Многофункциональный модуль

(9 1)5 6 Об Г 7/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРйк 1277086, кл. 6 06 Г 7/00, 1985.Авторское свидетельство СССРМ 1661751, кл. 6 06 Е 7/ОО, 1988.(54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для реализации всех бесповторных логических формул от шести и менее переменных, представленных в дизьюнкгивной нормальной форме. Цепь изобретения - повыаение быстродействия. Модуль содержит входы 1- 9, элементы И 10-21, элементы ИЛИ 22-26, выход 27. При подаче сигналов настройки, принадлежащих мно,кеству(0, 1, х, х), на выходе модуля реализуются требуемые функции. 2 табл., 1 ил.5 10 15 20 25 30 40 45 50 Э- СТИзобретение относится к вычисли. тельной технике и автоматике и позволяетреализовать путем настройки все бесповторные логические формулы от шести и менее букв, представленные в дизьюнктивнойнормальной форме,Известен многофункциональный модуль, реализующий путем настройки всебесповторные логические формулы от шести и менее букв, представленные в дизъюнктивной нормальной форме.Недостатками этого устройства являются его сложность из-за большого количествалогических элементов, составляющих функциональную схему модуля, и невысокое быстродействие,Наиболее близким к предлагаемому является многофункциональный модуль, содержащий элементы И, ИЛИ и десятьвнешних выводов и реализующий путемнастройки все бесповторные логическиеформулы от шести и менее букв, представленные в дизъюнктивной нормальной форме.Недостатком данного модуля являетсяего невысокое быстродействие из-за большого числа каскадов. Так, например, числокаскадов у данного модуля равно 5.Цель изобретения - повышение эффективности модуля путем увеличения быстродействия за счет сокращения числа каскадов.Поставленная цель достигается тем, чтов устройстве, содержащем двенадцать элементов И, пять элементов ИЛИ, девять входов и один выход, причем первый и второйвходы модуля соединены с первым и вторым входами первого элемента И, выходкоторого соединен с первыми входамивторого элемента И и первого элементаИЛИ, выход ко-орого соединен с первымвходом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединенс выходом четвертого элемента И, первыйвход которого соединен с выходом третьегоэлемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пятого и седьмого элементов И,третий вход модуля соединен с первымивходами четвертого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединенс третьим входом второго элемента ИЛИ,четвертый и пятый входы которого соединены с выходами девятого и десятого элементов И, четвертый и пятый входы модулясоединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, первый вход пятого элемента И соединен с пятым входом модуля,шестой вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом модуля, седьмой вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ является выходом модуля, первый и второй входы модуля соединены с первым и вторым входами одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом третьего и вторым входом четвертого элементов. ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с шестым и седьмым входами модуля, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, третий, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым, вторым и третьим входами девятого элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, восьмым входом модуля и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом пятого элемента ИЛИ и шестым входом модуля, четвертый и седьмой входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И, третий вход модуля соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и шестым входом модуля, девятый вход которого соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом пятого элемента И. и третьим входом четвертого элемента ИЛИ,Соединения элементов модуля подобным образом составляет существенное отличие предлагаемого изобретения и повышает его эффективность путем увеличения