Многофункциональный логический модуль

)5 С 06 Г 7/О ЛЬСТВУ упрощение многофункциональног ческого модуля при вычислении метричных булевых функций. Мо содержит элемент ИЛИ 1, сдвиг регистр 2, демультиплексор 3, ратор 4, блок 5 вычисления элрных симметрических булевых й, триггер 6, элемент И 7,На информационные входы мо лоп овыи шифпру еви емен ункельств Р 7/00, льство7/00, НЫЙ ЛО чик ци нь оичные пере оступаю регистр (Г) реалилевой функ и). В теа на вььод сдвиговы ный код Р ческой бу а двоэуемоиции Р= чение п к вычисть исногофунк тся вого цикл ся значе т нии изует модуля р Г, опред 1 з.п, ф и обрамышленения -и ров ляемой дво лы, 2 ил.,чным ов и зобр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕН АВТОРСКОМУ СВИ(57) Из"бретение относлительной технике и мопользовано при построециональных устройств цботки информации и узлной автоматики. Цель иУ ЕТЕНИЯ СССР та 1988, ССР 8. 1983. иГИЧЕСКИИ .,Хие функции кодом Т (Р) Ж бл.Р = Р (Х, ХХп), заданнойсвоим дВОичным кОдОм 11 (Р) = ( 1 ц у иуй , Я), В сопровождении серии изи+1 тактовых импульсов, подаваемыхна тактовый вход 13, на вход 10 настройки поступают последовательнозначения компонентов 6 О, Н,,1. В результате этого в (и+1)-муэразрядном сдвиговом регистре 2 записывается код 1(Р), причем в старшем разряде, соединенном с входомдемультиплексора 3, входом запретаблока 5 вычисления ЭСБФ и.входомэлемента ИЛИ 1 имеет место значение Т , а в младшем - значение 11Модуль счета счетчика 8 равен и+1,Очевидно, разрядность счетчика равно т =1 ие (и+1) , поэтому послеподачи указанной серии из и+1 тактовых импульсов счетчик 8 снова переходит в нулевое состояние, кодкоторого указывает двоичный номеркомпонента п вектора 1 (Р), подключенного к входу демультиплексора 3,Поскольку счетный вход счетчика 8соединен .с тактовым входом сдвиго-вого регистра 2, то всегда г-раз-,рядный двоичный код 1 состояниясчетчика 8 указывает номер компо- .нента ;, находящегося в данныймомент э старшем разряде сдвигового регистра 2. После занесения кодаю(Р) в сдвиговый регистр 2 модуль. готов к работе. На и шин группы информационных входов 9 модуля подаются двоичные аргументы Х 1, Ху Х 11В течение (и+1)-го тактового цикла подготовки модуля к работе триггер 6 находится в нулевом состояниии единичный сигнал с его инверсно, го выхода, подаваемый на вход элемента И, разрешает прохождение тактовых импульсов с тактового входа 13на тактовый вход сдвигового регистра2 и счетный вход счетчика 8, Этообеспечивается тем, что во время занесения в сдвиговый регистр 2 кодауэя(Р) на входе запрета блока 5 вычисления ЭСБФ присутствует сигнал старшего разряда предварительно обнуленного сдвигового регистра 2. Этот нулевой сигнал и запрещает формирование сигнала логической единицы на выходе блока 5 во время подготовки модуля к работе.Демультиплексор 3 имеет и+1 выход (с нулевого по п-й), один инфор 5( 5. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 4 с мационный вход, связанный с выходом старшего разряда сдвигового регистра 2, и г = 1 О 8 (и+1) адресных входов, на которые поступают сигналы с соответствующих разрядов счетчика 8При этом при кольцевом сдвиге информации в сдвиговом регистре 2 в процессе вычисления СБФ Р = Р (Х, Х Х) в старшем разряде последовательно присутствуют компонентыГ" у ЛП, %, и 1, и О, И, и, такимобразом, значения этих компонентов в такой же последовательности имеют место на выходах демультиплексора 3; нулевом, первом, , п-м, нулевом, первоми т,д.Блок 5 вычисления ЭСБФ имеет и информационных входов, на которые с информационных входом 9 модуля поступают параллельно двоичные переменные Х 1, Х Х П реализуемой СБФ РР (Х , Ху.е , Х,), и и - 1 настроечных входов, на которые поступает код настройки Ч = Й; е, 0;2 ууП;1) с выходов шифратора 4 и Б = 1, 2 п. Функции шифратора 4 заключаются в преобразовании сигнала логической единицы на -м входе (1 = О, 1 ., и) в (и)-й разрядный вектор Ч на выходе, Следовательно, шифратор 4 имеет и+1 входов и ивыходов. Поскольку выходы демультиплексора 3 соединены с соответствующими входами шифратора 4, одновременно на входах шифратора может действовать не более одного сигнала . логической единицы, поэтому всегда будет однозначное соответствие между сигналом= 1, действующим на 1-й вход шифратора 4, и вектором Ч, настраивающим блок 5 на вычисление ЭСБФ Р(х = О, 1 и). В исходном состоянии в старшемразряде сдвигового регистра 2 находится компонент й, вектора ( (Г),счетчик 8 обнулен, На нулевом выходе демультиплексора 3 также присутствует сигналЕсли 7 .