ЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Российский патент 2021 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны логические преобразователи (см., например, патент РФ 2248034, кл. G06F 7/38, 2005 г.), которые с помощью константной настройки реализуют любую из четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех аргументов - входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности и схемная сложность, обусловленные соответственно тем, что не выполняется реализация любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов, и цена по Квайну схемы, в частности, упомянутого аналога равна 33.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2641454, кл. G06F 7/00, 2018 г.), который содержит мажоритарные элементы и с помощью константной настройки реализует любую из четырех простых симметричных булевых функций τ₁, τ₂, τ₅, τ₆, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов.

При этом цена по Квайну схемы прототипа равна 27.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов, при сохранении цены по Квайну схемы прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем семь мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, выход шестого и первый вход пятого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом седьмого мажоритарного элемента и первым настроечным входом логического преобразователя, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, которые имеют по три входа, выходы пятого, m-го и (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами шестого, (m+2)-го и третьим входом (m+5)-го мажоритарных элементов, (m+1)-й вход пятого и третий вход (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом m-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходом (3-m)-го мажоритарного элемента, а первые входы четвертого, шестого и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, третий настроечный вход которого подключен к первым входам третьего, седьмого мажоритарных элементов.

На чертеже представлена схема предлагаемого логического преобразователя.

Логический преобразователь содержит мажоритарные элементы 1₁, …, 1₇ и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2₁, 2₂, причем все элементы имеют по три входа, выходы элементов 1₅, 1_m и 1_m+2 соединены соответственно с вторыми входами элементов 1₆, 1_m+2 и третьим входом элемента 1_m+5, (m+1)-й вход элемента 1₅, третий вход элемента 1_m+2 и выход элемента 1₆ соединены соответственно с выходами элементов 2_m, 1_3-m и вторым входом элемента 1₇, а первые входы элементов 1₄, 1₆ и выход элемента 1₇ соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, первый и третий настроечные входы которого подключены соответственно к первому входу элемента 15 и первым входам элементов 1₃, 1₇.

Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, втором, третьем настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы f₁, f₂, f₃ ∈ {0,1} константной настройки. На первые, вторые и третьи входы элементов 1_m 2_m подаются соответственно подлежащие обработке двоичные сигналы х_3×m-2, х_3×m-1 и х_3×m (х₁, …, х₆ ∈ {0,1}). На выходах элементов 1_k 2₁, 2₂ имеем

где есть соответственно сигналы на первом, втором, третьем входах элемента 1_k и символы операций Maj, ИЛИ, И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ. Следовательно, сигнал на выходе элемента 1₇ определяется выражением

в котором Таким образом, на выходе предлагаемого логического преобразователя получим

где τ₁, …, τ₆ есть простые симметричные булевы функции шести аргументов х₁, …, х₆ (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974 г.).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический преобразователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как с помощью константной настройки реализует любую из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов. При этом цена по Квайну схемы предлагаемого логического преобразователя равна цене по Квайну схемы прототипа.

Изобретение относится к логическому преобразователю. Технический результат заключается в упрощении устройства логического преобразователя. Преобразователь предназначен для реализации простых симметричных булевых функций, содержащий семь мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, причем выход шестого и первый вход пятого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом седьмого мажоритарного элемента и первым настроечным входом логического преобразователя, при этом в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, которые имеют по три входа, выходы пятого, m-го и (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами шестого, (m+2)-го и третьим входом (m+5)-го мажоритарных элементов, (m+1)-й вход пятого и третий вход (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом m-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходом (3-m)-го мажоритарного элемента, а первые входы четвертого, шестого и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, третий настроечный вход которого подключен к первым входам третьего, седьмого мажоритарных элементов. 1 ил.

Логический преобразователь, предназначенный для реализации простых симметричных булевых функций, содержащий семь мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, причем выход шестого и первый вход пятого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом седьмого мажоритарного элемента и первым настроечным входом логического преобразователя, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, которые имеют по три входа, выходы пятого, m-го и (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами шестого, (m+2)-го и третьим входом (m+5)-го мажоритарных элементов, (m+1)-й вход пятого и третий вход (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом m-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходом (3-m)-го мажоритарного элемента, а первые входы четвертого, шестого и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, третий настроечный вход которого подключен к первым входам третьего, седьмого мажоритарных элементов.