Устройство для вычисления систем булевых функций

) 4 С 06 Г 15/20 ИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИСТЕМ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике ипредназначено для вычисления значений систем булевых функций на наборедвоичных переменных. Целью изобретения является сокращение аппаратурных затрат за счет сокращения объемапрограммной памяти. Поставленнаяцель достигается тем, что устройство для вычисления систем булевых функций содержит с первого по Ь-й входы 1 переменных, где Ь - число переменных вычисляемой системы булевых функций, блок 2 выборки, информационные входы 3 блока выборки, выход 4 блока выборки, накапливающий сумматор 5,управляющий вход 6 накапливающего сумматора, выход 7 накапливающего сумматора, блок 8 постоянной памяти, выход 9 блока постоянной памяти, регистр 10 команд, первый 11 и второй 12 выходы регистра команд, блок 13 управления, вход 14 записи регистра команд, третий вы ход 15 регистра команд, регистр 16 сдвига, входы записи 17 и сдвига 18 регистра сдвига, четвертый выход 19 регистра команд, вход 20 запуска уст ройства, выход 21 признака конца вычислений системы булевых функций.4 ил., 1 табл.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для вычисления систем булевых функций.5Цель изобретения - сокращение аппаратурных затрат.На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг,2 - схема блока выборки; на фиг.3 - схема алгоритма работы 10блока управления; на фиг.4 - схемавычисления системы булевых функций,Устройство содержит с первого поЬ-й входы переменных вычисляемой системы булевых функций, блок 2 выборки, информационные входы 3 блока выборки, выход 4 блока выборки, накапливающий сумматор 5, управляющий вход6 накапливающего сумматора, выход 7накапливающего сумматора, блок 8 постоянной памяти, выход 9 блока постоянной памяти, регистр 10 команд,первый 11 и второй 12 выходы регистра команд, блок 13 управления, вход14 записи регистра команд, третий вы ход 15 регистра команд, регистр 16сдвига, входы записи 17 и сдвига 18регистра сдвига, четвертый выход 19регистра команд, вход 20 запуска устройства, выход 2 1 признака конца вычислений системы булевых функций. Блок2 выборки содержит счетчик 22, узел23 постоянной памяти и мультиплексор 24,На хеме работы блока управленияобозначены следующие микрооперациии признаки Р 1 - содержимое разрядарегистра 10 команд, соединенного свыходом 11; Р 2 содержимое разрядаргистра 10 комайд, соединенного свыходом 12; А 1 - микрооперация установки в начальное состояние блока2, сумматора 5 и установка признакаотсутствия результата на выходе 21;А 2 - микрооперация записи содержимого блока 8 памяти в регистр 10 команд; АЗ - микрооперация выбора очередной обрабатываемой переменной иподачи ее на выход 4; А 4 в микрооперация записи в регистр 16 сдвига;А 5 - микрооперация суммирования текущего содержимого накапливающегосумматора и числа, указываемого навыходах 19 регистра 10 команд; А 6микрооперация установки признака готовности результата на выходе 21;55А 7 - микрооперация записи информациив накапливающий сумматор 5; АЗ - микрооперация сдвига регистра 16 сдвига; Л 9 - микрооперация увеличенияна единицу содержимого накапливающего сумматора.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии на входы 1поданы значения входных переменных(например, от внешних регистров).Работа устройства начинается с подачи импульса запуска на вход 20, покоторому блок управления устанавливается в начальное состояние, начиная затем обработку алгоритма управления. В соответствии со схемой алгоритма (фиг,З) на соответствующие входы 3 и 6 подаются сигналы начальнойустановки блоков 2 и 5, устанавливается признак отсутствия результата навыходе 21, Блок 8 памяти используется только в режиме считывания, поэтому через время, необходимое дляустановки значений на выходах 7 и 9,выдается сигнал записи в регистр 10команд. Пара разрядов Р 1 и Р 2, соединенных с выходами 11 и 12,интерпре-,тируется следующим образом:если Р 1=1= Р 2 = О, то выполняется обработкаследующей переменной; если Р 1 = О,Р 2 = 1, то выводится промежуточныйрезультат вычисления; если Р 1 = 1,Р 2 = О, то выполняется безусловныйпереход; если Р 1 = 1, Р 2 = 1, то инициируется останов устройства,1При обработке следующей переменной. в регистре 10 команд содержится информация для формирования адреса ус" ловного перехода по значению следующей переменной (в разрядах, соединенных с выходами 19). Микрооперация АЗ, инициирует подачу на выходы 4 значения обрабатываемой переменной. В общем случае логические переменные могут быть многоэначными, т,е. блок 2 имеет в общем случае более одного выхода. Поясним его работу, Счетчик 22 предназначен для последовательного воспроизведения адресов узла 23 памяти (работающего только на считывание), содержимое соответствующих ячеек которого равно номеру входов, которые с помощью мультиплексора 24 подключаются на выходы 4, При подаче управляющего сигнала на счетный вход счетчика 22 (начальное состояние установлено по второму управляющему входу) после окончания переходных процессов в узле памяти и мультиплек 1411769Ур у Уу Ур ь Уру Угруппы у, у и разбита на две Уйф У 4 ф УрДлЯвычисления исходной системы должны быть обработаны две последовательности переменных х хф, х.