Логический элемент Советский патент 1987 года по МПК H03K19/23 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники, использующих в своей работе пороговые элементы (ПЭ) и схемы из ПЭ для их замены, а также в различных устройствах автоматического управления, распознавания ,образов, в которых необходимо по входным сигна- лам быстро вычислить значение некоторой булевой функции,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет возможности формирования всех булевы функций.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - схема блока присвоения весов; на фиг, 3 - схема бло- ка вычисления взвешенной суммы; на фиг. 4 - схема сумматора по модулю восемь (составная часть блока вычис- .ления взвешенной суммы); на фиг. 5 - схема блока вычисления булевой функ-

ции.

-Устройство включает в,себя блок .присвоения весов, блок 2 вычисле1-шя взвешенной суммы и блок 3 вычисления значения булевой функции. .

Блок 1 присвоения весов содержит три группы (в соответствии с числом переменных) по три (в соответствии с числом двоичных разрядов весов) двух входовых элемента И 4,причем каждая 1 руппа имеет три входа и три выхода |(в соответствии с числом двоичных разрядов весов). Одни входы каждой группы элементов И соединены с соот- ветствуюищм информационным входом всего устройства для сигнала, представляющего значение соответствующей булевой переменной, другие входы каждой группы элементов И - с соответствующими управляющими входами

3

устройства (для весов W , У„, W. данной функции).

Выходы калодой из трех групп элементов И представляют собой выходы блока присвоения весов. Они соединены с соответствующими группами I, II III входов блока вычисления взвешенной суммы.

Блок 2 вычисления взвешенной суммы (фиг. З) содержит три сумматора - по модулю восемь. Входы элемента соединены с нулевой и первой группами входов блока вычисления взвешенной суммы, входы элемен

. д

5

0 5

о

0

5

5

та - с 2-й и 3-й группами входов блока вычисления взвешенной сумм,). Выходы элементов и соединены С входами элемента , выходы которого соединяются с выходами блока вычисления взв.ешенной суммы. Группы I, II, III входон блока вычисления взвешенной суммы соединены с группами I, II, III входов блока присвоения весов. Группа О входов блока вычисления взвешенной соединена с управляющими входами устройства для сигналов, соответствуюиц х весу WP для данной функции.

Сумматор по модулю восемь (фиг. 4) Предназначен для вычисления значения суммы Z (V + Y) по -модулю восемь, где V, Y, Z - це-пые числа от нуля до семи. Числа V, Y., Z представляются в виде трехразрядных двоичных цепочек (V, , V, Vj; (Y, , Yj, Yj) и (Z, Z, Zj) соответственно. Входы V-, , Y и V Y соеданены с входами первого полусумматора 6 (элемента ИСКЛЮЧАЩЕЕ ШИ) и первого двухвходового элемента И, причем выход первого полусумматора соединен с выходом Z, сумматора, выход первого элемента И - с входом второго полусумматора и входом второго двухвходового элемента И, входы третьего полусумматора и третьего двухвходового элемента И с входами V , Yj сумматора, выход третьего- полусумматора - с Е ходом второго полусумматора и с входом второго элемента И, выход второго полусумматора - с выходом Z, сумматора, выходы второго и третьего элементов И - с входами двухвходового элемента ИЛИ 7, входы четвертого полусутчматора - с входами W, Yj сумматора, а выход - с входом пятого полусу1-{матора, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход пятого полусумматора соединен с выходом сумматора. V, Ул, V, . Y, , Y, , Y, сумматора соответству J J Э - 5

ЮТ слагаемьм 3 выходы Z, Zj,

, L- -ixim

V И Y, сумме по модулю восемь.

g Блок вычисления значения булевой функции (фиг. 5) состоит из одного четырехвходового элемента ИЛИ Ю, -четырех трехвходовых элементов И 8,. и трех инверторов 9, при этом инверg торы и элементы И соединены таким образом, что образуют схему дешифратора констант 011,- 101, .110, 111, причем входы блока соединены с инверторами и трехвходовыми элементами И,

выходы элемента И - с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является четвертой схемой совпадения, Входы четырех схем совпадения соединены с входами элемента ИЛИ, выходом блока и всего устройства в целом.

Устройство работает следукщим образом.

