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 (патент РФ 2700552, кл. H03K19/23, 2019г.; патент РФ 2764709, кл. G06F7/57, 2022г.), 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 ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не обеспечивается реализация мажоритарной функции тринадцати аргументов – входных двоичных сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2628222, кл. G06F7/38, 2017г.), который содержит элементы 2И, элементы 2ИЛИ и реализует мажоритарную функцию тринадцати 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 13 и он содержит 42 элемента 2ИЛИ и 46 элементов 2И.

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 тридцать шесть элементов 2ИЛИ и тридцать шесть элементов 2И, особенность заключается в том, что первый, второй входы i-го () и первый, второй входы j-го () элементов 2И соединены соответственно с первым, вторым входами i-го и выходами j-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый, второй входы k-го () и первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам ()-го, ()-го элементов 2И и выходам ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый, второй входы ()-го и первый, второй входы ()-го элементов 2И соединены соответственно с выходами k-го, ()-го элементов 2И и выходами ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первые входы ()-го, ()-го и выходы ()-го, ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам ()-го, k-го элементов 2ИЛИ и вторым входам ()-го, ()-го элементов 2И, первые входы ()-го, ()-го, ()-го и выходы ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И соединены соответственно с выходами ()-го, ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ и вторыми входами ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И, первый, второй входы тридцатого и первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам тридцать пятых элементов 2ИЛИ, 2И и выходам ()-го, ()-го элементов 2И, первые входы двадцать пятого, ()-го, ()-го, ()-го, ()-го, тридцать пятого элементов 2ИЛИ и первый, второй входы ()-го, второй вход тридцать шестого элементов 2И соединены соответственно с вторыми входами тридцать пятого, ()-го, ()-го, ()-го, ()-го, тридцатого элементов 2ИЛИ и выходами ()-го, ()-го элементов 2И, выходом тридцать шестого элемента 2ИЛИ, выходы ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И и ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ подключены соответственно к первым входам ()-го, ()-го, ()-го и ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый вход тридцать второго элемента 2ИЛИ, второй вход тридцать пятого элемента 2И и первый вход тридцать пятого элемента 2И, второй вход двадцать пятого элемента 2ИЛИ соединены соответственно с выходом семнадцатого и выходом восемнадцатого элементов 2ИЛИ, а первые входы тридцать шестых элементов 2И, 2ИЛИ и первый, второй входы ()-го, первый, второй входы ()-го, первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам тридцать третьего, тридцать четвертого элементов 2И и ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му входам мажоритарного модуля, тринадцатый вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом тридцать шестого элемента 2ИЛИ и выходом тридцать шестого элемента 2И.

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит элементы 2И 1₁,…,1₃₆ и элементы 2ИЛИ 2₁,…,2₃₆, причем первый, второй входы элемента 1_i () и первый, второй входы элемента 1_j () соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 2_i и выходами элементов 2_j, 2_j+5, первый, второй входы элемента 1_k () и первый, второй входы элемента 1_k+4 подключены соответственно к выходам элементов 1_k+6, 1_k+8 и выходам элементов 2_k+8, 2_k+10, первый, второй входы элемента 1_k+12 и первый, второй входы элемента 1_k+16 соединены соответственно с выходами элементов 1_k, 1_k+2 и выходами элементов 2_k+2, 2_k+4, первые входы элементов 1_k+2, 1_k+14 и выходы элементов 1_k+10, 1_k+4 подключены соответственно к выходам элементов 2_k+6, 2_k и вторым входам элементов 1_k+2, 1_k+14, первые входы элементов 1_k+18, 1_k+20, 1_k+22 и выходы элементов 1_k+14, 1_k+16, 1_k+20 соединены соответственно с выходами элементов 2_k+12, 2_k+14, 2_k+18 и вторыми входами элементов 1_k+18, 1_k+20, 1_k+22, первый, второй входы элемента 1₃₀ и первый, второй входы элемента 1_k+30 подключены соответственно к выходам элементов 2₃₅, 1₃₅ и выходам элементов 1_3×k+22, 1_3×k+23, первые входы элементов 2₂₅, 2_k+25, 2_k+27, 2_k+29, 2_k+32, 2₃₅ и первый, второй входы элемента 1_k+32, второй вход элемента 1₃₆ соединены соответственно с вторыми входами элементов 2₃₅, 2_30–k, 2_33–k, 2_35–k, 2_28–k, 2₃₀ и выходами элементов 1_k+30, 1_3×k+24, 2₃₆, выходы элементов 1_k+12, 1_k+18, 1_k+22, 2_k+20, 2_k+22 подключены соответственно к первым входам элементов 2_3×k+22, 2_3×k+27, 2_3×k+23, 2_8×k+19, 2_3×k+28, первый вход элемента 2₃₂, второй вход элемента 1₃₅ и первый вход элемента 1₃₅, второй вход элемента 2₂₅ соединены соответственно с выходом элемента 2₁₇ и выходом элемента 2₁₈, а первые входы элементов 1₃₆, 2₃₆ и первый, второй входы элемента 1_k+6, первый, второй входы элемента 1_k+8, первый, второй входы элемента 1_k+10 подключены соответственно к выходам элементов 1₃₃, 1₃₄ и ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му входам мажоритарного модуля, тринадцатый вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом элемента 2₃₆ и выходом элемента 1₃₆.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,тринадцатый входы подаются соответственно двоичные сигналы . В представленных ниже табл.1 и табл.2 приведены соответственно значения внутренних сигналов () предлагаемого мажоритарного модуля, полученные для всех возможных наборов значений сигналов , и значения его выходного сигнала Z, полученные для всех возможных наборов значений сигналов .

