Устройство для вычисления булевыхфункций

влфе тем,А .а,4,А Сфез Советских Сюциелистических Иск ликОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ ов 798805 К АВТАДСКОМУ СВМ ИЯЯЬСТВУ(22) Эеяелеио 23,10.78 (Щ 267622218-24с лрисоедннеиием заявки М -О Об Р 7/00 Гвсуявретвйемй вфиятет ссср яв делан язвбуетеяяй я етврцтяй(23) Грифритет вФ Опубликовано 2 М 131. гиоллетеиь МВ 3Дате опубликования описания 23 .01 . 81(72) Авторы изобретения Г .К. Алдабаев, К.И . ,нде." Г,., 3 аг",рий, А.Н, Конарев, В.С, Кокова-,о., ., , Ручинский Специальное конструкторе. бюро систем автоматического упр-.":ленни(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и предназначено для вычисления булевых Функций в устройствах программного и логического управления технологическими агрегатами и установками .Известно логическое устройство, предназначенное для решения задач логического управления, описываемых системами уравнений временных булевых Функций, содержащее программный блок, реле времени, индикаторы несовпадений, Формирователь признака опроса и блока анализа Функций 1 1,1 ЮНедостатком этого устройства является Функциональная ограниченность при условии аппаратурной сложности, оно не позволяет вычислять булевые функции, записанные в конъюнктивной Форме, без предварительного нх преобразования в дизъюнктивную, если операндами для конъюнкции являются дизъюнкции переменных, например(Х 1+Х 2)(ХЗ+Х 4+Х 5)(Хб+Х 7), 25 где Х 1, , Х 7 - булевые переменные,Известен также логический автомат, предназначенный для реализации логических Функций, содержащий операционный триггер результата, элемент 3 О И, элемент ИЛИ, первый и второй узлы инвертирования 2.Недостатком этого устройства является Функциональная ограниченность и малое быстродействие.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления булевых Функций, содержащее первый и второй узлы инвертирования, триггер операций, триггер конъюнктивнои формы, первый элемент И и элемент ИЛИ, причем управляющие входи первого и второго узлов инвертирования, триггера конъюнктивной Формы и операционного триггера соединены с управляющим вхо дом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггера операций, второй вход которого соединен с пряжм выходом триггера конъюнктивной Формы и вторым входом первого элемента И, информационным входом устройства является информационный вход первого узла инвертирования, а информационным выходом устройства - выход второго узла инвертирования 3.Однако это устройство обладает малым быстродействием, обусловленным тем, что оно производит вычисле"//У ния всего выражения независимо от значений входящих в него переменных.Цель изобретения - повышение быст,родействия устройства,1Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления булевых Функций, содержащее первый и второй узлы инвертирования, триггер операций, триггер конъюнктивной йормы, первый элемент И и элемент ИЛИ, причем управляющие входы первого и второго узлов инвертирования, триггера кнъюнктивной формы и триггера операций соединены с управляющим входом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггера операций, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера конъюнктивной Формы и третьим входом первого элемента И, инФормационным входом устройства является информационный вход первого узла инвертирования, а информационным выходом устройства - выход второго узла инвертирования, оно содержит второй элемент И и триггер окончания операций, нулевой установочный вход которого соединен с управляющим входом устройства, а единичный установочный вход - с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходом первого элемента И и выходом второго элемента И, соответственно,.первый вход первого элемента И соединен с инверсным выходом триггера операций, прямой выход которого соединен с информационным входом второго узла инвертирования и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с управляющим входом устройства, третий вход второго элемента И соединен с инверс.ным выходом триггера конъюнктивной Формы, а управляющим выходом устройства является выход триггера окончания операций . На чертеже представлена блок-схема устройства .Устройство содержит первый узел 1 инвертирования триггер 2 операций, триггер 3 конъюнктивной формы, элемент И 4, элемент И 5, элемент И б, второй узел 7 инвертирования и триггер 8 окончания операций. Управляющий вход устройства состоит из набора шин следующих операторов действия;начало предложениямиуказание,конъюнкция;ф+" - дизъюнкция;"к" - конъюнктивная Форма.Каждый из операторов поступает на свою индивидуальную шину в соответствии с заданной управляющей программой . Устройство работает следующим образом.На информационный вход первого узла 1 инвертирования подается бит инФормации ИН . При наличии оператора "/" инвертирования, поступающего с управляющего входа устройства на управляющий вход первого узла 1 инвертирования, в последнем производится инвертирование информации И 8, поступившей на информационный вход. Обработанная таким образом информацияподается на первый вход триггера 2операций.