Устройство для вычисления булевых функций Советский патент 1989 года по МПК G06F7/00 

§

сл

с

сл

о

со

стант I, элемент запрета 2, группу элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА ,, п групп элементов И 4,-4, сумматор 5, блок управления 6, регистр 7, группу входов аргумента 8, информационный выход 9, выход признака конца работы 10 устройства, тактовый вход 11, выход признака конца опроса 12 блока памяти констант 1. В блок памяти констант 1 записываются значения весов переменных, знаки весов и значение порога. Код значения весов поступает на соответствующие входы группы элементов И, а код знака данного веса - на соответствующий вход i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА (i 1,п). Если код веса равен нулю, т.е. переменная имеет положительный вес и на соответствунщем входе аргумента сигнал равен логической единице, или код веса равен единице и на соответствующем входе аргумента сигнал равен логическому нулю, то на выходе i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА формируется сигнал единичного уровня, поступающий на входы элементов И групп. Соответственно двоичный код веса L-Й переменной поступает на соответствующую группу входов сумматора 5. Последний

формирует единичный сигнал на выходе переноса, если сумма весов разрядов входного кода не меньше величины порога. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для реализации булевых функций. Цель изобретения - повышение производительности устройства. Устройство содержит блок памяти констант 1, элемент запрета 2, группу элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 3_.1-3_.N, N групп элементов 4_.1-4_.N, сумматор 5, блок управления 6, регистр 7, группу входов аргумента 8, информационный выход 9, выход признака конца работы 10 устройства, тактовый вход 11, выход признака конца опроса 12 блока памяти констант 1. В блок памяти констант 1 записываются значения весов переменных, знаки весов и значение порога. Код значения весов поступает на соответствующий вход I= элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА (I=1,N). Если код веса равен нулю, т.е. переменная имеет положительный вес и на соответствующем входе аргумента сигнал равен логической единице и на соответствующем входе аргумента сигнал равен логическому нулю, то на выходе I -го элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА формируется сигнал единичного уровня, поступающий на входы элементов Групп. Соответственно двоичный код веса I-й переменной поступает на соответствующую группу входов сумматора 5. Последний формирует единичный сигнал на выходе переноса, если сумма весов разрядов входного кода не меньше величины порога. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и пред- назначено дпя реализации булевых Функций.

Цель изобретения - повышение производительности устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для вычисления булевых функций.

Устройство для вычисления булевых функций содержит блок 1 памяти констант, элемент 2 запрета, группу элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 3, - 3, группы элементов И 4 -4, тор 5, блок 6 управления, регистр 7, группу входов 8 аргумента, ршформа- ционный выход 9, выход 10 признака конца работы устройства, тактовый вход I1 и выход 12 признака конца опроса блока 1 памяти констант.

Реализуемая функция представляется в порогово-дизъюнктивной форме:

где Sgn - символ пороговой функции; Ы,-; - вес переменной; Aj - порог;

0

5

д

5

5

i. - множество номеров переменных с отрицательными весами;

|i - множество номеров переменных с положительными весами.

При этом в соответствующие ячейки блока 1 памяти констант записываются значения весов переменных uj,.,ui2;.

-W,- порога А

,со знаками весов и значение ., причем запись производится в следующем порядке: знак веса i-й переменной, равной О для положительного веса и 1 для отрицательного веса, двоичный код веса L-Й переменной (i 1,...,п), а после записи всех весов переменных - двоичный код порога AJ 2 tКроме того, реализуемая функция может быть представлена в порогово- конъюнктивной форме: N п

у i Sgnfll tJ;i X; - А: 1

N

0

Sgn J П

- (A

CJ., X;

L

гоСО..

j ; + ) Sg I.T - f T

T

IU)..J

A;.

Запись информации в блок 1 памяти констант осуществляется аналогично.

