Устройство для вычисления булевых функций

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1)1)4 С 06 Р 7 А 1 ИСА ЭОБРЕТЕНИЯ ВТОРСК ИДЕТЕЛЬСТВ У вто ьство СССР 00, 1979. тво СССР /00, 1982. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Харьковское научно-произввенное объединение по системамматизированного управления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ(57) Изобретение относится к автома тике и вычислительной технике, в частности к программному управлению технологическим оборудованием, и мо жет быть использовано в программиру мых системах управления технологиче кими объектами, алгоритм управления которых описывается с помощью булевых функций, в частности в программируемых контроллерах и управляющих13323 вычислительных машинах. Цель иэобре" тения - расширение функциональных возможностей эа счет реализации функции присвоения единицы или нуля с фиксацией. Устройство содержит вход 1 задания кода операции, информационный вход 2, синхровход 3, информационный выход 4, функциональный логический преобразователь 5, триггеры 6 и 7 и узел 8 счета. Узел 8 счета содержит реверсивный счетчик 9 и элементы И 10 и 11. Функциональный логический преобразователь 5 содерОжит вход 12 задания кода операции,входы 13 и 14 промежуточных результатов, информационный вход 15 ивход 16 выборки,. выходы 17 и 18 промежуточных результатов, выход 19"Скобка закрывающая", выход 20 "Скоб"ка открывающая , информационный выход 21, Устройство позволяет реализовать функцию присвоения единицыили нуля с последующей фиксацией,При этом экономится по,одной команде на каждое присваиваемое функции значение. 1 ил., 3 табл.1Изобретение относится к автоматике н вычислительной технике, в частности к программному управлению тех нологическим оборудованием, и может быть использовано в программируемых системах управления технологическими объектами, алгоритм управления которых описывается с помощью булевых Функций, в частности в программируемых контроллерах и управляющих вычислительных машинах.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей эа счетреализации Функции присвоения логической единицы и нуля с фиксацией.ФНа чертеже представлена функциональная схема устройства,Устройство содержит вход 1 задания кода операции устройства, информационный вход 2 устройства, синхровход 3 .устройства, информационныйвыход 4 устройства, функциональныйлогический преобразователь 5, триггеры 6 и 7, узел 8 счета, содержащийреверсивный счетчик 9 и элементыИ 10 и 11, Функциональный логическийпреобразователь 5 содержит вход 12задания кода операции, первый 13 ивторой 14 входы промежуточных результатов, информационный вход 15 и вход16 выборки, первый 17 и второй 18выходы промежуточных результатов,выход 19 "Закрывающая скобка", выход20 "Открывающая скобка", информационный выход 21,На вход 1 задания кода операцииустройства поступают двоичные сигна 2лы, образующие коды операций, укаэанные в табл,1,На вход 2 устройства подаются 5 входные переменные вычисляемой булевой функции, представленные двоичнымисигналами.функциональный логический преобразователь 5 может быть выполнен наблоке памяти и предназначен для преобразования двоичных кодов: операций, поступающих на вход 12, промежуточных результатов вычислений, поступающих на входы 13 и 14, информацион.ных и выборки, поступающих соответственно на входы 5 и 16, в соответствующие выходные коды, приведенные втабл.2.В табл.2 младший разряд шестнадцатеричного кода определяет двоичныесигналы на выходах 20 - 17, а старший разряд - двоичный сигнал на вы"ходе 2 преобразователя 5.25На выход 17 блока 5 поступаетсигнал текущего результата вычисления функции, на выход 18 - сигналпризнака ускорения вычисления функции.Триггер 6 предназначен для хране-ния текущего результата вычисленияфункции, триггер 7 - для фиксацииускорения вычисления функции, Узел 8счета предназначен для счета числаоткрывающих и закрывающих скобок.Работу устройства рассмотрим напримере вычисления Функции, заданной уравнением3 13323Х (Х,+Х,+Х,)(Х,+Х,+ (Х,+Х,Х, + В начале вычисления триггеры 65и 7 устанавливаются в нулевое состояние, Нули с триггеров 6 и 7 поступают соответственно на входы 13 и 14преобразователя 5 и с триггера 7нуль поступает на вход С счетчика 9. ОПри этом в счетчик 9 заносится уставка 1000, заданная по его входам8, 4, 2, 1. В результате на выходах8, 4, 2, 1 счетчика 9 появляется код1000 и единица, с его выхода 8 поступает на вход 16 выборки преобразователя 5.Затем с информационного входа 2устройства на вход 15 преобразователя 5 поступает значение первого аргумента Х.Если Х а = О, то на входах 16 - 13преобразователя 5 читаются сигналы,образующие код 1000, при котором сучетом операции Конъюнкция", заданной кодом 0000 на его входе 12, преобразователь 5 на выходах 21 - 17выставляет код 02 (табл.2, строка 5,столбец 1), чему соответствуют единица на выходе 18 и нули на остальных его выходах.