Универсальный логический модуль

(71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова 1, Ленина / (72) С.Л,Беляков и Д.В,Пузанков (53) 681.3(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР У 1137457, кл. С 06 Р 700, 1983,Авторское свидетельство СССР У 1188728, кл. С 06 Р 7/00, 1984. (54) УНИВЕРСАЛЬНЬЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к област автоматики и вычислительной техники и предназначено для реализации логи ческих функций произвольного числа переменных путем настройки. Универсальный логический модуль содержит,801259242 А 1 генератор РИ-последовательностей,преобразователь кода в число импульсов, логический блок и блок управления. На информационные входы преобразователя кода в число импульсов по"даются значения логических переменных. Преобразователь выдает соответствующее число тактовых импульсов,которые поступают на синхровход генератора Р 11-последовательностей. Послевыдачи всей серии тактовых импульсовна выходах генератора появляются тре"буере элементы РЯ-последовательностей, которые преобразуются логическим блоком в значение соответствую"щей логической функции, При подачесигнала на стробирующий вход модулязначение логической функции появляется на выходе модуля. 6 нл., 2 табл.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для реализации логическихЯфункций произвольного числа переменных путем настрдйки.у5Целью изобретения является упрощение универсального логического модуляаСуть способа реализации логических функций состоит в том, что с О помощью двоичных РИ-последовательностей можно получить любую двоичную последовательность той же длины. Рассматривая такую последовательность как значения логической функции на последовательных переменньх, можно получить значение логической функции, настроив генератор РИ-последовательностей на нужные последовательности и подав на него определен ное число импульсов сдвига, соответствующее набору входных переменных. В качестве генератора РИ-последовательностей обычно используют г регистров сдвига .с сумматорами по мо - 25 дулю два в цепи обратной связи. Число г определяется по формуле7 (2 - 1) - 1Фигде 7 (и) - функция Эйлера; ЗО.и - число входных переменных. Разрядность регистров также равна и. Таким образом, часть настроечных входов модуля соединена с входами генератора РИ-последовательностей, выходы которого соединяются с входами логического блока. В нем из поступающих РИ-последовательностей формируется одна последовательность, являющаяся значениями логической функции. Информационные входы универсального логического модуля являются входами преобразователя кода в число импульсов, выход которого соединен с синхровходом генератора РИ-последова 45 тельностей . Данная связь обеспечивает сдвиг РИ-последовательностей на число членов, однозначно соответст" вующее набору переменных. Формирование значения логической функции происходит в логическом блоке для чего его входы соединены с двумя настроечными и всеми информационными входами модуля устройства. Для согласования работы пре;,бразователя кода в число импульсов и генератора РИ-последовательностей синхровходы и входы на. - чальной установки модуля соединены через блок управления сихпоходом преобразователя кода в число импульсов и входами начальной установки преобразователя и генератора РИ-последовательностей. Кроме того, логический блок содержит стробирующий вход, позволяющий исключить изменения выходного сигнала во время работы генератора РИ-последовательностей.На фиг.1 приведена функциональная схема универсального логического моцуля; на фиг.2 - один из возможных вариантов реализации преобразователя кода в число импульсов; на Фиг,З- схема логического блока формирования функции; на фиг.4 - схема блока управления; на Фиг.5 - временная диаграмма, поясняющая работу модуля; на фиг.6 - пример универсального логического модуля для реализации любой функции трех переменных.Модуль содержит преобразователь 1 кода в число импульсов, информационные входы 2, выход 3 преобразователягенератор 4 РИ-последовательностей, синхровход 5 генератора 4, группу настроечных входов 6, синхровход (7, вход 8 начальной установки, блок 9 управления, выход 10 блока управления, входы 11 и 12 начальной установки преобразователя 1 и генератора 4 соответственно, выход 13 блока управления, синхровход 14 преобразователя 1, логический блок 15 формирования Функции, группы выходов 16 генератора 4, настроечные входы 17 и 18, стробирующий вход 19 и выход 20.Преобразователь 1 кода в число импульсов содержит счетчик 21, элемент ИЛИ 22 и элемент И 23.Блок 15 содержит сумматор 24 по модулю два, элемент И 25, элемент ИЛИ 26, элемент НЕ 27, элемент И 28 и элемент ИЛИ 29.Блок 9 управления содержит элемент И 30 и элемент НЕ 31.Генератор 4 в случае реализации Функций трех переменных (фиг.6) содержит регистры 32 и 33 сдвига, настроечные входы 34 и 35 и сумматоры 36 и 37 по модулю два.Модуль работает следующим образом.В исходном состоянии на входы 2 поданы информационные переменные (например, от элементов памяти некоторого управляемого объекта), на входы6, 17 и 18 - настроечный код (зафиксированный, например, на внешнем ре-. гистре), На вход 7 поступают прямоугольные тактовые импульсы, стробирующий сигнал равен единице, и на вы-ходе устройства находится сигнал высокого уровня. Работу модуля поясняет временная диаграмма (фиг.5) . При появлении на входе 8 сигнала запуска ( например, временным замыканием 1 О ключа 1 блокируется поступление тактовых импульсов на вход 14 преобразователя 1 и появляются сигналы начальной установки на входах 11 и 12. По этим сигналам записывается информа ция с входов 2 в преобразователь 1 и с входов 6 в блок 4. После снятия сигнала запуска (например, размыканием ключа) преобразователь 1 выдает тактовые импульсы в генератор 4, на 20 выходах 16 которого в каждом такте появляются элементы РБ-последовательностей. Блок 15 при этом формирует значение логической функции, После выдачи всех импульсов, соответствую щих набору переменных, преобразователем 1 на выходах блока 4 находятся нужные члены РЫ-последовательйостей, от которых блок 15 формирует значение логической функции. Приио- з 0 даче сигнала низкого уровня на стробирующий вход 19 результат появляется на выходе 20 модуля.