Устройство для вычисления булевых производных Советский патент 1990 года по МПК G06F17/10 G06F7/00 

производных для п 3 (п - количество переменных булевой функции); на фиг. 2 - структура арифметической ячейки.

При п 3 устройство для вычисления булевых производных содержит 2 п 6 входов 1, - 1, образующих первую группу входов, вторую группу входов 2j- 28 (2П 8) устройства, 3, - разрядный регистр 3, состоящий из 2h 8D - триггеров 3,- 3g, арифметический блок 4, состоящий из п 3 подблоков 4 - 4j, арифметические ячейки 5, 2п 8 выходов 6 устройства, тактовый вход 7 и управляющий вход 8.

Арифметическая ячейка 5 (фиг. 2) состоит из входов 9, и 9,j, 10, к 10fc, двух мультиплексоров 11, и 11а, элементов И 12, и 12, элементов НЕ 13, и 13г и элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 и выходов 15, и 15а ячейки.

Устройство работает в двух режимах: первый режим - вычисление булевых производных; второй режим - вычисление коэффициентов полинома Жегал- кина.

В режиме вычисления булевых производных устройство работает аналогично известному.

Рассмотрим работу устройства в режиме вычисления коэффициентов полинома Жегалкина.

На управляющий вход 8 подается сигнал логической 1. На первую группу

входов 1, - 1$ устройства подаются сигналы h, , 0, h, 0, Vu О, причем h; 0, если соответствующая переменная x;(i 1,3) входит непосредственно, и h| 1, если она инвертирована.

На вторую группу информационных входов 2,-2g устройства подаются сигналы, определяющие данную функцию, , а именно: f л , f, , f 4 , f,, fл , ff

f6, Ј7

о Ч L з М -5 Эти сигналы поступают на входы 10i| и 10а каждой арифметической ячейки 5 подблока 4. . Червд входы 8, 9 , и 9г на адресные входы мультиплексоров 11, и Нд. поступают управляющие сигналы 1, 0, h,. Благода- 5 РЯ этому на выходы 15, и 15а мультиплексоров передается информация,сформулированная на пятом или шестом информационном входе мультиплексоров 11, и 11 я.. В результате на выходах арйфмети

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано как при синтезе цифровых устройств, так и с целью обеспечения их тестового и аппаратурного контроля. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет нахождения, исходя из вектора истинности булевой функции N переменных, не только ее ориентированных и неориентированных производных произвольной кратности, но и коэффициентов любого из 2^N ее полиномиальных представлений ( полиномов Жегалкина). Выбор режима работы осуществляется посредством подачи потенциала логического "0" или "1" на управляющий вход. При этом код на первой группе входов указывает тип производных по каждой из переменных в первом режиме, а также коэффициенты которого из 2^N полиноминальных представлений необходимо вычислить во втором режиме. Вычисление 2^N-компонентного вектора искомых величин осуществляется исходя из вектора истинности заданной булевой функции и реализуется за такт с помощью сети из арифметических ячеек, соединенных определенным образом. Сеть состоит из N уровней, а каждый уровень содержит 2^N-1 арифметических ячеек, имеющих по два информационных входа и выхода. С целью настройки арифметические ячейки подключаются к управляющему входу, а также к первой группе входов устройства. По завершении такта вектор искомых величин заносится в блок памяти, поэтому в зависимости от режима работы на его выходах и

..30 ческих ячеек Ь подблока 4, появляется

Управление устройством осущест-- -

вляется подачей на управляющий вход 8 сигнала логического О или логической 1 в зависимости от режима работы устройства (О - работа в первом

режимег 1 - работа во втором режиме)35 Поскольку h;h; и подачей на входы 1, - 1 управляю- i иие записывается щих сигналов h,-h6 , если устройство работает в первом режиме, и сигналов

чехлил ичеек j подолока ч появляется величина f;h;Vfj4i h;/j 0,2h -2 . В алгебре Жегалкина имеет место тождество xvy x©y©xy, которое в данном слу чае записываетсяJ5 следующем виде: fjhjVfj,, h; Ј,К; ©fj + ,h;© fjf, h;h

U, то это выражеfih;Vfj«, h; Ј3Ь; © fj.,h;.

О

Ч

о

э

О , если устройство работает во втором режиме. fuh,® f,h, { fe@f,5 ,©,;

f Си f которые поступают на входы подблока 4 . адресные входы мультиплексоров 11, и

11г арифметических ячеек 5 подблока 4 поступают сигналы 1, О, Ьг. В результате на выходах 15, и 15г мультиплекНа входах 10, и Юг арифметических ячеек подблока 4г рисутствуют сигналы f0h,@J:,h,; ЈгЬ,,; Ј,©Ј,; ft®fj; f4h,@fsh,; f$h,+ f7h, ;4f © © fs ; f6© f7. Через входы 8, 9, и 9tna

ЬО

соров подблока 42 присутствуют сигналы

(f0h,® f,h,)ha© (f,h,® f,h,)ht;(f0h, © f ,h, ) © ( f7h,©f,h,);

(f0© f,)ht@ (ft@ f,)h4;(f0© f, ) ©-(©f,);

( f,h,+ fsh,)ht@ (f6h,+ f7h,)h2;(f4h,® f,h,) ® (f6h,® f7h,); (f4@ f5)ht© (ft@ f7)hi;

(f4©f,) © (fj© f7).

