Устройство для вычисления булевых производных Советский патент 1987 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной техн ике и предназначено для автоматизации процесса , вычисления нулевых производных (сино- нимы:булева разность, булев дифферен- циал) при прбектировании средств тестового и аппаратурного контроля комбинационных схем.

Цель изобретения - упрощение устройства,

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит входы 1 значений булевой функции, входы 2 значений переменных, по которым вычисляется булева производная, двоичньй счетчик 3, мультиплексор А, выход 5 индикации, группу 6 элементов НЕРАВНОЗНАЧ-. НОСТЬ, состоящую из п элементов НЕ- РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6,-6, элемент И 7, генератор 8 импульсов, демульти- 9, группу триггеров

плексор У, группу триггеров со счетным входом,выходы 11 зна

чений булевой производной и элемент НЕ 12.

Устройство работает следующим образом.

Значения исходной логической функции подаются на входы 1 значений булевой функции, значение булевой функ ции на i-M наборе подается на (1+1)вход...

, . Процесс вычисления булевой производной состоит из двух этапов. I

1. Двоичньй счетчик 3 и группа триггеров 10 устанавливаются в нулевое состояние. На входы 2 подается п-разрядный двоичньй код О«..О.

Включается генератор 8 импульсов. По-40 нием, записанным на первом этапе, скольку сигнал на выходе переполнения двоичного счетчика 3 равен О (соответственно, сигнал О на выходе 5 индикации), сигнал на выходе элемента 12 НЕ равен -1 и импульсы 45 с выхода генератора 8 импульсов поступают на счетньй вход двоичного счетчика, который суммирует поступающие импульсы и формирует на своих выУказанный процесс повторяется для всех наборов. По окончании его на ходе переполнения двоичного счетч формируется сигнал 1, поступающ через элемент НЕ 12 на вход элеме та И 7 и закрывающий его (импульс с выхода генератора 8 импульсов н проходят на счетный вход двоичног счетчика 3). На выходе 5 индикаци формируется сигнал 1, свидетель вующий о том, что закончен второй этап вычисления булевой производн и на выходах 11 сформировано-знач ние булевой производной (на i-ом

ходах соответствующий двоичньй код. Этот код.без изменений поступает на управляющие входы демультиплексора 9 и через элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ на управляющие входы мульти50

Указанный процесс повторяется для всех наборов. По окончании его на выходе переполнения двоичного счетчика формируется сигнал 1, поступающий через элемент НЕ 12 на вход элемента И 7 и закрывающий его (импульсы с выхода генератора 8 импульсов не проходят на счетный вход двоичного счетчика 3). На выходе 5 индикации формируется сигнал 1, свидетельствующий о том, что закончен второй этап вычисления булевой производной и на выходах 11 сформировано-значение булевой производной (на i-ом выялексора 4. При этом на информацион- 55 ходе значение будевой производной на

ном выходе мультиплексора 4 формируется значение булевой функции на рас- еиатриваемом наборе и поступает на информационный вход демультиплексо(i-l)-oM наборе).

Пример. Пусть . Таблица истинности булевой функции приведена в табл. 1. Необходимо вычислить бу

o

5 0

5

Ю входах 2 - где С ., Yj

ра 9, на выходе которого, соответствующем рассматриваемому набору, формируется значение булевой функции, которое записывается в соответствующий триггер 10. Указанный процесс повторяется для всех двоичных наборов. Другими словами, на первом этапе производится перепись содержимого входов 1 в триггеры 10. По окончании этого этапа на выходе переполнения двоичного счетчика 3 формируется сигнал 1, который поступает на выход 5 индикации (указывает на то, что этап перезаписи окончен) и через элемент НЕ 12 - на вход элемента И 7, закрывая его.

2. На втором этапе на входы 2 подается п-разрядный двоичный код, не- информацию о том, по каким переменным вычисляется булева производная. Если она вычисляется по переменной X , то в i-oM разряде кода находится 1, в противном случае - О. Далее двоичньй счетчик 3 устанавливается в нулевое состояние и процесс, описанный для первого этапа, повторяется. Отличие состоит в следующем. Пусть на выходе двоичного счетчивходах 2 - где С ., Yj

ка 3 - двоичный код .-.С)

а на

входах 2 - где С ., Yj

двоичньй код Y Y,.

