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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ

Устройство относится к автоматик и вычислительной технике и предназна чено для вычисления булевых функций в устройствах программного и логического управления технологическими агрегатами и установками. Известно логическое устройство, предназначенное для решения задач программного и логического управления, описываемых системами уравнений временных булевых функций, содержаще программный блок, реле времени, индикаторы несовпадений, формирователь признака,опроса и блок анализа Функ ций 1 . Недостатком этого устройства йвляется функциональная ограниченность при условии аппаратурной сложностиг ,оно не позволяет вычислять булевы функции, записанные в конъюнктивной форме, без предварительного их преобразования в дизъюнктивную, если операндами для конъюнкции являются дизъюнкции переменных. Известен также логический автомат предназначенный для целей программно логического управления и содержахт ий блок ввода переменных, блок памяти, блок задержек, программоноситель с .вентилями и элементы И, ИЛИ и . Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет без дополнительных преобразований вычислять функции, записанные в скобочной форме. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для вычисления булевых функций, qoдepжaI дee операционный триггер, триггер результата, элемент ИЛИ, первый и второй узлы инвертирования, причем выход первого узла инвертирования соединен с первым информационным входом операционного триггера, выход которого соединен с первым информационным входом триггера результата и первым входом элемента ИЛИ, выход триггера результата соединен с вторым входом элемента ИЛИ, управляющие входы операционного триггера, триггера результата, первого и второго узлов инвертирования соединены с управляющим входом устройства, информационным ,входом устройства является первый информационный вход первого узла инвертирования, а выходом устройства - выход второго узла инвертирования 1.33. Недостатком этого устройства явпяется то, что оно не позволяет вычислять булевы функции в смешанной (скобочной) форме, без дополнител: ного вычисления вспомогательных Функций или предварительного/приведения заданного выражения в конъюнктивной нормальной фррме или дизъюнктивной нормальной форме. Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для вычисления булевых функций, содержащее операционный триггер, триггер результата, элемент ИЛИ, перэый и второй узлы инвертирования, причем выход первого узла инвертирования соединен с первым информационным входом операционного, триггера, выход которого соединен с первым информационным входом триггера ре (Зультата и первым входом элемента ИЛИ выход триггера результата соединен с вторым входом элемента ИЛИ, управляющие входы операционного триггера, результата, первого и второго узлов инвертирования соединены с управляющим входом устройства, информационным входом устройства является первый информационный вход первого узла инвертирования, а выходом устройства - выход второго узла инвертирования, введены реверсивные сдвиговые регистры и в.ыходной триггер, при этом входы и выходда первого и второго реверсивных сдвиговых регистров и управлякяцие входы третьего и четвер того реверсивных сдвиговых регистров и выходного триггера соединены с соответствующими управлякяцими входами устройства, информационный вход и выход третьего реверсивного сдвигового регистра соединены соответственно с вы ходом и вторым информационным входом триггера результата, информационный вход и выход четвертого реверсивного сдвигового регистра соединены, соотве ственно с выходом и вторым информаци онным входом операционного триггера, информационный вход выходного тригге ра соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с информационным входом вт рого узла инвертирования и вторым ин формационным входом первого узла инвертирования. На чертеже изображена блок-схема предлагаемого, устройства. Устройство для вычисления булевых функций содержит информационный вход устройства, узел 2 инвертирования операционный триггер 3, триггер 4 результата, элемент ИЛИ 5, выходной триггер б, узел 7 инвертирования, реверсивные сдвиговые регис.тры 8-11, управляющий вход 12 устройства, выход 13 устройства. Управляющий вход 12 устройства состоит из набора шин следующих опеpaTot OB действия: ; - начало предложения, - указание, . - конъюнкция, + - дизъюнкция, / - инверсия, ; ( - скобка открЦвакицая, ) - скобка закрывающая. Каждый из операторов поступает на свою индивидуальную и|ину. Устройство обрабат|ывает булевы переменные в соответс|твии с заданной управляняцей прогр аммой, поступающей на управляюищй ход устройства. Программа состоит из конечного числа предложений, разделенных операторами начала предложения, предложения в свою очередь делятся операторами указания на логическое в аражение и вычисляем5по зависимую йеременную. Логическое выражение делится операторами конълнкции, дизъюнкции, открывающей и закрывающей скобками на операнды. В дальнейшем все переменные, входящие в предложение и снабженные адресами в соответствии с принятой системой адресации, будегл называть операндами. Операнд может быть снабжен признаком инвертирования. Этот признак дает возможность вводить операнд в устройство и выводить его как в прямом, так и инверсном кодах. Операторы скобка открывающая операндов не имеют. Оператор скобка откры.