= 1, шифратор 4 формируетвектор настройки Ч = Ж,1301 ), настраивающ:й блок 5 наореализацию функции Р . Значение Ри Ина данном наборе аргументов ХХ Х 1 с выхода блока 5 подается на информационный вход триггера6. По переднему фронту первого син 1661752хроимпульса рабочей серии, поступившего на тактовый вход 13 модуля, значЕние РО записывается в одноступенйчатый триггер 6 (в качестве такоготриггера может быть выбран, напри 5мвр, синхронный Р-триггер) . Если.Р = 1 на данном наборе аргументов,Ьа следовательноР = Р (Х, ХХ) = 1 на данном наборе, сигналом с инверсного выхода триггера 6дальнейшее поступление синхроимпульсов на тактовый вход 13 блокируется. Значение реализуемой функцииР равно логической единице и зафиксировано в триггере 6.Если 10 = О (ЭСБФ Р не входит в(2) или Р = О на данном наборе), топо переднему фронту первого рабочегр синхроимпульса нулевое состояне триггера 6 подтвердится, если1 = 1, то значение старшего разрядасдвигового регистра 2, подаваемоена вход запрета блока,5, заблокируетего выходной сигнал, 25В обоих случаях (к =О или и = 1)по заднему фронту первого синхроимпульса в сдвиговом регистре 2 произойдет кольцевой сдвиг информации(в старший разряд запишется значеннев младший и ), а состояниесчетчика 8 увеличится на единицу иукажет номер компонента ф векто, ра й (Р), находящегосяв данный мо-.мент в старшем разряде сдвиговогорегистра 2, При этом на первом выходе35демультиплексора 3 присутствует сигнал Ф и при 1= 1 шифратор 4 налстраивает блок 5 на реализацию функции Р,40Если после подачи первого рабочего синхроимпульса триггер 6 осталсяв нулевом состоянии, подается следующий рабочий синхроимпульс, попереднему фронту которого в триггер 45б записывается значение Р П на данном1наборе аргументов Х 4, Х Х 11(при я 1 = 1), либо подтверждаетсянулевое состояние триггера 6 (при= 0). По заднему фронту этого50синхроимпульса также производитсякольцевой сдвиг информации в сдвиго"вом регистре 2 и увеличение содержимого счетчика 8 на единицу, Если после второго такта триггер 6 остался внулевом состоянии, подается третийсинхроимпульс, по переднему фронтукоторого в триггер 6 заносится значение ЭСБФ Р на данном наборе (приЕсли значение Р=Р(Х,ХХ 11). было вычислено "досрочно" (единичное значение Р было зафиксировано в триггере 6 за 1 (Еи+1 тактовых импульсов), нет необходимости заканчивать текущую серию из и+1 рабочих тактовых импульсов. Триггер 6 обнуляется, а новое значение аргументов Х 1, Х Х сопровождается очередной серией тактовых импульсов. При этом, очевидно, начинается анализ не с компонента М (и соответствующей функции Р при фй = 1), а с компонента Н (и соответствующей функции Рй при фц = 1). Таким образом, среднеевремя вычисления СБФ Р=Р(Х 1,ХХя) составит веничину(3) где с - период тактовых импульсов,Коды настройки 7 " Ж 1, П; , У ) и соответствующие им реализуе 3мые ЭСБФ Р, (1 = О, 1,4) для блока 5 (фиг, 2) при п = 4 представлены в таблице (значение сигнала на- 1), либо подтверждается нулевое состояние триггера. По заднему фронту синхроимпульса также происходит кольцевой сдвиг информации в сдвиговом регистре 2 и увеличение содержимого счетчика 8 на единицу,Вычисление значения СБФ Г = Р(Х, Х.Х ) на данном наборе аргументов продолжается либо до фиксации в триггере 6 единичного значения (это указывает, что Р = 1 на данном наборе аргументов), либо до окончанияФрабочей серии из и+1 тактовых импульсов, подаваемых на тактовый вход 13. В последнем случае значение Р определяется состоянием триггера 6 после окончания (и+1)-го тактового импульса.Для вычисления значения заданной СБФ Р = Р (Х 1, Х, ,, Хя) на другом наборе аргументов на информационные входы 9 модуля подаются новые значения аргументов Х Х Х 11, триггер 6 обнуляется подачей импульса на второй вход 12 сброса, а на тактовый вход 13 подается очередная рабочая серия из и+1 тактового импульса (последовательно импульс за импульсом либо до фиксации в триггере 6 единичного значения, либо до окончания всей серии импульсов).4входе 21 запрета равно при этом логической единице),Как следует из фиг, 1 и 2, на вход 2 1 запрета блока 5 вычисления ЭСБФ поступает значение компонентасл выхода старшего разряда сдвигового регистра 2. Очевидно, если н =О, тол, в соответствии с (2) значение Г на данном наборе аргументов Х , Х,Хигнорируется -вследствие появления нулевого сигнала на выходе 22 блока 5, соединенного с информационным входом триггера 6.