|
(21), (22) Заявка: 2003115791/09, 27.05.2003
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
27.05.2003
(45) Опубликовано: 10.03.2005
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
САВЧЕНКО Ю.Г., ХМЕЛЕВАЯ А.В. О методах последовательной реализации симметричных булевых функций. “Автоматика и вычислительная техника”, 1974, №3, с.24-29, рис.2. RU 2045769 С1, 10.10.1995. RU 2047892 С1, 10.11.1995. SU 1748150 А1, 15.07.1992. SU 1809434 А1, 15.04.1993. GB 2342732 А, 19.04.2000.
Адрес для переписки:
432027, г.Ульяновск, ул. Северный Венец, 32, УлГТУ, проректору по НИР
|
(72) Автор(ы):
Андреев Д.В. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Ульяновский государственный технический университет (RU)
|
(54) ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ
(57) Реферат:
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является упрощение структуры за счет уменьшения количества выходов в n раз при сохранении функциональных возможностей. Устройство содержит 2n элементов “И”, n элементов “ИЛИ”, n D-триггеров. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны логические вычислители (см., например, рис.5.3 на стр. 144 в книге Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. Л.: Энергоатомиздат, 1988), которые реализуют простую симметричную булеву функцию 2=x1x2 x1x3 x2x3, зависящую от трех аргументов – входных двоичных сигналов x1,x2,x3 {0,1}.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов x1,… xn {0,1}.
1,… ,xn {0,1}.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложная структура, поскольку прототип имеет n выходов.
Техническим результатом изобретения является упрощение структуры за счет уменьшения количества выходов в n раз при сохранении функциональных возможностей прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом вычислителе, содержащем n-1 элементов “И” и n-1 элементов “ИЛИ”, особенность заключается в том, что в него введены n+1 элементов “И”, n D-триггеров и элемент “ИЛИ”, причем выход i-го элемента “И” соединен с вторым входом i-го элемента “ИЛИ” и первым входом (n+i)-го элемента “И”, подключенного вторым входом и выходом соответственно к первому входу i-го элемента “ИЛИ” и входу данных i-го D-триггера, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного i-ым информационным входом к второму входу i-го элемента “И”, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом i-го D-триггера, выход каждого предыдущего элемента “ИЛИ” подключен к первому входу последующего элемента “ИЛИ”, а первый вход первого и выход n-го элементов “ИЛИ” соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом логического вычислителя.
На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого логического вычислителя и временные диаграммы сигналов настройки.
Логический вычислитель содержит элементы “И” 11,… ,12n, элементы “ИЛИ” 21,… ,2n и D-триггеры 31,… ,3n, причем выход элемента соединен с вторым входом элемента 2i и первым входом элемента 1n+i, подключенного вторым входом и выходом соответственно к первому входу элемента 2i и входу данных D-триггера 3i, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного i-ым информационным входом к второму входу элемента 1i, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом D-триггера 3i, выход элемента подключен к первому входу элемента 2k+1, первый вход элемента 21 и выход элемента 2n соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом логического вычислителя.
Работа предлагаемого логического вычислителя осуществляется следующим образом. На его первый,… ,n-ый информационные и первый, второй управляющие входы подаются соответственно двоичные сигналы x1,… , xn {0,1} и импульсные сигналы y1,y2 {0,1} (фиг.2). Тогда сигналы на выходах элементов 1n+i и будут определяться соответственно рекуррентными выражениями

и

где есть номер момента времени tj (фиг.2); Vi0=1; W0j=0. Период Т сигнала y2 должен удовлетворять условию Т> t, где t= t1+n t2+ t3, а t1, t2 и t3 есть длительности задержек, вносимых соответственно элементами 1i, 2i и D-триггером 3i. Поскольку согласно (1.1) имеем Vi(j-1)=Vi(j-2)xiW(i-1)(j-1)=Vi(j-4)xiW(i-1)(j-3)W(i-1)(j-2)W(i-1)(j-1)=Vi0xiW(i-1)1… W(i-1)(j-1)=xiW(i-1)1… W(i-1)(j-1), то с учетом (1.2) получим

В представленной ниже таблице приведены значения выражения (2) при n=4.
W11=х1 |
W21=x1 х2 |
W31=x1 х2 x3 |
W41=x1 х2 x3 x4 |
W12=0 |
W22=x1х2 |
W32=x1х2 x1x3 х2x3 |
W42=x1х2 x1x3 х1x4 х2x3 х2x4 x3x4 |
W13=0 |
W23=0 |
W33=x1х2x3 |
W43=x1х2x3 х1x2х4 х1x3x4 x2x3x4 |
W14=0 |
W24=0 |
W34=0 |
W44=х1x2x3x4 |
Таким образом, предлагаемый логический вычислитель на своем выходе реализует функцию

где 1,… , n есть простые симметричные булевы функции (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974). Согласно (3) и фиг.2 настройка вычислителя (фиг.1) на реализацию функции j осуществляется соответствующим количеством m=j-1 импульсов сигнала y2.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический вычислитель реализует любую из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов, и обладает более простой по сравнению с прототипом структурой, так как имеет только один выход.
Формула изобретения
Логический вычислитель для реализации любой из n простых симметричных булевых функций, содержащий n-1 элементов “И” и n-1 элементов “ИЛИ”, отличающийся тем, что в него введены n+1 элементов “И”, nD-триггеров и элемент “ИЛИ”, причем выход i-го элемента “И” соединен с вторым входом i-го элемента “ИЛИ” и первым входом (n+i)-го элемента “И”, подключенного вторым входом и выходом соответственно к первому входу i-го элемента “ИЛИ” и входу данных i-го D-триггера, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного i-ым информационным входом к второму входу i-го элемента “И”, первый вход которого соединен с неинвертирующим выходом i-го D-триггера, выход каждого предыдущего элемента “ИЛИ” подключен к первому входу последующего элемента “ИЛИ”, а первый вход первого и выход n-го элементов “ИЛИ” соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом логического вычислителя.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 28.05.2005
Извещение опубликовано: 20.10.2006 БИ: 29/2006
|
|