4.79 (53) УЙК 681.325, .65 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. B. Лысенко, В. А. Попов, И. Т. Скибенко и В. А. Иергачев (71) Заявитель

Харьковский авиационный институт (54) ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и преднаэначе- < но для использования в качестве логического элемента при синтезе нерегулярных структур дискретных устройств, а также при построении универсальных логических модулей.

Известно логическое устройство, содержашее входные и выходные шины, элементы И, ИЛИ, реализуюшие все булевы функции от трех переменных (11.

1О

Недостатком такого устройства являют- . ся малые функциональные возможности.

При синтезе нерегулярных цифровых структур (микропрограммные устройства, местные и центральные устройства управления) 15 на основе известных управляемых модулей требуется большое число этих модулей, сложные межмодульные соединения, которые являются дополнительным источником отказов.

В основе построения известных управляемых логических устройств лежит известный метод использования типовых булевых функций относительно группы Г преобразований (перестановки и инверсии входных переменных). При этом однотипность функций относительно заданной группы преобразований влечет физическое сходство схем, реалиэуюших эти функции.

Рассмотрение группы Т„ преобразований показывает, что метод использования типовых функций теряет свою эффективность уже при n >3, ввиду резкого увеличения числа типовых булевых функций. Поэтому более целесообразно пользоваться более крупными" типами., Одной из таких групп преобразований является группа Кп преобразований (перестановки, инверсии, подача на соответствуюшие входы самодвойственных функций).

Известно также, что типовые булевы функции относительно группы К„ преобразований однозначно определяются двумя параметрами - рангом и индексом. Рангом булевой функции называется количество конституент единицы в ее СДНФ. Индексом называется число пар противоположных конституен в ее СИЗИФ. Ilee булевых функции относятся к одному К„ типу, ес.ли их ранги и индексы совпадают.

На основании изложенного можно сделать вывод, что наиболее аффективным 5 является метод построения универсальных логических модулей, основанный на разбиении булевых функций на К типы.

Универсальны и логический модуль, построенный с помошью этого метода, состоит 36 из двух частей: устройства, реализуюшего все К типы булевых функций, и модуля, реализуюшего самодвойственные функции.

Известно логическое устройство, содержашее один элемент ИЛИ и четыре Б элемента И, причем выходы всех алементов И соединены со входами алемента

ИЛИ, реализуишее при соответствуюших настройках все типы булевых функций от трех переменных относительно самодвой- 20 ственных преобразований (2).

Недостатком известного логического устройства является то, что оно реализует типовые булевы функции относительно самодвойственных преобразований от трех переменных, в то время как на практике применяются логические функции от четырех и более переменных; кроме того оно реализует только некоторые К и типы от четырех переменных и, следовательно, имеет меньшие функциональные возможности, не может быть использова но для реализации всех булевых функций четырех переменных.

С целью расширения функциональных возможностей в логическое устройство, содержашее входные и выходные шины, один элемент ИЛИ и четыре элемента И, причем выходы всех элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, введены шесть элементов И, причем первая входная шина соединена с первыми прямыми входами с первого по шестой элементов

И и с первыми инверсными входами с седьмого по десятый элементов И, вторая входная шина соединена со вторыми прямыми входами второго, третьего, пятого, шестого, девятого, десятого элементов

И и со вторыми инверсными входами первого, четвертого, седьмого, восьмого алементов И, третья входная шина соединена с третьими прямыми входами первого, пятого, шестого, девятого, десятого. элементов И и с третьими инверсными входами второго, четвертого, седьмого, вось5S мого алементов И, четвертая входная шина соединена с третьим прямым входом третьего, с четвертыми прямыми входами первого, второго, девятого алементов И и с четвертыми инверсными входами чет-4 вертого, пятого, шестого, седьмого, десятого алементов И, пятая входная шина соединена с четвертым прямым входом третьего, с пятыми прямыми входами чет вертого, шестого, десятого элементов

И и с четвертым инверсным входом восьмого, с пятыми инверсными входами пятого и девятого элементов И, шестая входная шина соединена с пятым прямым входом третьего, с шестыми прямыми входами пятого и десятого алементов И, с пятым инверсным входом восьмого элемента И и с ш стым инверсиым входом шестого алемента И, прямой выход алемента

ИЛИ соединен с первоЧ выходной шиной, а инверсный выход - со второй выходной шиной.

