Многофункциональный логический модуль

(5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ ТЕЛ ЬСТВ ксор вого 4Ф ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) Авторское свидетельство ССР 687447, кл. С 06 Р 7/00, 1979Авторское свидетельство СССРР 924697, кл. С 06 Р 7/00, 1982Патент США В 3579119, кл. 32опублик. 1971 (прототип).(54)(57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОКИЙ МОДУЛЬ, содержащий мультиплуправляющие входы которого с .пе Взамен ранее изданного ЯО 1149244 по и-й соединены с соответствующими информационными входами модуля (и - количество логических переменных), информационные входы мультиплексора с первого по 2"-й соединены с соответствующими настроечными входами модуля, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения сложности настройки, в него дополнительно введен элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которого соединен с выходом мультипьлексора, второй вход - с (2 +1)-м настроечным входом модуля, а выход - с выходом модуля.Изобретение относится к автоматикеи вычислительной технике и предназначено для реализации путем настройкипроизвольных булевых функций и переменных, 5Известен многофункциональный логический модуль, реализующий путем настройки произвольные булевые функциитолько трех переменных 11.Известен также многофункциональньсй 10логический модуль, реализующий путемнастройки произвольные булевые Функции только четырех переменных 2.Однако данные устройства не позволяют путем настройки реализовать про извольные функции и переменных. Крометого, недостатком их является высокаясложность настройки.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является многофункциональный логический модуль,представляющий собой мультиплексорс 2 информационными и и. управляющиминнходами, причем информационные входымультиплексора являются настроечнымивходами модуля, а управляющие еговходы - информационными входами модуля. При подаче констант "0" и "1" нанастроечные входы этот модуль реализует произвольные булевые функции и 30переменных, а при подаче на эти входы констант "0", "1", а также переменных и их инверсий - произвольныебулевые функции (и+1) переменных 3 1.Недостатком известного модуля янляется сложность его настройки. Приэтом сложность настройки (число выполняемых для настройки соединений)определяется количеством константи1 , переменных и их инверсий, подаваемых на настроечные входы модуля.Подача констант нО" сложности настройки не изменяет, так как при этом соединения не выполняются,Целью изобретения является уменьшение сложности настройки модуля.Эта цель достигается тем, что вмногофункциональный логический модуль, содержащий мультиплексор, управляющие входы которого с первого 50по и-й соединены с соответствующимиинформационными входами модуля (и -количество логических переменных),информационные входы мультиплексораис первого по 2 -й соединены с соответствующими настроечными входами модуля, дополнительно введен элементНЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый вход которо с. О+ 1 = Е.,Ох)р 1 у ьухь)74 ф4 фФ ууНиже приводятся условия применения соотношений (1) - (б) и сложность настройки константации "0" и "1", обеспечиваемая выполнением этих соотношений.Если Б(.6 а и Н 1 у;-с)то (1), Б = К 1, Б= Я= у, (7) го соединен с выходом мультиплексора,второй вход - с (2" +1)-м настроечньсмвходом модуля, а выход - с выходоммодуля.На Фиг1 приведена схема многофункционального логического модуля;на фитф. 2 - 6 - примеры использования этого модуля.Многофункциональный логический модуль содержит мультиплексор 1, днухвходовый элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 2,информационные входы 3, настроечныевходы 4 и 5, выход б.В многофункциональном логическоммодуле управляющие входы мультиплексора 1 соединены с информационнымивходами 3 модуля, информационные входы - с настроечными входами 4 модуля,выход мультиплексора 1 соединен свходом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 2,другой вход которого соединен с настроечным входом 5 модуля, выход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 2 соединен свыходом б модуля,Упрощение настройки модуля достигается за счет использования следующих соотношений+ 1, Б (10)где а = 2 1 2К :К +К 1- ранг функцииГ, равный числу единиц в 15столбце значений ее таблицы истинностиБ, - сложность на 2 Остройки данного модуля;8 - сложность настройки известного уст. 25 ройства.