Модуль для реализации бесповторных функций Советский патент 1983 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к микроэлектронике и вычислительной технике. Известен многофункциональный модуль, реализующий басповторные логические функции четырех перемен ных ij . Недостатками этого модуля являю ся структурная сложность, большое число управляющих входов, что снижает его надежность и затрудняет практическое применение. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является м грфункционный модуль, содержащий элементы И,ИЛИ и НЕ и реализую щий все бесповторные функции четырех переменных з . Недостатками известного многоФункционального модуля являются конструктивная сложность (содержит 19 логических элементов), усложнен ный алгоритм (имеет 4 управлякндих входа), малое быстродействие (состоит из шести каскадов последовательно соединенных логических ,элементов) и узкие схемотехнические в можности (имеет один выход). Цель изобретения - упрощение модул я, Поставленная цель достигается тем, что в модуле для реализации бесповторных функций, содержащем элементы И,ИЛИ и НЕ, причем первый информационный вход модуля подключ к первым входам первых элементов И и ИЛИ, второй информационный вход модуля подключен к второму входу пер вого элемента И и первому входу второго элемента И, третий и четвер тый информационные входы модуля подключены к входам третьего, элемента И и второго элемента ИЛИ соответственно, выход первого элемента И подключен к первым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ и четвертого и пятого элементов И, вы ход третьего элемента И подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И и третьего элемента ИЛИ выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента И, выход второго элемента И подключен к вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первому вхо ду шестого элемента И,второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого подключен к первому управляющему входу модуля и входу второго элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу восьмо го элемента И, выходы четвертого. пятого, шестого, седьмого Я восьмого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно;, прямой и инверсный выходы пятого элемента ИЛИ подключены к выходам модуля соответственно, второй управляющий вход которого подключен к входу первого элемента НЕ и третьим входам седьмого и пятого элементов И, четвертый вход которого подключен к третьему входу шестого элемента И и выходу второго элемента НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу четвертого элемента И,четвертый вход которого подключен к входу второго элемента НЕ, второй вход восьмого элемента И подклк чен к третьему управляющему входу модуля, На чертеже представлена функциональная схема модуля. Модуль содержит информационные входы 1-4, управляющие входы 5-7, элементы И 8 и 9, элемент ИЛИ 10, элемент И 11, элементы ИЛИ 12-14, элементы И 15-19, элементы НЕ 20г21,. элемент ИЛИ 22, прямой 23 и инверсный. 24 выходы,- Вход 1 модуля подключен к элементу ИЛИ 14 и через элемент И 8 к элементам ИЛИ 12 и 13, И 16 и 17, Вход 2 модуля подключен к элементу И 8 и через элемент И 11 к элементам ИЛИ 13 и 14,Входы 3 и 4 модуля подключены попарно к элементам И 9 и 11ЛИ 10.Выход элемента if 9 через элемент ИЛИ 12 подключен к элементу И 15, а также непосредственно к элементам. И 11 и 16, Выход элемента ИЛИ 10 подключен к элементу И 17, Выход элемента И 11 подключен через элемент ИЛИ 13 к элементу И 18 и через . элемент ИЛИ 14 к элементу И 19,к которому подключен также вход 5, Вход 6 подключен к элементам И 12 и 18 и через элемент НЕ 20 к элементам И 15 и 16, Вход 7 подключен к элементам И 16 и 18 и через элемент НЕ 21 к элементам И 15 и 17, Выходы элементов И 15-19 через элемент ИЛИ 22 подключены к прямому 23 и инверсному 24 выходам модуля, В статике на входы модуля сигналы не подаются. Следовательно, на выходе модуля сигналы отсутствуют, В динамике модуль функционирует следующим образом. На информационные входы 1-4 модуля подается набор двоичных переменных Х1-Х4, При этомс выхода элемента ИЛИ 12 снимается функция X1X2V . ХЗХ4, с выхода элемента 19 снимается функция ХЗХ4, с выхода элемента ИЛИ 10 снимается функция X3VX4, с выхода элемента И 11 X2x3x4, с выхода элемента ИЛИ 13 - X2/X1VX3/X4, с выхода элемента ИЛИ 14 - X1VX2X3X4. 5 Данные логические функции поступают

