Устройство для вычисления симметрических булевых функций

(51)5 6 06 Г 7/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВУ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1 Е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР )ч 1 1256012, кл. 6 06 Г 7/ОО, 1985.Авторское свидетельство СССР )ч 1 1478208, кл, 6 06 Г 7/00, 1981., (,54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано при построении матричных арифметических устройств. Цель изобретения - упрощение устройства при реализации фундаментальных симметричеИзобретение относитсяной технике и микроэлектробыть использовано при постртических матричных устройств.Известен .,ногофункциональный логический модуль, содержащий три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и два элемента И. Модуль реализует все булевы функции двух переменных и имеет четыре выхода, на которых формируются одновременно значения четырех функций,Недостатком модуля являются низкие функциональные возможности, так как он не реализует булевы функции трех и более переменных.Наиболее близким к изобретению является устройство для вычисления симметрических булевых функций (с,б.ф.) от четырех переменных, содержащее четыре элемента НЕ и двадцать один элемент И - НЕ. ских бу достига ления булевы перем пг+1) товИ;к мента И элемен Сложно ческих Устрой На вхо переме ке),ан ментал функци левых функций, Поставленная цель ется тем, что устройство для вычисфундаментальных симметрических х функций содержит и (и - количество енных реализуемых функций и элементов НЕ, игруппу элеменаждая из которых содержит два эле, г+1 линеек элементов И, г лйнеек тов ИЛИ, и входов и и+1 выходов. сть устройства по числу входов логи- элементов составляет. Я=Зп +2 п.2 ство работает следующим образом, ды устройства поступают двоичные нные х 1,хп (в произвольном поряд- а его выходах реализуются фундаьные симметрических булевь и Гп Гп. 1 ил. Недостатком известного устройстваявляется высокая конструктивная. сложность, а также один выход, на котором формируются значения реализуемых с,б,фчто в ряде случаев ограничивает область применения устройства,Цель изобретения - упрощение устройства для вычисления симметрических булевых функций.Устройство для вычисления симметрических булевых функций содержит п (и - количество переменных реализуемых функций и и=2 г+1, где г=1,2,3,.) элементов НЕ, игруппу элементов И, 1-я (1=1,2.п - 1) из которых содержит два элемента И, г+1 линейку элементов И и г линеек элементов ИЛИ, Вход ч-го (ч=1,2 п) элемента НЕ соединен с ч-ым входом устройства, )-я 0=1,2,г) линейка элементов И содержит 4)-2 элементов И,(г+1)-я линейка элементовИ содержит и - 1 элементов И, 1-я линейкаэлементов ИЛИ содержит 4) элементовИЛИ. Выход (2)-1)-й группы и первым входом 21-го (т=-1,22) - 1) элемента И )-й линейки элементов И, вход (21 - 1)-го элемента 5НЕ соединен с первым входом второго элемента И (2) - 1)-й группы и первым входом(21-1)-го элемента И 1-й линейки элементовИ, Выход 2)-го элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И 2)-й группы 10и первым входом (2 э)-го (э=1,2,к,2 элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ,вход 2)-го элемента НЕ соединен с первымвходом второго элемента И 2)-й группы ипервым входом 2 э-го элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ, Выход и-го элементаНЕ соединен с вторым входом первого элемента И первой группы и вторым входомпервого элемента И первой линейки элементов И, а вход и-го элемента НЕ соединен 20с вторым входом второго элемента И первойгруппы и вторым входом второго элементаи первой линейки элементов И, Выход 1-го(К=1,2) элемента И (21-1-)-й группы соединенсо вторым входом 1-го "элемента И 21-й группы и вторым входом (4 фс)-1+2)-го элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ. ВыходМ-го элемента И 21-й (1=1,2,;г - 1) группы соединен со вторым входом 1-го элемента.И .(а=1,2,21) элемента ИЛИ 1-й линейки элементов ИЛИ соединен с (к+1)-ым входом(2 чч - 1+р)-го элемента И (1+1)-й линейки элементов И, Выход 1 с-го элемента И (и - 1)-йгруппы соединен с (п(К - 1)+1)-ым выходом 40устройства, (1+1)-й выход которого соединенс выходом 1-го элемента И (г+1)-й линейкиэлементов И, 1-й вход которого соединен свыходом (21+3-2)-го элемента ИЛИ г-й линейки элементов ИЛИ,45На чертеже представлена функциональная схема устройства для вычисления с.б.