Многофункциональный логический модуль Советский патент 1982 года по МПК G06F7/00 

(5) МНОГОФУН| ЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

t Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и пре назначено для реализации путем настройки произвольных булевых функций четырех переменных. Известен многофункциональный логический модуль, предназначенный для реализации путем настройки произвольных булевых функций четырех переменных til. - Недостатками данного устройства являются большое число внешних выводов, равное 12 (11 входов и 1 выход) , и большая приведенная элемент ная сложность, равная 3 (при оценке ее числом двухвходовых элементов И, ИЛИ и элементов НЕ).. Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому является многофункциональный логический модуль, имеющий малое число внешних выводов, малую элементную сложност и простую процедуру настройки t.2l. Известный модуль содержит три информационных и три настроечных входа, один выход, три одновыходных блока, каждый из которых имеет три входа и один выход и реализует дизъюнкцию минтермов, удовлетворяющую условию избирательности, причем суммарное число минтермов, входящих в блоки модуля, равно общему количеству минтермов трех переменных, три двухвходовых элемента И и один трехвходовый элемент ИЛИ, причем i-й информационный вход(1 1, 2, З) соединен с 1-м входом каждого из блоков, выход i-ro блока и 1-на- строечный вход соединены соответственно с первым и вторым входами i-ro элемента И, выходы элементов И , соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом модуля. В табл. t приведены четыре варианта наборов минтеров для блоков многофункционального логического модуля универсального в классе функции от трех переменных, причем для построе ния модуля может быть использован любой из этих наборов. В данной таблице переменные О и Ь принимают значения,О и 1. Недостатком известного устройства является то, что он не реализует путем инструкции произвольные функции четырех переменных. Цель изобретения - расширение области применения модуля путем реализации произвольных функций четырех переменных. Поставленная цель достигается тем, что многофункциональный логиче кий модуль, содержащий блоки для оп ределения дизъюнктивных значений минтермов входных аргументов, элеме ты И и элемент ИЛИ, примем i -и информационный вход модуля (i 1, 2, 3) подключен к i -му входу каждого блока для определения дизъюнктивных значений минтермов входных переменных соответственно, выход каждого i-ro из которых подключен к первому входу 1-го элемента И соответственно , второй вход которого подключен к 1-му настроечному входу модуля соответственно,, модуль содержит так же дополнительные элементы И и муль типлексоры, причем первый вход i-ro дополнительного элемента И подключе к первому входу i-ro элемента И соответственно, второй вход подключен к i-му настроечному входу модуля соответственно (j , 5, 6), а выход подключен к первому информацион ному входу i-ro мультиплексора, вто рой .информационный вход которого подключен к выходу i-ro элемента И соответственно, а управляющие входы мультиплексоров подключены к дополнительному информационному входу мо дуля, выходы мультиплексоров подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, выход которого подключен к выходу модуля. На чертеже приведена схема модуля . Схема содержит информационные входы 1 - k, настроечные входы 5три одновыходных блока П - 13 каж дый из которых реализует дизъюнкцию минтермов входных аргументов, удовлетворяющую условию избирательности причем суммарное число минтермов. 9 4 входящих в эти блоки, равно общему количеству минтермов трех переменных - восьми, двухвходовые элементы И 1 - 19, трехвходовые мультиплексоры 20 - 22, трехвходовый элемент ИЛИ 23, выход с. Работу модуля рассмотрим для случая, когда минтермы, дизъюнкция которых образует блоки модуля, принадлежат IV столбцу табл.1. При этом первый блок реализует функцию f -1 V (Хо, V , второй fix x-ixii x. V V , a третий f rj V ,. Для минтермов . входящих в функцию f., fn И fn, выполняется условие избирательности (табл.2). Работа каждого трехвходового мультиплексора описывается функцией Y Zpx, где IK - переменная, подаваемая на I первый вход мультиплексора; Z е - переменная ; подаваемая на второй вход мультиплексора; х - переменная, подаваемая на третий вход мультиплексора. В качестве примера определим настройку модуля для реализации функции четырех переменных, задаваемых табл.3. Перепишем табл.3, расположив минТермы в ней в соответствии со структурой модуля (табл.). В последнем столбце табл.4 указаны переменные, их инверсии и константы О и 1, которые должны быть поданы на настроечные входы, соответствующие определенным группам минтермов. Настройка, подаваемая на настроечный вход, соответствующий группе i, определяется по виду фрагмента столбца Y табл,4, соответствующего этой группе. Если фрагмент столбца Y, принадлежащий группе i совпадает с фрагментом столбца переменной xj рассматриваемой группы, то на настроечный вход i подается переменная х;. Если фрагмент столбца У, принадлежащий группе i совпадает с инверсией фрагмента столбца переменной xj рассматриваемой группы, то на настроечный вход i подается переменная х;. Если фрагмент столбца У, принадлежащий группе i целиком состоит из единиц (нулей), то на настроечный вход подается константа 1 (0).