Сигналы, соответствующие булевым переменным Х, Х, Х, подаются на и информационные входы устройства, С i-го информационного входа они поступают на i-ю группу двухвходовых эле- 1ментов И блока присвоения весов. На управляющие входы устройства подаютс в виде трехразрядных двоичных чисел веса, соответствующие данной функции, причем сигналы, соответствукяцие весам W, , W, V7j, подаются поразряд- но на соответствующие группы элементов И блока присвоения весов, сигналы, соответствующие весу W, - на группу О входов блока вычисления взвешенной сумму,

Набор весов W , W,, W, W, реализующий данную функцию, может быть указан для любой функции трех переменных, С каждой группы элементов И блока присвоения весов снимаются СИГ налы, соответствующие взвешенным переменным , (с первой), (с :второй), W,Xj (с третьей.), причем W,X. представляет собой трехразрядное двоичное число. Эти сигналы поступают на соответствующие входы .блока вычисления взвешенной суммы. На сумматоре этого блока вычис- ,ляется сумма W + на сумматоре - сумма WjXj + суммато- ре 5-3 - вся взвешенная сумма W + + + WjXj + WjX., которая представляет собой также трехразрядное двоичное число.

Сигналы, представляющие взвешен- ную сумму, подаются поразрядно на входы блока вычисления значения булевой функции, в котором взвешенная сумма сравнивается с константами (011), (101), (ПО) и (111), которые дешифрируют данный блок,Если взвешенная сумма равна одной из этих констант, на выходе устройства появится I111I

сигнал Г, в противном случае - О, Указанные константы являются стандартными для всех функций трех переменных.

Пример, На управлякицие входы элемента подается следукиций набор

весов: W (001); W, (010); W, (101); Wj (100), Работа элемента характеризуется таблицей.

Таким образом, при указанных управляющих сигналах элемент реализует функцию f(X, Х, Xj) (01 Oil 00):

Формула изобретения

Логический элемент, содержащий блок присвоения весов, блок вычисления взвешенной суммы и блок вычисления значения булевой функции, входы которого соединены с выходами блока вычисления взвешенной суммы, первая, вторая и третья группы входов которого соединены с первой, второй и третьей группами выходов блока присво- , ения весовJ первая, вторая и третья группы входов которого являются соответственно первой, второй и третьей группами входов присвоения весов логического элемента, три информационных входа логического элемента и ну-- левая группа входов присвоения весов логического элемента соединены соответственно с информационными входами блока присвоения весов и нулевой группой входов блока вычисления взвешенной суммы, блок присвоения весов содержит первую, вторую и третью группы из трех элементов И, выходы которых являются выходами соответствующей группы выходов блока присвоения весов, первые входы элементов И каждой группы являются входами соответствующей группы входов блока присвоения весов, i-й информационный вход которого 1 1, 2, 3, соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, блок вычисления взвешенной суммы содержит первый, второй и третий сумматоры по модулю восемь, вхо- ды нулевой и первой групп входов блока вычисления взвешенной суммы соединены с входами первого сумматора по модулю восемь, входы второй и третьей групп входов блока вычисле- ния взвешенной суммы соединены с входами второго сумматора по модулю восемь, выходы блока вычисления взвешенной суммы соединены с выходами третьего сумматора по модулю восемь входы которого соединены с выходами первого и второго сумматоров по модулю восемь, о т л и ч а ю щ ии - с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности формирования всех буле- вых функций, блок вычисления булевой функции содержит четЬфе элемента И, три инвертора и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока вычисления булевой функции, входы элемента ИЛИ соединены с выходами элементов И, а первый, второй и третий входы блока вычисления булевой функции соединен с вход ами соответственно первого, второго и третьего инверторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно перво.го, второго и третьего элементов И, а каждьй из входов инверторов соединен с входами тех элементов И, которые не соединены с вь ходом данного инвертора .

Составитель О. Скворцов Редактор П. Гереши Техред М.ДндыкКорректор И.Муска

4836/56

Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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

,2,Xj

Фиг. 5

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислиW, тельной техники, использующих в своей работе пороговые элементы (ПЭ), и в различных устройствах автоматического управления, распознавания образов, в которых необходимо по входным сигналам быстро вычислить значение некоторой булевой функции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования и пороговых и булевых функций. Уст.ройство содержит блок 1 присвоения весов, блок 2 вычисления взвешенной cjTMMbi и блок 3 вычисления значения булевой функции. Для достижения поставленной цели в блок 3 вычисления булевой функции введены четыре элемента И, три инвертора и элемент ;ИЛИ. 5 ил.,, 1 табл. с (Л с/:) 4 :о СП ел