МАЖОРИТАРНЫЙ МОДУЛЬ Российский патент 2023 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 2580801, кл. H03K 19/23, 2016г.), которые содержат элементы И, элементы ИЛИ, мажоритарные элементы и реализуют мажоритарную функцию пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы, в частности, упомянутого аналога равна 35.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2697727, кл. G06F 7/38, 2019 г.), который содержит элемент И, элемент ИЛИ, мажоритарные элементы и реализует мажоритарную функцию пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 31.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну при сохранении элементного базиса прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем элемент И, элемент ИЛИ и семь мажоритарных элементов, выходы i-го (), ()-го и первый вход ()-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами ()-го, ()-го мажоритарных элементов и ()-ым настроечным входом мажоритарного модуля, первый, второй информационные входы которого подключены соответственно к второму, третьему входам первого мажоритарного элемента, особенность заключается в том, что второй, третий входы пятого и первые входы первого, второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым входами элемента И и первым входом третьего мажоритарного элемента, второй, третий входы четвертого и выход пятого мажоритарных элементов подключены соответственно к выходам третьего, седьмого и третьему входу второго мажоритарных элементов, первый, третий входы седьмого и выход первого мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ, И и первым входом шестого мажоритарного элемента, а первый, второй входы элемента ИЛИ, первый, второй входы элемента И и третьи входы третьего, шестого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому информационным входам мажоритарного модуля, первый настроечный вход и выход которого соединены соответственно с первым входом пятого и выходом четвертого мажоритарных элементов.

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит элемент И 1, элемент ИЛИ 2 и мажоритарные элементы 3₁, …, 3₇, причем второй, третий входы элемента 3₁, второй, третий входы элемента 3₅ и первые входы элементов 3_i (), 3₅ соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 2, первым, вторым входами элемента 1 и первыми входами элементов 3₃, 3₄, выходы элементов 3_i и 3_i+4 подключены соответственно к вторым входам элементов 3_i+1 и 3_i+5, второй, третий входы элемента 3₄ и выход элемента 3₅ соединены соответственно с выходами элементов 3₃, 3₇ и третьим входом элемента 3₂, первый, третий входы элемента 3₇ и выход элемента 3₁ подключены соответственно к выходам элементов 2, 1 и первому входу элемента 3₆, а второй, третий входы элемента 3₁, второй, третий входы элемента 3₅ и третьи входы элементов 3₃, 3₆ соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым информационными входами мажоритарного модуля, выход и первый, второй настроечные входы которого подключены соответственно к выходу элемента 3₄ и первым входам элементов 3₅, 3₁.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,пятый информационные и первый, второй настроечные входы подаются соответственно двоичные сигналы и . На выходе мажоритарного элемента 3_j () имеем , где и #,∙ есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций Maj, ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента 3₄ определяется выражением

,

где

Таким образом, на выходе предлагаемого модуля получим

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль построен в элементном базисе прототипа и реализует мажоритарную функцию пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов. При этом схема предлагаемого мажоритарного модуля проще, чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 25.

Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же пяти аргументов и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Мажоритарный модуль содержит элемент И (1), элемент ИЛИ (2) и семь мажоритарных элементов (3₁, …, 3₇). В результате достигнуто упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну при сохранении элементного базиса прототипа. 1 ил.

Мажоритарный модуль, содержащий элемент И, элемент ИЛИ и семь мажоритарных элементов, причем выходы i-го (), ()-го и первый вход ()-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами ()-го, ()-го мажоритарных элементов и ()-ым настроечным входом мажоритарного модуля, первый, второй информационные входы которого подключены соответственно к второму, третьему входам первого мажоритарного элемента, отличающийся тем, что второй, третий входы пятого и первые входы первого, второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым входами элемента И и первым входом третьего мажоритарного элемента, второй, третий входы четвертого и выход пятого мажоритарных элементов подключены соответственно к выходам третьего, седьмого и третьему входу второго мажоритарных элементов, первый, третий входы седьмого и выход первого мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами элементов ИЛИ, И и первым входом шестого мажоритарного элемента, а первый, второй входы элемента ИЛИ, первый, второй входы элемента И и третьи входы третьего, шестого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому и пятому информационным входам мажоритарного модуля, первый настроечный вход и выход которого соединены соответственно с первым входом пятого и выходом четвертого мажоритарных элементов.