Устройство для вычисления булевыхфуНКций Советский патент 1981 года по МПК G06F7/00 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для вычисления булевых функций в устройствах программного и логического управления технологическими агрегатами и установками.

Известно логическое устройство, предназначенное для решения задач логического управления, описываемых системами уравнений временных булевых функций, содержащее программный блок,, реле врел4ени, индикаторы несопадений, формирователь признака опроса и блока анализа функций l}.

Недостатком этого устройства является функциональная ограниченност при условии аппаратурной сложности, оно не позволяет вычислять булевые функции, записанные в конъюнктивной форме, без предварительного их преобразования в дизъюнктивную, если операндами для конъюнкции являются дизъюнкции переменных, например (Х1+Х2)-(ХЗ+Х4+Х5)-(Хб+Х7) ,

где XI, ..., Х7 - булевые переменны

Известен также логический автомат, предназначенный для реализации логических функций, содержа1дий оперционный триггер результата, элемент

и, элемент ИЛИ, первый и второй узлы инвертирования 2,

Недостатком этого устройства является Функциональная ограниченность и малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущностк к предлагаемому является устройство для вычисления булевых функций, содержащее первый и второй

o узлы инвертирования, триггер операций, триггер конъюнктивное формы, первый элемент И и элемент ИЛИ, причем управляющие входы первого и второго узлов инвертирования, триггера

S конъюнктивной форлвл и операционного триггера соединены с управляюсцим входом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггера операций, второй

0 вход которого соединен с пряуым выходом триггера конъюнктивной формы и вторым входом первого элемеита И, информационным входе устройства является информационный вход перво5го узла инвертирования, а информационным выходом устройства - выход второго узла инвертирования СЗ.

