Устройство для определения значений булевых функций Советский патент 1987 года по МПК G06F7/00 

1

Устройство относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для вычисления булевых функций в системах контроля и управления.

Цель изобретения - сокращение времени вычисления группы булевых функций за счет исключения повторения процедур вычисления одинаковых конъ- юнкцай, входящих в различные функции.

На чертеже показана схема устройства.

13

Устройство -для определения значений булевых функций содержит мультиплексор 1, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 2, элемент И 3, триггер 4, оперативный запоминающий блок (ОЗБ) 5, элемент ИЛИ 6, триггер 7, формирователь 8 импульсов, элемент И 9, формирователе 10 импульсов, генератор 11 импульсов, счетчик 12, блок 13 памяти, установочный вход 14, входы 15 и выход 16.

Устройство работает следующим образом.

По единичному сигналу с установочного входа 14 счетчик 12 начинает считать импульсы, поступающие с ге- нератора 11 импульсов. Кодами, поступающими с выходов счетчика 12 на адресные входы блока 13 памяти, осу- 1{(ествляется последовательный перебор слов блока 13 памяти.

В каждом слове блока 13 памяти записана следующая информация:

код номера аргумента, поступающий на управляющие входы мультиплексора 1;

признак аргумента, который равен логическому О, если аргумент входит в вычисляемую функцию с отрицанием, и логической 1 - в противном

случае, данньш признак поступает на второй вход элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 2;

АЛА

000

159652

признак начала вычисления фу нк- ции, если он равен логической 1, значит устройство приступило к вычислению следующей функции, данный признак поступает на первый вход элемента ИЛИ 6;

код операции, если он равен логической 1, означает завершение вычисления очередной конъюнкции, данный код поступает на вход формирователя 8 импульсов-,

код адреса записываемой или хранимой в ОЗБ 5 конъюнкции, который поступает на адресные входы ОЗБ 5;

код режима работы ОЗБ 5, если он

10

15

0

5

0

равен логической 1 , то происходит запись в ОЗБ 5, если нет, то - считывание, данный код поступает на управляющий вход в ОЗБ 5.

Вычисление группы булевых функций происходит в два этапа. На первом этапе происходит перебор аргументов, входящих в различные конъюнкции,вычисление этих конъюнкций и запись их значений по соответствующим адресам в ОЗБ 5. На гзтором этапе происходит выборка из ОЗБ 5 результатов вычисления конъюнкций, входящих в каждую из вычисляемых функций, и определение значений этих функций. Результаты вычисления функций формируются на выходе триггера 7. После вычисления всех булевых функций на вход установки в нуль счетчика 12 посту- 5 пает сигнал обнуления счетчика 12.

По нулевому коду счетчика 12 из блока 13 памяти выбирается нулевое слово, команда, записанная в этом слове,переводит устройство в начальное состояние подачей сигнала логической 1 на первый вход элемента ИЛИ 6 и нулевой вход триггера 7,

Для примера приведем программу вычисления двух булевых функций у

0

5

и у , представленную в таблице.

УТ Xo.XyXjVX(,. X3VX4,

Лл Л. /J / ЛЛ Л;

Уг с

jV Ху,

ААА

ААЛ

001 010

ААА

000 011

ААА

100

АА

101

ААА ААА ААА ААА ААА ААА ААА

1.

1

А

1 О А

1 А

О

А А А А А А А А

примечание. - разряд может иметь любое значение

Как видно из таблицы, по нулевому коду счетчика 12, т.е. до начала вычисления, из блока 13 памяти выбирается слово № О, при этом единичный сигнал, поступающий на первый вход элемента ИЛИ 6, осуществляет установку триггеров 4 и 7 соответственно в единичное и нулевое состояние. Поскольку сигнал кода операции равен логическому О, то элемент И 9 блокирует единичный вход триггера 7, и его установка происходит по нулевому входу.

При поступлении сигнала разрешения счета с установочного входа 14 на вход установки в ноль счетчика 12 и первого импульса на его счетный

Продолжение таблицы

О

о о о о о о о

о о о о о 1

о о о

о о 1

о о 1

о 1

о 1

1 1 1

о 1 1. 1

ААА ААА

000

ААА ААА

001

ААА

010

ААА

011 000 001 010

ААА

000 001 011

о о 1

о о 1

о 1

о 1 о о о о о о о

0

вход (считаем, что он работает по положительному фронту), по стробу с первого выхода формирователя 10 импульсов на выходах блока памяти формируется слово № 1. По команде, записанной в этом слове, сигнал, со- ответствующий инверсному значению аргумента х, поступит (по сигналу, сформированному на втором выходе формирователя 10 импульсов) на нулевой вход триггера 4, и, если Х|., 1, то триггер 4 остается в единичном состоянии, в противном случае он переключается в нулевое состояние.