быстродействия за счет сокращения числа каскадов до четырех. Так, сложность по Квайну у прототипа равна 47, а у предлагаемого изобретения - 49, быстродействие у прототипа равно 5 ю(где 5 - число каскадов; к- задержка на каскад), а у предлагаемого изобретения - 4 х, Поскольку одна характеристика (быстродействие) улучшается за счет ухудшениядругой (сложность по Квайну), то сравнение модулей целесообразно проводить с использованием коэффициента эффективностигде С - затраты оборудования (в данномслучае сложность по Квайну),Т - быстродействие,Условно полагая для прототипа С 1 = 1,Т 1 " 1 и, следовательно, Э 1 - 1, имеем дляпредлагаемого модуля Сг = 1,05, Т 2 - 0,8 и,следовательно, Э 2- 10 08 =-08,т.е. по1 1сравнению с прототипом эффективностьпредлагаемого модуля повышена на 16.На чертеже показано предлагаемое устройство.На чертеже приняты следующие обозначения: входы 1 - 9 модуля; элементы И 1021; элементы ИЛИ 22 - 26; выход 27 модуля.Первый 1 и второй 2 входы модуля соединены с первым и вторым входами первогоэлемента И 10, выход которого соединен спервыми входами второго элемента И 16 ипервого элемента ИЛИ 23. Выход последнего соединен с первым входом третьего эле. мента И 21, выход которого соединен спервым входом второго элемента ИЛИ 26,второй вход которого соединен с.выходомчетвертого элемента И 19, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 24, Первый, второй и третийвходы элемента ИЛИ 24 соединены соответственно с выходами пятого, шестого и седьмого элементов И 11, 12 и 13. Третий вход 3модуля соединен с первыми входами четвертогЬ элемента ИЛИ 25 и восьмого элемента И 15, выход которого соединен стретьим входом второго элемента ИЛИ 26,четвертый и пятый входы которого соединены с выходами девятого и десятого элементов И 18 и 20. Четвертый 4 и пятый 5 входымодуля соединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ 22. Первый входпятого элемента И 11 соединен с пятымвходом 5 модуля, шестой вход 6 которогосоединен с первым входом шестого элемента И 12; Первый вход седьмого элемента И 13,соединен с первым входом 1модуля, седьмой вход 7 которого соединенс вторым входом четвертого элемента И19. Выход второго элемента ИЛИ 26 соединен с выходом 27 модуля. Первый 1 ивторой 2 входы модуля соединены с первыми вторым входами одиннадцатого элемента И 14, выход которого соединен с четвертым входом третьего и вторым входомчетвертого элементов ИЛИ 24 и 25. Выходчетвертого элемента ИЛИ 25 соединен впервым входом десятого элемента И 20,второй и третий входы которого соединенысоответственно с шестым 6 и седьмым 7входами модуля, второй вход 2 которого совдинен с вторым входом шестого элементаИ 12, Третий 3, четвертый 4 и пятый 5 входы.модуля соединены с первым, вторым итретьим входами девятого элемента И 18,четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 23, второй вход5 которого соединен с третьим входом четвертого элемента И 19, восьмым входом 8 модуля и вторым входом второго элемента И16. Выход последнего соединен с шестымвходом второго элемента ИЛИ 26, седьмой10 вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И 17, первый и второй входы которого соединены соответственно свыходом пятого элемента ИЛИ 22 и шестымвходом 6 модуля, четвертый 4 и седьмой 715 входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И 15. Третийвход 3 модуля соединен с вторым входомтретьего элемента И 21, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого20 элемента И 13 и шестым входом 6 модуля,девятый вход 9 которого соединен с третьим входом первого элемента И 10, вторымвходом пятого элемента И 11 и третьим входом четвертого элемента ИЛИ 25.25 Структура модуля описывается булевойфункцией девяти переменных1 = (Х 1 Х 2 Х 9 УХ 8)ХЗХ 4 хбВ 1 Х 2 Х 9 Х 8 УЧ Х 7 Х 8(Х 1 Х 2/ХБХ 9 ЧХ 1 Хб/Х 2 Х 6)У хбх 7(х 9 Ухзух 1 х 2)Ухзхб(х 1 х 2 х 9 М30 У Х 8)МХзХ 4 Х 7 ЧХ 6(Х 4/Хб).