Универсальный логический модуль

Союз СоветскихСоциалистическихУесвублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ТВЛЬСТВУ 1 п 813410(22) Заявлено 18.08,78 (21) 2659002/18-24 РМ К 3 с присоединением заявки Йо -В 06 Г 7/00 Госуяарственный комитет СССР по дмам нзобретеннй н открытнйОпубликовано 150381. бюллетень ЙВ 10 Дата опубликования описания 15 ЯЗф 1(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для использования в качестве логического элемента при синтезе нерегулярных структур дискретных устройств, а также в качестве блока- преобразователя при построении универсальных логических устройств.Известен универсальный логический модуль, содержащий элементы И,ИЛИ 13,Его недостатком является невозможность реализовать функции от большого числа переменных.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 15 к предлагаемому является универсальный логический модуль, содержащий две группы элементов И, выходы которых соединены со входами элемента И, прямой и инверсный выходыкоторого 20 являются выходами модуля, который содержит кроме того элементы НЕ 2 .Его недостатком является низкая надежность.Цель изобретения - повышение надеж ности за счет уменьшения числа внешних выводов.Поставленная цель достигается тем, что модуль содержит два дешифратора .и блок формирования наборов, причем 30 первый вход каждого элемента И первой группы соединен с соответствующим выходом первого дешифратора, первый вход каждого элемента И второй группы соединен с соответствующим выходом второго дешифратора, второй вход каждого элемента И первой и второй групп соединен с соответствующим выходом блока формирования наборов, входы которого и входы перво." го и второгодешифраторов являются входами модуля,.а также тем, что бЛок.,формирования наборов содержит элементы ИЛИ и дешифратор, о входов, которого являются входами блока, причем первый вход 1-того (1 = 1 2-2) элемента ИЛИ соединен с (+1)"и выходом дешифратора, второй вход 1-того элемента ИЛИ, кроме первого и последнего, соединен с выходом К-го (К=3 -1, если й ( 2 н , К =3 + 1, если 1 2 элемента ИЛИ, вторые входы первого и последнего элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и последним выходами дешифратора, которые как и выходы элементов ИЛИ являются выходами блока формирования наборов.На фиг.1 приведена схема универсального логического модуля; на фиг.2исполнение блока формирования наборов.Модуль содержит внешние входы 1-3, выходы 4, дешифраторы 5 и б, блок 7 формировання наборов, Элементы И 8 первой группы, элементы И 9 второй группы, элементы ИЛИ 10, дешифратор 11, элементы ИЛИ 12.Модуль работает следующим образом.В основе построения известных управляемых логических модулей лежит 10 метод использования типовых булевых Функцнй относительно группы Тр преобразования (перестановки и инверсии входных переменных). При этом однотипность Функций относительно заданной группы преобразований влечет Физическое сходство схем, реализующих эти функции. Рассмотрение группы Т преобразований показывает, что метод использования типовых Функций теряет свою эффективность ввиду быстрого роста числа типовых функцийуже при яр 4. Поэтому целесообразно пользоваться более крупными типами. Одной из таких групп преобразований является группа К,преобразований (перестановки, ин- Ы версии, подача на соответствующие входы самодвойственных Функций). Типовые булевы Функции относительно группы К преобразований однозначно определяются параметрами-рангом и 30 индексом. Рангом булевой Функции называется количество конституент единицы в ее СДНФ. Индексом называется число пар противоположных конституент единицы в ее СДНФ, Две булевых 35 Функции относятся к одному типу, если их ранги и индексы совпадают.Рассмотрим процесс реализации ло-гической Функции с заданным рангомР и индексОм 3 (Фиг.1). Возможны два случая.