х , х, х, х. Таким образом, узел 23 памяти содержит в семи последовательных ячейках, начиная с ячейки с нулевым адресом, числа 1, 2, 5, 2, 3, 4, 5. Полагая, что программа вычисления расположена с нулевого адреса, содержимое памяти изображают таблицей, В каждой ячейке первый и второй разряды содержат признаки Р 1 и Р 2, а в третьем разряде указывается значение промежуточноготрезультата. Знаком "-" обозначены несущественные состояния ячеек памяти. Примем, что адрес блока 8 памяти шестираэрядный и выход 4 соединен с младшим разрядом адреса (обработка ведется по одному биту). соре на выходах 4 устанавливается значение переменной.Информация с линий 4 и 19 микро- операцией А 7 записывается в накапливающий сумматор 5, содержимое которого представляет собой адрес следующей команды.Если на регистре команд находится команда вывода промежуточного результата, на выходе 15 находится значение этого промежуточного результата. Иикрооперациями А 4, А 8 промежуточный результат записывается в регистр 16 сдвига, микрооперацией А 9 подготавливается адрес следующей по порядку команды.При безусловном переходе микрооперацией А 7 выполняется сложение текущего содержимого накапливающего сумматора и константы, указываемой в 1 разрядах, соединенных с выходами 19. Результат является адресом следующей команды.При инициировании останова устройства, означающего, что вычисления закончены, устанавливается признак готовности результата, и блок управления переходит в конечное состояние. Результат вычисления находится в регистре 16 сдвига.Рассмотрим работу устройства на примере системы булевых функций, схема вычисления которой показана на фиг,4. Исходная система функций При х 0 х 1 х 1 хО, х ф = О, Поскольку блоки 2 и 5установлены в "0", на выход 4 подается значение х 1 = О. Тогда сформируется адрес 00000000и на регистре 10 команд прочитан код из соответствующей ячейки (таблица) . Поскольку Р 1 = Р 2 = О, происходит об работка следующей переменной; на выход 4 подается хг = 1, формируетсяадрес 000011 = З,о . Далее формируется адрес 001000 = 8,о . В этой ячейке - команда безусловного перехода, 15 указывающая смещение на четыре ячейки, т.е. на 12-ю ячейку. Здесь содержится результат в двух последовательных ячейках с адресами 12,о и13, , который сохраняется в регист ре 16 сдвига. Далее следует командабезусловного перехода на ячейку садресом 20 ю . Обработка х = 1, Хр1 у Хф О - это переходы в ячейки с адресами 23, , 29 р, 34,о, 25 441 о . В ячейках 44,д, 45,о у 464 о находится результат, в ячейке 47 токоманда останова, Таким образом, врегистре сдвига находится результат1, 1, 1, О, 0 , которому соответ стнуют функции у, у, у, У,г ) р 5Формула изобретенияУстройство для вычисления системЗ 5 булевых функций, содержащее блок управления, блок постоянной памяти, регистр команд, причем вход запускаустройства подключен к входу запускаблока управления, первый выход кото рого подключен к выходу признака конца вычислений системы булевых функцийустройства, второй выход блока управления подключен к входу записи регистра команд, первый выход которого 45,подключен к первому входу признакаусловных переходов блока управления,выход блока постоянной памяти подключен к информационному входу регистра команд, о т л и ч а ю щ е 50 е с я тем, что, с целью сокращеняаппаратурных затрат, в него введеныблок выборки, накапливающий сумматори регистр сдвига, причем с первогопо Ь-й входы переменных устройства, 55где Ь - число переменных вычисляемойсистемы булевых функций, подключенысоответственно к информационным входам с первого по Ь-й блока выборки,выход которого подключен к первому1411769 Содержимое ячейки Адрес ки 1 2 3 4 5 6 7 0 0 О 1 О 0 0 0 О О 0 0 О 1 О О 0 0 0 0 1 1 О О О 0 1 0 О О О О 0 1 0 1 0 0 0 О 1 0 1 1 0 0 0 1 1 О 1 0 0 1 0 О О 1 0 0 0 1 0 О 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 О О 0 1 0 0 0 1 О 0 10 13 О 1 1 1 0 0 0 1 1 0 14 0 1 0 информационному входу накапливающегосумматора. выход которого подключенк адресному входу блока постояннойпамяти, второй выход регистра командподключен к второму входу признаковусловного перехода блока управления,третий выход регистра команд - к инФормационному входу регистра сдвигаи второму информационному входу накапливающего сумматора, четвертыйвыход регистра команд - к третьемуинформационному входу накапливающегосумматора, третий и четвертый выходыблока управления подключены соответственно к первому и второму управляющим входам блока выборки, пятый выход блока управления - к еинхровходунакапливающего сумматора, шестой и седьмой выходы блока управления - соответственно,к входам записи и сдвигарегистра сдвига, при этом блок выборки содержит счетчик, узел постояннойпамяти и мультиплексор, причем с первого по Ь-й информационные входы блока выборки подключены соответственнок информационным входам с первого поЪ-й мультиплексора, выход которого подключен к выходу блока выборки, первыйи второй управляющие входы блока выборки подключены соответственно ксчетному и информационному входамсчетчика, выход которого подключен кадресному входу узла постоянной памяти, выход которого подкдечен куправляющему входу мультиплексо -ра