Преобразователь 1 работает следующим образом. 35При включении питания и поступле" нии тактовых импульсов (предполагается, что сигнал начальной установки на входе 11 отсутствует) на вход 14 возможны два случая, 40Содержимое счетчика не равно нулю, В этом случае элемент ИЛИ 22 вырабатывает единицу, которая разрешает прохождение тактовых импульсовна тактовый вход счетчика 21. Это про должается до тех пор, пока счетчик 21 не обнулится. Тогда сигналом низкого уровня с выхода элемента ИЛИ 22 блокируются тактовые импульсы на счетном входе счетчика 2150Содержимое счетчика равно нулю.Тогда прохождение тактовых импульсов блокируется, как в предыдущем случае.Таким образом, после включения питания существует определенный пе реходный процесс, заканчивающийся остановкой преобразователя кода в число импульсов, Максимальная длительность его составляет 2" Г, где п - разрядность счетчика; Г - период следования тактовых импульсов. При подаче сигнала начальной установки на вход 11 происходит запись кода (набора переменных) в счетчик.В этом состоянии счетчик остается до момента снятия сигнала запуска. После этого на вход 14 начинают поступать тактовые импульсы, которые проходят одновременно на выход преобразователя 1 до тех пор, пока счетчик 21 не обнулится. Очевидно, что при нулевом значении переменных преобразователь 1 не выработает ни одного импульса.Блок 15 работает следующим образом.Сумматор 24 суммирует члены РМ- последовательностей и содержимое настроечного входа 17. В результате на его выходе появляется значение логической функции. Если чабор переме. - ных ненулевой, то сигналом единицы с выхода элемента ИЛИ 26 разрешается поступление результата через элемент И 25 на вход элемента ИЛИ 29. Если набор входных переменных равен нулю, то выход сумматора блокируется нулем с выхода элемента ИЛИ 26, и разрешается поступление содержимого входа 18 на вход элемента ИЛИ 29При низком уровне стробирующего сигнала на выходе 20 появляется содержимое сумматора 24 или входа 18, что зависит от значения входных переменных,В универсальном логическом модуле, реализующем любую логическую функцию трех переменных (фиг.6) генератор содержит два регистра 32 и 33 с обратными связями. Пусть необходимо вы числить значение логической функции, заданной табл.1. Тогда на настроечные входы 34 подается код 111, навходи 35 - код 1 ОО, на вход 7 -код 1, на вход 18 - код О.В табл.2 в колонке 1 приведенывозможные значения переменных Х 1,Х 2, ХЗ, в колонке 2 - число импульсов, вырабатываемое преобразователемкода в число импульсов, в колонках 3 и 4 - соответственно содержимое ре гистров 32 и 33, в колонке 5 - сигнал на выходе модуля. При комбинации информационных переменных 000,на выходе - значение с настроечноговхода 18, т.е. О. В остальных случаях сигнал на выходе является сумУниверсальный логический модуль,содержащий преобразователь кода вчисло импульсов и блок управлениясодержащий элемент И, причем синхровход и вход начальной установки модуля соединены с первым и вторымвходами блока управления соответственно, первый вход блока управлениясоединен с первым входом элемента И15блока управления, синхровход и .входначальной установки преобразователякода в число импульсов соединены спервым и вторым выходами блока управХ 1ления соответственно, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью упрощения, в него введены генератор РЫпоследовательностей и логическийблок формирования функции, содержащий элементы И, ИЛИ, НЕ и СУмматорпо модулю два, а блок управления содержит элемент НЕ, причем второйвход блока управления соединен с вторым выходом блока управления и входом элемента НЕ блока управления,выход которого соединен с вторым входом элемента И блока управления, выход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выходблока управления соединен с входомначальной установки генератора РЫ 351последовательностей, синхровход которого соединен с выходом преобразователя кода в число импульсов, груп"па информационных входов которого.40соединена с группой информационныхвходов модуля и входами первого элемента ИЛИ логического блока формирования функции, группа настроечныхвходов генератора РБ-последователь 0 1О 1ностей соединена с первой группойнастроечных входов модуля, выход первого элемента ИЛИ логического блокаформирования функции соединен с входом элемента НЕ логического блока50Формирования функции и первым ходомпервого элемента И логического блокаФормирования Функции, второй вход которого соединен с выходом сумматорапо модулю два логического блока формирования Функции, выходы которого55соединены с выходами генератора РБпоследовательностей и первым входомвторой группы настроечных входов моХЗ Х 2 О О О 0 0 0 О 0 Таблица 2 000 0 100 0 110О 11 1 01 0 101. 0 010 0 011 ОО 2 011 3 100 4 01 5 110 6 111 7 001 100 010 110 001 0 00 0 3 1259мой по модулю два содержимого входа17 и последних разрядов регистров32 и 33,Формула,изобретения5 242 Ьдуля, выход первого элемента И логического блока формирования функции соединен с первым входом второго элемента ИЛИ логического блока формиро-, вания функции, выход которого соединен с выходом модуля, второй и третий входы второго элемента ИЛИ логического блока формирования функции соединены соответственно со стробирующим входом модуля и выходом второго элемента И логического блока формирования функции, входы которого соединены с выходом элемента НЕ логического блока формирования функции и вторым входом второй группы настроечных входов модуля.ТаблицаСоставитель А.федоровТехред Л, Сердюкова Корректор И. Иаксимншин Тираж.67сударственного комитета СССам изобретений и открытийосква, Ж-Э 5, Раушская наб.,