Устройство для вычисления логических выражений переменных

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оч 962918(ф 11 М Кт Э С 06 Г 7/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийДата опубликования описания 30.09.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ВЫРАЖЕНИЙ Ь ПЕРЕМЕННЫХУстройство относится к вычислительной технике и автоматике, предназначено для вычисления значений логических выражений и может использоваться при построении комбинационных узлов и цифровых автоматов,Известны устройства, которые могут использоваться для вычисления логических выражений, например универсальный логический модуль, содер-. жащий п информационных и 2 управлляющих входов, и элементов НЕ, 2" элементов И и элемент ИЛИ, выход которого является выходом устройства, а его входы подключены к выходам элементов И, первые входы которых управляющие, а остальные и входов подключены соответствующим образом к выходам элементов НЕ и информационныч входам устройства. Устройство путем настройки реализует любые логические функции входных булевых переменных 1).Недостатком известного устрой.ства является большая сложность. 25Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, которое имеет каскадную структуру и содержит 2 ф" универсальных логических модулей, инфор мационные входы которых подключены к п-а информационным входам устройства, а их управляющие входы являются управляющими входами устройства, выходы универсальных логических модулей подключены к входам коммутатора, управляющие входы которого подключены к остальным а информационным входам модуля (2 .Недостатком известного устройства является сложность, что не позволяет использовать его при обработке многоразрядной информации. Например, при и = 10, е = 5 и использовании универсальных логических модулей с двухъярусной канонической структурой схема Устройства будет иметь сложность по суммарному числу входов логических элементов, равную 7590.ФЦель изобретения - упрощение устройства для вычисления логических выражений.Поставленная цель достигается тем, что устройство для вычисления логических выражений и переменных, содержащее два мультиплексора, выход первого мультиплексора является выходом устройства, управляющие входы первого мультиплексора под 9 б 291810 15 20 25 35 40 45 6065 ключены кинформационным входамустройст а, и"щ информационные входы второго мультиплексора подключены к информационньм входам устройства, управляющие входы которогоподключены к управляющим входам второго мультиплексора, содержит блокпамяти, входы записи которого подключены к выходу второго мультиплексора, а входы управления - к дополнительным управляющим входам устройства, выходы блбка памяти подключены к информационным входам первого мультиплексора,На фиг.1 представлена схема устройства; на Фиг.2 - схема входногомультиплексора на Фиг,З - схема выходного мультиплексора на Фиг.4вариант блока памяти,Схема устройства для вычислениялогических выражений и переменных(фиг.1) содержит мультиплексор 1,блок 2 памяти, мультиплексор 3,группы информационных входов 4 и 5,управляющие входы б, входы 7 управления блоком памяти и выход 8.Схема мультиплексора 1 (фиг.2)содержит 2 и и элементов И 9, элемент ИЛИ 10, п-щ элементов НЕ 11,и"а информационных входов 12, 2" фуправляющих входов 13 и выход 14.Схема мультиплексора 3 (фиг.3)содержит 2 элементов И 15, элемент ИЛИ 16, в элементов НЕ 17,щ управляющих входов 18, 2 щ информационных входов 19 и выход 20.Схема блока 2 памяти (фиг.4)на сдвиговом регистре содержит 2триггеров 21, вход 22 записи, управляющий синхровход 23 и 2 выходов 24В схеме устройства (фиг.1) информационные входы мультиплексора 1подключены к группе п в тинформационных входов 4 устройства, а управляющие входы мультиплексора 1 подключены к управляющим входам б устройства. Выход модуля 1 подключен к входу записи блока 2 памяти, 2 выходов которого подключены к информационниа входам мультиплексора 3, управляющие входы которого подключенык группе т информационных входов 5устройства. Выход мультиплексора 3является выходом 8 устройства.