Словами блока 13 памяти № 2 и№3 производится опрос аргументов х и Х2. Таким образом, после выполнения

51

команды, записанной в слове № 3,, состояние триггера 4 будет соответствовать значению конъюнкци х. х.-х

Командой, записанной в слове № 4 производится запись значения первой конъюнкции по ее адресу в ОЗБ 5 и установка триггера 4 в начальное (едничное) состояние.

Командами, записанными в словах № 5, № 6, № 8, № 10, производится вычисление конъюнкций , х, соответственно, а кoмaндa ш записанными в словах Р 7, № 9, № 1 1 - запись результатов вычисления этих конъюнкций в соответствующих ячейках ОЗБ 5.

Командами, записанными в словах № 12, № 13, № 14, осуществляется последовательная выборка конъюнкций функции у из ОЗБ 5 и формирование результата вычисления этой функции в триггере 7. Считаем, что при поступлении на управляющий вход ОЗБ 5 сигнала .логической 1 на информационном выходе ОЗБ 5 формируется сигнал логического О. Поэтому перед вычислением первой функции нет необходимости установки триггера 7 в нулевое состояние,так как предыдущие командй не могли установить его в единичное состояние Но перед вычислением последующих функций необходимо устанавливать триггер-7 тг нулевое . состояние, что осуществляв-г- ся командой, записанной в слове№15 Далее командами, записанными в словах № 16, № 17, № 18;, производится выборка конъюнкций, входящих в функцию у , и вычисление этой функции

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключено повторение процедуры вычисления одинаковых конпэюнк ций, входящих в различные функции.

Тем самым сокращается время вычисления группы булевых функций.Под временем вычисления ПОНИМЕЕОТ количество тактов, необходимых для определения значений булевых функций,.

Формула изобретения

Устройство для определения значений булевых функций, содержащее два элемента И, два триггера, элемент ИЛИ, первый формирователь импульсов, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и блок памяти, причем выход элемента НИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен с первым в содом первого элемента И, выход ко

56

тЪрого соединен с R-входом первого триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первьш вход которого соединен с первым выходом

первого формирователя импульсов,второй выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с S-входом второго триггера вьгход которого является выходом устройства, R-вход второго триггера соединен с вторым входом элемента ИЛИ и выходом начальной установки блока памяти, выход поля признака аргумента которого соединен

с перв- м входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход поля кода операции блока памяти соединен с входом первого формирователя импульсов, отличающееся тем, что, с

целью сокращения времени вычисления группы булевых функций за счет исключения повторения процедур вычисления одинаковых конъюнкций, входя- 11ЩХ в различные функции, оно содер- жк(т мультиплексор, счетчик, второй формирователь импульсов и оперативный запоминающий блок, причем тактовый вход устройства соединен с входом второго формирователя импульсов

и со счетным входом счетчика, вход

обнуления которого соединен с установочным входом устройства, информационные входы которого соединены с информационными входами мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами поля номера аргумента блока памяти, выходы поля кода адреса которого соединены с адресными входами оперативного запоминающего блока, стробирующий вход которого coe, с вторым выходом первого формирователя импульсов, информационный вход оперативного запоминающего блока соединен с выходом первого триггера, выход поля режима работы блока памяти соединен с вхо- дом записи-считывания оперативного запоминающего блока, выход которого соединен с вторым входом второго

элемента И, второй вход первого элемента И соединен с первым входом второго формирователя импульсов, второй выход которого соединен со стробирую-- щм ВХОДОМ блока памяти, адресные входы которого соединены с выходами счетчика, выход мультиплексора соединен с вторым входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА.

Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и может быть использовано для вычис/5 Ленин булевых функций в системах контроля и управления. Цель изобретения - сокращение времени вычисления групп булевых функций за счет исклю- чения повторения процедур вычисления одинаковых конъюнкций, входящих в различные функции. Устройство содержит .информационные входы, мультиплексор 1, элемент 2 СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, два элемента ИЗ, 9, два триггера 4, оперативный запоминающий блок 5, два формирователя импульсов 8, 10, установочный вход, блок 13 памяти, счетчик 12, генератор 11 тактовых импульсов, выход. 1 Ш1, 1 табл. (О