Многофункциональный коньюктивноинверсный логический элемент

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистмческихРеспублик и 736377 ьт ютц с:,(.6 а 1) Дополнктельное к авт. свил аявлено 24.02.78(21) 2583 8/1 8-2 03 К 19/08 рксоедкненкем заявки РЙ -Государственный комит 23) Приоритет Опубликовано 25,05.80. Бюллетень Рй 19 елам изобрет и открытий(088,8 Дата опубликования описания 28.05,8(72) Автор изобрете Н, Кармазинск овский ордена Трудового Красного Знаменженерно-физический институт) Заявитель ЮН КТИВ Н- ОЕ(54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОН ИНВЕРСНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕ орой являются инолняемых каждымости при его вклюМногов группы вк ментов пеИзобретение относится к вычислительной технике, электронике, автоматике и в частности может использоваться в БИС на дополняющих М,т 1 П-транзисторах.Известен многофункциональный логический элемент, содержащий образующий многовходовый алемент, включенный между шиной питания и общей шиной, и три группы многовходовых алементов. Первый многовходовый алемент перЬой группы включен между шиной питания и выходом образуюшего элемента, а каждый последующий алемент первой группы включен между шиной питания и выходом предыдущего элемента. Пер.ый многовходовый элемент второй группы включен между общей шиной и выходом образующего элемента, а каждый последующий алемент второй группы включен между общей шиной и выходом предыдущего элемента. одовые. элементы третьейючены между выходами алеой и второй групп. На каж дом выходе элементов первой группы получается конъюнктивно-инверсная функция, аргументами котавверсии функций, выпэлементом в отдельнчении между шиной питания и общей шиной,Недостатком известного устройстваявляется искажение передачи уровня напряжения логической единицы при некоторых наборах входных логических переменных.Известен логический алемент И-НЕ,содержащий инверторы, первый из которых включен между шиной питания иобщей шиной, а каждый последуюшиймежду шиной питания и выходом предыдущего инвертора, в котором с целью обеспечения неискаженной передачи уровнянапряжения логической единицы стокидополнительных р-канальных транзисторов подключены к шине питания, а стоки - к выходу соответствующего иквертора, начиная со второго, при этом чис 736377 415 20 25 30 35 40 45 50 55 ло дополнительных транзисторов, подклют чаемьх между шиной питания и выходом каждого из инверторов, равно числу предшествующих инверторов, у каждого из которых вход подключен к затвору одного из этих транзисторов.Недостатком известного устройства является большое число дополнительных ;.р-канальных транзисторов.Бель изобретения - упрощение элемента. для достижения поставленной цели в многофункциональном конъюнктивноинверсном логическом элементе, содержащем многовходовые логические элементы, выполняющие произвольные заданные логические функции, первый из которых включен между шинойпитания и общей шиной, а каждый последующий: между шиной питания и выходом предыдущего,мпоговходового логического элемента, и управляемые элементы восста новления уровня напряжения логической единицы, у которых один вывод подклю; чен к шине питания, а второй - к выходу соответствующего многовходового логического элемента; начиная со второго, вывод управления каждого алемента восстановления уровня напряжения логи-.ческой единицы подключен к выходу предыдущего многовходового логического элемента через один из дополнительно введенных инверторов.На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема многофункционального конъюнктивно-инверсного логического элемента; на фиг. 2 приведены графики зависимости числа транзисторов, необходимых для восстановления уровня напряжения логической единицы в данном многофункциональном алементе при использовании инверторов в качестве логических элементов и в известном логичес . ком элементе И Ж- (кривая 2) от числа реализуемых функций, кроме того, также приведена зависимость числа траж зисторов (кривая 3), необходимых для восстановления уровня напряжения логи- ческой единицы для элемента И-НЕ, в котором инверторы заменены двухвходовыми логическими элементами.