Многофункциональный модуль Советский патент 1982 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике.

Известен многофункциональный модуль, реализующий бесповоротные логи-. ческие функции четырех переменных 1,

Однако известный модуль характеризуется структурной сложностью, большим числом управлякндих входов и сложным алгоритмом настройки, так как на управляющие входы модуля производится подача входных переменных.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является многофункциональный логический модуль, реализующий все логические функции четырех меременных f2.:

Однако и данный модуль имеет ряд существенных недостатков, а именно; 6 управляющих входов; на основе данного модуля многовыходные структуры получаются очень сложными по количеству внешних выводов, число которых можно определить, как К + 6К (К - число выводов); сложный алгоритм настройки, так как для реализации конкретной логической функции на его управляющие входы требуется подача констант О и 1, входных и : переменных и их инверсий.

Цель изобретения - упрощение модуля, а именно: сокращение числа управляющих входов и упрощение настройки модуля при реализации бесповторных . логических функций четырех переменных.

Поставленная цель достигается тем, что в многофункциональном модуле, содержащем элементы И, ИЛИ и НЕ пер10вый информационный вход модуля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ, второй вход первого элемента И подключен к второму информационному входу модуля и к первому

15 входу второго элементами, третий и четвертый информационные входы модуля подключены к входам третьего ЗЛемента И и; второго элемента ИЛИ соответственно, выход третьего элемента

20 И подключен к второму входу второгс5 элемента И, а также к первым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, выход первого элемента И подключен к вторым входам -фетьего

25 элемента ИЛИ и четвертого элемента И, а также к первым входам пятого элемента И и четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу пятого элемента И, выход

