Устройство для определения значений булевых функций

.Шестимеро ельство СССР 7/00, 19,04,87. ьство.СССР 7/00, 1985,ИЯ ЗНАДЛЯ ОПРЕДЕЛе относитсятехнике и мо(54) УСТРОЙСТВ ЧЕНИЙ БУЛЕВЫХ (57) Изобретен вычислительной использовано д функций в сист ления, Цель из быстродействия цифрово ет быть булевых и управвышение начений яислени ах. кон бретения - определени Устройствразом. им о работает с ожет быт овочный вход огической ед я установка аче на уст тва уровня дит началь При по устрой происх ства, исимос уст амя выходе блокаот информации на адресныха 8 Формирукаждом слоследующая ов аргуменетчи о. В исаи по значению с правляющее сло ка 7 памяти за ация: код поля од начальной у входах ется у ве блинфортов;рации тановки; код оп я еског 1 хода ри этом уровень лог дном или нескольких ров аргументов блок етельствует о том, нты входят в вычисл поляие арпамят даннь онътельн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Авторское свидУ 1444744, кл. С 06Авторское свидетР 1315965, кл. С 06 Изобретение относится к цифровойвычисдительной технике и м ьиспользовано в системах контроля иуправления,Цель изобретения - повышение быстродействия при вычислении значенийбулевых функций,На чертеже приведена схема устройства для определения значений булевых функций.Устройство содержит функциональныйпреобразователь 1, два элемента И 2и 3, мультиплексор 4, два КБ-триггера 5 и 6, блок 7 памяти, счетчик 8,формирователь 9 импульсов, генератор10 импульсов, установочный вход 11устройства, информационный вход 12устройства и выход 13 устройства,булевых функций за счет параллельного вычисления аргументов, входящих вконъюнкции или дизъюнкции булевыхфункций, представленных в дизъюнктивной нормальной форме или конъюнктивной нормальной форме. Устройство дляопределения значений булевых функцийсодержит два элемента И, два КБ-триггера, формирователь импульсов, мультиплексор, генератор импульсов, счетчик, блок памяти и функциональныйпреобразователь. Результат вычисления конъюнкции или дизъюнкции с выходов функционального преобразователя.через элементы И и соответствующийВЯ-триггер в зависимости от формыпредставления булевой функции поступает на выход устройства. 1 ил2 табл3 150820юнкцию или диэъюнкцию, Значение кодаоперации определяет вычисление булевых функций, представленных в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ) или вконъюнктивной нормальной форме (КНФ),Если булева функция представленав КНФ, то ее вычисление осуществляется следующим образом,Сигнал кода операции (уровень логи.10ческого нуля) поступает из блока 7памяти.на управляющий вход мультиплексора 4, что обеспечивает передачуинформации с КЯ-триггера 5 черезмультиплексор 4 на выход 13 устройства, Сигнал кода начальной установкиформирует на выходе ВЯ-триггера 5сигнал высокого уровня (логическаяединица), На вторую группу входовфункционального преобразователя 1 20с блока. 7 памяти подается код поляномеров аргументов, и происходитвычисление дизъюнкции. Функциональный преобразователь 1 формирует сигнал логического нуля на первом выходе, если хотя бы одно из слагаемыхдизъюнкции принимает значение логической единицы.Сформированное значение с первоговыхода функционального преобразова-, 30теля 1 поступает на первый вход элемента И 2 (на второй вход которогопоступает стробирующий сигнал с второго выхода формирователя 9 импульсов), и КБ-триггер 5 сохраняет значение логической единицы, Данная операция повторяется столько раз, скольков вычисляемую функцию входит дизъюнкций, Результат вычисления булевойфункции формируется на выходе КБ-триг 40гера 5 и через мультиплексор 4 поступает на выход 13 устройства,Вычисление булевых функций, представленных в ДНФ, осуществляется следующим образом, 45Сигнал кода операции (уровень логической единицы) поступает с блока 7 памяти на управляющий вход муль"типлексора 4, в результате чего выходКЯ-триггера 6 подключается через мультиплексор 4 к выходу 13 устройства,Сигнал кода начальной установкиформирует на выходе КБ-триггера б сиг-.нал низкого уровня, На вторую группувходов функционального преобразователя 1 с блока 7 памяти подаетсякод поля номеров аргументов, и происходит вычисление конъюнкции, Функциональный преобразователь 1 формиру 4 4ет на своем втором выходе сигнал логического нуля, если хотя бы один из сомножителей конъюнкции ранен нулю, полученное значение поступает на первый вход элемента И 3 КБ-триггер б сохраняет значение логического нуля, Данная операция повторяется столько раз, сколько в вичисляемую функцию входит конъюнкций.В качестве примера в табл,1 приведены термы функционального преобразователя 1 для вычисления значений булевых функций (для восьми аргументов), представленных в ДНФ и КНФ.