Схема логического устройства прив дена на чертеже.

Логическое устройство состоит из входных шин 1-6, выходных шин 7, 8, алементов И 9-18, элемента ИЛИ 19.

Устройство работает следуюшим образом.

Если входным шинам с 1 по 6 логического устройства поставить в соответствие переменны Ъ „, У, э, 4, (5, У, то на выходной шине 7 реализуется логическая функция Ф,,, „,,,,) =, v,7;>, Работа логического устройства иллюстрируется таблицей, в которой в первой рафе приведен порядковый номер реализуемого типа булевой функции относительно самодвойственных преобразований, во второй графе {состояшей иэ шести колонок) - настройка входных шин логического устройства, в третьей графе (состояшей из двух колонок) указаны ранг и индекс реализуемых функций соответственно на прямом F и инверсном выходец логического устройства. Например, для реализации типовой булевой функции с рангом 5 и индексом "2" необходимо на входные шины 1 и 5 подать фиксированный сигнал О, а на входные шины

2-6 - соответственно сигналы Х,Х, Х, Х .

В таблице приведены значения входных сигналов для реализации всех типовых функций относительно самодвойствэнных

657482 преобразований. Любая булева ф ункция может быть получена иэ соответствуюшей типовой с помошью перестановки, инверсии входных переменных, подачи на соответствуюшие входы самодвойственной булавой функции, Х Х

0 Х

0 Х

0 1

Х2 XЗ

Х, Х, Х1 Х2

Х 0

Х, Х2

Х 0

Х Х

Х Х

Х 0

2 3

Х . 1

Х4 2

Э

Х3

Хэ

Х з

Х, Х, X Х

1 Х, 0 Х, 0 0

0

Х

3

Х

XS

Х

2

Формула иэобретения

Логическое устройство; содержашее входные и выходные шины, один элемент

ИЛИ и четыре элемента И, причем выходы всех элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, о т л и ч а ю ш е10 0

31 0

12 Х Х

13 Х 1

14 0 Х

15 0 Х

16 X X

17 Х 1

18 X Х

19 Х 0

20 1 Х, 21 Х1 Х1

22 Х Х

23 0 Х

24 Х 0

Х2

Х

Х

Х1

Х

XI

Х

Х1

Х2

Х

Х1

Х

Х

Х, 3

Х, Х, Х

XK х2

Х

Х

Ъ

Х3

Х

Xi

Применение устройства дает воэможность сократить номенклатуру интегральных логических схем и строить логические модули для реализации булевых функций четырех н менее переменных.

Х 4

Х 4

Х 5

Х 5

Х 5

Х 6

Х 6

6

Х 7

Х 7

Х 7

X 9

Х

Х 8

Х 8

Х 8

Х, 8 е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей,- в него введены шесть элементов И, причем первая входная шина соединена с первыми прямыми входами с первого по шестой элементов И и с первыми инверсными вхо

657432 дами с седьмого по десятый элементов

И, вторая входная шина соединена со вторыми прямыми входами второго, третьего, пятого, шестого, девятого, десятого элементов И и со вторыми инверсными 5 входами первого, четвертого, седьмого восьмого элементов И, третья входная шина соединена с третьими прямыми входами первого, пятого шестого, девятого, десятого элементов И и с третьими ин- И версными входами второго, четвертого, седьмого, восьмого элементов И, чет вертая входная шина соединена с третьим прямым входом третьего, с четвертыми прямыми входами первого, второго, девя- >$ того элементов И и с четвертыми инверсными входами четвертого, пятого, шестого, седьмого, десятого элементов И, пятая входная шина соединена с четвертым прямым входом третьего, с пятыми прямыми входами четвертого, шестого, десятого элементов И и с четвертым инверсным входом восьмого, с пятыми инверсными входами пятого и девятого элементов И, шестая входная шина соединена с пятым прямым входом третьего, с шестыми прямыми входами пятого и десятого элементов И, с пятым инверс1 ным входом восьмого элемента И и с шестым инверсным входом шестого элемента И, прямой выход элемента ИЛИ соединен с первой выходной шиной и инверсный выход - со второй выходной шиной.

Источники информации, принятые во. внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

hb 333650, кл. G 06 F 7/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

% 430376, кл. G 06 Р 7/00, 1972. ЦНИИПИ Заказ 1797/48

Тираж 77Я Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4