Универсальный логический модуль

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в качестве универсального логического элемента присинтезе нерегулярных структур дискретных устройств.Цель изобретения - упрощение модуля,На чертеже приведена схема универсального логического модуля.Модуль имеет входы 1-3, пороговыеэлементы 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 сверхувниз, т,е, вес первого (сверху начертеже) входа порогового элемента2 , второго - 2" и т.д, . и-го2 , (и+1)-го 2 , (п+2)-го 2 ит.д , 2 п-го 2". Возле,каждоговхода порогового элемента указан еговес.Входы 1-3 модуля имеют по п разрядов, причем значение 1-го разряда,имеющего вес 2 ", поступает по соответствующему входу на вход порогового элемента с весом 2" ",(д 1,п),т.е, с тем же весом.Рассмотрим работу универсального логического модуля.При описании работы использованы следующие обозначения:ч; - вес -го входа порогового элемента, Т " порог, у; - значение сигнала на -м разряде входов 1 модуля,у е Ор 1 р 1 = 1 р п= ЕЦ2 - десятичный эквивалент двоичного числа, поступающего на входы 1 модуля; х - значение сигнала на х-м разряде входов 2 модуля,х;е 0,1 , 1 = 1,п;иг =г ;2 - - десятичный эквивалент 1, есл 12:. ч Х )Ту О, в противном случае,50 Для пороговых элементов 4 и 5 с учетом весов их входов можно запи- сать 1,при, 2; 2 +", х 2 ),2 О, в противном случае; (1)двоичного числа, поступающего на 5 входы 3 модуляРд - значение сигнала на выходепорогового элемента 4, Р - значение сигнала на выходе пороговогоэлемента 5, 1 - значение сигнала Она выходе элемента НВ 6, Г - значение сигнала на выходе элементаИПИ 7 равное значению сигнала навыходе 8 модуля.Предлагаемьп универсальный логический модуль предназначен для реализации К типов булевых функций.Типовые булевые функции относительно группы К преобразований однозначно определяются двумя параметрами: рангом и индексом. Рангом булевой функции называется количествоконституент единицы в ее совершенной дизъюнктивной нормальной форме(СДНФ). Индексом называется число г 5пар противоположных конституент единицы в ее СДНФ, Две булевых функцииотносятся к одному типу, если ихранги и индексы совпадают.Для реализации типа булевой функции с рангом К и индексом 1 на входы 1 модуля подается двоичный и-разрядный код числа К - 1 - 1, на входы 2 модуля подаются переменные х,х х, (на -й разряд входов 2 З 5 модуля пода. ется переменная х;, 11,п), на входы 3 модуля подаетсядвоичный и-разрядный код числа2 - 1 - Т.иДокажем, что при этом на выходе 8 модуля реализуется типовая бу-левая Функция с рангом К и индексом 1.В общем случае сигнал на выходеш входового порогового элемента с ве сами ходо ч ч у и порогомТ определяется следующим образом:124293 5105 С учетом введенных обозначений запишем неравенства (1) и (2), при которых сигналы на выходах пороговых элементов 4 и 5 принимают значение "1", соответственно (3) и (4)У+ Х 2 - 1; (3)2+ Х 2- - 1.(4)Поскольку сигнал на выходе элемента НЕ 6 Р = Г , то функция Р принимает значение "1", если2+Х(2 -1(8) (9) 7) Х ,5;2 Х,0. что следует из (4) .Из определения Х следует, что максимальное значение Х = 2 - 1, а мнинимальное значение Х = 0С учетом сказанного выше, можно записать область значений Х, при которых сигнал на выходе 8 модуля принимает значение "1": 20 25 2 -1 -2 Х 0,(7) 30 Из (6) следует, что решений, удовлетворяющих этому неравенству, 7+1и указанные решения лежат в интервале2 -- Т 2 - 1 . ДЛя не -равенства (7) существует 2"- 1 - 2решений, лежащих в интервале О2" -1-2,Подавая на входы 1 модуля двоичный код, соответствующий У = К-1,на выходе порогового элемента 4 сигнал принимает значение "1" на К наборах. Аналогично, подавая на входы 3 модуля двоичный код, соответствующий 2 = 2" - 1 - 1, на выходе элемента НЕ 6 сигнал принимает значение "1" на 1 наборах. Поскольку на)тборы с номерами д и 2 -1-1, 1и= 0,2 - 1 противоположны, то на вы-.ходе элемента ИЛИ 7 и, соответственно, на выходе 8 модуля реализуетсябулева функция, принимающая значение "1" на К наборах, из которых 1противоположны, Таким образом, преда.лагаемое устройство решает поставленную задачу. И сф 1, при 2;2+2 х2 2 - 1 11О, в противном случае. (2) 2 - 1 Х 2 - 1 - У, (6) 35 40 45 50 55 Поясним работу устройства на кон, кретном примере.Пусть количество переменных и 3, требуется настроить модуль на реализацию булевой функции с рангом К = 5 и индексом 1 =. 2.Подаем на входы 1 модуля двоичньп код числа У = К - 1 - 1 = 5-2-1 = 2 (двоичный код О 0). На входы 2 модуля подаем соответственно переменные Х Х , Х. На входы 3 модуля подаем двоичный код числа 2 = 2" - 1 - 1 = 2 -1-2 = 5 (двоичзный код 101). Подставляя полученные значения У и 2 в неравенства (6) и (7), получаем Решением неравенства (81 является множество значений Х = 5,6,71 9 а решения неравенства (9)-Ь )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 0 и 7,1 и 6 противоположны). Формула иэ обретения Универсальный логический модуль, содержащий элемент ИЛИ, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, он содержит два пороговых элемента с весами соответствени порогом 2 - 1 и элемент НЕ, приИчем -й разряд первой группы входов модуля соединен с -м входом первого порогового элемента, д-й разряд второй группы входов модуля соединен с (и+)-м входом первого порогового элемента и -м входом второго порогового элемента, 1-й разряд третьей группы входов модуля соединен с (и+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 ИЛИ является выходом модуля.1242931 Составитель О.Березикова Техред Н.Бонкало Корректор А,Зимокосов едактор Е.Па з 3705/4 тв Производственно-полиграфическое предприятие г,ужгород, ул,Проект Тираж 6 НИИПИ Государ по делам 13035, МоскваПодписноого комитета СССРтений и открытийРаушская наб., д.4/5