Устройство для минимизации логических функций

Союз СоветскикСоциалистическихРесттублнк ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) ПриоритетОпубликовано 23,07.80, Б(оллетень )Й 27 по делам иэобретеиий и открытий(53) УДК 681.142 (72) (088,8) Дата опубликования описания 28,07,80. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИНИМИЗАЦИИ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при синтезе логических устройств.Известно устройство для минимизации структуры логическик схем, содержащее дешифратор, табло цифрового набора, лампы индикации, ключи 111.Недостаток устройства - большой объем оборудования.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для минимизации структур логических функций, содержащее блок управления, дешифратор, логический блок, регистр, наборное поле, блоки индикации и регистрации, вход логического блока подключен к дешифратору, а выход - к блоку индикации и регистрации, наборное поле соединено двухсторонней связью с дешифратором, первый вкод и выход блока управления соединены с логическим блоком, второй выход блока управления подключен к логическому блоку 2и дешифратору, а третий через регистр -к логическому блоку 121.Известное устройство использует алгоритм минимизации, основанный на выделении всек простых имиликант булевойфункции, что требует большого количества.вычислений и аппаратурнык затрат,Известен метод упрощения булевыкфункций, предложенный В, П. Диденко,который не требует выделения всех простотых импликантов и позволяет получатьупрощенные выражения за меньшее число операций. Метод состоит в выделенииобязательных букв в наборах булевойфункции и составлении из них существент 5ных простык импликантов.Обязательной буквой в рабочем набоРе о=( о.тЫ, , 1, ас) ), на котором булевая функция)(, Хт равна 1, называется буква Хтесли наборХ,1, о 1, ,О, о( с ),соседний с набором ю по переменной Аявляется нерабочим набором, т. е, нанем функция(Х, "т Хт ) равна О,750492 фПродолжение таблицы 0100 1 0 6 0.111 1 000 9 100 1015 01 0 1 01 110 1 01 13 О 14 0 25 35 и О О О 0001 001 0 55 3 О 3Практически ггри ручной минимизациибулевой функции выделение обязательныхбукв в ее наборах производится поочередно вычеркиванием столбцов таблицы состояний для каждой из переменных.Бель изобретения-упрощение устройства ц повышение быстродействия,Указанная цель достигается тем, чтопервые входы элементов индикации-ойстроки матрицы.( 1 62 ) через размыкающие контакты-га переключателясоединены с положительной клеммойисто щика питания, а через замыкающиеконтакты - с отрицательной клеммой источника питания, вторые входы 1 -ыхэлемептов индикации матрицы первогостолбца (1=1, 3, 5 2 - 1) соединены со вторыми входами К -ых элементов индикации матрицы нулевогостолбца ( кд 2, 4, 6.. 2 ), вторые входы 1 -ых элементов индикацииматрицы д -го столбца ( -" 1, 2,2 23 1+ 1, 2+4 + 2,=2, 3 г) соединены со вторыми входами к-ых элементов индикацииматрицы ) -го стопбгга.Па чертеже представлена схема устройства для п 14, где 1-64 элементыматрицы ггггдикации, 65-89 ггереключатели,Подчеркнутая цифра над каждым элементом индикации означает значение переменной набора, соответствующей этомуэлементу. Положение переключателя 65,при котором к элементам индикашш этого набора подключается клемма + источника питания, соответствует тому, что заданная булевая функция на этом наборе принимает значение, равное 1, а поожение переключателя "Оф при котором 40 к элементам индикации набора подключается клемма ф-" соответствует тому, что заданная булевая функция на этом наборе принимает значение, равное О.Работа устройства иллюстрируется на 45 примере .выделения обязательных букв в наборах функции, заданной таблицей истинности. Переклюдгатели 65 - 80, соответствующие единичным наборам заданной булевой функции, устанавливаются в положение ф 1", при этом клемма "+" источникапитания оказывается подключенной к элементам индикации имеющим десятичныеномера 1, 5, 6 7, 9, 11, 12, 15, аклемма "-" источника - к элементам индикации с номерами О, 2, 3, 4, 8, 10,13 и 14,Так как элементы индикации в столбцепеременной Х соединены следующими парами (см. чертеж); 1-33, 5-37, 9-41,13-45; 17-49, 21-53, 25-57, 29-61,то работают элементы индикации соединенные парами 2-18, 6-22, 10-26, 14-30,34-50, 38-54, 42-58, 4662. Поэтомуработают элементы ичдикации 10, 14, 26,30, 34, 38, 50 54,В столбце переменной Х, элементыиндикации соединены следующими парами:3-11, 7 15, 19-27, 23 31, 35-43,51-59, 55-63, поэтому работают следующие элементы индикации 7, 15, 19,27, 51, 55, 59, 63.В столбце переменной Х,1 элементыиндикации соединены парами 4-8, 12-16,20-24, 28-32, 36-40, 44-48, 52-56,60-64, поэтому работают элементы индикации 4, 8, 20, 24, 36, 40, 44, 48,52, 56, 60, 64.Таким образом, как в наборах, на которых функция равна 1, так и в наборах,на которых функция равна О, одновре5 7504менно выделяются обязательные переменные, обведенные в таблице истинностикружками. При задании булевой функциив виде дизьюнктивной нормальной формы(ДНФ) необходимо в 1 устанавливать тепереключатели, наборы которых покрываются членами ДНФ,В случае, если число переменныхзаданной функции меньше числа переменных, на которое рассчитано устройство, 1 Ото при выделении обязательных букв необходимо пользоваться соответствующейусеченной частью устройства,На выделение обязательных букв внаборах различных булевых функций затрачивается одинаковое время, причем результат получается практически сразу жепосле задания функции установкой переключателей наборов.При минимизации булевой функции по 20методу выделения обязательных букв часто оказывается, что минимизация инверсной функции и заданной требует меньшего числа операций, А в предлагаемомустройстве выделение обязательных букв 25происходит одновременно в рабочих и нерабочих наборах, что позволяет выбиратьболее простой путь дальнейшей минимизации.формула изобретения 30Устройство для минимизации логических функций, содержащее 2 переключа 92 6телей (о -число переменных) и матрицу элементов индикации из 2 строк и о -столбцов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения быстродействия первые входы элементов индикации-ой строки матрицы ( 1 42 ) через размыкающие контакты-го переключателя соединены с положительной клеммой источника питания, а через замыкающие контакты - с отрицательной клеммой источника. питания, вторые входы-ых элементовиндикации матрицы первого столбца (9 =1., 3, 5 2" - 1) соединены со вторыми входами К -ых элементов индикации матрицы первого столбца (Ка 2, 4, 6 2 ), вторые входы 0 -ых элементов индикации матрицы ,) -го столбца (0 = 1, 2 2) 2)" +1, 2 ф+" +2 2 - 2 (,) - 2, 3,) соединены со вторыми входами к-ых элементов матрицы индикации д -го столбца,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 177692, кл. б. 06 Г/34, 1966. 2. Авторское свидетельство СССРМ 428387, кл, 6 06 Р 15/34, 1974,