вающая совмещаетсЬя с операторами + или.. и может быть снабжен признаком инверсии. Работает устройствф следующим об- , разом. На вход 1 подается|обрабатываемая булева переменная. В Зависимости от выполняемой операции ща управляющий вход 12 устройства подается надлежащий набор управляющих ;сигналов, в соответствии с которыми и работает устройство. 1.При наличии на управляющем входе 12 устройства-сигнала скобка открывающая осзтцествляечгся подключение реверсивного сдвиговогто регистра 10 к шинам конъюнкции и д зъюнкции. При наличии на одной из шин сигнала дизъюнкции в регистр 10 записывается О, при наличии сигнала кс|нъюнкции в регистр 10 записывается 1, т. е. в регистр 10 записывается тип операции, установленной перед скрбкой. В реверсивный сдвиговый регисргр 8 заносится содержимое триггера 4 взультата, а в реверсивный сдвиговый регистр 9 заносится содержимое о герационного триггера 3. В регистр 11 заносится признак инверсии. 2.При наличии на уПравляклцем входе 12 устройства сигнала инверсия производится инвертирование входной информации, поступающей на один из информационных входов узла 2 инвертирования, на выходе которого формируется инверсное или п зямое значение входной информации в зависимости от уровня сигнала инверсий. При наличии оператора указания по сигналу инверсии производится инвертирование информации, поступающей с выхода выходного триггера б с пощью узла 7 инвертирования. На выходе узла 7 инвертирования формируется выходной сигнал, аналогично сигналу формируемому узлом 2 инвертирования 3. При наличии на управлякидем входе 12 сигнала начала предложения производится занесение информации с выхода первого узла инвертирования в операционный триггер 3, а триггер 4 результата устанавливается в нулевое состояние. 4. При наличии на управляющем вхо де 12 устройства сигнала дизъюнкция производится установка в единичное состояние триггера 4 результата, есл операционный триггер 3 -в предыдущем цикле был в единичном состоянии. Затем анализируется выход узла 2 инвертирования. При его единичном зн чении операционный триггер 3 устанав ливается в единичное состояние, 5.При наличии на управляющем вхо де 12 устройства сигнала конъюнкция производится установка операционного триггера 3 в нулевое состояние, если и нформация с выхода узла 2 инвертиро вания равна нулю. : 6.При наличии на управляющем вхо де 12 устройства сигнала указание производится занесение в выходной триггер б информации с выхода элемента ИЛИ 5. Если при этом подается признак ин версии, то производится инвертирование информации, .поступающей на выход 13 устройства через узел 7 инвер тирования. В случае отсутствия сигнала инверсии информация выдается в прямом коде. 7.При,наличии на управляющем вхо де 12 устройства сигнала скобка закрывающая информация с выходного три гера б подается на второй информационный вход узла 2 инвертирования, а выходы реверсивных сдвиговых регистров соответственно подаются на шины операции и инверсии и на вторые ин|формационные входы триггера операций и триггера результата. i После этого выполняются действия по пунктам 4 и 5. Осуществляя таким образом обработ ку входной информации, устройство по воляет реализовать булевские выраясения произвольного вида без предварительного преобразования и введения вспомогательных функций. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства. .Формула изобретения Устройство для вычисления булевых функций, содержа1цее операционный триггер, триггер результата, элемент ИЛИ, первый и второй узлы инвертирования, причем выход первого узла инвертирования соединен с первым инфбрмационным входом операционного триггера , выход которого соединен с первым информационным входом триггера результата и первым входом элемента ИЛИ, выход триггера результата соединен с вторым входом элемента ИЛИ, управляющие входы операционногр триггера, триггера результата, первого и второго узлов инвертирования соединены с управлякнцим входом устройства, информационным входом устройства яв-: ляется первый информационньай вход первого узла инвертирования, а выходом устройства - выход второго узла инвертирования, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, заключакицегося в возможности вычисления булевых функций, записанных в скобочной форме, в него введены реверсивные сдвиговые регистры и выходной триггер, при этом входы и выходы первого и второго реверсивных сдвиговых регистров и управляющие входы третьего и четпертого реверсивных сдвиговых регистров и выходного триггера соединены с соответствующими управляющими входами устройства, информационный вход и выход третьего реверсивного сдвигового регистра соединены соответственно с выходом и- вторым информационным входом триггера результата, информационный вход и выход Четвертого реверсивного сдвигового регистра соединены соответственно с выходом и вторым информационным входом операционного триггера, информационный вход выходного триггера соединен с выходом элемента ИЛИ, а выход - с информационным входом второго узла инвертирования и вторым информационным входом первого узла инвертирования . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 371580, кл. G 06 F 15/00, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 433417, 1СП. G Об F 7/DO, 1971. 3.Авторское свидетельство СССР № 610104, кл. G Об F 7/00, 1975 (прототип).