При наличии на управляющем входеустройства оператора ":" начала пред ложения триггер 8 окончания операцийустанавливается в нулевое состояниеи при наличии сигнала "х" конъюнктивной формы триггер 2 операций и тригрег 3 конъюнктивной формы устанавли ваются в единичные состояния, а приотсутствии оператора "и" конъюнктивной формы в триггер 2 операций заносится входная инФормация и триггер 3конъюнктивной формы .устанавливается д в нулевое состояние.При наличии на управляющем входеустройства оператора "+" дизъюнкциии единичном состоянии триггера 8окончания операций происходит ускоренный переход к команде "=" выдачиконечного результата вычисленийзасчет того, что единичный сигнал суправляющего выхода устройства блокирует последующее выполнение логических операций до оператора указание "=" в данном выражении,При нулевом состоянии триггера 8окончания операций и триггера 3конъюнктивной формы, и единичномсостоянии триггера 2 операций на вы ходе второго элемента И 5 появляетсяединичный сигнал, который подается на второй вход элемента ИЛИ б, а с еговыхода на единичный установочный вход триггера 8 окончания операций и уста 45 навливает последний в единичное состояние. При единичном состоянии триггера 3 конъюнктивной Формы или нулевом состоянии триггера 2 операций и единичной информации на входе триггера 2 операций .последний устанавливается в единичное состояние.При наличии на Управляющем входе устройства оператора "." конъюнкции и единичном состоянии триггера 8 окончания операций происходит также ускоренный переход к команде "=" выдачиконечного результата вычислений .При нулевом состоянии триггера 8окончания операций,;единичном состоянии триггера 3 конъюнктивной фор мы и нулевом состоянии триггера 2операций на выходе первого эементаИ 4. появляется единичный сигнал, ко- торый подается на первый вход элемента ИЛИ б, а с его выхода на единич 6 ный установочный вход триггера 8окончания операций и устанавливает последний в единичное состояние. При нулевом состоянии триггера 3 конъюнктивной формы или единичном состоянии триггера 2 операций и нулевой информации на его информационном входе последний устанавливается в нулевое состояние .При наличии на уйравляющем входе устройства оператора "=" указания триггер 8 окончания операций устанавливается в нулевое состояние и при наличии оператора "/ф инвертирования производится инвертирование информации вторым узлом 7 инвертирования поступившей с триггера 2 операций и выдача ее на информационный выход 15 устройства. При отсутствии оператора ф/" инвертирования информация с триггера 2 операций передается на информационный выход устройства без изменений. 26Таким образом, обработка входной информации производится до установки триггера 8 окончания операций в единичное состояние, при установке которого в единичное состояние обработка информации прекращается, и производится выполнение команды выдачи конечного результата, тем савиным ускоряя процесс вычислений и в конечном итоге повышая быстродействие устройства .Следовательно, осуществляя последовательную обработку входной информации, ускоренно формируется значение логического выражения .Формула изобретенияУстройство для вычисления булевых функций, содержащее первый и второй узлы инвертирования, триггер операций,Щ триггер конъюнктивной форьы, первый элемент И и элемент ИЛИ, причем управляющие входы первого и второго узлов, инвертирования, триггера конъюнктнвной формы и триггера операций со"единены с управляющим входом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггераопераций, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера коньюнктивной формы и третьим входом первого элемента И, информационным входом устройства является информационный вход первого узла инвертирования,а информационным выходом устройствавыход второго узла инвертирования,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, оносодержит второй элемент И и триггерокончания операций, нулевой установочный вход которого соединен с управляющим входом устройства, а единичный установочный вход - с выходомэлемента ИЛИ, первый и второй входыкоторого соединены с выходом первогоэлемента И и выходом второго элемента И, соответственно, первый входпервого элемента И соединен с инверсным выходом триггера операций, прямой выход которого соединен с информационным входом второго узла инвертирования и первым входом второгоэлемента И, второй вход которого сое-динен с вторым входом первого элемента И и с управляющим входом устройства, третий вход второго элемента Исоединен с инверсным выходом триггераконъюнктивной форьы, а управляющимвыходом устройства является выходтриггера окончания операций .Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 371580, кл. 9 06 Р 15/00, 1970,2. Авторское свидетельство СССРР 433475, кл . Э Об Р 7/00, 1972.3. Авторское свидетельство СССР9 610104, кл . 9 06 Р 7/00, 1975 (прототип),/5 филиал ППП "Патент ф, г . Ужгород, ул . Проект ная аз 10047/б 5 Тираж 756 ВНИИПИ Государственн по делам иэобретен 113035, Москва, 3-35, Раушго комитета Сй и открытийская ыаб ., д.