на элементы И 15-19, где осуществляется их дешифрация сигналами управ.ления И1,И2 и ИЗ,, которые поступают на входы 5-7 модуля. Дешифрация осуществляется открытием одного из элементов И 15-19. Последнее осуществляется при следующих наборах сигналов (см. таблицу):

МОДУЛЬ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ БЕСПОВТОРНЫХ ФУНКЦИЙ, содержащий элементы И,ИЛИ и НЕ, причем первый информационный вход модуля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ, второй информационный вход модуля подключен к второму входу первого элемента И и первому входу второго элемента И, третий и четвертый информационные входы модуля подключены к входами третьего элемента И и второго элемента ИЛИ соответственно, выход первого элемента И подключен к первым входам третьего и чеТ вертого элементов ИЛИ и четвертого и пятого элементов И, выход третьего элемента И подключен к вторым входам второго и четвертого элементов И и третьего элемента ИЛИ выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента И, выход второго элемента И подключен. к.йторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, выход четвертого элемента ИЛИ подключен к первому входу седьмого элемента И, второй вход которого подключен к первому управляющему входу модуля и входу второго элемента НЕ, выход первого элемента ИЛИ подключен к первому входу восьмого элемента И, выходы четвертого, пятого, шестого ,седьмого и восьмого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно, от.личающийс я тем, что, с целью упрощения, (Л прямой и инверсный выходы пятого элемента ИЛИ подключены к выходам модуля соответственно, второй управляющий вход которого подключен к § входу первого элемента НЕ и третьим входам седьмого и пятого элемен.тов И, четвертый вход которого подключен к третьему входу шестого о iC с элемента И и выходу второго элемента НЕ, выход первого элемента НЕ подключен к третьему входу четвертого элемента И, четвёртый вход которого подключен к входу второго эле™ мента НЕ, второй вход восьмого элеDO мента И подключен к третьему управляющему входу МОДУЛЯ.

Следовательно,для каждого из ука.эанных наборов управляющих сигналов открыт только один из элементов И 1519. Причем с выхода каждого из них снимается соответственно одна из следующих логических функций: с выхода элемента И 15 - X1X2V ХЗХ4; с выхода элемента И 16 Х1Х2ХЗХ4; С выхода элемента И 17 X1X2/X3VX4/; с выхода элемента И 18 - X2/.X1V ХЗХ4/Й с выхода элемента И 19 - Х1 Гх2ХЗХ4, которые после Объединения на-элементе ИЛИ 22 с константами нуля,, поступающими с остальных четырех элементов И, подаются на прямой выход 23 модуля. .

Одновременно с инверсного выхода 24 модуля снимаются инверсные значения этих функций:

X1X2VX3X4./X1VX2//X3VХ4/;Х1Х2ХЗХ4. «X1VX2VX3VX4; XlX2/X3Vx4eXlVX2vx3X4; X2/X1VXЗX4 X2VX1/XЗVX4/ и Xlvx2X3X4 «X1/X2VX3VX4/.

Следовательно, с выходов 23 и 24 снимается весь типовой состав

бесповторных логических функций четырех переменных.Реализация конкретных бесповторных функций осуществляется методом инвертирования входных

переменных XI - Х4.

Таким образом предлагаемый моуль реализует все бесповторные логические функции четырех перемеиных и при этом обладает cлeдJкядими прей-

муществами по сравнению с базовым устройством-микросхемой К155ХЛ1: модуль конструктивно прост, так как содержит 15 логических элементов прототип 19) и имеет три входа

управления (прототип.четыре); модуль имеет более высокое быстродействие, так как состоит из четырех каскадов (прототип из 6); модуль обладает широкими схемотехническими возможностями, так как имеет два выхода, что обеспечивает более эффективное его использование при построении более сложных устройств и снимает экономические затраты на их разработки по сравнению с базовым уст- ройством.