Универсальная мажоритарная структура

Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено 1 ы 279 (21) 2852331/18-21 Ф) М л с присоединением заявки Мф(23) Приоритет Н 03 К 19/23 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 150981 1юфоза(71) Заявитель54 ) УНИВЕРСАЛЬНАЯ МАЖОРИТАРНАЯ СТРУКТУРА Изобретение относится к автомати. ке, вычислительной технике и технике связи и может быть использовано дляФпостроения комбинационных логических устройств на. основе мажоритарных элементов, надежных устройств систем автоматики, а также для декодирования низкополостных кодов Хэмминга.Известно устройство, содержащее элементы И, ИЛИ регулирующую мажоритар. ную Функцию от К аргументов 11.Недостатком устройства является неоднородность структуры. Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является структура, содержащая два последовательно соединенных по выходу суммы сумматора, остальные входы которых являются входами устройства, полусумматор, 20 входы которого соедннены с выходами переносов сумматоров, и дешиФратор, входы которого соединены с выходом суммы последнего сумматора и выходами суммы и переноса полусумматора, а 25 выход является выходом структуры 1 2,Недостатком данного устройства является сложность выходной структуры дешифратора, которая растет с ростом числа входных сигналов. 30 Цель изобретения - упрощение структуры.Поставленная цель достигается тем что в универсальную мажоритарную струк - туру содержащую й уровней последова-тельно соединенных по выходам суммы сумматоров, остальные входы сумматоров первого уровня являются входами структуры, а аналогичные входы сумматоров последующих уровней соединены с выходами переносов сумматоров, предыдущего уровня, на каждом, кроме первого, уровне введены дополнительные сумматоры, входы каждого из которых соединены с выходом суммы предыдущего сумматора своего уровня и выходами переноса и суммы последнего сумматора предыдущего уровня, выход переноса последнего сумматора последнего уровня является выходом структуры.На Фиг.1 показана мажоритарная структура на пять входов; на Фиг.2 и 3 - то же, на семь и девять входов соответственно. Структура фиг,1 состоит из двух рядов сумматоров 1-1, ,1-2, 2-1, первый ряд содержит два каскадно-соединенных сумматора 1- 1, 1-2, второй ряд состоит из сумматора 2-1. Множество входных сиг 864573малов Х подано на входы сумматоровпервого ряда, выход суммы сумматора1-1 подан на оставшийся вход сумматора 1-2, выход суммы которого и выходпереноса, а также выход переноса .сум"матора 1-1 поданы на входы сумматора 2-1, выход переноса которого даетискомую мажоритарную функцию.Структура фиг.2 включает в себясумматоры 1-1, 1-2, 1-3 первого рядаи сумматор 2-1 второго ряда.Структура фиг.З состоит из сумматоров 1-1, 1-2, 1-3, 1-4 первого ряда,сумматоров 2-1, 2-2 второго ряда и сумматора 3-1 третьего ряда. Выходы переносов сумматоров 1-1, 1-2, 1-3,поданына вход сумматора 2-1, а выходы суммы 15и переноса сумматора 1-4 и выход суммысумматора 2-1 поданы на вход сумматора 2-2, выход суммы и переноса которого совместно с выходом переноса сумматора 2-1 подан на входы сумматора 203-1, Выход переноса сумматора 3-1 естьискомая мажоритарная функция.Для структуры фиг.1 при разомкнутой связи выхода суммы сумматора 1-2 навход сумматора 2-1 и подаче на оборванный вход сигнала логического нуля15имеем5 =5 (Х);Р,54 (Х)где 5, Р - выходы суммы и переноса ф ЗОсумматоров при соответствующих индексах.При замыкании входа сумматора 2-1на выход суммы сумматора 1-2 имеем521 52- +52=52 (Х);,Р 2 1= Р 2+(Р + РЪг) 52-= -+ИЪГ 594 Р(Х )где (+) - знак сложения по модулю.2.Для структуры фиг.2, в которой всевходы сумматора 2-1 заняты, имеем2-1 4 у 5,ь,7(Хт)1 40где Х=Х 1, ХгДтР- мажоритарйая функция от семиаргументов.Для структуры фиг.З.при разомкнутых связях выход суммы сумматора 1-4разомкнут со входом сумматора 2-2и выход суммы сумматора 2-2 - соответственно со входом сумматора 3-1,разомкнутые входы сумматоров 2-2 и3-1 связаны с логическим нулем имеем= 5 до т (Х 9)5 з= 54ь 7 ( Х 9);Рз- = 5 з (Х 9),где Х 9=Х, Хг Х 9155 54 4, %2 г, 5 , Р,- вйходы сумм и переноса соответствующих индексу при 5 и Р сумматоров (штрих при 5 и Р указывает, что на перечисленные выше-входы сумматоров поданы сигналы логического нуля ).При замкнутых связях имеем5 =52 2+514 5 т гь,9(Х 9);2-2 4-4 й+ -4 ( 4-4. -) 2-2 1-4 ф 52 гРг 5 эт (Х 9);5 з-, Рг-+Рй+52-2 = Ргф Рг-57(Х 9)+1 5 г.-а 5 ъ- ф 5 зт (Х 9)+5-г-"54 гэ,49(Х 9)Рз- Р 2-1 Р 2-2 -ф ( 2-1 +Рг Ра-а+ 5 З,7 (Х 9)1+ 5 г-г ГРа-+Ра-а+(Х 9) Р з+ Ра5 э,т (Х 9) + 52.-2" , 5 з5 з,т (Ху)3 "5 ьв 4 Х 9) ф Р 2-1 5 р(Х 9)Для получения результата необходимо найти произведение.Из фиг.2 видно, что функция Р симметрическая от аргументов множества Х 7 = (Х, Х Хт), в то время как 57(Х 9) - симметрическая функция от аргументов множества Х. При ра:зложении функции 5 (Х 9) по аргументам Хз и Х получимРг 1 5 ът (Х 9)= ХвХ 95(Хт)ч ХХ 956 (Хт) ч ч Хз%9 56 (Хт)ч Х 29 57 ( Хт)= 5 т ( Х 9);Р = 5 гь,е 9 Х 9)57 (Х 9)= 5 з,ь,7,8,9 (Х 9) мажоритарная функция.Построение мажоритарных структур на основе комбинационных сумматоров. выгодно при интегральной схематике. Структура обладает большой универсальностью и позволяет получить мажоритарные функции от 3 до п (и - нечет- ,но) аргументов. Формула изобретенияуниверсальная мажоритарная структура, содержащая й уровней последовательно соединенных по выходам суммысумматоров, остальные входы сумматоров первого уровня являются входамиструктуры, а аналогичные входы сумматоров последующих уровней соединены с выходами переносов сумматоровпредыдущего уровня о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью упрощения структуры, на каждом кроме первого, уровне введены дополнительныесумматоры, входы каждого из которыхсоединены с выходом суммы предыдущего сумматора своего уровня и выходами переноса и суммы последнего сумматора предыдущего уровня, выход переноса последнего сумматора последнегоуровня является выходом структуры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 629640, кл. Н 03 К 19/42, 25.10.78,2 Максимов В.И. Определениеуровня работоспособности структурыс мажоритарным резервированием, Технические средства управления и вопросы их надежности. И., "Наука", 1974.