Многофункциональный логический модуль

(51) С 06 Р 7 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЛЬСТВ Н АВТОРСИО с с(56) 1. Патент США Р 3579119, кл. 328/92, опублик. 1971.2, Артюхов В.Л., Копейкин Г.А., Шалыго А.А. Судовые управляющие логические системы. Л., Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов судотроительной промышпенности, 1981,50, рис.5 (прототип).(54) (57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИК ;ЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий логичес. кие блоки формирования минтермов, элементы И и ИЛИ причем информационные входы модуля подключены к входам логических блоков Формирования минтермов соответственно, выходы которых подключены к первым входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ; выход которого явля ется выходом модуля, при этом первый логический блок Формирования :минтермов содержит элементы И и эле- мент ИЛИ, выход которого является выходом блока, первый вход которого . ;подключен к инверсному входу первого элемента И и к прямым входам второго ,и третьего элементов И, второй вхбд блока подключен к инверсным входам , первого и второго элементов И и к прямому входу третьего элемента И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьего элеМентов И и к прямому входу второгоэлемента И, выходы элементов И подключены .к входам элемента ИЛИ соответственно, второй логический блокформирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ, выход элемента ИЛИявляется выходом блока, первый входкоторого подключен к прямому входупервого элемента И и к инверснымвходам второго и третьего элементов И, второй вход блока подключенк инверсным входам первого и второгоэлементов И и к прямому входу третьего элемента И, третий вход блокаподключен к инверсным входам первого и третьего элементов И и к прямому входу второго элемента И, выходыэлементов И подключены к входамэлемента ИЛИ соответственно, третийлогический блок формирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ, выход дэлемента ИЛИ является выходом блока, 1 Цпервый вход которого подключен к ин- уаеаеверсному входу первого элемента Ии к прямому входу второго элемента И, второй и третий входы блокаподключены к вторым и третьим входамэлементов И соответственно, выходыкоторых подключены к входам злемен.та ИЛИ соответственно, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения области применения засчет возможности реализации булевыхфункций П переменных, модуль содержит мультиплексоры, информационные входы которых подключены к группам дополнительных информационныхвходов модуля соответственно, настроечные входы первого, второго итретьего мультиплексоров подключенык настроечным входам модуля соот- ,фьветственно, выходы мультиплексоровподключены к вторым входам соответствующих элементов И.Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для реализации путем настройки произвольных булевых Функций и переменных.Известен многофункциональный логический модуль, содержащий логические элементы и предназначеннь:" для реализации произвольных булевых Функций и переменных 1,Недостатком этого модуля является большое число его входов, определяемое соотношениями:М(и) = и + 2при подаче констант О и 1 на настроечные входы:М (и) = и - 1 + 22при подаче констант О и 1, а такжепеременной хи и ее инверсии нанастроечные входы.Наиболее близким к предложенномупо технической сущности являетсямногофункциональный логический модуль, содержащий три информационныхи три настроечных входа, один выход,три блока для реализации диэъюнкцийминтермов, удовлетворяющих условиюизбирательности, трех переменных стремя входами и одним выходом каждый, три двухвходовых элемента И иодин трехвходовой элемент ИЛИ, причем 1-й информационный вход (1 = 1,2,3) соединен с 1-м входом каждогоиз блоков, выход -го блока и -йнастроечный вход соединены соответственно с первым и вторым входами 1-го элемента И, выходы элементов И соединены с -м входом элемента ИЛИ, выход которого соединен свыходом модуля 2,В табл.1 приведены четыре варианта наборов минтермон для блоковэтого многофункционального логического модуля, причем ддя построениямодуля может быть использован каждый иэ этих наборов.В этой таблице переменные а и Ъ,принимают значения О и 1.Однако известное устройство нереализует путем настройки произвольные функции и переменных.Целью изобретения является расширение области применения модуляпутем реализации булевых функцийи переменных,Поставленная цель достигается тем, что многофункциональный логический модуль, содержащий логические блоки формирования минтермов, элементы И и ИЛИ, причем информационные входы модуля подключены к входам логических блоков Формирования минтермов соответственно,выходы которых подключены к первым входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ выход которого является выходом модуля, при этом первый логический блок формирования минтермов содержит элементы И элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока, первый вход которого поцключен к инверсному входу первого элемента И и к прямым входам второго и третьего элементов И, второй нхсд блока годключен к инверсным входам первого и второгоэлементов И и к прямому входу третье.15 го элемента И, третий вход тока подключен к инверсным входам перного и третьего элементов И и к,прямому входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к нхо; в ,амМ элемента ИЛИ соответственно, второйлогический блок Формирования минтермон содержит элементы И и ИЛИ, выход элемента ИЛИ янляется выходом блока, первый вход которого подклюр 5 чен к прямому входу верного элемента И и к инверсным входам второгои третьего элементов И, второй входблока подключен к инверсным входам первого и второго элементов И и к прямому езходу третьего элемента И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьегоэлементов И и к прямому нходу второго элемента И,ныходы элементов Иподключены к входам элемента. ИЛИсоответственно, третий логическийблок Формирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ выход элемента ИЛИ является выходом блока,первый вход которого подключен к 40 инверсному входу перного элемента Ии к прямому входу второго элементаИ, второй и третий входы блока подключены к вторым и третьим входам.