По синхроимпульсу с входа 3 устройства единица с выхода 18 преобразователя 5 поступает на вход В-триггера 7 и устанавливает его в единичное состояние, после чего единица стригггра 7 поступает на вход 14 преобразователя 5 и вход С счетчика 9,С появлением открывающей скобки,заданной кодом 0101 на входе 12 преобразователя 5, и при имеющихся сигналах на его входах 16 - 13, образующих код 1010, преобразователь 5 навыходах 21 - 17 выставляет код ОА(табл.2 строка 7, столбец 6), чему 45соответствуют единицы на выходах20 и 18 и нули на остальных его выходах,При этом с очередным синхроимпульсом единица с выхода 20 преобразователя 5 через элемент И 1.1 поступаетна вход "Вычитание" счетчика 9 и нарушает его компенсацию, В результате на выходах счетчика 9 появляетсякод 0111,С этого момента до появления пер-вой закрывающей скобки счетчик 9 остается нескомпенсированным и независимо от.значения последующих аргуо4ментов Ху, Х Х и логических связок между ними на выходах преобразователя 5 будет код 02.С появлением закрывающей скобки,заданной кодом 01 О на входе 12 преобразователя 5, и при имеющихся сиг-налах на его входах 16 - 13, образующих код 0010, преобразователь 5на выходах 21 - 17 выставляет код06 (табл.2, строка 1, столбец 7), чему соответствуют единицы на выходах19 и 18 и нули на остальных его выходах.С последующим синхроимпульсом единица с выхода 19 преобразователя 5через элемент И 1 О поступает на вход"Сложение" счетчика 9 и восстанавливает его компенсацию, В результатена выходах счетчика 9 снова появляется код 1000.При поступлении второй открываюцей скобки устройство работает аналогично тому, как и при поступлениипервой открывающей скобки,Поскольку триггер 6 при этом находится в единичном состоянии, то походу вычисления при поступлении очередного аргумента (неэависимо от егозначения) или вида операции на выходе преобразователя 5 появляются соответственно коды, приведенные втабл.3. При Х = 1 на входах 16 - 13 пре 1 Ообразователя 5 образуется код 1100, а на его выходах 21 - 17 - код 11 (табл.2, строка 9, столбец 1), чему соответствуют единицы на выходах 21 и 17 и нули на остальных. В этом случае на выходе 4 устройства появляется единица, а триггеры 7 и 6 устанавливаются соответственно в нулевое и единичное состояния.При вычисленном значении функции, равном 1, по сигналам "=Я" (присвоение единицы с фиксацией) и =В. (присвоение нуля с фиксацией) выходу 4 устройства присваиваются 1 и 0 соответственно (табл.2, строки 6,8, 10 и 12, столбцы 4 и 5) .При вычисленном значении функции, равном О, по сигналам =Я и =В. выходу 4 устройства присваивается значение информации на входе 2 устройства (табл,2, строки 5, 7, 9 и 11, столбцы 4 и 5) .Таким образом, предлагаемое устройство позволяет реализовать функ5 1332 цию присвоения единицы или нуля с последующей фиксацией.При этом экономится по одной команде на каждое присваиваемое функции значение. Устройство для вычисления булевых,10 ,функций, содержащее первый и второй триггеры и узел счета, причем узел счета содержит два элемента И и счетчик, причем выход первого элемента И соединен с входом вычитания счетчи 15 ка, первый вход второго элемента И соединен с первым информационным вхоцом узла счета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей за счет реализации функции присвоения логической единицы и нуля с фиксацией, оно содержит функциональный логический преобразователь, выполненный на блоке памяти, причем ВхоД зада ния кода операции устройства соедиеп с входом кода операции функционального логического преобразователя, первый и второй входы промежуточных результатов которого соединены с выходами первого и второго триггеров, синхровходы которых соединены с синхровходом узла счета и синхТаблица 1 Код операции Вид операции- конъюция 0000+ 0111 дизьюнкция Формула и э о б р е т е н и я 3106ровходом устройства, информационный вход которого соединен с входом значения переменной функционального логического преобразователя, вход выборки которого .соединен с выходом узла счета, второй информационный вход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и синхровходом узла счета, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами признака Закрывающаяся скобка" и "Открывающая скобка" функционального логического преобразователя, первый и второй выходы промежуточных результатов которого соединены с информационными входами первого и второго триггеров, выход которого соединен с синхровходом счетчика, вход сложения которого соединен с выходом второго элемента И, информационный вход четвертого разряда счетчика соединен с шиной логической единицы устройства, информационные входы первого, второго и третьего разрядов счетчика соедйнены с шиной логического нуля устройства, выход счетчика соединен с выходом узла счета, информационный выход функционального логического преобразователя является выходом устройства.1332310 Таблица 2 Строка Кодынавходах16-13 Мнемоника и коды операций на входе 12 01 1 0000 0001 0010 001 0100 0101 0110 Коды результатов операций на выходах 21 - 17 1 1 3 С 1 1 3 1 2 3 4 5 6 7 8 д06 02 Х ОА Х Х 1 В 17 13 06 02 Х Х ОА Х Х 1 В Х 00 00 33 11 02 11 02 02 02 13 13 00 00 14 33 Таблица 3 Продолжение табл.Э 02 45 Х 06. 06 9 55 2 ВНИИПИ .Заказ 3833/44 Произв.-полигр. пр-т ж 67 писно Ужгород, ул. Проектная, 4 1 0030 2 0031 3 0110 4 0111 5 1000 6 1001 7 1010 8 1011 9 1100 10 1101 11 1110 12 1111 02 02 13 13 02 02 13 13 ог0211 02 02 00 00 00 1 01 11 00 00 ОА 11 03 . 1 В 10 1 О 00 11 01 11 1 О 10 ОА 31 01 1 В 17 13 00 00 11 3 00 00 11 13 00 00 11 13 00 00