МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ Российский патент 2000 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении цифровых вычислительных устройств, а также в управляющих логических устройствах.

Известен многофункциональный логический модуль для реализации функций от трех переменных, имеющий 5 входов и один выход [1].

Недостатками такого модуля являются неоднородность структуры и необходимость коммутаций на входах модуля для его настройки, что уменьшает быстродействие модуля, усложняет техническую реализации в виде БИС и ограничивает область его применения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многофункциональный логический модуль, использующий пирамидальную схему с базисными мажоритарными элементами и метод последовательного исключения переменных для реализации произвольной логической функции от трех переменных [2].

Недостатком такой схемы является то, что для вычисления любой логической функции требуется подавать на входы схемы не только прямые, но и интересные значения переменных, а также логические произведения переменных и констант. Это приводит к увеличению суммарного времени вычисления логической функции в многофункциональном модуле, а также к необходимости введения в него дополнительных элементов.

Технической задачей изобретения является повышение быстродействия многофункционального логического модуля при минимальной его сложности и простоте настройки за счет использования модифицированных логических элементов.

Поставленная задача достигается тем, что в многофункциональном логическом модуле, введены семь модифицированных логических элементов, при этом первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой настроечные входы модуля подключены, соответственно, к первому и второму входам первого, второго, третьего и четвертого модифицированных логических элементов, третьи входы этих элементов подключены к девятому информационному входу модуля, выходы первого, второго, третьего и четвертого модифицированных логических элементов подключены, соответственно, к первому и второму входам пятого и шестого модифицированных логических элементов, третьи входы этих элементов подключены к десятому информационному входу модуля, выходы пятого и шестого модифицированных логических элементов подключены к первому и второму входам седьмого модифицированного элемента, третий вход этого элемента соединен с одиннадцатым информационным входом модуля.

Схема многофункционального логического модуля приведена на чертеже.

Многофункциональный логический модуль содержит восемь настроечных входов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, три информационных входа 9, 10, 11, семь модифицированных логических элементов 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18. Модифицированный логический элемент содержит три входа и один выход. Обозначим первый вход этого элемента - A, второй вход элемента - B, третий вход элемента - C, а его выход - Y, где связь между входами и выходом определяется логической функцией
Многофункциональный логический модуль способен выполнять любую из 256 логических функций от трех переменных. Вид функции определяется восьмигранным кодом настройки на настроечных входах 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 модуля, а значение функции, получаемое на выходе 19 модуля, зависит от значений входных переменных X₁, X₂, X₃ на информационных входах 9, 10, 11 модуля. Между кодом настройки модуля и реализуемой логической функцией Y^k(X₁,X₂,X₃), (k= 0,1, ...,255 - порядковый номер функции) всегда существует однозначное соответствие. Если обозначить значения любой логической функции Y^k(X₁,X₂,X₃) на всех i упорядоченных двоичных наборах X₁,X₂,X₃ последовательностью значений выхода Y_i ^k, (i=0,1,2,3,4,5,6,7), то код настройки, устанавливаемый на настроечных входах 1,2,3,4,5,6,7,8 модуля, связан со значениями Y_i ^k зависимостью вида, приведенного в табл. 1
Например, функциям

всегда можно поставить в соответствие следующие упорядоченные последовательности значений выхода (см. табл. 2).

Для этих функций коды настроек определяют согласно указанной ранее связи следующим образом (см. табл. 3).

Таким образом, многофункциональный логический модуль, обладающий минимальной сложностью и простотой настройки, использует в работе только прямые значения входных переменных X₁,X₂X₃. Это ускоряет процессы настройки и вычисления любой из 256 возможных логических функций и позволяет использовать этот модуль в качестве базисного элемента при создании многофункциональных логических модулей с большим числом входных переменных, а также для применения во всевозможных управляющих логических устройствах.

Источники информации
1. А. С. 333550, СССР, МКИ G 06 F 1/00. Многофункциональный логический модуль // П.Е.Бочков, Ю.М.Горностаев, А.Е.Кабацкий и Ю.А.Попов. Опубл. в Б. И., 1972, N 11.

2. Варшавский В.И., В.Б.Мараховский, В.А.Песчанский, Л.Я.Розенблюм. Однородные структуры. М., Энергия, 1973, с. 122 (прототип).

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении цифровых вычислительных устройств, а также в управляющих логических устройствах. B многофункциональный логический модуль введены семь модифицированных логических элементов, предназначенных для вычисления логической функции У модуля имеется восемь настроечных и три информационных входа. Технический результат - повышение быстродействия модуля при минимальной сложности и простоте его настройки. 1 ил., 3 табл.

Многофункциональный логический модуль, отличающийся тем, что введены семь модифицированных логических элементов, предназначенных для вычисления логической функции при этом первый - восьмой настроечные входы модуля подключены соответственно к первому и второму входам первого - четвертого модифицированных логических элементов, третьи входы этих элементов подключены к девятому информационному входу модуля, выходы первого - четвертого модифицированных логических элементов подключены соответственно к первому и второму входам пятого и шестого модифицированных логических элементов, третьи входы этих элементов подключены к десятому информационному входу модуля, выходы пятого и шестого модифицированных логических элементов - к первому и второму входам седьмого модифицированного элемента, третий вход этого элемента соединен с одиннадцатым информационным входом модуля.