элементов И соответственно, выходы 45 которых подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, содержит мультиплексоры, информационные входыкоторых подключены к группам дополнительных информационных нходов щ модуля соответственно, настроечныевходы первого, второго и третьегомультиплексоров подключены к настроечным входам модуля соответственно, выходы мультиплексоров подключе.ны к вторым входам соответствующихэлементов И,На Фиг,1 приведена схема модуля,универсального в классе произвольныхбулевых Функций и переменных.60На Фиг. 2-4 - схемы логическихблоков модуля для случая, когда минтермы, дизъюнкции которых образуют блоки модуля, принадлежат столбцу 1 У табл.1.М (и) = и + 32 Модуль содержит (Фиг.1) информационные входы 1-4, настроечные входы Ъ, три логических блока 6-8,каждый из которых реализует дизьюнкцию минтермов, удовлетворяющих условию избирательности, трех переменных с тремя входами и одним выходом каждый, три мультиплексора 9-.11 с иинформационными и 2 и настроечными входами. каждый, три.двухвходовых элемента И 12-14, трехвходовой элемент ИЛИ 15, выход 16. Причем -й информационный вход модуля ( = 1, 2, 3) подключен к 1-му входу каждого блока (6, 7 и 8 соответственно), выход каждого блока (6,7,8 соответственно) подключен к первому входу -го элемента И (12, 13 и 14 соответственно), выход которого подключен к -му входу элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к выходу модуля 16, )-й настроечный вход= 1,22 ") 1-го мультиплексора (9,10 и 11 соответственно) подключен к 1, + (1-1) 2" ( -му настроечному входу модуля 5, 3 -й ин формационный вход ( 8 = 1,2 и) каждого мультиплексора (9, 10 и 11 соответственно) подключен к ( 1 + 3)-у информационному входу модуля 4, выход 1-го мультиплексора (9, 10 и 11 соответственно) подключен к второму входу х-го элемента И (12, 13 и 14 соответственно).Структуры блоков 6,7 и 8- ХХ 2 ХЧ Х 1 Х Х соответственно, а эти блоки реализуются элементами НЕ-И-ИЛИ.На Фиг.4 показано, что блок 8 имеет три входа, однако, так как он реализует функцию1 =ХХХЧХХ 2 ХЪ=Х 2 ХЗ то он может быть реализован одним двухвходовым элементом И.Для минтермов, входящих в функции Г 4, Г, Г, выполняется условие избирательности (табл.2).Число входов модуля определяет. ся соотношением В табл.3 приведены значения Му(и) для и = 3-7.Работу устройства продемонстрируем на примере модуля, универсального в классе произвольных булевых функ-. ций пяти переменных.В этом случае число входов модуляМ(5) = 5 + 3 "2 = 17,т.е. модуль (фиг.1) имеет пять информационных (входы 1-4) и двенадцать настроечных входов входы 5,Работа мультиплексоров, входящив состав модуля, в этом случае описывается формулой11 Х Х а(Р 4 51,( 1 ъ л .- 4 4 е-)Ф 1Х4 6 4( 124 Х 5 ЧЕ 4( Ъ 4 Х 1046-14 Х 4 Ха структура модуля формулойЪЧ(Х .Х 1 "4=М ,(Х,Х,1 а1546-)1,2Х Г(Х,Х 2Определим для иллюстрации работымодуля настройку его на выполнениеФункции пяти переменных " 2 из 5",задаваемую табл.4.20 , Перепишем табл.4, расположивминтермы в ней в соответствии соструктурой модуля (табл.5).В последнем столбце табл.5 указаны переменные, их инверсии и кон станты 0 и 1, которые должны бытьподаны на настроечные входы. Сигнал,подаваемый на настроечный вход, определяется по виду фрагмента столбца у, соответствующего этому на строечному входу.Если Фрагмент столбца У,соответствующий х -му настроечному входу,совпадает с фрагментом столбца переменной Х, то на настроечный вход 35 1 подается переменная Х р (р = 1-3 )Если Фрагмент столбца У, соответствующий М -му настроечному входу, совпадает с инверсией фрагментастолбца переменной Ху, то на настроечный вход подается инверсия переменной Х Р ,р = 1-.3) .Если Фрагмент столбца У, соответствующий к-му настроечному входу, целиком состоит из нулей (единиц), то на к-й настроечный вход 45 подается константа 0 1).Поэтому, для реализации заданной функции пяти переменных навходы модуля необходимо подать сле О дующие сигналы:, Вход 1 - Х, Вход 9 - ХВход 17 - 0Вход 2 - Х Вход 10 - 0Вход 3 - Х Вход 11 - 1Вход 4 - Х 4 Вход 12 - 155 Вход 5 - Х Вход 13 - ОВход 6 - Х Вход 14 - ХВ 1 од 7 - 0 Вход 15 - 0Вход 8 - 0 Вход 16 - 0 6 О Таким образом, данный модуль по сравнению с модулем-прототипом имеет более широкую область применения, так как предназначен для реализации булевых функций при любых значениях числа переменных и.1073768 1 111х 1 1 1 хх, х х, хд х 0 а 0 0 1 а о 1 а о О в 1 1 в Е х, Е хх х 3 х,Е,х Егх Г х Е,хЕхЕ х Е Х 9 ххх О Е - О О Е М(п)1 Х О 0 0 0 0 о а О 1 а 0 О а 1 0 а 1 О а 1 1а 1 1 в О 0 в 0 1 х хдхз ч ххяхз Х Х Х У Х Хх ХХХЧ Ххх х.Хх Ч х х х 2 Чч ххх Табл и ца.1 х, х, у Таблица 2 ХЕ = х хх хх 2 ХЗ+х ХДХЗххххх х ч х х Х 3х яхз хЕ = ххх 3 хх х Ч хкрх ххх Ч х ххчъх хх Та бл ица 3 3 4 5 б 7 б 10 17 30 49 Табл ица 41073768 О О О О О О О О О О Номер настроечного входа Продолжение табл 41 аблица .5. Сигнал на У настроечном входеПродолжение табл, 5 Сигнал на настроечном входе