Универсальное логическое устройство Советский патент 1985 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Известен универсальный логический модуль, содержащий двадцать четыре элемента И, элемент ИЛИ, восемь информационных, шестнадцать настроечных входов и один вьпсод. Этот модуль реализует все логичес кие функции четырех переменных Л . Недостатками этого устройства являются высокая сложность и большое число внешних входов, Наиболее близким по технической сущности к. изобретению является универсальное логическое устройство, содержащее восемь элементов И, элемент ИЛИ, три элемента НЕ, три информационных, восемь настроечных входов и один выход. Известное устройство реализует все логические функции четырех переменных 2. Недостатком известного устройства является высокая сложность, определяемая большим числом связей. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем что в универсальное логическое устройство, содержащее элементы И, при чем первый информационный вход устройства соединен с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с первыми, вторым, третьим и четвертым настроечными входами устройства соответственно, второй информационный вход устройства соединен с первыми входами пятого и шестого элементом И, третий информационный вход устройства соединен с первым входом седьмого элемента И, введены элементы равнозначности, причем выходы первого, второго,третьего ичетвертого элементов И соединены соответственно с первым входами первого, второго, третьего и четвертого элементов равнозначности,.вторые входы которых соединены соответственно с пятым, шестым, сед мым и восьмым настроечными входами устройства, выходы первого и третье го элементов равнозначности соедине ны соответственно с вторыми входами пятого и шестого элементов И, выходы КотЬрых соединены соответствен но с первыми входами пятого и шесто го элементов равнозначности, вторые входы которых соединены соответственно с выходами второго и четвертого элементов равнозначности, выходы пятого и шестого элементов равнозначности Соединены соответственно с первым входом седьмого-элемента равнозначности и вторым входом седьмого элемента И, выход которого соединен с вторым входом Седьмого элемента равнозначности, выход которого является выходом устройства. На чертеже представлена схема универсального логического устройства.. Устройство содержит информационные входы 1-3, настроечные входы 4-11, элементы И 12-15, элементы 16-19 равнозначности, элементы И 20 и 21, элементы 22 и 23 равнозначности, элемент И 2А, элемент 25 равнозначности, выход 26. Устройство работает следующим образом. На настроечные входы (4-11) устройства подаиотся настроечные сигналы , которые принимать значения 0,1, и Х. . С выходов первого, второго, третьего и четвертого элементов равнозначности снимаются соответственно логи1ческие зависимости .i,,U,U,vXjU,vU,Uj; l,.X,,U4vUjD4 l, X,U5l)6YX,,; .UeVX UeVUTUg, которые реализуют любые булевы функции двух переменных Х и Х. С выходов пятого и шестого элементов равнозначности соответственно снимаются следующие логические зависимостиi5 X,l,i,vX,fvvl,l2) . (2) На выходе устройства (26) логическая зависимость i4ieeT вид FrX,(,, (3) Для доказательства того, что предлагаемое устройство реализует все булевы функции четырех переменных, необходимо доказать, что логическая зависимость (3) реализует все функции четырех переменных. 31166 Всякая логическая функция четырех переменных может быть .представлена в ввде Р(х,х)Х,-с,() 5 Преобразуем выражение (3), домножив на , ), получим. (5) Сравнивая выражения (4) и(5) видно, что . -/g 5 (Xi ДА) 5 б1-v „ « /-.л Из вьгоажения (7) следует, что при / ,0 1 , известных функциях ±А ич, функция te ,п 7 м 6114- 4 5 20 должна быть равна ф (.l VЧгCl l 4V ( 10 954 Из выражения. (8) следует, что для любой функции четьфех переменных всегда найдутся функции i,и ig , при подстановке которых в выражение (3) получим нужную функцию четырех переменных. Аналогично можно показать, что логические зависимости реализуют любые функции трех переменных. Отсюда .следует, что предлагаемое устройство реализует все булевы функции четырех переменных. Оценим сложность устройства по Квайну, т.е. по общему количеству входов элементов, входящих в состав устройства. Сложность предлагаемого устройства равна 28 кв., сложность известного - 43 кв. Таким образом, при одинаковых .. функциональных возможностях с изйест-. ным устройством, предлагаемое имеет меньшую сложность.

УНИВЕРСАЛЬНОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее элементы И, причем первый информационньш вход устройства соединен с первыми уходами первого второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены с первым, вторым, третьим и четвертым настроечными входами устройства соответственно,.второй информационный вход устройства соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, третий информационный вход устройства соединен с первым входом седьмого элемента И, ,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены элементы равнозначности,причем выходы первого, второго, третьего и четвертого элементов И соединены соответственно с первыми входами первого, второго, третьего и четвертого элементов равнозначности, вторые входы которых соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым и восьмым настроечными входами устройства, выходы первого и третьего элементов равнозначности, соединены соответственно с вторыми, входами пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов равнозначности, вторые входа которых соединены (О соответственно с- выходами второго и четвертого элементов равнозначности, выходы пятого и шестого элементов равнозначности соединены соответственно с первым входом седьмого элемента равнозначности и вторЬЕМ входом . седьмого элемента И, выход которого 9д Х соединен с вторым входом седьмого элемента равнозначности, выход которого является выходом устройства. О СП

u-I s