Программируемое устройство для вычисления логических функций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОРИА ЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 14447 0 4 С 06 Р 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН МИТЕТ СССРЙ И ОТНРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 3,Э . ГЛЬСТ ВТОРСНОМУ СВИДЕ Бюл. Уй научноприборос следоват роения иаучно-произя "Элва" тиэациибъединени свидетельство СССРС 06 Г 7/00, 1979.видетельство СССР С 06 Г 7/00, 1984,(54) ПРОГРАММИРУЕМОЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ (57) Изобретение отно вычислительной техник но для вычисления лог СТРОЙСТВО ДЛЯФУНКЦИЙится к областии преднаэначеческих функций(21) 4270885/ (22) 29,04.87 (46) 15,12.88 (71) Тбнлисс к ский институт средств автом водственного (72) Т.Э.Шаре швили, С.Н.Хо (53) 681. 3 (08 (56) Авторско йф 851399, кл.Авторское В 1262475, кл енидзе, Р,С.Твалабеитария и Э.А.Гургенидз п переменных, Целью изобретения является повышение быстродействия засчет воэможности вычисления за одинтакт каждой конъюктивной группы функции, представленной в диэъюнктивнойнормальной форме (ДНФ) . Устройствосодержит группу мультиплексоров 1,элемент И 2, групйу триггеров 3, элемент И 4, группу элементов ИЛИ 5,блок 6 памяти функций, блок 7 памятинастройки, блок 8 управления, генаратор 9 импульсов, На информационныевходы первой группы подаются входныепеременйые, на информационные входывторой и третьей групп подается информация, преобразуемая в код настройки и код функции, которые формиру" Еют результат вычисления логическойфункции, представленной в ДНФ. 2 ил1 табл.,1 э.п. ф-лы. С:=Х 1 ХЗ Х 5 Х 2 Хб Х 8; Р 2=Х 1 Х 4 Х 2 Хб Х 8 РЗ=Х 1ХЗ Х 5 Х 7 Х 8 4=Х 1 Х 4 Х 7 Х в блок 7 памяти памяти функцийпо четырем адрености, приведен- настройки и кого случа и блок 6 нформаци едовател Для этнастройкивводитсясам в послной в таблдов функци ице ко Кажда а роика тб опреде (Р 1 держит инфор маци тивной гр еленнои конъюкР 2, РЗ, Р 4), пртройки, номерс номером переменлогических вычискоде (нормально и 55 ем разряд кода на которого ной, уча лениях в овпадаевующейнверсно Изобретение относится к автоматике и вйчислительной технике и предназначено для вычисления логическихфункций п переменных,5Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства за счет обеспечения возможности вычисления заодин такт каждой конъюктивной группыфункции, представленной в дизъюнктив Оной нормальной форме (ДНФ) .На фиг1 изображена схема предлагаемого устройства на фиг. 2 -схема блока управления,Устройство содержит группу мультиплексоров 1, элемент И 2, группутриггеров 3, элемент И 4, группу элементов ИЛИ 5, блок 6 памяти функций,блок 7 памяти настройки, блок 8 управления, генератор 9 импульсов, управляющий выход 10 признака занятости,три группы информационных входов 1113 устройства, вход 14,1 пуска, вход14.2 начальной установки, вход 14.3признака разрешения записи, вход 14.4 25признака разрешения запуска генератора импульсов, вход 14.5 сбросаи выходы 15 устройства. Приведенная логическая функция имеет следующие конъюктурные группы:ФБлок 8 управления содержит пятьэлементов И 16-20, три элемента ИЛИ 21-23, три КБ-триггера 24-26, два счетчика 27 и 28 и депыфратор 29.Устройство работает следующим образом,Из 2 п-разрядной информации младшие п разрядов поступают на вторую группу информационных входов 12 устройства, а старшие п разрядов поступают на третью группу информационных входов 13 устройства.Выходная информация блока 6 памяти функций определяет какие переменные входной инФормации участвуют в вычислениях.Выходная информация блока 7 памяти настройки определяет какие переменные участвуют в вычислениях в прямом и в инверсном кодах.Например, требуется вычислить логическую функцию Р=Х 1 (ХЗ Х 5 ЧХ 4) (Х 2 Хб чХ 7) Х 8,когорой соответствует нормально замкнутый контакт РКС замкнутый контакт РКС), имеет значение логической " 1" а все остальные разряды - значения логического "О", разряды кода функций, номера которых совпадают с номерами переменных, участвующих в логических вычислениях, имеют значение логического "0", а все остальные - значение логической "1".