Устройство для вычисления симметрических булевых функций Советский патент 1992 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназ- начено для реализации всех симметрических булевых функций (с.б.ф.) пяти переменных.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за. счет реализации с.б.ф. пяти переменных.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для вычисленеия с.б.ф.

Устройство содержит два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 1 и 2, мажоритарный элемент с порогом два 3, мажоритарный элемент с порогом четыре 4, два элемента НЕ 5 и 6, четыре элемента И-НЕ 7, 8. 9 и 10, три элемента ИЛИ 11, 12 и 13, пять информационных входов 14...18, шесть настроечных входов 19...24, выход 25.

Устройство для вычисления с.б.ф. работает следующим образом.

На информационные входы 14.,. 18 поступают двоичные переменные XI.-.XSB произвольном порядке; на настроечные входы 19...24 - сигналы настройки ui...ue соответственно, значения которых принадлежат множеству {0,1}. На выходе 25 реализуется некоторая с.б.ф. пяти переменных F F(xi,x2,x3,x4,x5), определяемая вектором настройки U(ui,U2,U3,U4,u5,U6).

Первообразная устройства имеет следующий вид:

FJX1,X2,X3,X4,X, U1,U2.U3,U4,U5.U6)

UlfЈfl.U2fofljU3 fo fl f2).(U4 fo fl f2). ( 1- f2).U6f()f2,

где fo xi x2tf X3i x tfx5,

fl M2(X1,X2,X3,X4,X5)ЈM4(X1,X2.X3,X4,X5), f2 M4(X1,X2,X3.X4.X5),

fi,ecnHxi« 2 x3 x4Јxs Мк(х|.хг,

/ 0 - в противном случае, k t {2,4}.

Поясним алгоритм настройки устройства. Пусть с.б.ф. F F(xi,X2,X3,X4.X5) задана своим двоичным кодом n(F) (по,П1,п2,пз,п4,п5), где п| - значение функции

(Л

С

2

00

ь

Ю

F на (любом) наборе переменных Х1,х2,хз,х4,х5. содержащем ровно i единиц (,1,...5). Тогда вектор настройки устройства на реализацию с.б.ф. F определяется следующим образом:

U (ui,U2,U3,U4,U5,U6)-(n3,n2,n5,fTo,,n4).

Пример. Найти сигналы настройки устройства на реализацию с.б.ф.

F х 1x2x3x4x5 /х 1x2x3x4x5.

Очевидно, что n(F) (1,0,0,0,0,1). В таком случае имеем U (0,0,0,0,1,0).

Следовательно, сигналы логического нуля должны быть поданы на настроечные входы 19,20,21,22 и 24, а сигнал логической единицы - на настроечный вход 23.

Достоинством устройства для вычисления с.б ф. являются более широкие функциональные возможности. Так, устройство при простой настройке реализует 64 с.б.ф. пяти переменных, в то время как прототип реализует только 32 с.б.ф. четырех переменных.

Ф-ормула изобретения Устройство для вычисления симметрических булевых функций, содержащее два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, два элемента НЕ, первый мажоритарный элемент, первый элемент ИЛИ и три элемента И, причем 1-ые входы первого элемента сложения по модулю два и первого мажоритарного элемента (,4) соединены с i-ым информационным входом устройства, первый и второй настроечные входы которого соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента сложения по модулю два, первый вход которого соединен с выходом первого мажоритарного элемента, выход первого элемента сложения по модулю два соединен с третьим входом первого элемента И и входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И, отличающееся тем, то, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации симметрических функций пяти переменных, оно содержит второй мажоритарный элемент, второй и третий элементы ИЛИ, четвертый элемент И, причем, пятые входы первого

элемента сложения по модулю два и первого мажоритарного элемента соединены с пятым информационным входом устройства, третий, четвертый, пя.тый и шестой настроечные входы которого соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ и третьего элемента И, вторые входы первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходом второго элемента сложения по модулю

два, второй вход которого соединен с выходом второго мажоритарного элемента и входом второго элемента НЕ. выход которого соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен

с выходом первого элемента НЕ, третьим входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ. четвертым входом третьего элемента ИЛИ и выходом второго мажоритарного элемента, j-й вход которого ,5) соединен с j-ым информационным входом устройства, выход которого соединен с инверсным выходом четвертого элемента И. с первого по шестой входы которого соединены соответственно с инверсными выходами первого, второго и третьего элементов И и выходами первого, второго и третьего элементов ИЛИ, четвертый вход второго элемента ИЛИ соединен с

выходом первого элемента сложения по модулю два.

Изобретение относится к вычислитель- нрй технике и микроэлектронике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации симметрических булевых функций пяти переменных. Поставленная цель достигается тем/ что устройство для вычисления симметрических булевых функций содержит мажори тарный элемент с порогом два. мажоритарный элемент с порогом четыре, два элемента НЕ, два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, четыре элемента И, три элемента ИЛИ, пять информационных входов, шесть настроечных входов, выход. Сложность устройства по числу входов логических элементов равна 46, а быстродействие, определяемое глубиной схемы, равно 4 г, где т- задержка на вентиль. 1 ил.