Многофункциональный модуль

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(31 М. Кл.з С 06 Р 7/00 Государственный комитет ф СССР по дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 15. 10. 82 Д Щ Фл ущ Л, Н. Семашко, В. Д. Козюминский, С. М. и П. Л. Трофимов) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ Из тельнИз дул ь, чески Цель изля, а именляющих вхомодуля прилогических н и обретение относится к вычислиой технике и микроэлектронике.вестен многофункциональный мореализующий бесповоротные логи-,е функции четырех переменных 13.Однако известный модуль характеризуется структурной сложностью, большим числом управляющих входов и сложным алгоритмом настройки, так как на управляющие входы модуля производится подача входных переменных.Наиболее близким к предлагаемому изобретению является многофункциональный логический модуль, реализующий все логические функции четырех меременных 2 ИОднако и данный модуль имеет ряд существенных недостатков, а именно: 6 управляющих входов; на основе данного модуля многовыходные структуры получаются очень сложными по количеству внешних выводов, число которых можно определить, как К + 6 К (К - число выводов); сложный алгоритм настройки, так как для реализаии конкретной логической Функции а его управляющие входы требуется одача констант 0 и 1, входных и еременных и их инверсий. 3 бретения - упрощение модуо: сокращение числа управов и упрощение настройки реализации бесповторных Функций четырех переменныхПоставленная цель достигается тем, что в многофункциональном модуле, содержащем элементы И, ИЛИ и НЕ первый информационный вход модуля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ, второй вход первого элемента И подключен к второму информационному входу модуля и к первому входу второго элемента.И, третий и четвертый информационные входы модуля подключены к входам третьего. элемента И и второго элемента ИЛИ соответственно, выход третьего элемента И подключен к второму входу второго элемента И, а также к первым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выход первого элемента И подключен к вторым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, а также к первым входам пятого эле" мента И и четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента И, выход .второго элемента И подключен к вторым966689 И 1 И 2 ИЗ И 4 0 О 0 1 О О 1 1 Х 1 Х 2 ч ХЗХ 4 Х 1 Х 2 ХЗХ 4Х 1 Х 2/ХЗ ч Х 4/Х 2/Х 1 ч ХЗХ 4/Х 1 Ч Х 2 ХЗХ 4Х 112 ч ХЗХ 4 1 О 1 1 0 О 0 1 0 1 1 0 1 1 О О Х 1 Х 2 ХЗХ 4 ЯХ 1 Х 2/ХЗ ч Х 4/Х 2/Х 1 ч ХЗХ 4/Х 1 ч Х 2 ХЗХ 4 О 0 И 1 И 2 ИЗ И 41 О 0 1 входам первого и четвертого элементов ИЛИ, выходы третьего элемента ИЛИ,выходы четвертого элемента И, пятого элемента И, четвертого элемейта ИЛИ и первого элемента ИЛ 1 подключены к первым входам шестого, седьмого,5 восьмого, девятого и десятого элемен,.тов И соответственно, первый управляющий вход модуля подключен к входу первого элемента НЕ и к второму входу десятого элемента И, второй управОляющий вход модуля подключен к вторым входам восьмого и девятого элементов И, а также к входу второгоэлемента НЕ, выход которого подключенк вторым входам шестого и седьмого 15 элементов И, а также к третьему входу десятого элемента И, третий управляющий вход модуля подключен к третьим входам седьмого и девятого элементов И, а также к вхоДУ третьего элеглента НЕ, выход которого подключен к третьему входу. шестого элемента И, а также к четвертым входам восьмого и десятого элементов И, вы ход первого элемента НЕ подключен к четвертым входам шестого, седьмого и девятого элементов И, выходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно выход которого подключен к одному из входов элемента равнозначности, другой вход которого подключен к четвертому .Управляющему входу модуля, выход элемента равнозначности является выходом модуля;ЗНа чертеже представлена схема многофункционального модуля на логических элементах И, ИЛИ, НЕ.Многофункциональный модуль содержит информационные входы 1-4, вхо ды настройки 5-8, элементы И 9 и 10, элемент ИЛИ 11, элементы НЕ 12-14, элемент И 15, элемент ИЛИ 16, элементы И 17-18, элементы ИЛИ 19 и 20 элементы И 21-25, элемент ИЛИ 26, 45 элемент равнозначности 27, выход модуля 28.Многофункциональный модуль для реализации. бесповторных логических функций четырех переменных функционирует следующим образом.На входы 1 и 2, элемента И 9 подаются сигналы Х 1 и Х 2. Сигналы ХЗ и Х 4 подаются на входы 3 и 4 элементов И 10 и ИЛИ 11. С элемента И 9 сигнал поступает на входы элемента ИЛИ 16, И 17, И 15. А с элемента ИЛИ 11 сигнал подается на элемент И 18. Сигнал Х 1 подается на вход 2 и эле-мент И 15. Управляющий сигнал И 1 подается на-входы элементов НЕ 12 и И 25. Сигнал И 2 подается на вход элементов НЕ 13, И 23, И 24. А управляющий сигнал И 3 поступает на элементы НЕ 14, И 22 и И 24, Сигнал И 4 подается на вход элемента рав 4нозначности 27. С элементов НЕ 12,НЕ 13 и НЕ 14 сигнал поступает навходы элементов И 21 И 25. С элементов Н 21 - И 25 сигнал подаетсяна входы элемента ИЛИ 26, а с негона вход элемента равнозначности 27.