Однако это устройство обладает малым быстродействием, обусловлен0ным тем, что оно производит вычисления всего выражения независимо от значений входящих в него переменных Цель изобретения - повышение быст .родействия устройства. Поставленная цель достигается тем что устройство для вычисления булевых функций, содержащее первый и второй узлы инвертирования, триггер операций, триггер конъюнктивной формы, первый элемент И и элемент ИЛИ, причем управляющие входда первого и второго узлов инвертирования, триггера кнъюнктивной формы и триггера операций соединены с управляющим вхо дом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггера операций, второй вхо которого соединен с выходом триггера конъюнктивной формы и третьим входом первого элемента И, информационным входом устройства является информационный вход первого узла инвертирования, а информационным выходом устройства - выход второ го узла инвертирования, оно содержит второй элемент И и триггер-окончания операций, нулевой установочный вход которого соединен с управляющим входом устройства, а единичный установочный вход - с выходом элемента ИЛИ первый и второй-входы которого соеди нены с выходом первого элемента И и выходом второго элемента И, соответственно, . первый вход первого элемент И соединен с инверсным вьоходом триггера операций, прямой выход которого соединен с информационным входом вто рого узла инвертирования и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с управляющим входом устройства, третий вход второго элемента И соединен с инверс ным выходом триггера конъюнктивной формы, а управляющим выходом устройства является выход триггера окончания операций. На чертеже представлена блок-схе ма устройства . Устройство содержит первый узел инвертирования триггер 2 операций, триггер-3 конъюнктивной формы, элемент И 4, элемент И 5, элемент И б, второй узел 7 инвертирования и триг гер 8 окончания операций. Управляющий вход устройства состоит из.набора шин следующих операторов действия: : - начало предложения; - указание; . - конъюнкция; + - дизъюнкция; / - инверсия; х - конъюнктивная форма. Каждый из операторов поступает н свою индивидуальную шину в соответствии с заданной управляющей програ мой . Устройство работает следуюгрим образом. На информационный вход первого узла 1 инвертирования подается бит информации Hgj. При наличии оператора / инвертирования, поступающего с управляющего входа устройства на управляющий вход первого уэла 1 инвертирования, в последнем производится инвертирование информации И, поступившей на информационный вход. Обработанная таким образом информация подается на первый вход триггера 2 операций. При наличии на управляющем входе устройства оператора : начала предложения триггер 8 окончания операций устанавливается в нулевое состояние и при наличии сигнала х- конъюнктивной формы триггер 2 операций и тригрег 3 конъюнктивной формы устанавливаются в единичные состояния, а при отсутствии оператора и конъюнктивной формы в триггер 2 операций заносится входная информация и триггер 3 конъюнктивной формы устанавливается в нулевое состояние. При наличии на управляющем входе устройства оператора + дизъюнкции и единичном состоянии триггера 8 окончания операций происходит ускоренный переход к команде выдачи конечного результата вычислений за счет того, что единичный сигнал с управл-яющего выхода устройства блокирует последующее .выполнение логических операций до оператора указание в даннсм выражении. При нулевом состоянии триггера 8 окончания операций и триггера 3 конъюнктивной формы, и единичном состоянии триггера 2 операций на выходе второго элемента И 5 появляется единичный сигнал, который подается на второй вход элемента ИЛИ б, а с его выхода на единичный установочный вход триггера .8 окончания операций и устанавливает последний, в единичное состояние. При единичном состоянии триггера 3 конъюнктивной форкм или нулевом состоянии триггера 2 операций и единичной информации на входе триггера 2 операций .последний устанавливается в единичное состояние. При наличии на управляющем входе устройства оператора . конъюнкции и единичном состоянии триггера 8 окончания операций происходит также ускоренный переход к команде выдачи конечного результата вычислений. Принулевом состоянии триггера 8 окончания операций, 1 единичном состоянии триггера 3 конъюнктивной формы и нулевом состоянии триггера 2 операций на выходе первого элемента И 4. появляется- единичный сигнал, который подается на первый вход элемента ИЛИ 6, а с его выхода на единичный установочный вход триггера 8 окончания операций и устанавливает последний в единичное состояние. При нулевом состоянии триггера 3 конъюнктивной формы или единичном состоянии триггера 2 операций и нулевой информации на его информационном входе последний устанавливается в нулевое состояние. При наличии на уПравляюцем входе устройства оператора указания триггер 8 окончания операций устанавливается в нулевое состояние и при наличии оператора / инвертирования производится инвертирование информации вторым узлом 7 инвертирования поступишией с триггера 2 операций и выдача ее на информационный выход устройства. При отсутствии оператора / инвертирования информация с триггера 2 операций передается на информационный выход устройства без изменений . Таким образом, обработка входной информации производится до установки триггера 8 окончания операций в единичное состояние, при установке которого в единичное состояние обработка информации П1 екраш,ается, и производит ся выполнениекоманды выдачи конечного результата, тем сакым ускоряя процесс вычислений и в конечном итоге повышая быстродействие устройства. Следовательно, осуществляя последовательную обработку входной информации, ускоренно формируется значение логического выражения. Формула изобретения Устройство для вычисления булевых функций, содержащее первый и второй узлы инвертирования, триггер операций триггер конъюнктивной формл, первый элемент И и .элемент или, причем управляющие входы первого и второго узлов, инвертирования, триггера конъюнктивной формы -и триггера операций соединены с управляющим входом устройства, выход первого узла инвертирования соединен с первым входом триггера операций, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера конъюнктивной формы и третьим входом первого элемента И, информационным входом устройства является информационшлй вход первого узла инвертирования, а информационным выходом устройства выход второго узла инвертирования, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит второй элемент И и триггер окончания операций, нулевой установочный вход которого соединен с управЛяющим входом устройства, а единичный установочный вход - с выходом элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с вьюсодом первого элемента И и выходом второго элемента И, соответственно, первый вход первого элемента И соединен с инверсным выходом триггера операщий, прямой выход которого соединен с информационным входом второго узла инвертирования и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом первого элемента Ни с управляющим входом устройства, третий вход второго элемента И соединен с инверсным выходом триггера конъюнктивной форлвл, а управляющим выходом устройства является выход триггера окончания операций. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 371580, кл. а 06 F 15/00, 1970. 2 . Авторское свидетельство СССР 433475, кл. а Об F 7/00, 1972. 3. -Авторское свидетельство СССР 610104, кл. в 06 F 7/00, 1975 {прототип.