Термы с перного по восьмой предназначены для вычисления конъюнкций,а термы с девятого по шестнадцатыйдля вычисления дизъюнкции,В табл,2 представлена программавычисления двух булевых функций у 1 иу 2:у 1 = х 1 х 2 хЗх 4 х 5 Чх 1 х 4 х 7 Чх 2 х 4 х 8;у 2 = (х 1 Нх 2 ЧхЗ) (х 4 Чх 5 Чхб)ф (х 7 Чх 8)По нулевому коду счетчика 8, т,е.до начала вычислений, из блока 7 памяти выбирается слово О, при этомединичный сигнал с выхода начальнойустановки блока 7 памяти поступаетна Б-вход КЯ-триггера 5 и на К-входКЯ-триггера 6 и устанавливает этитриггеры соответственно в единичноеи нулевое состояния,Командами, записанными в словах1-3, осуществляются вычисления соответственно первой, второй и третьейконъюнкций функции у 1, и результатвычисления функции у 1 с выхода КЯтриггера 5 через мультиплексор 4 поступает на выход 13 устройства,По команде, записанной н слое 4,происходит установка КЯ-триггеров 5и 6 соответственно н нулевое и едйничное состояния, выход КЯ-триггераб через мультиплексор 4 подключается к выходу 13 устройства,Командами, записанными в словах5-7 осуществляется вычисление соот ветствующих дизъюнкций функции у 2,и результат вычисления функции у 2 свыхода КЯ-триггера б через мультиплексор 4 поступает на выход 13 устройства.Формула изобретенияУстройство для определения значений булевых функций, содержащее дна4 6тель, причем информационные входы устройства соединены с первой группойвходов функционального преобразователя, вторая группа входов которого со"единена с выходом поля номеров аргументов блока памяти, выход вычисле"ния дизъюнкции функционального преобразователя соединен с первым входомпервого элемента И, выход вычисленияконъюнкции функционального преобразователя соединен с первым входом второго элемента И, вторые входы первого и второго элементов И соединеныс вторым выходом формирователя импульсов, выход начальной установкиблока памяти соединен с входом установки в "1" первого КБ-триггера и свходом установки в 0 второго КЯтриггера, выход кода операции блокапамяти соединен с управляющим входом мультиплексора, первый и второйинформационные входы которого соединены соответственно с выходом первого и второго КБ-триггеров, а выходявляется выходом устройства. 5 150820 элемента И, два КЯ-триггера, мультиплексор, счетчик, блок памяти и фор- мирователь импульсов, причем тактовый вход устройства соединен с входом формирователя импульсов и счетным входом счетчика, вход обнуления которого соединен с установочным входом устройства, выход счетчика соединен с адресным входом блока памяти, вход .10 стробирования которого соединен с первым выходом формирователя импульсов, выход первого элемента И соединен с входом установки в "0" первого КЯ- триггера, вход установки в "1" вто рого КВ-триггера соединен с выходом второго элемента И,.о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения быстродействия определения значений булевых функций за счет парал .лельной обработки аргументов, входящих в дизъюнкции или конъюнкции булевых функций, представленных в дизьюнкт 1 ивной нормальной форме.или коньюнктивнойнормальной форме, оно со держит функциональный преобразоваТаблица 1 Терм Первая группа входов Вторая группа входов Выходы х 1 х 2 хЗ х 4 х 5 х 6 х 7 х 8 а 1 а 2 аЗ а 4 а 5 аб а 1 а 2 а 7 а 8 Х 0 Х Х Х Х 0 Х Х Х Х 0 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х О Х Х Х Х О Х Х Х Х О Х Х Х Х О Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х А А А А А А А А П р и м е ч а н и е. Х - безразличное состояние; 0 - уровеньлогического. нуля; 1 - уровень логической единицы; А - активный уровень;неактивный уровень,1 0 Х Х Х Х 2 Х О Х Х Х 3 Х Х О Х Х 4 Х Х Х О Х 5 Х Х Х Х О 6 Х Х Х Х Х 7 Х Х Х Х Х 8 Х Х Х Х Х 9 Х Х Х Х Х 10 Х Х Х Х Х 11 Х Х Х Х Х 12 Х Х Х Х Х 13 Х Х Х Х Х 14 Х Х Х Х Х 15 Х Х Х Х Х 16 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х О Х Х 0 Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х О Х Х Х О Х Х Х О Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х О Х Х Х О Х Х Х О Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х 0 Х Х О Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х О Х Х О1508204 Т а б л и ц а 2 Код поля номеров ар- гументов Код операции Слово Код на- чальной установки Соро Составителр Техред Л.О тор Н.Борисов Рецакто ык Тираж 668венного комитета по изо113035, Москва, Ж, Р Заказ 5541/ВНИИПИ Госуд одпис коеетениям и открытиям при ГКНТ Сушская наб., д. 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул арина, 10 0 Х Х Х 1 О 0 0 2 .0 1 1 3 1 0 1 4 Х Х Х 5 0 0 0 6 1 1 1 11 1 Х Х Х Х 0 0 1 1 0 1 1 0 О 1 1 1 Х Х Х Х 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1.1 0 Х 1 1 0 1 0 0 0 Х 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 О 0 0