Устройство для вычисления булевых функций

(51)4 6 6 Г 7 О АНИ Р И ЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕ) УСТРОЙС 35 Бюл. ков, В , в.д,.Василов,тин и А.С.Сига ельство ССС 7/00, 1984 ьство СССР 7/00, 1980 СОЮЗ СОВЕТСКИХ СООИАЛИСТИЧЕСНИХ. РЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЬИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 7) Изобретение отно сится к ав томатике и вычислительной технике и предназначено для вычислений булевыхфункций. Цель изобретения - повышениебыстродействия за счет исключенияиз процесса вычисления булевых функций аргументов, от значений которыхфункции не зависят, Устройство со1339545 35 держит мультиплексор 1, блок ". памяти программ, дешифратор 3, две груииы4 и 11 триггеров, генератор имиульсон5, вход 6 начальной установки, элемент НЕ 7, триггер 8, Формировательимпульсов 9, элемент И 10, информационные входы 12 и выходы 13, Положительный эффект, заключающийся нобеспечении зависимости процесса выУстройство относится к автоматикеи вычислительной технике и можетбыть использовано для нычислеция булевых Функций в системах контроля иуправления техническими и технологическими средствами.Цель изобретения - повышение быстродействия за счет исключения из процесса вычисления булевых функций аргументов, от значения которых функции не зависят,На фиг. представлена схема устрой.ства для вычисления булевых Функций;на фиг,2 - грай-схема алгоритма ны- )5числения булевых функций,Устройство для вычисления булевыхФункций содержит мультиплексор 1,блок 2 памяти программ, дешифратор 3,группу триггеров 4, генератор 5 им- д)пульсов, вход 6 начальной установки,элемент НЕ 7, триггер 8, Формирователь 9 импульсов, элемент И 10, группу триггеров 11, информационные вхо -ды 12, выходы 13 75 Устройство работает следующим образом.Когда на входе 6 начальной установки имеет место сигнал, запрещающий работу устройства, по отрицательному Фронту первого после появления сигнала запрета импульса на выходе триггера 8 формируется сигнал установки группы триггеров 4 в начальное состояние, При этом ца выходах группы триггеров 4 имеет место нулевой код независимо от поступления цд его тактовые входы тактовых импульсов, При появлении на входе 6 сигнала, рдзре 41) шающего работу устройства, ио отрицательному Фронту первого тдктоного имчислецця бчиев).и: Фуикиий (т зцдчецийих аргумецтон, обеспечивается тем,что ири дцдлиэе эцд;ения любого издр) умецтов логических Функций но ре -зультдту анализа формируется условный переход к команде, по которойпроизводится анализ другого аргумента или Формируется результат вычисления. 2 ил, 1 табл. пульса, поступающего с выхода генератора 5 импульсов, на выходе триггера8 формируется сигнал, разрешающий работу группы триггеров 4 по тактовымвходам, По положительным фронтамтактовых импульсов производится вызов команд программы вычисления булевых функций, записанной в блоке 2памяти программ Каждая команда содержит код адреса опрашиваемого аргумента, поступающий на управляющие входы мультиплексора 1, код старших разрядов адреса условного перехода, поступающий на информационные входы группы триггеров 4, при этом на информационный вход его первого триггера поступает сигнал, равный значению опрашиваемого аргумента, - так формируется младший разряд кода условного перехода, код адреса результата вычисляемой функции, который поступает на адресные входы дешифратора 3, результата нычисления логической Функции, который поступает на информационные входы группы триггеров 11Сигнал разрешения записи результата вычисления, который поступает на первый вход элемента И 10,Вычисление булевых функций осуществляется следующим образом,По первой команде программ), которая формируется ца выходах блока 2 памяти программ, когда устройство находится н состоянии ожидания, на первый информационный вход группы триггеров 4 поступает сигнал, соответствующий значению первого опрашиваемого дргумецтд первой функции, цд1339545 устройство находится в режиме выполнения этих команд до появления на шине 6 начальной установки сигнала, запрещающего работу группы триггеров 4 по тактовому входу.Для циклического повторения процедуры вычисления логических функций необходимо в каждой команде, в которой имеется результат последней иэ вычисляемых функций, сформировать код условного перехода на первые два слова программы,В таблице представлена программавычисления функций У - х х у х (х) х х)у х х) У =х х, чх 7 х (х х) (1) Граф-схема алгоритма бинарной программы вычисления функций (1 представлена на фиг.2,Вычисление Функций (1) при значениях аргументов х = 1, х, = О,следующее,При нулевом коде на адресном входе блока 2 памяти программ производится опрос аргумента х , входящего впервую вычисляемую Функцию. При хо=1 на выходе группы триггеров 4 попервому тактовому импульсу формируется код условного перехода 00011,поэтому на выходе блока 2 памятипрограмм формируется команда (слово)Р 3. По этой команде производится опрос аргумента х, и, поскольку х, =О,формируется код условного перехода00100 к команде В 4,Переход к этой команде осуществляется по следующему тактовому импульсу, Затем опрашивается х и,так как х, =О, осуществляется переход к команде. У 7, Далее опрашивается х 7 и осуществляется переход ккоманде К 8, так как х =О, Здесьопрашивается х, поскольку х =1,осуществляется переход к командеУ 11, по которой производится записьрезультата вычисления У, =0 по адресу 0 в группе триггеров 11, и одновременно опрашивается первый аргументфункции У - х так как х, =О, формируется код условного перехода к команде Р 18, по которой опрашиваетсяаргумент х, По условию х, =1, поэтоостальные информационные входы группытриггеров 4 поступают старшие разрядыкода условного перехода, Таким образом, на информационных входах группы5триггеров 4 формируется код условного перехода, который зависит от значения опрашиваемого аргумента и определяет, какую команду устройство выполнит на первом такте работы. 