30 второго элемента И подключен к вторым входам первого и-четвертого элемент ИЛИ, выходы третьего элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента И, пятого элемента И, четвертого элемейта ИЛИ и первого элемента ИЛ|1 подключе ны к первым входам шестого, седьмог восьмого, девятого и десятого элеме ..тов И соответственно, первый управл ющий вход модуля подключен к входу первого элемента НЕ и к второму вх ду десятого элемента И, второй упра ляющий вход модуля подключен к вторым входам восьмого и девятого элементов И, а также к входу второго элемента НЕ, выход которого подключ к вторым входам шестого и седьмого элементов И, а также к третьему вхо ду десятого элемента И, третий упра ляющий вход модуля подключен к трет им входам седьмого и девятого элементов И, а Также к входу третьего элемента НЕ, вы5сод которого подключей к третьему входу шестого элемен та И, а также к четвертым входам восьмого и десятого элементов И, вы ход первого элемента НЕ подключен к четвертым входам шестого/ седьмого и девятого элементов и, выходы шест го, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно,, выход которого подключен к одному из входов элемента равнознач ности, другой вход которого подключен к,четвертому .управляющему входу модуля, выход элемента равнозначности является выходом модуля-. На чертеже представлена схема многофункционального модуля на логических элементах И, ИЛИ, НЕ. Многофункциональный модуль родержит информационные входы 1-4, входы настройки 5-8, элементы И 9 и 10 элемент ИЛИ 11, элементы НЕ 12-14, элемент И 15, элемент ИЛИ 16, элемен ты И 17-18, элементы ИЛИ 19 и 20,. элементы И 21-25, элемент ИЛИ 26, элемент равнозначности 27, выход модуля 28. Многофункциональный модуль для реализации, бесповторныхлогических функций четырех переменных функционирует следующим образом. На входы 1 и 2, элемента И 9 подаются сигналы XI и Х2. Сигналы ХЗ и Х4 подаются на входа 3 и 4 элементов И 10 и ИЛИ 11. С элемента И 9 сигнал поступает на входы элемента ИЛИ 16, И 17, И 15. А с элемента ИЛИ 11 сигнал подается на элемент И 18. Сигнал Х1 подается на вход 2 и элемент И 15. Управляющий сигнал И 1 подается на-входы элементов НЕ 12 и И 25. Сигнал И 2 подается ,на вход элементов НЕ 13, И 23, И 24. А управляющий сигнал И 3 поступает на элементы НЕ 14, И 22 и И 24. Сигнал И 4 подается на вход элемента рав-. нозначности 27. С элементрв НЕ 12, НЕ 13 и НЕ 14 сигнал поступает на .. входы элементов И 21-- и 25. С элементов И 21 - И 25 сигнал подается на входы элемента ИЛИ 26, а с него на вход элемента равнозначности 27. С выхода элемента равнозначности вырабатывается выходной сигнал. Пример . Пусть на входы 1-4 , модуля подаются сигналы Х1, Х2, ХЗ, X4. Тогда на выходах элементов 16-20 имеем логические функции ИЛИ 16 Г1 Х1Х2 V ХЗХ4 Х1Х2ХЗХ4Х И 17 F И 18 F Х1Х2/ХЗ V Х4; Х2/Х1V ХЗХ4/ ИЛИ 19 / F ИЛИ 20 F XIV Х2ХЗХ4 Для получения на.выходе элемента равнозначности 27 требуемой функции надо подать управляющий сигнал И1-И4 в соответствии с таблицей. И1 И2 ИЗ И4F X1X2VX3X4 Х1Х2ХЗХ4 Х1Х2/ХЗV Х4/ X2/X1V ХЗХ4/ Х1V Х2ХЗХ4 Х112V ХЗХ4 Х1Х2ХЗХ4Я Х1Х2/ХЗV Х4/ X2/X1V ХЗХ4/ XIV Х2ХЗХ4 Для примера настройки пусть на входы 1-4 подаются следующие сигналы:. Тогда с элемента НЕ 12 сигнал подается на элементы И 21-24 и закрывает их. На элемент И: 25 подаются сигналы с элементов И 13, И 14 и с входа 5. Элемент и 25 открыт, следовательно, функция F - Xlv Х2ХЗХ4 подается на элемент И 25, с него - на элемент ИЛИ 26, а затем на элемент равнозначности 27. На выходе модуля тогда имеем функцию F XIv Х2ХЗХ4; при И4 1. При И4 О имеем на выходе функцию F Xlv Х2ХЗХ4. Таким образом, данный многофункциональный модуль реализует всебесповоротные логические функции переменных и обладает при этом следующими преимуществами: простейший алгоритм настройки, так как для настройки, модуля на управляющие входы подаются только константы О и 1; на основе данного модуля можно npocto получить модули с К-выходами; в отличие от прототипа (общее количество выводов для данного модуля 4 + 4К + X, в то время, как. для прототипа общее количество выводов равно бК + к, что для К 3 дает выигрыш модуль структурно прост и однороден, так как состоит всего из 19 компЬнен тов; модуль имеет малое число управляющих входов - 4 (прототип-6). . , Данный модуль целесообразно использовать в .качестве б.азового элемента для построения многофункционал ных модулей с большим числомвыходов (К 3), а также при проектировании самых различных устройств цифровой обработки информации, в том числе интегральных микросхем, что позволяет сократить их типовой состав, ХЛ ростить настройку. Упрощение же настройки таких модулей в данном классе управляющих сигналов позволяет по высить их надежность и живучесть, что в целом дает существенный экономический эффект. Формула изобретения Многофункциональный модуль, содер жащий элементы И, ИЛИ и НЕ, о т л ичающийся тем, что, с целью упрощения, первый информационный вход модуля подключен к первым входам первых элементов И и ИЛИ, второй вхо первого элемента И подключен к второму информационному входу модуля и К первому входу второго элемента. И, Третий и четвертый информационные входы модуля подключены к входам третьего элемента И и второго элемен та ИЛИ соответственно, выход третьего элемента И подключен к второму входу ВТО.РОГО элемента И, а также к первым входам третьего элемента ИЛИ и четвёртого элемента И, выход первого элемента И подключен к вторым входам третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, а также к первым входам пятого элемента И и четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ.подключен к второму входу пятого элемента И, выход второго элемента И подключен к вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ, выходы третьего элемента ИЛИ, выходы четвертого элемента И, пятого элемента И, четвертого элемента ИЛИ и первого элемента ИЛИ подключены к первым входам шестого, седьмого, восьмого,, девятого и десятого элементов И соответственно, первый управляющий .вход модуля подключен к входу первого элемента НЕ и к второму входу десятого элемента И, второй управляющий вход модуля подключен к вторым входам восьмого и девятого элементов И, а также к входу второго элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам шестого и седьмого элементов И, а также к третьему входу десятого элемента И, третий управляющий вход модуля подключен К третьим входам седьмого и девятого элементов И, а также к входу третьего элемента НЕ, выход которого подключен к третьему входу элемента И, а также к четвертым входам восьмого и десятого элементов И, выход первого элемента НЕ подключен к четвертым входам шестого, седьмо- . го и девятого элементов И, выходы шестого, седьмого, восьмого, девятого и десятого элементов И подключены к входам пятого элемента ИЛИ соответственно, выход которого подключен к одному иэ входов элемента равнозначности, другой вход которого подключен к четвертому управляющему входу модуля, выход элемента равнозначности является выходом модуля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 556430, кл. G Об.Р 7/00, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 556431, кл. G 06 F 7/00, 1975 (прототип).