С выхода элемента равнозначности вырабатывается выходной сигнал,П р и м е р . Пусть на входы 1-4модуля подаются сигналы Х 1, У 2, ХЗ,Х 4. Тогда на выходах элементов 16-20имеем логические функцииИЛИ 16 Г 1 = Х 1 Х 2 ч ХЗХ 4И 17Р ,= .Х 1 Х 2 ХЗХ 4 ХИ 18 Р = Х 1 Х 2/ХЗ ч Х 4/ИЛИ 19 Р = Х 2/Х 1 ч ХЗХ 4/ИЛИ 20 Р = Х 1 ч Х 2 ХЗХ 4Для получения на,выходе элементаравнозначности 27 требуемой Функциинадо подать управляющий сигналИ 1-И 4 в соответствии с таблицей. Дпя примера настройки пусть на входы 1-4 подаются следующие сигналы: Тогда с элемента НЕ 12 сигнал подается на элементы И 21-24 и закрывает их. На элемент И 25 подаются сигналы с элеглентов И 13, И 14 и с входа 5. Элемент И 25 открыт, следовательно, функция Р = Х 1 ч Х 2 ХЗХ 4 подается на элемент И 25, с него - на элемент ИЛИ 26, а затем на элемент равнозначности 27. На выходе модуля тогда имеем функцию Р = Х 1 ч Х 2 ХЗХ 4; при И 4 = 1. При И 4 = О имеем на выходе функцию Р = х 1 ч Х 2 хЗх 4.Таким образом, данный многофункциональный модуль реализует все бесповоротиые логические Функциипеременных и обладает при этом следующими преимуществами: простейший алгоритм настройки, так как для настройки, модуля на управляющие входы подаются только константы 0 и 1;на основе данного модуля можно просто получить модули с К-выходами,в отличие от прототипа (общее коли- честно выводов для данного модуля 4 + 4 К + К, в то время, как.для прототипа общее количество выводов равно 6 К + К, что для К3 дает выигрыш; модуль структурно прост и однороден, так как состоит всего из 19 компонентов; модуль имеет малое число управляющих входов - 4 (прототип) .Данный модуль целесообразно использовать в ,качестве базового эле мента для построения многофункциональных модулей с большим числом выходов (К.3), а также при проектировании самых различных устройств цифровой обработки информации, в том числе 15 интегральных микросхем, что позволяет сократить их типовой состав, упростить настройку. упрощение же йастройки таких модулей в данном классе управляющих сигналов позволяет по О высить их надежность и живучесть, что в целом дает существенный экономический эффект. вертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ.подключен к второму входу пятого элемента И, выход второго элемента И подключен к вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, выходы третьего элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента И, пятого элемента И, четвертого элемента ИЛИ и первого элемента ИЛИ подключены ,к первым входам шестого, седьМого, восьмого, девятого и десятого элементов И соответственно, первый управляющий .вход модуля подключен к входу первого элемента НЕ и к второму входу десятого элемента И, второй управляющий вход модуля подключен к вторым входаМ восьмого и девятогоэлементов И, а также к входу второго элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам шестого и седьмого элементов И, а также к третьему входу десятого элемента И, третий управляющий вход модуля подключен к третьим входам седьмого и девятого элементов И, а также к входу третьегоэлемента НЕ, выход которого подключен к третьему воду шестого элемента И, а также к четвертым входам восьмого и десятого элементов И, выход первого элемента НЕ подключен к четвертым входам шестого, седьмого и девятого элементов И, выходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно, выход которого подключен к одному из входов элемента равнозначности, другойвход которого подключен к четвертому управляющему входу модуля, выход элемента равнозначности является выходом модуля.Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе1. АвторскоЕ свидетельство СССР Р 556430, кл. С 06. Р 7/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР Ф 556431, кл. С 06 Р 7/ОО, 1975 (прототип). Формула изобретения Иногофункциональный модуль, содержащий элементы И, ИЛИ и НЕ, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения, первый информационный вход модуля подключен к первым вхрдам первых элементов И и ИЛИ, второй вход первого элемента И подключен к второму информационному входу модуля и к первому входу второго элемента. И, третий и четвертый информационные входы модуля подключены к входам третьего элемента И и второго элемента ИЛИ соответственно, выход треть его элемента И подключен к .второму входу второго элемента И, а также 4 О к первым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выход первого элемента И подключен к вторым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, а также к пер вым входам пятого элемента И и чет966689 ь В, Кайданоигунова СоставиАвраменко Техред оррек торВ. яга дак ное . Зака илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 7845/66 Тираж 731 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и Отк 113035, Москва, Ж, Раушска