Блок 8 управления работает следующим образом, Сигналом "ОСБ-К" на входе 14,5 сброса блок 8 приводится в исходное состояние, которому соответствуют нулевые состояния второго КБ- триггера 24, первого КБ-триггера 25, счетчика 27 и счетчика 28, Третий КБ- триггер 26 устанавливается в "О" первым выходом дешифратора 29, сигнал на котором существует при нулевом состоянии счетчика 28, После окончания действия сигнала "ОСБ-К" на вход 14,1 пуска поступает сигнал "ВБР-К", На весь период действия сигнала "ВБР-К" блок 8 управления Формирует управляющие сигналы, Первый сигнал "ВП-К" навходе 14.2 начальной установки формирует сигнал "ГТ-Т", свидетельствующий о готовности устройства к работе, и первый адрес на адресной шине,устанавливая соответственно второйКБ-триггер 24 и счетчик 27 в состояние"1", а также единичный сигнал на выходе10 признака занятости. После этогона второй и третьей группах информационных входов 12 и 13 устройства устанавливается первое информационноеслово, которое сопровождается первымсигналом "ВД-К", формирующим черезэлементы И 17 и И 19 сигнал записи, 15В дальнейшем (с приходом каждого сигнала "ВП-К") на входе 14,2 начальнойустановки формируется следующий адрес, а сигнал "ВД-К" на входе 14,3признака разрешения записи, сопровож- Юдающий вновь установленное информационное слово, формирует следующий сигнал записи.Количество сигналов "ВП-К" и "ВД-К"определяется по программе и соответ -.2ствует числу конъюктивных групп функции, представленной в ДНФ. Этим жеопределяется количество состоянийсчетчика 27. После окончания действияпоследнего сигнала "ВД-К" поступает З 0сигнал "ОСТ-К", на входе 14.4 разрешения запуска генератора устанавливаю."1", и разрешающий запуск генератора9 импульсов. С этого момента формирование адресов в счетчике 27 происходит в зависимости от тактовой частотыгенератора 9 импульсов. В счетчике23 и дешифраторе 29 формируются сигналы строба для группы триггеров 3.Счетчик 27 считает передние фронтытактовых импульсов а счетчик 28 -задние фронты, для чего с генератора 9 импульсов сигналы поступают впрямом и инверсном кодах.Количество состояний счетчика 28(не считая нулевого состояния) должно равняться числу к+1 (где к - количество конъюктивных групп в ДНФ), Прйэтом (к+1-е состояние используетсядля формирования сигнала "Сброс", обнуляющего все триггера группы триггеров 3,55 Принцип работы программируемогоустройства для вычисления логическихфункций поясняется на примере вышепри. веденной логической функции, содержащей восемь переменных. Для приведенного примера счетчик 27 являетсясчетчиком на четыре состояния, асчетчик 28 - счетчиком на пять состояний. Группа триггеров 3 содержитчетыре триггера. Группа мультиплексоров 1 содержит восемь двухканальных мультиплексоров, а блок 7 памятинастройки и блок 6 памяти функций -элементы памяти объемом 4 х 8 бит, вкоторых четырьмя сигналами "ВД-К"вводится информация (согласно таблице кодов настройки и кодов Функций) .Далее по сигналу "ОСТ-К" запускается генератор 9 импульсов, по передним фронтам импульсов которого происходит считывание из блока 7 памятинастройки и блок 6 памяти функцийвведенной в них информации,Выходы блока 7 памяти настройкиявляются управляющими входами мультиплексов 1 группы, на инФормационныевходы которых в этом случае поступают восемь переменных вычисляемойлогической функции. Для коъюнктивнойгруппы Р 1 мультиплексоров 1 группы открыты инверсные входы второго, третьего и восьмого мультиплексоров ипрямые входы всех остальных мультиплексоров. Выходная информация мультиплексоровгруппы подается на первые входы элементов ИЛИ 5 группы, навторые входы которых подается восьмиразрядный код со значением логической "1" в 1 Ч-ом и Ч 11-ом разрядах(1 Ч и Ч 11 разряды не участвуют в вычислении Р 1) и значением логического"0" в разрядах 1, 11; 111, Ч, Ч 1,.Ч 111. Если соответствующие разрядыпеременных, поступающих на мультиплексоры 1, группы имеют значения соответственно 1,0,0,1,0, то на выходеэлемента И 2 формируется сигнал логической "1", который по первому сиг)налу строба записывается в первыйтриггер триггеров 3 группы (результатвычисления первой конъюнктивной группы),Таким же образом записываются результаты вычисления Р 2, РЗ и Р 4 по второму, третьему и четвертому сигналам строба во втором, третьем и четвертом триггерах триггеров 3 группы.Элемент И 4 служит для Формирования сигнала блокировки триггеров 35 1444 74 группы в том случае, если ни одна из переменных данной конъюнктивной группы не участвует в вычислении.