Многофункциональный логический элемент Советский патент 1982 года по МПК H03K19/00 

(З) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСЮта ЭЛЕМЕНТ

1

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и радиоэлектронике.

Известен многофункциональный логический элемент, реализующий все логические функции двух и более переменных tl

Недостаток этого элемента в том, что он имеет сложную конструкцию, обладает большим числом внешних выводов, что снижает его надежность и быстродействие и имеет сложную организацию настройки, что исключает его непосредственное применение в адаптивных вычислительных структурах и многофункциональных автоматах.

Известен многофункциональный логический элемент на МОП-транзисторах, который содержит элементы ИЛИ, формирователи с прямыми и инверсными входами и входные шины, элемент ИЛИИсключительно и дополнительные транзисторы, затворы транзисторов элемента ИЛИ- сключительно и затворы

дополнительных транзисторов подключены ко входным шинам, а входы формирователей подключены к истокам нагрузочных транзисторов элемента ИЛИИсключительно 2Д.

Недостатком этого элемента является сложная настройка, так как при реализации заданных логических функций на его настроечные входы должны поступать входные переменные, что затрудняет его использование без дополнительных схем коммутации в адаптивных (перестраиваемых) структурах и схемах многофункциональных автоматов, что сужает область его

15 применения.

Целью изобретения является упрощение многофункционального логического элемента и расширение области его применения.

20

Для достижения поставленной цели многофункциональный лог ический элемент на МОП-транзисторах, реализующий все логические функции двух переменных, выполнен на двух инверторах и четырех трехвходовых элементах И-НЕ, причем первый информационный вход подключен ко входу первого инвертора и к первым входам первого и второго элементов И-НЕ-, второй ин,формационный вход подключен ко входу второго инвертора и ко вторым входам первого и третьего элемента И-НЕ, первый, второй и третий настроечные входы подключены соответственно к .третьим входам первого, второго и третьего элементов И-НЕ, выходы первого и второго инверторов подключены соответственно к первому входу третьего элемента И-НЕ и ко .второму входу второго элемента И-НЕ, выходы первого, второго и третьего элементов И-НЕ подключены соответственно к первому, второму и третьему входам четвертого элемента И-НЕ, имеющего два выхода - прямой и инверсный, которые одновременно являются выходами многофункционального логического элемента.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема многофункционального логического элемента на МОП-транзисторах.

В многофункциональном логическом элементе первый и второй инверторы выполнены на последовательно включенных переключательном и нагрузочном транзисторах 1,2 и 3, соответственно. Каждый из четырех элементов М-НЕ содержит последовательно включенные три переключательных транзистора и один нагрузочный и 8; и 12; 13-15 и 1б; 17-19 и 20 соответственно. В четвертом элементе И-НЕ исток первого переключательного транзистора 17 подключен к истоку дополнительного нагрузочного транзистора 21. Элементы И-НЕ и инверторы включены между шиной 22 питания и общей шиной 23- Первый информационный вход 24 подключен к затворам транзисторов 1,5 и 9, второй информационный вход ;25 подключен к затворам транзисторов 3 б и 14. Первый 26, второй 27 и третий 28 настроечные входы подключены соответственно к затворам транзисторов 7,11 и 15. Выходы первого и второго .инверторов (стоки транзисторов 1 и 3) подключены соответственно к затворам транзисторов 13 и 10, выходы первого, второго и

третьего элементов И-НЕ (стоки транзисторов 7, 11 И 15 соответственно) подключены соответственно к. затворам транзисторов 17-19 четвертого элемента И-НЕ, имеющего два выхода прямой 29, подключенный к истоку транзистора 17, и инверсный - 30, подключенный к стоку транзистора 19 которые одновременно являются выходами многофункционального логического элемента.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с алгоритмом настройки (см.таблицу) на настроечные входы 2б-28 поступают сигналы О или 1, одновременно на информационные входы 24 и 25 элемента поступают входные переменные. При этом на прямом и инверсном выходах элемента образуются сигналы, соответствующие конкретным логическим функциям двух переменных. Прямой и инверсный выходы элемента описываются следующими логическими зависимостями

,.,UjjVX x Uj, у,у, :

где у,,(У(,) - логическая функция на прямом (инверсном) выходе элемента; - выходные логические пех,х ременные на входах 24 и 25 соответственно; U ,U-,и, - сигналы настройки,

принимающие значения в соответствии с привег денным алгоритмом в таблице на входах 26, 27 и 28 соответственно. Таким образом, многофункциональный логический элемент реализует все логические функции двух переменных и обладает при этом простейшей схемой настройки, так кок не требует коммутации настроечных входов с информационными; и более широкими областями применения, так как на входы настройки поступают только контакты 0,1, что позволяет реализовать на его основе адаптивные вычислительные и управляющие структуры. Предлагаемый элемент более прост, так как реализован всего на 21 МОП-транзисторе (известный на 22); кроме того, элемент имеет меньшее количество внешних выводов - 9 (у известного - 11); за счет более простой конструкции элемент более надежен.

Значение сигналов настройки на входах

Формула изобретения

Многофункциональный логический элемент на МОП-транзисторах, реализующи все логические функций вух переменных, отличающийся тем, что, с целью упрощения и расширения области применения, он выполнен на двух инверторах и четырех трехвходовых элементах И-НЕ, причем первый информационный вход подключен ко входу первого инвертора и к первым входам первого и второго элементов И-НЕ, второй информационный вход подключен ко входу второго инвертора и ко вторым входам первого и третьего элемента И-НЕ, первый, второй и третий настроечные входы подключены соответственно к третьим входам перЛогические функции, реализуемые на выходах

вого, второго и третьего элементов И-НЕ, выходы первого и второго инверторов подключены соответственно к первому входу третьего элемента И-НЕ и ко второму входу второго элемента : И-НЕ, выходы первого, второго и третьего элементов И-НЕ, подключены соответственно к первому, второму и третьему входам четвертого элемента И-НЕ, имеющего два выхода - прямой и инверсный, которые одновременно яв- ляются выходами многофункционального логического элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К 19/00, 1973