.Y

п

6 {О, Ц , Тогда на выходе демультиплексора 9, соответствующем набору .-.С,, будет сформировано значение булевой функции на наборе () . . . (С ® Y,) . Это значение с соответствующего выхода демультиплексора 9 поступит на счетньй вход соответствующего триггера 10, где сложится по модулю два со значением, записанным на первом этапе,

Указанный процесс повторяется для всех наборов. По окончании его на выходе переполнения двоичного счетчика формируется сигнал 1, поступающий через элемент НЕ 12 на вход элемента И 7 и закрывающий его (импульсы с выхода генератора 8 импульсов не проходят на счетный вход двоичного счетчика 3). На выходе 5 индикации формируется сигнал 1, свидетельствующий о том, что закончен второй этап вычисления булевой производной и на выходах 11 сформировано-значение булевой производной (на i-ом вы(i-l)-oM наборе).

Пример. Пусть . Таблица истинности булевой функции приведена в табл. 1. Необходимо вычислить булеву производную по переменным Х(,Х2 На входы 1 значений булевой функции подаем соответственно сигналы 0,1,0, 1,1,1,1,0, на входы 2 - сигналы О, 0,0. Устанавливаем двоичный счет- чик 3 и триггеры в нулевое состояние. Включаем генератор 8 импульсов. В течение первого этап а значения сигналов на входах 1,1а переписываются в триггеры 10 - lOj, cocтояния которых по окончании первого этапа (сигнал на выходе 5 индикации равен 1) соответственно равны 01011110. На втором этапе на входы 2 подаем сигналы, указывающие перемен- ные, по которым необходимо вычислить булеву производную.

Для данного случая сигналы на входах 2 равны соответственно 1,1,0.

Устанавливаем двоичный счетчик 3 в нулевое состояние и включаем генератор 8 импульсов. Значения сигналов на выходах элементов схемы для каждого такта приведены в табл. 2. По окончании второго этапа на выходах 11 сформирована булева производная, принимающая на соответствующих наборах значения 11101011.

Формула изобретения

Устройство для вычисления булевых производных, содержащее мультиплексор, демультиплексор, группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, двоичный счетчик, группу триггеров, причем входы задания значений булевой функции устройства соединены с информационными входами мультиплексора, управляющие входы которого соединены с выходами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, первые входы которых соединены с входами задания номеров переменных, по которым вычисляется булева производ-

О О

О О .

О 1

ная устройства, вторые входы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы соединены с выходами двоичного счетчика и управляющими входами демультиплексо- ра, выходы триггеров группы являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью упрощения, устройство содержит элемент НЕ и элемент И, причем выход переполнения двоичного счетчика соединен с выходом индикации устройства и входом элемента НЕ, выход которого соединей с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с тактовьм входом устройства, а вькод элемента И соединен со счетнь.1м входом двоичного счетчика, выход мультиплексора соединен с информационньм входом демультиплексора, выходы которого соединены со счетными входами триггеров группы.

Таблица 1 X, I (X,,X,j, Xj)

..L.

30

35

д

Таблица2

О 1

10000000 11011110 00000000 11011110

«

0101Оо100100000 11111110

011 1 01 100010000 11101110 100010000000000 11101110 10 1 01 1 100000100 11101010 1 1 о о о 0000000000 11101010 111001100000001 11101011

Составитель О.Березикова Редактор А.Маковская Техред А.КравчукКорректор А.Ильин

Заказ 2424/43-Тираж 672Подписное

ВНИИПИ focyAapCTBeHHoro комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 .

Продолжение табл.2

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для вычисления булевых производных. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит входы 1 значений булевой функции, входы 2 значений переменных, по которым вычисляется булева производная, двоичный счетчик; 3, мультиплексор 4, выход 5 индикации, группу 6 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент И 7, генератор импульсов 8, демуль- типлексор 9, группу триггеров 10, выходы 11 значений булевой производной, элемент НЕ 12. Процесс вычисления булевой производной состоит из двух.этапов. На первом этапе производится запись исходной булевой функции в группу триггеров. На втором этапе производится сложение по модулю два исходной булевой функции и промежуточного значения, при этом на выходах устройства получается значение булевой производной. Устройство может найти применение при решении логико-комбинаторных задач, проектировании технических средств контроля. 1 ил., 2 табл. S (Л 14