ф,при и=2 г+1=5,Устройство содержит и=5 элементов НЕ 501415, два элемента И первой группы 21 и22, два элемента И второй группы 31 и 32, дваэлемента И третьей группы 41 и 42, два элемента И четвертой группы 51 и 52, два элемента И первой линейки элементов И 61 и 5562, шесть элементов и второй линейки элементов И 71,.,75, четыре элемента И третьейлинейки элементов И 81.84, четыре элемента ИЛИ первой линейки элементов ИЛИ9 94, восемь элементов ИЛИ второй линейки элементов ИЛИ 10110 в, и=5 входов 111,115, и+1=6 выходов 121125,Устройства для вычисления с,б.ф, работает следующим образом.На входы 111115 устройства подаются двоичные переменные х 1 х 5 (в произвольном порядке), на выходах 121.125 реализуются фундаментальные с.б.ф. Г 5 Г 5 соответственно..Отметим, что фундаментальная с.б.ф, и переменных Гп"= Г(х 1,х 2,.,хп) принимает значение логической единицы на тех и толька тех наборах переменных х 1, хг,хп, которые содержат ровно ги единиц (в=0,1,и), т.е., ЕСЛИ Х 1+Х 2+,+Хп = В; Гп (х 1,х 2хи) =0- в противном случае.Для четного значения и в устройстве, построенном для нечетного и, достаточно на вход элемента НЕ первой (или последней) линейки подать константу "логический ноль", В результате этого устргйство. для нечетного и=2 г+1 преобраэуетея в устройство для четного и=.2 г,Достойнством устройства для вычисления с,б.ф. является простая конструкция, регулярная структура и широкая область примененияТак, сложность (по числу входов логических элементов) устройства может быть рассчитана по формуле8 = 3 и 2+ 2 и - 4,(1) а сложность устройства-прототипа определяется соотношениемЯпр = Зи + 2 и + 2 (2)Результаты расчетов по формулам (1) и (2) свидетельствуют о преимуществе предлагаемого устройства перед прототипом. Кроме того, одновременное формирование на выходах устройства всех фундаментальных с,б,ф, и переменных расширяет область возможного применения устройства(например, при построении многооперандных арифметических устройств, преобразовате-. лей кодов ит.д,).,:Формула изобретения Устройство для вычисления симметрических булевых функций, содержащее и элементов НЕ (и - количество переменных, и=2 К+1, где М = 1,2,), вход ч-го (ч=1,2,и). из которых соединен с ч-м входом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью, упрощения при реализации фундаментальных симметрических булевых функций, оно содержит игруппу элементов И, 1-я (1=1,2,и - 1) из которых содержит два элемента И, г+1 линейку элементов И. .л1748150 Составитель В,Супру Техред М.Моргентал Редактор Н,Швыдка Корректор С,Черни Тираж.арственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау Заказ 2505 ВНИИПИ Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101=1,2г) иэ которых содержит 4 ) - 2 элементов И, (г+1)-я линейка содержит иэлементов И, и г линеек элементов ИЛИ, 1-я из которых содержит 4) элементов ИЛИ, причем выход(2)-1)-го элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И (2) - 1)-й группы и первым входом 21-го (1=1,22) - 1) элемента И )-й линейки элементов И, вход (2)-1)-го элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента 2 (2)-1)-й группы и первым входом (21-1)-го элемента И )-й линейки элементов И, выход 2)-го элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И 2)-й группы и первым входом (2 Я)-го (3=1,22 элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ, вход 2)-го элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И 21-й группы и первым входом 23-го элемента ИЛИ)-й линейки элементов ИЛИ, выход и-го элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И первой группы и вторым входом первого элемента И первой линейки элементов И, а вход и-го элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И первой группы и вторым входам второго элемента И первой линейки элеМентов И, выход Ьго (Е=1,2) элемента И (2) - 1)-й группы 5 соединен с вторым входом 1-го элемента И21-й группы и вторым входом (4 ф) - 1+21-го элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ, выход 1 с-го элемента И 21-й(1=1,2г - 1) груп пы соединен с вторым входом 1-го элементаИ (21+1)-й группы и вторым входом 4 ф - 1)+к-го элемента И (+1)-й линейки элементов И., выход (2 с+1)-го элемента И )-й линейки элементов И соединен с (к+1)-м вхо дом (21-1+р)-го (р=1,2) элемента ИЛИ )-й линейки элементов ИЛИ, выход (2 а+)-го (а=1,2.,21) элемента ИЛИ Ьй линейки элементов ИЛИ соединен с (К+1)-м входом (2 чч - 1+р)-го элемента И (1+1)-й линейки 20 элементов И, выход к-го элемента И (и - 1)-йгруппы соединен с (п(Е)+1)-м выходом устройства, (1+1)-й выход которого соединен с выходом 1-го элемента И (г+1)-й линейки элементов И, М-й вход которого соединен с вы ходом (2+М)-го элемента ИЛИ г-й линейкиэлементов ИЛИ.