При реализации функции по ее поро- гово-дизъюнктивному представлению устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе блока 6 управления - нулевой сигнал, разрешающий прохождение тактовых импульсов через элемент 2 запрета. На тактовьй вход 11 устройства подаются тактовые импульсы. Тактовый импульс проходит через элемент 2 запрета на вход разрешения чтения блока J памяти констант, с выхода которого при этом считываются коды, записанные в соответствующие ячейки. Двоичный код веса i-й переменной поступает на первые входы элементов И , а код его знака переменной - на первьй вход i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 3; , на второй вход которого подается значение переменной х . с i-ro входа 8 аргумента через регистр 7. При этом, если вес i-й переменной положительньш и ее значение равно логической единице, на выходе i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА формируется единичный сигнал, поступающий на вторые входы соответствующих элементов И 4,, причем двоичный код веса i-й переменной поступает с выходов элемента И на i-ю группу входов сумматора 5. Аналогичным образом, если вес i-й переменной отрицательный и ее значение равно логическому нулю, то на выходе i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА

ты устройства, свидетельствующий об окончании работы и формировании результата, а также на вход элемента 2 запрета, запрещая дальнейшее прохождение тактовых импульсов. Значение функции считывается с информационного выхода 9 устройства.

Если за N тактов работы устройства 10 на выходе переноса сумматора 5 не

будет получен сигнал единичного уровня, то при поступлении N-ro импульса с тактового входа JJ на выходе J2 признака конца опроса блока 1 памяти 15 констант формируется сигнал, переключающий блок 6 управления, на выходе . которого появляется единичный сигнал, свидетельствующий об окончании работы устройства, а с информационного 20 выхода 9 устройства снимается нулевой сигнал.

В случае реализации функции по ее порогово-конъюнктивному представлению функционирование устройства про- 25 исходит в том же порядке. Разница заключается в том, что если в каком- либо такте работы устройства на выходе переноса сумматора 5 не формируется сигнал единичного уровня, то ЗС блок 6 управления переключается и цикл работы оканчивается. .

Таким образом, устройство обеспечивает формирование результата не более чем за N тактов. Наиболее эф- ременной поступает на i-ю группу вхо- ,r фективным является использование уст- дов сумматора 5. В остальных случаяхройства при вычислении функции по ее

на выходе соответствующего элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА - нулевой сигнал и код веса переменной на соответствующую группу входов сумматора 5 не дО поступает,на данных входах - нулевой код. На (п+1) -ю группу входов сумматора 5 с выходов (п+1)-и группы блока 1 памяти констант поступает код А 2 Сумматор 5 формирует сумму всех j

Формула изобретения

г

- д

J

(п+1) поступивших на его входы двоичных кодов. При этом, если вьшолняет- ся условие

to;.. Х,А.,

то на выходе переноса сумматора 5 формируется единичный сигнал, в противном случае - нулевой. Если на выходе переноса сумматора 5 сформиро-

Устройство для вычисления булевых функций, содержащее блок памяти констант и элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, отличающееся тем, что, с целью повьшения производи- 50 тельности, оно содержит (п-1) элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА (п - число переменных реализуемой функции), элемент запрета, п групп элементов И, . сумматор, блок управления и регистр,

вался единичный сигнал, это приводит 55 информационные входы которого соедик срабатыванию блока 6 управления, на выходе которого вырабатьшается сигнал единичного уровня, поступающий на выход 10 признака конца рабонены с входами аргумента устройства, i-й выход регистра (1 1,п) соединен с первым входом i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, второй вход котопорогово-дизъюнктивному представлению, дизъюнктивные нормальные формы которой являются достаточно сложными, т.е. имеют большое число простых им- пликант.

Формула изобретения

j

Устройство для вычисления булевых функций, содержащее блок памяти констант и элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, отличающееся тем, что, с целью повьшения производи- 50 тельности, оно содержит (п-1) элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА (п - число переменных реализуемой функции), элемент запрета, п групп элементов И, . сумматор, блок управления и регистр,

нены с входами аргумента устройства, i-й выход регистра (1 1,п) соединен с первым входом i-ro элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, второй вход кото15170.9.g

рого соединен с выходом знака весаса которого соединен с первым вхоi-й переменной блока памяти констант,дом блока управления, второй вход ковыходы кода веса которого соединеныторого соединен с тактовым входом

с первыми входами элементов И i-йустройства и первым входом элемента

группы, вторые входы которых соеднна-запрета, второй вход которого соедины с выходом i-ro элемента СЛОЖЕНИЕнен с выходом признака конца работы

ПО МОДУЛЮ ДВА группы, выходы элемен-устройства и выходом блока управлетов И i-й группы соединены с i-йния, третий вход которого соединен с группой входов сумматора, (п+1)-я д выходом сумматора и информационным

группа входов которого соединена свыходом устройства, выход элемента

выходом значения порога 6jfoKa памятизапрета соединен с входом разрешения

констант, выход признака конца опро-чтения блока памяти констант.