Наличие соотношения (1) гарантирует то, что если имеется схема, построенная на известных модулях, то при замене их в этой схеме предлагае- ЗО мыми модулями суммарная сложность настройки по крайней мере не увеличивается. Соотношения (2) - (6) использу ются в случае, если их применение обеспечивает уменьшение сложности настройки.Соотношения (1) - (4) применяются в случае, если удается реализовать заданную функцию Е на одном модуле,Соотношения (5) и (6) являются ноО вым видом разложения функции. Е;по переменной х, и применяются в случае,1если функция Е не может быть реализована одним модулем.При этом, если реализация функции 45 производится на предлагаемых модулях, содержащих мультиплексоры 1 типа "1низ 2 , то должны использоваться только соотношения (5) и (6).Если реализация функции Е произвоО дится как на модулях, содержащих мультиплексоры типа "1 из 2", так и на модулях, содержащих другие мультиплексоры, то должны использоватьсясоотношения (1) - (6) 55На примере функции Г, заданной в табл. 1, продемонстрируе 4, как для данного модуля обеспечивается наст44 4 ройка (константами "0" и ".1") мини: мальной сложности.Определение такой настройки осуществляется в несколько этапов. 1. Определение значений а и Ба = ".з г :Я : 3ь ф Таблица 1 х х х, О О О О О О 1 О О 1 О О О 1 1 О 1 О О О 1 О 1 1 1 1 О 1 1 1 1 1 2, Выполняются в табличной форме разложения Шеннона заданной функции по каждой из и переменных: по переменной х (табл, 2), по переменной х (табл. 3) и по переменной х (табл. 4), Таблица 2 О О О О 1 ООО( хг =о 1 3, Для каждоголяются значения Р К 0 Г (х:о 10 1 О 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1,1 0 1 1 1 1 1 Таблица 4 х х Г 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 45 х 11- настроечный вход 5 - х,- настроечные входы 4 - О, О, О,О, 1, О, О, О.В, качестве второго примера определим настройку модуля на реализациюфункции Г, заданной табл. 5.Т а б л и ц а 5 1 0 0 0 10 1 1 х 55 1. 1 0 0 11 1 2 3Ф 0 0О 0 .1 1 0 О 0 20 К -а.Е,(,:1)5. В зависимости от результатов предыдущего этапа и соотношений (7) (10) для каждого разложения выбирает ся правило преобразования функции и определяется сложность настройки - разложение (табл. 2) ЧЯ х1Б = 2;разложение (табл. 3) Е,О+ ОЗО =Е;8,=3;разложение (табл. 4) Г О+ 0 Г; 8= 3.6. Выбирается разложение и проводится презбразование, обеспечивающие минимальную сложность настройки: разложение (1) преобразование(+) х3 = й, (табл. 2).7. Выполняется сравнение по слож"ности настройки с известным устройст вом Я, = 2 с 8 ь=38. Выполняется настройка модуля (фиг, 2):- информационные входы 3 - х, х,"1 из 4" при испо константами 0 и В силу того, ч О жет быть реализов указанной номенкл полняется условие 0 емся соотношением по переменнои х 3 1 15 Зто соотношени модулем с мультгп из 2". После этог зовать на входахсодерж1 из 2" О троГ К, нем моду о 0 ее выоспол 0 ия( азл и ется о 1 типа тся реаливе функции о треб модуля Выполняя приведенные выше этапы, определяем, что в данном случае должно выполняться разложение Шеннона по переменной х и использоваться преоб 3разование у ф х = й , при этом Я,23, в то время как Я= 4.На фиг. 3 приведен модуль в режиме настройкина заданную функцию.Иэ табл. 2 следует, что функция25не зависит от х , поэтому сложйность настройки может быть, снижена до Я = 2, а в модуле мультиплексор 1 типа "1 из 8" может бить заменен на мультиплексор 1 типа "1 из 4" (фиг.4),30 что невозможно для известного модуля.=0) и Г х функций зависии поэтому может оттьх х модуля из 4". для функ отношени=0) = О, аолняется с зующая заданную функна фиг.б. Сложностьв то время как Я пользование пред сравнению с из" м большинстве(10 обеспеожности настрой- ее в остальных бразом, и модуля по Т римере использостантами "0" инастройку кона также х; и х лагаемого35 вестным в случаев ( чивает ум ки и не у подавляюще словия (8) ньшение сл еличивает словие (7) в то время какодуле используеипа "1 из 2", в случая к, Фиэ. В рассмотренном п валась настройка кон "1". Если применять стантами "О" и "1", то Я, = 2 (фиг. 5), Я = 3. При этом в ся мультиплексор 1 Каждая из этдвух переменныхреализована нас мультиплексорФункция Г(хции (хь=1) вып(7) .Схема, реалицию, приведенанастройки Я = 2 р реализмодуляхы 1 типа "пьзованиито функцияана на однатуры , а дл