и 1. Рассмотрим случай 2 7,8 71На группу входов 1 подается двоичный код числа А =х - 3, При этом на йвыхода дешифратора 5 (фиг.1) появляется сигнал ф 1" и функция с 45 А"го выхода блока Формирования наборов 7, принимающая значение "1" на А наборах пройдет на элемент ИЛИ 10.На вторую группу входов 2 подается двоичный код числа В = 3, прн этом 50 на В-ом выходе дешифратора б появляется сигнал "1." и Функция с 2" -В выхода блока Формирования наборов, принИмающая значение "1" на В наборах, проходит на выход элемента ИЛИ у 10.Таким образом, на прямом выходе элемента ИЛИ 10 реализуется Функциякоторая принимает значение ф 1" на (й - )+ 1 = к наборах, из которых б противоположны. П р и м е р 1. Пусть необходи мо реализовать функцию от трех пере-,менных с ранком "3" и индексом "1":А=3-1=2; В=1;4 =ОЧ 1, Г =7;Г (х, х, х ) =0 Ч 1 Ч 7 т.е. полученная Функция имеетранг " 3" и индекс "1" .2. Рассмотрим реализацию Функциис рангом й ) 2 . В этом случае на основании тождества ГГ производитсяФ 11реализация функции Г с рангом 8=2 - Ви индексом Уф = 2" " -1+3 и подаютсясигналы А и В аналогично случаю 1(К ( 2") , а результат получается наинверсном выходе элемента ИЛИ 10,П р и м е р 2. Пусть необходимореализовать Функцию с рангом "5" ииндексом ф 2" для и =3. Определяемранг и индекс обратной Функциийф = 2 -5 = 3, ("= 2 -5+2=1, В соответствии с п.1 определяем сигналы Аи В для К и .А=3-1=2, В=1, выходнаяФункция, реализуемая на инверсномвыходе имеет вид Г = 234 5 чб срангом "5" и с индексой "2 ф,Работает Функциональный преобразователь следующим образом. Пусть необходимо реализовать типовую булевуфункцию относительно группы самодвойственных преобразований с рангомй и индексом )1, Если Й 4 2 пто на первую группу входов 1 подаем двоичный код числа А=Р-Э, на вторую группу входов 2подаем двоичный код числа В=3, натретью группу входных наружных выводов подаем входные переменные х хх. На прямом выходе элемента ИЛИ 10реализуется требуемая типовая функ"ция.2. Если 82 , то на первую группу входов 1 подаем двоичный код числа А = 2 -) , на вторую группу вхо 1 чдов. 2 подаем двоичный код числаВ = 2"-1+3, иа третью группу входов 3 подаем переменный х , х 2 х.На инверсном выходе элемента ИЛИ 10реализуется требуемая типовая функция. Сравним предлагаемое устройство и известный предельно универсальный логический модуль по количествунаружных выводов.Известный универсальный логический модуль имеет й = 2 и +1 наружныйвывод.Предлагаемый функциональный преобразователь имеет И =и +2(я)в 2= 3+1 наружных выхода.Формула изобретения1. Универсальный логический модуль, содержащий две группы элементов И, выходы которых соединены со входами элемента ИЛИ, прямой и инверсный выходы которого являются выходами модуля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения числа внешних выво"дов, он содержит два дешифратора и блок формирования наборов, причем первый вход каждого элемента И первой группы соединен с соответствующим выходом первого дешифратора, первый вход каждого элемента И второй группы соединен с соответствующим выходом второго дешифратора, второй вход каждого элемента И первой и второй групп соединен с соответствующим выходом блока формирования наборов,входы которого и входы первого и второго дешифраторов являются входами модуля.2, Модуль по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что блок формирования наборов содержит элементы ИЛИ и дешифратор, и входов которого явля-, ются входами блока, причем первый вход -того ( = 1,2 -2) элемен та ИЛИ соединен с (+1)-м выходомдешифратора второй вход -тогоэлемента ИЛЙ кроме первого и последнегосоединен с выходом .к-тогок -1, если1 2 я-ф, к=+1, если7 2.) элемента ИЛИ, вторые выходыпервого и.последнего элементов ИЛИсоединены соответственно с первым ипоследним выходами дешифратора, кото-,рые как и выходы элементов ИЛИ, яв,ляются выходами блока формированиянаборов. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе 1, Авторское свидетельство СССР 5 9 430376, кл.С 06 Г 7/00,15.12.1972. 2. Якубайтис Э.Я. Логические автоматы и микромодули. Рига, "Энаниеф,1975, с.195-197 (прототип).