Благодаря наличию перекрестньсх связей на выходы подблока 4г постуческих ячеек Ь подблока 4, появляется

Поскольку h;h; иие записывается

чехлил ичеек j подолока ч появляется величина f;h;Vfj4i h;/j 0,2h -2 . В алгебре Жегалкина имеет место тождество xvy x©y©xy, которое в данном слу- чае записываетсяJ5 следующем виде: fjhjVfj,, h; Ј,К; ©fj + ,h;© fjf, h;h;:

U, то это выражеПоскольку h;h; иие записывается

fih;Vfj«, h; Ј3Ь; © fj.,h;.

Следовательно, на выходах подблока 4, присутствуют величины

М

f4h,(

fsh,; f4

f6h,(

f7hli .

ЬО

соров подблока 42 присутствуют сигналы

(f4h,® f,h,) ® (f6h,®

(f4©f,) © (fj© f7).

пают сигналы

51534456

(f0h,@ Р,Ь,)Ьг© (,® f,h,Mv (f0h,® f,h,) © fЈh,® fjh,); (Ј4h,® f5h,)ht© Ј6h,© f7h,)h4; (Ј4h,® fsh,) ® (f6h,® f,h,);

С входов подблока 4. посредством

f0© f ,)hz© Ј4© fj)h2j (f0© f © (fa© Ј4© ( f6@ f7)h2;

U4© f5 © f6®

метических ячеек 5 подблока 49 посту- перекрестных связей на входы ариф- пают величины

(f0h,® f,h,)ht© (fji,® f,h,)ha; iЈ4h,© f,h, )h4+ (ffeh,© Ј7h,)he; (f0© f, )ht© (fz@ Ј3)пг; (f0h,® f,h,) © (Ј4h,@ fsh,);

(f0© f,) © (ft© f,); На адресные входы мультиплексоров 11, и 11 арифметических ячеек 5 подблока 4j череэ входы 8, 9, и 92 поступают сигналы 1, 0, hj% Следовательно, величины, сформированные на выходах мультиплексоров, посред(Ј0пд© Ј,Ь,)Ьг© (f4h,® ,© t(,© f5h,)ha® (f6 h,©f 7h, )

(f0© (fj® f,)ti1lir,©(f4® fs)h2© (f6+ Ј7)

(f0h,@ f ,h,) © (ЈгЬ,® f,h,)h(f4h,® fsh,) © (f6h fTh, )h5;

(f0@ fi © ( Ь,0 (f4© fe) © (ft® f7) h3;

(f0h,@ f,h, )Ьг© (f7h,fi f эЬ,) (f,h,© fsh)| (f6h,© f7h, )hQ;

(fu© f,)ht© (fa® f,) (f4© f5)ht© (f6© Ј7);

(f0h,© f, h,) © (,® f,h,) © (f4h,© fsh,) © ( f6h,®f7h,);

(t0© f, ) © (Ј4© Ј,) © (Ј4@f5) ® (Ј6© Ј7)1.

. ными входами первого и второго муль- jc типлексоров, выходы которых соединены

20

f4© (f6® (f4h,® fsh,) © (f6h,® f7h1);

(f4© fs) © (ffe© f7). ством перекрестных связей передаются на выходы подблока 4.. В результате на информационные входы D-триг- геров 3)-3g регистра 3 поступают сигналы

Технико-экономический эффект от использования изобретения заключается в возможности вычислять не только производные.функции, но и коэффициенты полинома Жегалкина за один такт при незначительном усложнении самого устройства.

с выходами ячейки, первый информационный вход которой соединен с входом первого элемента НЕ, первым входом первого элемента И, первым входом

40элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и первым

и пятым информационными входами перФормула изобретениявого мультиплексора, второй, информа1. Устройство для вычисления буле-ционный вход которого соединен с вывых производных по авт. ев № 1388843,ходом первого элемента И и вторым

отличающееся тем, что, 45информационным входом второго мульс целью расширения функциональныхтиплексора, первый информационный

возможностей за счет нахождения коэф-вход которого соединен с вторым инфициентов полиномов Жегалкина буле-формационным входом ячейки, вторым

вой функции, в него введен вход за-входом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ,

дания режима, подключенный к третьему JQвходом второго элемента НЕ, первым

настроечному входу каждой арифметической ячейки.

f4© (f6® (f4h,® fsh,) © (f6h,® f7h1);

(f4© fs) © (ffe© f7). ством перекрестных связей передаются на выходы подблока 4.. В результате на информационные входы D-триг- геров 3)-3g регистра 3 поступают сигналы

с выходами ячейки, первый информационный вход которой соединен с входом первого элемента НЕ, первым входом первого элемента И, первым входом

входом второго элемента И и шестым информационным входом первого мультиплексора, третий информационный вход которого соединен с выходом вто- рого элемента И и третьим информационным входом второго мультиплексора, информационные входы с четвертого по шестой которого соединены с выходом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и четвертым информационным входом первого мультиплексора, выход первого эле- мента НЕ соединен с вторым входом

4

второго элемента И, выход второго элемента НЕ соединен с вторым входом первого элемента И.

I 1&1

FO

ч is.

f№.