10После появления на установочных входах группы триггеров 4 сигнала, разрешающего его работу по тактовым входам, по положительному фронтупервого тактового импульса код условного перехода записывается в группутриггеров 4 и формируется на еговыходах, По этому коду на выходахблока 2 памяти программ формируетсякод следующей команды, по которой в 20зависимости от значения опрашиваемого ранее аргумента опрашивается какой-либо из следующих аргументовэтой Функции, или, если, значениеопрошенного аргумента полностью определяет значение вычисляемойфункции,опрашивается первый аргумент следующей функции. При этом осуществляетсязапись результата вычисления Функциив один из триггеров группы триггеров З 011,Запись результата осуществляется.по одному из тактовых входов группы.триггеров 11, Результат вычисленияпоступает из блока 2 памяти программ. ЗНомер тактового входа определяетсякодом адреса результата, который поступает на адресные входы дешифратора 3 из блока 2 памяти программ. ДеШифратор 3 стробируется импульсом, 40формируемым по отрицательному фронтутактового импульса формирователем 9импульсов, Этот импульс поступает.на стробирующий вход дешифратора 3с выхода элемента И 10 при наличии 45на его первом входе сигнала разрешения записи результата, который поступает из блока 2 памяти программ,После опроса всех необходимых длявычисления данных булевых функций аргументов, устройство можно повторитьвсю процедуру вычисления либо прекратить ее и выполнять две пустых ,не имеющих значения команды, выполнение которых не влияет на результатывычисления, Коды условных переходов,формирующиеся в результате выполнения этих двух команд, приводят к последующему выполнению одной из них.1339545 Код команды Разре- шение Код старКод адреса х; Команда ших разрядов адреса УП выдачи т 00000 0011 0000 00001 хххх хххх 00010 1001 0001 00011 0010 0001 00100 0011 0110 му происходит условный переход к команде У 23 и опрашивается аргументх,о, По значению х, =0 осуществляетюся переход к команде Р 24, по которой5происходит запись значения 1 =0 попервому адресу, и формируется условный переход к пустым командамУ 30 и 31, Выполнение этих командприводит независимо от значения опрашиваемого аргумента к Формированиюадреса условного перехода в однойиз них, Следовательно, происходитзацикливание программыТаким образом, устройство осуществляет вычисление булевых Функцийс учетом значений аргументов, входящих в эти Функции, тем самым исключаются участки процесса вычисления,не влияющие на конечный результатвычисления, а сам процесс вычисления зависит от значений аргументов,Например, если х =О, вычисление первой Функции заканчивается на первомтакте, осуществляется переход к ко г,маиде У 2, по которой рассматривается значение аргумента х как аргумента Функции У, и происходит записьзначения У 1 =0 в группу триггеров поадресу О,30 формула изобретения Устройство для вычисления булевых функций, содержащее блок памяти программ, мультиплексор, генератор импульсов, дешифратор, триггер, элемент НЕ, элемент И, причем выходы кода адреса опрашиваемого аргумента блока памяти программ соединены с управляющими входами мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьшения быстродействия засчет исключения из процесса вычисления булевых функций аргументов,от значений которых Функции не зависят, оно содержит две группы триггеров и формирователь импульсов, причем информационные входы устройствасоединены с информационными входамимультиплексора, выход которого соединен с информационным входом первоготриггера первой группы, информационные входы остальных триггеров кото -рой соединены с выходами кода адресаусловного перехода блока памяти программ, выходы кода адреса результатакоторого соединены с адресными входами дешифратора, стробирующий входкоторого соединен с выходом элементаИ, первый вход которого соединен свыходом разрешения записи результатаблока памяти программ, второй входэлемента И соединен с выходом Формирователя импульсов, вход которого соединен с тактовым входом триггера ивыходом элемента НЕ, вход которогосоединен с выходом генератора импульсов и тактовыми входами триггеров первой группы, установочные входы которых соединены с выходом триггера,информационный вход которого соединенс входом начальной установки устройства, выходы которого соединены свыходами триггеров второй группы,тактовые входы которых соединены свыходами дешифратора, а информационные входы триггеров второй группысоединены с выходом значения результата блока памяти программ адрес"ные входы которого соединены с выходами триггеров первой группы,,0110 0001 1001 15 0100 1000 10000 16 0001 1001 10001 0001 1001 17 10010 18 1001 1011 19 0010 1010 10011 20 1001 1011 10100 21 1010 хххх 22 1000 1101 10110 23 1010 1100 1011 24 11000 хххх 25 1000 1101 11001 2 б 11010 хххх 27 0111 1110 1101 28 1100 хххх 1101 29 хххх 11110 30 хххх 1111 31 хххх 1 р и и е ч а н и е, и означает, что разряд Может принимать любое значение-в в в т 45 6щ 01110 01111339545 2 ль О,БерезиковаХоданич оста ехре Редактор И,Горнанного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб д,4/5