Формула изобретения51, Программируемое устройстводля вычисления логических Функций, содержащее два элемента И и группу триг 1 О геров, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия за счет обеспечения возможности вычисления за один такт каждой конъюнктивной группы Функции, представленной в дизъюнктивной нормальной Форме (ДНФ), оно содержит блок управления генератор импульсов, блок памяти настройки, блок памяти функций, группу мультиплексоров, группу элементов 2 О ИЛИ, причем информационные входыпервой группы устройства соединены с прямыми и инверсными информационными входами мультиплексоров группы, выходы которых соединены. с первыми 25 входами элементов ИЛИ группы, выходы которых соединены с входами первого элемента И, выход которого соединен с информационными входами триггеров группы, инверсный выход генератора ЗО импульсов соединен с входом признака разрешения выдачи тактовых импульсов блока управления, выходы первой группы которого соединены с тактовыми входами триггеров, .,уппы пРямОЙ Выход генератора импульсов соединен с входом признака разрешения формирования адреса блока управления, выходы второй группы которого соединены с адресными входами блока памяти настройки и блока памяти Функций, входы разрешения записи и разрешения работы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, выходы блока памяти настройки соединены с управляющими входами мультиплексоров группы, выходы блока памяти Функций соединены с вторьпывходами элементов ИЛИ группы и входами второго элемента И, выход которого 5 О соединен с входом блокировки триггеров группы, информационные входы второй и третьей групп устройства соединены соответственно с информационными входами блока памяти настройки и блока памяти функций, вход запуска генератора импульсов соединен с третьим выходом блока управления, четвертый выход которого является выходом бпризнака занятости устройства, вход пуска, вход начальной установки, вход разрешения записи, вход разрешения запуска генератора импульсов и вход сброса устройства соединены с одноименными входами блока управления, пятый выход которого соеДинен с входами сброса триггеров группы, выходы которых являются выходами устройства.2. устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит пять элементов И, три элемента ИЛИ,три КЯ-триггера, два счетчика, дешифратор, причем вход пуска блока соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, выход третьего элемента И соединен с единичным входом первого КБ-триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен,с нулевым входом второго КБ- триггера, с входом сброса первого счетчика и является пятым выходом блока, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, единичным входом второго КБ в тригге, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, с первым входом третьего элемента ИЛИ и является четвертым выходом блока, вход признака разрешения выдачи тактовых импульсов блока соединен со счетным входом второго счетчика, выходы которого соединены с входами дешифратора, с второго по к-й выходы которого являются входа - ми первой группы блока, (к - число конъюнктивных групп Функции, предтавленной в ДНФ), первыйвыход дешифратора соединен с нулевым входом третьего КБ-триггера, единичный вход которого соединен с к-ым выходом дешифратора, инверсный выход третьего триггера соединен с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с входом признака разрешения формирования адреса блока, а выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, выходы которого являются выходами второй группы блока, вторые входы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с входом начальной установки, входом признака разрешения записи и входом признака разре7 1444 744 8 щения запуска генератора импульсовблока, выход второго элемента И соеинен с вторым входом четвертого элемента И; выход которого является перУ адреса Код наствым выходом блока, вход сброса блокасоединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, с входом сброса второгосчетчика и нулевым входом первого КБтриггера, выход которого соединен с 10третьим выходом блока и с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является вторым выходом блока,3. 11000100 (к+1)-й выход дешифратора соединен стретьим входом первого элемента ИЛИ154. 11000000 Блок 6 памяти функций Р адреса Код функ 1. 01001000 2. 01010100 3 . 00101010 4. 001101 0 2. 10000010 ЮГ Ж 1 кин Корректор Н,Король Составитель В Техред М.Хода актор А.Реви Подписноеного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д, 4/5 раж 70 аэ 6506/47 ВНИИПИ Государстве по делам изобрет113035, Москва, Ж,зводственно-полиграфическое предприятие, г. Уагород, ул. Проект