|
(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); V0j=хj; 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=x1x2…xn,
W2n=2=x1x2x1x3…xn-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
|
|