Устройство работает следующимобразом.На информационные входы 4 устройства подаются входные сигналых 1 х 2 х которые поступаютна информационные входы мультиплексора, который с помощью сигналовуправления О., О 2 О, подаваемых на управляющие входы устройства, манжет быть настроен на выполйение любой логической функцииГ(х, х ,) входных информацион ных переменных. Например, для настройки мультиплексора (фиг.2) достаточно положить значения сигналов и,= 1, 2"равными значениям реализуемой логической функцииГ(х, х) на соответствующих 1-ыхвыборах аргументов х х 2 х-и,которые реализуются элементами И 9 .Значения реализуемых логическихфункций записываются в блок памяти.В простейшем случае блок памяти представляет собой сдвиговый 2-разрядный регистр. Запись значений реализуемых логических функций производится блоком памяти по сигналам управления, подаваемым на входы 7 устройства. При использовании сдвигающегорегистра (фиг,1) запись производится, например,по сигналу сдвига, подаваемому на синхровход 23 регистра.Таким образом, в блок памяти могут быть записаны значения 2 илогических Функций Г;.(х , х и),О, (2 ф" - 1), которые они принимают на некотором фиксированном набо"ре входных переменных х, х 2,,х,. Ври этом для реализацйи 2 различных логических функций с помощьюсигналов О, О производится соответствующая настройка чультйплексора налогическую Функцию Г 1,1(х, "и-в)после того, как значение логическойФункции Г 1(х , х и,) будет записанов блок памятй.На группу входов 5 устройства подаются.т информационных сигналовх и 1 х, которые управляют работой мультиплексора 3 и подключают квыходу 8 устройства один иэ элементов памяти блока 2 памяти. В результате на выходе устройства формируется сигнал, значение которого определяется логическим выражениемЗ=Х Х Х Е 1 х хи-ин 1 и-пн 2 и ои-в)и-в "и-в+2" и ( 1 и-т) -. и-а+1кХ, ,хй 1Х У х Х и-в 2 -"и 2 фф 1 1"1 "о-е)которое представляет собой разложение произвольной логической функции и переменных Г(х 2) по переменным х,и , х,Вычисление значения любого логического выражения на любом наборе входных переменных х, х 2 хи в устройстве осуществляется за 2 и тактов, на каждом из которых осуществляется настройка мультиплексора 1 на реализацию соответствующей логической функции д-а переменных Г(х, 2 ,) и запись значения функции в соответствукщую ячейку блока 2 памяти.Схема предлагаемого устройства при и = 10, в = 5 и использовании мультиплексора 1 (фиг.2) и мультиплексора 3 (Фиг,З) имеет сложностьпо числу входов логических элементов, равную 600, что более чем в 10 раз проще схемы устройства-прототипа на 10 входов. В среднем данное устройство без учета сложности блока памяти в 2раз проще устройства-прототипа для вычисления логических выражений.формула изобретенияф Устройство для вычисления логических выражений е; переменных, содержащее два мультиплексора, выход первого мультиплексора является выходом устройства, управляющие входы первого мультиплексора подключены к е информационным входам. Устройства, н -е информационные входы второго мультиплексора подключены к информационным входам устройства, управлякиаие входы которого подключены к управляющим входам второго мультиплексора, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью упрощения, устройство содержит блок памяти, входы записи которого подключены к выходу второго мультиплексора, а входы управления - к дополнительным управляющим входам устрой,ства, выходы блока памяти подклочены6 к информационньм входам первогомультиплексора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Якубайтис Э.А. Универсальные5 логические элементы. - фАвтоматикаи вычислительная техникаф, 9 5,1973, с. 14,2. Малев В.А. Структурная избыточность в логических устройствах.щ М., "Связью, 1978, с. 124, рис. 2.8962918 Хю Составитель В. КайданРедактор А. Маковская Техред С,Мигунова Гриценко с 513 к комитета ССи открытййкая наб., д 5 Филиал ЯГГ. "Патентф. г. Ужгород, ул. Яроектна/68 Тираж 731 ВНИИиИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Рауш