Элемент содержит многовходовые логические элементы 1-5, причем образу ющий элемент 1 включен между шиной 6 питания и общей шиной 7, а каждый по" следующий элемент включен между шиной 6 питания и выходом предыдущего элемента. К выходу каждого из алементов 2 - 5 подключен, соответственно,выход одного из управляемых элементов8 - 1 1 восстановления уровня напряжения логической единицы у которых второй вывод подключен к шине питания 6,а выход управления, соответственно, через один из дополнительно введенныхинверторов 12 - 15 - к выходу предыдущего многовходового логического элемента, Выходы элементов 1 - 5 являются одновременно выходами многофункциональчого конъюнктивно-инверсного логического элемента.Устройство работает следующим об- ,разом,На выходе элементов 1 - 5 если онивключены между шиной питания и общейшиной, выполняются, соответственнофункции РФ ф Гв, Г), Каждаяиз этих функций может быть любой заданной функцией от любого числа логических переменных Х Х , Х.Зквивалентный входной сигнал каждогомноговходового алемента равен инверсииот соответствующей из этих функций, тоесть равен ( ), 5 ., Г соответственно.Если обозначить функции, выполняемые на выходах многофункционального конъюнктивно-инверсного элемента, соответственно, (, О( В, то легко показать, что справедлива следующая рекуррентная формула:(о)И ) (ц(ь)так как ( ц., г(, люоыегу заданные функции, что возможно реализовать широкий спектр конъюнктивноинверсных мнагофункционапьных элементов.Злементы 8-1 1 восстановления уровня напряжения логической единицы соединяют выход каждого последующего многовходового элемента с шиной питания в момент, когда на выходе предыдущего элемента устанавливается уровень напряжения логической единицы. Зто обеспечивает установление уровня напряжения логической единицы и на выходе последующего элемента. В качестве элемента восстановления уровня напряжения логической единицы может использовать р-канальный транзистор,Инвертор 12, 13, 14, 15 объединяет входные сигналы, поданные соответствен но на элемент 1, 2, 3, 4, и согласует эти сигналы по фазе с сигналом управле. ния элементом 8-11 восстановдения уров ня напряжения логической единицы .Таким образом, независимо от числа входных логических переменных, поданных на входы предыдущего многовходового логического элемента, для восстановления уровня напряжения на каждом следующем выходе нужно добавить три транзистора - 10 два для создания инвертора и один - для элемента восстановления уровня. Напряжение в известном устройстве с ростом числа входов транзисторов, обеспечивающих восстановление уровня напряжения, 15 растет пропорционально числу входов. В данном техническом решении число дополнительных транзисторов не зависит от числа входов и увеличивается на 3 ддя каждого многовходового логическо го элемента, входящего в устройство.Если многовходовые элементы заменяются инверторами, то данное техническое решение по восстановлению уровня напряжения логической единицы становится аффективным, начиная с.шестой входной логической переменной, Если же используются многовходовые элементы, то данное техническое решение ста новится эффективным при трехвходовом образующем логическом элементе 1,Совершенно очевидно, что эффективность предложенного решения возрастает с ростом числа входов каждого отдельного логического элемента, Умень 377ошение числа транзисторов эквивалентнои уменьшению площади при интегральномисполнении в соответствии с графиками,приведенными на фиг. 2. Предложенноерешение восстановления уровня напряжения логической единицы тем эффективнееичем больше функции необходимо реализовать от большего числа логических переменных,Формула изобретенияМногофункциональный конъюнктив но- инверсный догический элемент, содержащий многовходовые логические элементыЭ выполняющие произвольные заданные логические функции, первый из которых включен между шиной питания и общей шиной, а каждый последующий - между шиной питания и выходом предыдущего многовходового логического элементае и упоавляемые элементы восстановления уровня напряжения логической единицы, у кОторых один вывод подключен к шине питания, а второй - к выходу соответствующего многовходового логического элемента, начиная со второго, о т д и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, вывод управления каждого элемента восстановления уровня напряжения логической единицы подключен к выходу предыдущего многовходового логического элемента через один из дополнительно введенных инверторов.филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Реаантор Н. КатаманЗанан 2446/47ЦНИИПИпо де113035, Москва витель Л. Петровад Ое дегеза Корректор Б. Бутяг Подписноемитета ССС Рткрытийаб., д, 4/5 Тираж 995 осударственного ко м изобретений и о Ж 35, Раушская н