592« б976

Таким образом, для реализации за- Приведенная элементная сложность

данной фнукции четырех переменных модуля, выраженная в числе двухвхо

(табл.4) входы модуля должны бытьдовых элементов И, ИЛИ и элементов НЕ,

задействованы как указано Н1««е:равна 29 (табл.5). Вход 1 - вход 2 - входЗ-

вход k - Xi;Для общности выше указано, что VВход 5 вход 6-1; вход -третий блок (блок 13) .имеет три вхо8-0;да, однако так как он реализует функВход 9 - х ; вход 10 х«,.цию Заданная таблица истинности pea- XlX.ix.v

лизуется, так как в этом случае нато очевидно, эту функцию можно реавыходе 24 модуля реализуется функ-лизовать на одном двухвходовом

ц«я,элементе И.

V F « Xx,x, ,jX4X4V x XqXjX vПредлагаемь многофункциональной ,v 5модуль по сравнению с мoдyлeм-npoтox Xr)lX5Xд ,типом имеет более широкую область

соответствующая заданной таблице.применения.

,j

,Х

X R x yx XqXrj/x x x,

Т а б л и ц а 1

Ij j

tj

0,

ifi

НЧ

. X XijXfl

(j X.,X,Xi X X|jX|

Of 5 - 0

ТаблицаЗ

Т a 6 л и ц a V

0О

1О 11

о о о t

1о

о t

1 о о

1о

о t

о t

Продолжение табл. t

I1

О Г О

11

t1

о

о о о

1 о

.0

о

D

о о

о

о 1

t1

13

It, 15, 20 . (без элемента Н€ блока 20}

16, 17, 21 (без элемента НЕ блока 21)

18, 19, 22 (без элемента НЕ блока 22)

Общий элемент НЕ блоков 20, 21, 22

17

Итого

Формула изобретения

Многофункци9нальный логический модуль, содержащий блоки для определения дизъюнктивных значений минтермов, входныхаргументов, элементы И и элемент ИЛИ, причем 1-й информационный вход модуля (i 1, 2, З) подключен к 1-му входу каждого блока для определения дизъюнктив ных значений минтермов входных пере менных соответственно, выход каждоТаблица 5

13

29

ГО 1-го из которых подключен к первому входу t-ro элемента И соответственно, второй вход которого подключен к 1-му настроечному входу модуля соответственно, отличающий с я тем, что, с целью расширения области применения модуля за счет реализации произвольных функций четырех переменных, модуль соде ит дополнительные элементы И и мультиплексоры, причем первый вход 1-го дополнительного элемента И подключен к первому входу i-ro элемента И соответственно, второй вход подключен к j-му настроечному входу модуля соответственно (j ,5,6.,), а выход подключен к первому информационному входу i-ro мультиплексора второй информационный вход которого подключен к выходу i-го элемента И соответственно, а управляющие входы мультиплексоров подключены к дополнительному информационному входу модуля, выходы мультиплексоров подэключены к входам элемента ИЛИ соответственно, выход которого подключен к выходу модуля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США .№ 3579119, кл. 328-92. опублик. 1Э68. 2.Фридман А., Менон П. Теория и проектирование переключательных схем. М. , 1976, с. 386,: рис.6.3 (прототип).