Работа модуля при различных режимахнастройки для реализации всех одиннадцати типов бесповторных ДНФ из шести буквпоясняется табл. 1.35 Из табл, 1 следует, что модуль реализуетпутем настройки все одиннадцать типовбесповторных ДНФ из пяти букв при условии, что информационные и настроечныевходы независимы, причем настройка моду 40 ля осуществляется фиксацией настроечныхвходов константами, что позволяет использовать для настройки ПЗУ.В табл, 2 приведены данные соответствующей настройки модуля на реализацию45 бесповторных ДНФ из пяти букв,При равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации ивозможности отождествления входов модуля последний позволяет реализовать также5 О произвольные(в том числе повторные) ДНФиз шести и менее букв. П р и м е р, Реализация повторной ДНФ из шести букв Р У 1 У 2 УУ 1 УзУУгУз с по 55 мощью модуля.При настройке Х 8 1, Х 7 1, Хб 0 модуль реализует формулу Х 1 Х 2 УХ 9 ХдХзХу,При Х 1 У 1 ф Х 2 У 2, Х 9 " У 1, Хб" Уз,Хз - У 2, Х 4 - Уз модуль реализует заданную1737439 Таблица 1 Тип бесповто ной НФ Наст ойка Бесповто ная НФ Хв О,Х 7 О,Х 6 О Х 5-1, Хв"О, Х 1 О Хз-О, Х 4-0, ХтХв О, Х 7 О, Хв 1 Хв 1, Х 1 О, Хв О Хз 1 Хв 1 Хт. ОХз 1, Х 7 6 Хв"1 Хв 1, Хт, Хв О Х 4 1, Хв 1, Х 7 1 Хв-О, Хт" 1, Хв 1 Х 1 Хв.1 6 5+1 4+2 4+1+1 3+3 3+2+1 3+1+1+1 2+2+2 2+2+1+1 2+1+1+1+1 1+1+1+1+1+1Х 1 Х 2 Х 9 ХзХ 4 Х 5 Х 1 Х 2 Х 9 ХЗХ 4 ЧХв Х 1 Х 2 Х 9 ХвЧ Х 5 Х 6 Х 1 Х 2 Х 9 ХзЧХ 4 ЧХ 5 Х 1 Х 2 Х 9 ЧХзХ 4 Х 5 Х 1 Х 2 Х 9 УХ 4 Х 5 ЧХв Х 1 Х 2 Х 9 ЧХаЧХ 5 ЧХв Х 1 Х 2 ЧХ 9 Х 5 ЙСзХ 4 Х 1 Х 2 ЧХ 9 Х 5 ЙЫХв Х 1 Х 24 Х 9 Ч ХЭЧ ХФХ 5ХОХ 2/Х 9 ЧХз 1 Х 4 Х 5 Такич образом, модуль, как и прототип, реализует путем соответствующей настройки все типы бесповторных ДНФ из шести и менее букв. Вместе с тем предлагаемый модуль имеет большую эффективность за счет повышения быстродействия и сокращения количества элементов. При использовании данного изобретения может быть получен положительный эффект, заключающийся в сокращении времени обработки информации. Формула изобретения Многофункциональный модуль, содержащий двенадцать элементов И и пять элементов ИЛИ, причем первый и второй входы модуля соединены с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пятого, шестого и седьмого элементов И, третий вход модуля соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами девятого и десятого элементов И, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, первый вход пятого элемента И соединен с пятым входом модуля, шестой вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом модуля, седьмой вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ явля ется выходом модуля, о т л и.ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения быстродействия, первый и второй входы модуля соер.1- нены первым и вторым входами одиннадцатого элемента И, выход которого 10 соединен с четвертым входом третьего ивторым входом четвертого элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с ше стым и седьмым входами модуля, второйвход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, третий, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым, вторым и третьим входами девятого эле мента И, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, восьмым входом модуля и вторым входом второго 25 элемента И, выход которого соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно 30 с выходом пятого элемента ИЛИ.и шестымвходом модуля, четвертый и седьмой входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И, третий вход модуля соединен с вторым входом третьего 35 элемента И, третий вход которого соединенс вторым входом седьмого элемента И и шестым входом модуля, девятый вход которого соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом пятого элемента 40 И и третьим входом четвертого элементаИЛИ.1737439 10 Таблица 2 Составитель А. Кондратьевдактор М. Петрова Техред М;Моргентал Корректор О. Кравцов мбинат "Патент",Производственно-издательс город, ул,.Гагарина, 101 аз 1892 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5