Таблица 1

x _{6× k – 5}
x _{6× k – 4}
x _{6× k –3}
x _{6× k –2}
x _{6× k –1}
x _{6× k} y _{6× k}
y _{6× k – 1}
y _{6× k –2}
y _{6× k –3}
y _{6× k –4}
y _{6× k –5} x _{6× k – 5}
x _{6× k – 4}
x _{6× k –3}
x _{6× k –2}
x _{6× k –1}
x _{6× k} y _{6× k}
y _{6× k – 1}
y _{6× k –2}
y _{6× k –3}
y _{6× k –4}
y _{6× k –5} 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Таблица 2

0 000000 000000 0 1 000000 000000 0 0 000000 000001 0 1 000000 000001 0 0 000000 000011 0 1 000000 000011 0 0 000000 000111 0 1 000000 000111 0 0 000000 001111 0 1 000000 001111 0 0 000000 011111 0 1 000000 011111 0 0 000000 111111 0 1 000000 111111 1 0 000001 000000 0 1 000001 000000 0 0 000001 000001 0 1 000001 000001 0 0 000001 000011 0 1 000001 000011 0 0 000001 000111 0 1 000001 000111 0 0 000001 001111 0 1 000001 001111 0 0 000001 011111 0 1 000001 011111 1 0 000001 111111 1 1 000001 111111 1 0 000011 000000 0 1 000011 000000 0 0 000011 000001 0 1 000011 000001 0 0 000011 000011 0 1 000011 000011 0 0 000011 000111 0 1 000011 000111 0 0 000011 001111 0 1 000011 001111 1 0 000011 011111 1 1 000011 011111 1 0 000011 111111 1 1 000011 111111 1 0 000111 000000 0 1 000111 000000 0 0 000111 000001 0 1 000111 000001 0 0 000111 000011 0 1 000111 000011 0 0 000111 000111 0 1 000111 000111 1 0 000111 001111 1 1 000111 001111 1 0 000111 011111 1 1 000111 011111 1 0 000111 111111 1 1 000111 111111 1 0 001111 000000 0 1 001111 000000 0 0 001111 000001 0 1 001111 000001 0 0 001111 000011 0 1 001111 000011 1 0 001111 000111 1 1 001111 000111 1 0 001111 001111 1 1 001111 001111 1 0 001111 011111 1 1 001111 011111 1 0 001111 111111 1 1 001111 111111 1 0 011111 000000 0 1 011111 000000 0 0 011111 000001 0 1 011111 000001 1 0 011111 000011 1 1 011111 000011 1 0 011111 000111 1 1 011111 000111 1 0 011111 001111 1 1 011111 001111 1 0 011111 011111 1 1 011111 011111 1 0 011111 111111 1 1 011111 111111 1 0 111111 000000 0 1 111111 000000 1 0 111111 000001 1 1 111111 000001 1 0 111111 000011 1 1 111111 000011 1 0 111111 000111 1 1 111111 000111 1 0 111111 001111 1 1 111111 001111 1 0 111111 011111 1 1 111111 011111 1 0 111111 111111 1 1 111111 111111 1

Согласно табл.1, табл.2 имеем

,

где есть мажоритарная функция тринадцати аргументов . При этом схемная глубина предлагаемого мажоритарного модуля равна 11.

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

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в уменьшении аппаратурных затрат и схемной глубины при сохранении функциональных возможностей прототипа. Мажоритарный модуль содержит тридцать шесть элементов 2ИЛИ и тридцать шесть элементов 2И. 1 ил., 2 табл.

Мажоритарный модуль, содержащий тридцать шесть элементов 2ИЛИ и тридцать шесть элементов 2И, отличающийся тем, что первый, второй входы i-го () и первый, второй входы j-го () элементов 2И соединены соответственно с первым, вторым входами i-го и выходами j-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый, второй входы k-го () и первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам ()-го, ()-го элементов 2И и выходам ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый, второй входы ()-го и первый, второй входы ()-го элементов 2И соединены соответственно с выходами k-го, ()-го элементов 2И и выходами ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первые входы ()-го, ()-го и выходы ()-го, ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам ()-го, k-го элементов 2ИЛИ и вторым входам ()-го, ()-го элементов 2И, первые входы ()-го, ()-го, ()-го и выходы ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И соединены соответственно с выходами ()-го, ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ и вторыми входами ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И, первый, второй входы тридцатого и первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам тридцать пятых элементов 2ИЛИ, 2И и выходам ()-го, ()-го элементов 2И, первые входы двадцать пятого, ()-го, ()-го, ()-го, ()-го, тридцать пятого элементов 2ИЛИ и первый, второй входы ()-го, второй вход тридцать шестого элементов 2И соединены соответственно с вторыми входами тридцать пятого, ()-го, ()-го, ()-го, ()-го, тридцатого элементов 2ИЛИ и выходами ()-го, ()-го элементов 2И, выходом тридцать шестого элемента 2ИЛИ, выходы ()-го, ()-го, ()-го элементов 2И и ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ подключены соответственно к первым входам ()-го, ()-го, ()-го и ()-го, ()-го элементов 2ИЛИ, первый вход тридцать второго элемента 2ИЛИ, второй вход тридцать пятого элемента 2И и первый вход тридцать пятого элемента 2И, второй вход двадцать пятого элемента 2ИЛИ соединены соответственно с выходом семнадцатого и выходом восемнадцатого элементов 2ИЛИ, а первые входы тридцать шестых элементов 2И, 2ИЛИ и первый, второй входы ()-го, первый, второй входы ()-го, первый, второй входы ()-го элементов 2И подключены соответственно к выходам тридцать третьего, тридцать четвертого элементов 2И и ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му, ()-му входам мажоритарного модуля, тринадцатый вход и выход которого соединены соответственно с вторым входом тридцать шестого элемента 2ИЛИ и выходом тридцать шестого элемента 2И.