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

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

Известны мажоритарные модули (патент РФ 2294007, кл. G06F 7/57, 2007 г.; патент РФ 2393527, кл. G06F 7/57, 2010 г.), которые содержат логические элементы и реализуют мажоритарную функцию Maj(x₁,…,x₅) = х₁х₂х₃ ∨ x₁x₂x₄ ∨ x₁x₂x₅ ∨ x₁x₃x₄ ∨ x₁x₃x₅ ∨ x₁x₄x₅ ∨ x₂x₃x₄ ∨ x₂x₃x₅ ∨ x₂x₄x₅ ∨ x₃x₄x₅ пяти аргументов - входных двоичных сигналов х₁,…,х₅ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся ограниченные функциональные возможности и схемная сложность, обусловленные соответственно тем, что не выполняется реализация мажоритарной функции семи аргументов и наименьшая из цен по Квайну схем упомянутых аналогов равна 24.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2700554, кл. G06F 7/57, 2019 г.), который содержит логические элементы и реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 26 и эта схема имеет неоднородный аппаратурный состав, образованный из логических элементов четырех типов.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну и обеспечения однородности ее аппаратурного состава при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем пять мажоритарных элементов, первый вход первого и второй, третий входы второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым входом четвертого мажоритарного элемента и шестым, седьмым входами мажоритарного модуля, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два мажоритарных элемента, первый вход третьего, второй и третий входы i-го мажоритарных элементов соединены соответственно с первым входом второго, вторым входом (5-i)-го и первым входом (7-i)-го мажоритарных элементов, выходы i-го и шестого мажоритарных элементов подключены соответственно к третьим входам (i+2)-го, (i+4)-го и седьмого мажоритарных элементов, а выходы (i+2)-го, пятого, первый вход и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами (i+4)-го, седьмого мажоритарных элементов, первым входом и выходом мажоритарного модуля, j-й и пятый входы которого подключены соответственно к (j-1)-му входу первого и первому входу второго мажоритарных элементов.

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит мажоритарные элементы 1₁,…,1₇, причем первый, второй и третий входы элемента 1_i соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 1_5-i и первым входом элемента 1_7-i, выходы элементов 1_i и 1₆ подключены соответственно к третьим входам элементов 1_i+2, 1_i+4 и 1₇, а выходы элементов 1_i+2, 1₅, первый вход и выход элемента 1₇ соединены соответственно с вторыми входами элементов 1_i+4, 1₇, первым входом и выходом мажоритарного модуля, j-й и (j+3)-й входы которого подключены соответственно к (j-1)-ым входам элементов 1₁ и 1₂.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,седьмой входы подаются соответственно двоичные сигналы x₁,…,x₇ ∈ {0,1}. На выходе мажоритарного элемента 1_m имеем и #, v, • есть соответственно сигналы на первом, втором, третьем входах этого элемента и символы операций Maj, ИЛИ, И. Таким образом, на выходе предлагаемого мажоритарного модуля получим

где Maj(x₁,…,х₇) есть мажоритарная функция семи аргументов x₁,…,х₇.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов, при этом схема предлагаемого мажоритарного модуля проще, чем у прототипа, поскольку она имеет однородный аппаратурный состав и ее цена по Квайну равна 21.

Изобретение предназначено для реализации мажоритарной функции семи аргументов - входных двоичных сигналов и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну и обеспечения однородности аппаратурного состава при сохранении функциональных возможностей прототипа. Устройство содержит семь мажоритарных элементов (1₁,…,1₇). 1 ил.

Мажоритарный модуль, содержащий пять мажоритарных элементов, причем первый вход первого и второй, третий входы второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым входом четвертого мажоритарного элемента и шестым, седьмым входами мажоритарного модуля, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два мажоритарных элемента, первый вход третьего, второй и третий входы i-го мажоритарных элементов соединены соответственно с первым входом второго, вторым входом (5-i)-го и первым входом (7-i)-го мажоритарных элементов, выходы i-го и шестого мажоритарных элементов подключены соответственно к третьим входам (i+2)-го, (i+4)-го и седьмого мажоритарных элементов, а выходы (i+2)-го, пятого, первый вход и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами (i+4)-го, седьмого мажоритарных элементов, первым входом и выходом мажоритарного модуля, j-й и пятый входы которого подключены соответственно к (j-1)-му входу первого и первому входу второго мажоритарных элементов.