Патент на изобретение №2294009

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2294009 (13) C1
(51) МПК

G06F7/57 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.12.2010 – прекратил действие

(21), (22) Заявка: 2005136852/09, 25.11.2005

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

25.11.2005

(46) Опубликовано: 20.02.2007

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2248036 C1, 10.03.2005. RU 2248035 C1, 10.03.2005. SU 1748150 A1, 15.07.1992. SU 1809434 A1, 15.04.1993. GB 2342732 A, 19.04.2000.

Адрес для переписки:

432027, г.Ульяновск, Северный Венец, 32, ГОУ ВПО “Ульяновский государственный технический университет”, Проректору по научной работе

(72) Автор(ы):

Андреев Дмитрий Васильевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “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 повышение быстродействия. Устройство содержит логические элементы ИЛИ, логические элементы И, D-триггеры. 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, патент РФ 2248035, кл. G 06 F 7/38, 2005 г.), которые реализуют n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов, требуется n тактов вычислений, максимальная длительность каждого из которых определяется выражением t=tТр+(n+1)tЭ, где tТр и tЭ есть длительности задержек, вносимых D-триггером и логическим элементом.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический вычислитель (патент РФ 2248036, кл. G 06 F 7/38, 2005 г.), который содержит n-1 логических элементов И, n-1 логических элементов ИЛИ, n-1 D-триггеров и реализует n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов, требуется n тактов вычислений, максимальная длительность каждого из которых определяется выражением t=tТр+(n+1)tЭ, где tТр и tЭ есть длительности задержек, вносимых D-триггером и логическим элементом.

Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом вычислителе, содержащем n-1 логических элементов И, n-1 логических элементов ИЛИ и n-1 D-триггеров, особенность заключается в том, что неинвертирующий выход i-го D-триггера соединен с вторым входом i-го логического элемента И и первым входом i-го логического элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу данных i-го D-триггера, вход сброса и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного информационным входом и i-ым выходом соответственно к первому входу i-го логического элемента И и выходу i-го логического элемента ИЛИ, выход k-го логического элемента И соединен с вторым входом (k+1)-го логического элемента ИЛИ, а второй вход первого логического элемента ИЛИ и выход (n-1)-го логического элемента И подключены соответственно к информационному входу и n-му выходу логического вычислителя.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого логического вычислителя и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.

Логический вычислитель содержит логические элементы И 11, …, 1n-1, логические элементы ИЛИ 21, …, 2n-1 и D-триггеры 31, …, 3n-1, причем неинвертирующий выход D-триггера 3i соединен с вторым входом элемента 1, и первым входом элемента 2i, подключенного выходом к входу данных D-триггера 3i, вход сброса и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного информационным входом и i-м выходом соответственно к первому входу элемента 1i и выходу элемента 2i, выход элемента 1k соединен с вторым входом элемента 2k+1, а второй вход элемента 21 и выход элемента 1n-1 подключены соответственно к информационному входу и n-му выходу логического вычислителя.

Работа предлагаемого логического вычислителя осуществляется следующим образом. На его первый, второй управляющие входы подаются соответственно импульсные сигналы y1, y2{0, 1} (фиг.2), причем период Т сигнала у2 должен удовлетворять условию Т>t, где t=tТр+2tЭ есть максимальная длительность такта вычисления, а tТр и TЭ – длительности задержек, вносимых D-триггером и логическим элементом. Синхронно с передним фронтом импульса сигнала у1 и передними фронтами первого, …, (n-1)-го импульсов сигнала у2 на информационный вход логического вычислителя последовательно подаются двоичные сигналы х1 и х2, …, xn соответственно (фиг.2). Тогда сигналы на выходах элементов 1i, 2i будут определяться рекуррентными выражениями

где есть номер момента времени tj (фиг.2); V0jj; Wi0=0. В представленной ниже таблице приведены значения выражений (1) при n=4.

W11=x1 W12=x1x2 W13=x1x2x3 W14=x1x2x3x4
F11=0 V12=x1x2 V13=x1x3x2x3 V14=x1x4x2x4x3x4
W21=0 W22=x1x2 W23=x1x2x1x3x2x3 W24=x1x2x1x3x1x4
V21=0 V22=0 V23=x1x2x3 x2x3x2x4x3x4
V24=x1x2x4x1x3x4x2x3x4
W31=0 W32=0 W33=x1x2x3 W34=x1x2x3x1x2x4x1x3x4x2x3x4
V31=0 V32=0 V33=0 V34=x1x2x3x4

Таким образом, на первом, втором, …, n-м выходах предлагаемого логического вычислителя при j=n соответственно имеем

W1n=1=x1x2xn,

W2n=2=x1x2x1x3xn-1xn,

……………………

V(n-1)n=n=x1x2…xn,

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).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический вычислитель реализует n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов, и обладает более высоким по сравнению с прототипом быстродействием, так как реализует указанные функции за n тактов вычислений, максимальная длительность каждого из которых определяется выражением t=tТр+2tЭ.

Формула изобретения

Логический вычислитель для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов – входных двоичных сигналов, содержащий n-1 логических элементов И, n-1 логических элементов ИЛИ и n-1 D-триггеров, отличающийся тем, что неинвертирующий выход i-го D-триггера соединен с вторым входом i-го логического элемента И и первым входом i-го логического элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу данных i-го D-триггера, вход сброса и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами логического вычислителя, подключенного информационным входом и i-м выходом соответственно к первому входу i-го логического элемента И и выходу i-го логического элемента ИЛИ, выход k-го логического элемента И соединен с вторым входом (k+1)-го логического элемента ИЛИ, а второй вход первого логического элемента ИЛИ и выход (n-1)-го логического элемента И подключены соответственно к информационному входу и n-му выходу логического вычислителя.

РИСУНКИ


MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 26.11.2007

Извещение опубликовано: 10.05.2009 БИ: 13/2009


Categories: BD_2294000-2294999