Структуру шифратора 4 рассмотрим на примере для п = 4.Для этого воспользуемся таблицей настроек блока 5,Введем следующие обозначения: пусть а - сигнал на д-м выходе де мультиплексора 3 (и соответственно на -м входе шифратора 4), Ъ - сигнал на 3-м выходе шифратора 4, соединенного с настроечным входом 20 блока 5, где д = О, 1, , 4. и 3 1, 2, 3. Как следует иэ таблицы настроек Ь =а аЧа(4) Ь= а, Ь = а,Ч аЧа Таким образом, как следует из (4), при и = 4 шифратор 4 состоит из двух элементов ИЛИ на три входа каж.дый.Если учесть ортогональность сигналов на входах шифратора 4, то Ь 1 =а,ца) ОИз (5) следует, что шифратор 4 может быть построен также на основе двух двухвходовых элементов ИЛИ-НЕ,Дополнительным положительным эффектом изобретения является более высокое быстродействие. формула и э о б р е т е н и я1. Многофункциональный логический модуль, содержащий счетчик, сдвиговый регистр и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с входом настройки модуля, выход старшего разряда сдвигового регистра соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход.метрических булевых функций, содержит 2. Модуль по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок вычисленияэлементарных симметрических булевыхфункций содержит элемент И, мажоритарный элемент с порогом и (п - количество аргументов реализуемых эле ментарных симметрических булевых функций), мажоритарный элемент с порогоми+1 и п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,первый вход -го ( = 1, 2.и)из которых соединен с 1-м информапионным входом блока, второй входсоединен с первым настроечным входомблока, а выход соединен с 1-и входоммажоритарного элемента с порогом иЪи х-м входом мажоритарного элемента 55с порогом и+1(и+1) й (1 1,2 и)вход которого соединен с (1+1)-м настроечным входом блока и (и+1)-мвходом мажоритарного элемента с порогом п, выход которого соединен с 10 15 20 25 30 35 которого соединен с входом младшегоразряда сдвигового регистра, входустановки в "О" которого соединен свходом установки в "О" счетчика ипервым входом сброса модуля, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью упрощения при вычислении симдемультиплексор, шифратор, блок вычисления элементарных симметрическихбулевых функций, триггер и элемент И,тактовый вход модуля соединен с первым входом элемента И, второй входкоторого соединен с инверсным выходом триггера, выход элемента И соединен со счетным входом счетчика, стактовым входом триггера и с тактовымвходом сдвигового регистра, выходстаршего разряда которого соединенс входом запрета блока вычисленияэлементарных симметрических булевыхфункций и с информационным входомдемультиплексора, адресные входы которого соединены с выходами счетчика,выходы демультиплексора соединены свходами шифратора, выходы которогосоединены с настроечными входами блока вычисления элементарных симметрических булевых функций, информационные входы которого соединены с информационными входами модуля, а выход соединен с информационным входомтриггера, вход установки в "О" которого соединен с вторым входом сбросамодуля, а прямой выход соединен с выходом модуля.1661752 12 Реализуемая функция ЗНачения сигналов на входах настроечных 1919 19,194 20 202 20 э оР 4 =Х 1 Х ХР = Х Х 2 х Х 4 Ч Х 1 Х Хз Х Ч ХХ 2 Х ХЧчхХ х,хР = Х 1 Х 2 ХХ 4 Ч Х ХХзХЧ Х,ххзХЧМ х х 2 Х 5 ХФЧ х 1 Х 2 х,х,.Ч хХ 2 ХЗХФеР = Х Х 2 хэх Ч Х 1 Х 2 хзх 4 Ч ХХХХ 4 ЧФчх,х х х4Р, = Х,Х,Х,Х 4. х х х х, 1 О О1 О 1 1 1 О 0 1 О 0 0 Составитель В,Сорокор И.Горная Техред М ди к Корректор М Самбо аказ 2124 Тираж 399НИИПИ Государственного комитета по изобре113035, Москва, Ж, Рауш одписноем и открытиям при ГКНТ СССРнаб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина первым входом элемента И, второй вход вход запрета блока соединен с третьим которого соединен с инверсным выходом входом элемента И, выход которого сомажоритарного элемента с порогом п+1, единен с выходом блока.