МАЖОРИТАРНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2022 года по МПК G06F7/57 H03K19/23 

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

Известны мажоритарные модули (см., например, патент РФ 2619197, кл. G06F 7/00, 2017 г.), которые содержат элементы «2И», элементы «2ИЛИ» и реализуют мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся большие схемная глубина и аппаратурные затраты, обусловленные тем, что схемная глубина, в частности, упомянутого аналога равна 7 и он содержит 12 элементов «2И» и 13 элементов «2ИЛИ».

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2700552, кл. G06F 7/57, 2019 г.), который содержит элементы «2И», элементы «2ИЛИ» и реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие схемная глубина и аппаратурные затраты, обусловленные тем, что схемная глубина прототипа равна 7 и он содержит 12 элементов «2И» и 12 элементов «2ИЛИ».

Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат и схемной глубины при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем одиннадцать элементов «2И» и одиннадцать элементов «2ИЛИ», первый, второй входы i-го () и второй вход девятого элементов «2ИЛИ» соединены соответственно с первым, вторым входами i-го и выходом восьмого элементов «2И», а первый, второй входы k-го () элемента «2ИЛИ» подключены соответственно к (2×k-1)-му, (2×k)-му входам мажоритарного модуля, особенность заключается в том, что первый, второй входы одиннадцатого элемента «2И» соединены соответственно с выходами девятого, десятого элементов «2И», первый, второй входы третьего и первый, второй входы четвертого элементов «2И» подключены соответственно к выходам первого, второго элементов «2И» и выходам первого, второго элементов «2ИЛИ», первый, второй входы пятого и первый вход седьмого элементов «2И» соединены соответственно с выходами третьего элемента «2ИЛИ», четвертого элемента «2И» и выходом шестого элемента «2ИЛИ», первый, второй входы восьмого элемента «2И» и первый вход девятого элемента «2ИЛИ» подключены соответственно к выходам шестого, седьмого элементов «2И» и выходу пятого элемента «2ИЛИ», первый, второй входы j-го () элемента «2И» и первый, второй входы (j+1)-го элемента «2ИЛИ» соединены соответственно с выходами (29-2×j)-го, (64-6×j)-го элементов «2ИЛИ» и выходами (23-2×j)-го элемента «2И», (17-j)-го элемента «2ИЛИ», а первый, второй входы шестого и второй вход седьмого элементов «2ИЛИ» подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому входам мажоритарного модуля, выход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента «2И».

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит элементы «2И» 1₁, …, 1₁₁ и элементы «2ИЛИ» 2₁, …, 2₁₁, причем первый, второй входы элемента 1_i () и первый, второй входы элемента 1₁₁ соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 2_i и выходами элементов 1₉, 1₁₀, первый, второй входы элемента 1₃ и первый, второй входы элемента 1₄ подключены соответственно к выходам элементов 1₁, 1₂ и 2₁, 2₂, первый, второй входы элемента 1₅ и первый вход элемента 1₇ соединены соответственно с выходами элементов 2₃, 1₄ и 2₆, первый, второй входы элемента 1₈ и первый, второй входы элемента 2₉ подключены соответственно к выходам элементов 1₆, 1₇ и 2₅, 1₈, первый, второй входы элемента 1_j () и первый, второй входы элемента 2_j+1 соединены соответственно с выходами элементов 2_29-2×j, 2_64-6×j и 1_23-2×j, 2_17-j, а первый, второй входы элемента 2_j-8, первый, второй входы элемента 2₆ и второй вход элемента 2₇ подключены соответственно к (2× j-17)-му, (2×j-16)-му, пятому, шестому и седьмому входам мажоритарного модуля, выход которого соединен с выходом элемента 1₁₁.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый, …, седьмой входы подаются соответственно двоичные сигналы х₁, …, х₇ ∈{0,1}. На выходе предлагаемого модуля получим

где, ∨ и Maj(x₁, …, х₇) есть соответственно символы операций И, ИЛИ и мажоритарная функция семи аргументов х₁, …, х₇. При этом схемная глубина предлагаемого модуля равна 6.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов и обладает меньшими по сравнению с прототипом схемной глубиной и аппаратурными затратами.

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники для автоматики. Технический результат заключается в уменьшении аппаратурных затрат и схемной глубины при сохранении функциональных возможностей прототипа. Технический результат достигается за счёт мажоритарного модуля, который содержит одиннадцать элементов «2И» (1₁,…,1₁₁) и одиннадцать элементов «2ИЛИ» (2₁,…,2₁₁). 1 ил.

Мажоритарный модуль, содержащий одиннадцать элементов «2И» и одиннадцать элементов «2ИЛИ», причем первый, второй входы i-го () и второй вход девятого элементов «2ИЛИ» соединены соответственно с первым, вторым входами i-го и выходом восьмого элементов «2И», а первый, второй входы k-го () элемента «2ИЛИ» подключены соответственно к (2×k-1)-му, (2×k)-му входам мажоритарного модуля, отличающийся тем, что первый, второй входы одиннадцатого элемента «2И» соединены соответственно с выходами девятого, десятого элементов «2И», первый, второй входы третьего и первый, второй входы четвертого элементов «2И» подключены соответственно к выходам первого, второго элементов «2И» и выходам первого, второго элементов «2ИЛИ», первый, второй входы пятого и первый вход седьмого элементов «2И» соединены соответственно с выходами третьего элемента «2ИЛИ», четвертого элемента «2И» и выходом шестого элемента «2ИЛИ», первый, второй входы восьмого элемента «2И» и первый вход девятого элемента «2ИЛИ» подключены соответственно к выходам шестого, седьмого элементов «2И» и выходу пятого элемента «2ИЛИ», первый, второй входы j-го () элемента «2И» и первый, второй входы (j+1)-го элемента «2ИЛИ» соединены соответственно с выходами (29-2×j)-го, (64-6×j)-го элементов «2ИЛИ» и выходами (23-2×j)-го элемента «2И», (17-j)-го элемента «2ИЛИ», а первый, второй входы шестого и второй вход седьмого элементов «2ИЛИ» подключены соответственно к пятому, шестому и седьмому входам мажоритарного модуля, выход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента «2И».