Схема сравнения кодов

 

СХЕМА CP VBHEHJffl КОДОВ, содержащая счетчик, .коммутатохмл, группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, Причем входы первой группы схемы подключень соответственно к информационньм входам коммутаторов, управляющие входы первого коммутатора подключены соответственно к выходам счетчика, управляющие входы второго ксялмутатора подключены к выходам зл& JHTOB НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, первые входы которых подключены соответственно к выходам счетчика, вторые входы элементов ,НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к входам второй группы схемы, выходы коммутаторов подключены соответственно к входам элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ , отличающая с я тем. Что, с целью ее упрощения , схема:, содержит сдвиговый регистр , причем выход элемента НЕРАВ- , И НОЗНАЧНОСТЬ подключен к информационному входу сдвигового регистра, iyn4 равляющий вход которого подключен к ; входу счетных импульсов схемы и к счетному входу счетчика.

° с

$N;a-. «yLHqFKg (йелно 4

СОВЭ ООЕЕТСНИХ

WINWOI

РЕСПУБЛИК (!е (и) (я) G F 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3394392/18-24 (22) 15.02.82 (46) 07.05.83.Бюл. 9 17 (72) И.Ф.Холодный, Н.Г.Коробков, В.Ю.Ларченко и К.К.Фурманов (71) Харьковский ордена Ленина авиационный институт имени- Н.Е.Жуковского

{53) 681.3 (088.8) (56) 1. Патент CMA Р 4168487, кл. G 06 F 7/04., опублик. 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 780003, кл. G 06 F 7/04, 1978 (прототип) . (54) (57) СХЕМА СРАВНЕНр(Я КОЛОВ, со-: держащая счетчик.,коммутаторы, груп". пу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, эле-. мент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем входы первой группы схемы подключены соот.ветственно к информационным входам коммутаторов, управляющие входы ïåðвого коммутатора подключены соответственно к выходам счетчика, управляющие входы второго коммутатора подключены к выходам элеь унтов

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, первые входы которых подключены соответственно к выходам счетчика, вторые входы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к входам второй группы схемы, выходы коммутаторов подключены соответственно к входам элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью ее упрощения, схема. содержит сдвиговый регистр, причем выход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к ннформацион- Е

O ному входу сдвигового регистра, 1уп . равляющий ьход которого подключен к

:.входу счетных импульсов схемы и к счетному входу счетчика °

1016778

Изобретение относится к автоматике. и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств тестового и аппаратурного контроля цифровых устройств.

Известна схема сравнения кодов, содержащая элементы НЕРАВНОЗНАЧН ОСТЬ(1 j.

Недостаток известной схемы состоит в невозможности вычисления булевой разности. 1О, Наиболее близкой к предлагаемой, является схема сравнения кодов, со держащая регистр,- группу элементов

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, счетчик, два коммутатора, элемент НЕРАВНОЗНАЧ- 15

НОСТЬ, дешифратор, группу элементов

И, при этом выходы счетчика соединены с вторыми входами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы,с входами дешиФратора и управляющими входами пер- 0 вого коммутатора, информациойные входы которого являются входами второй группы схемы и соединены с информа-„ ционными входами второго коммутатора, -управляющие входы которого соеди- 5 иены с выходами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, первые входы которых являются входами первой группы схемы, а выходы первого и второго ком.мутаторов соединены с первым и вторым входами элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ„ выход которого подключен к первым входам элементов И группы, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выходы подключены к входам регистра, З5 выходы которого являются выходами схемы (2 .

Недостатком данной схемы сравнения кодов является сложность устройства, поскольку требуется дешифра-40 тор с числом выходов 2" и такое же» число элементов И, где и-число переменных, от которых зависит исход.ная функция, а также большое число связей между дешифратором, группой элементов И и регистром, причем в каждом такте информация передается только по одной из этих связей.

Цель изобретения — упрощение схемы сравнения кодов.

Поставленная цель достигается тем, что схема сравнения кодов, содержащая счетчик, коммутаторы, группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент НЕРАВ-.

НОЗНАЧНОСТЬ, причем входы первой группы:схемы подключены соответственно к информационным входам коммутаторов, управляющие входы первого коммутатора подключены соответственно к выходам счетчика, управляющие входы второго коммутатора подключены к выходам60 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, первые входы которых подключены соответственно к выходам счетчика, вторые входы элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключены к входам второй группы схе- 65 мы, выходы коммутаторов подключены соответственно к входам элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, содержит сдвиговый регистр, причем выход элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ подключен к информационному входу сдвигового регистра, управляющий вход которого подсоединен . к входу счетных импульсов схемы и счетному входу счетчика.

На чертеже показана структура схемы сравнения кодов.

Схема содержит входы 1 схемы первой группы, входы 2 схемы второй группы, счетчик, 3, коммутаторы 4 и 5, группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 6, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, сдвиговый регистр 8, выходы 9 схемы, вход 10 счетных импульсов.

Схема работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчик 3 находится в нулевом состоянии. Значение исходной функции на всех двоичных наборах входных переменных (таблица истинности) подается на входы 1.

На входы 2 подается п-разрядный двоичный код, несущий информацию о

roM, по каким переменным вычисляется булева разность. При вычислении булевой разности по переменной х; в

1-м разряде кода — единица,s остальных — нули..

Прн подаче счетных импульсов на вход 10 счетчик формирует последовательность двоичных наборов. На каж-. дом из них производится определение значения функции с помощью коммутатора 4. В группе элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 6 по набору, поступающе.му со счетчика 3, и коду переменной,: поступающему на входы схемы, формируется второй набор, на котором определяется значение функции с помощью коммутатора 5. На выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 формируется значение булевой разности, поступающее на информационный вход сдвигового регистра 8, выходы 9.которого являются выходами схемы.

По окончании счетного импульса значение булевой разности запишется в сдвиговый регистр 8, а счетчик 3 изменит свое состояние на единицу. После подачи 2 счетных импульсов счетчик 3 возвратится в исходное состояние, а процесс вычисления булевой разности будет закончен.

Работа схемы иллюстрируется примером, приведенным в табл.1 и 2.

Воспользуемся для оценки сложности данной схемы и схемы прототипа числом входов в логические элементы (оценка по Квайну) . Тогда сложность схемы-прототипа $ определится по фор1 муле

8 =A 2 +2 2 +и+С

1 где A — сложность одной ячейки регистра;

1016778 где 2"/4(— чис. ло корпусов, необходиьих для реализации сдвигового регистра;

С. — число корпусов, необходимых для реализации остальной части схемы.

Число корпусов, необходимых для построения схем-прототипа, определяется формулой

К = gZ"/8t +32 /4 + 2 /2f+C, (5).

t где 2 /8à — число корпусов, иеобходимих для реализации дешифраторау

72 /4(. — число корпусов, необходимых для реализации группы элементов И;

1 2 /2à — число корпусов, необходим@к для реализации регист рае

В табл. 3 отражены затраты на реализацию обоих устройств,расчитанные по формуле 4 и 5 .Коэффициент С в таблице не учтен, поскольку он одинаков для обоих устройств.

Кроме того, предлагаемая схема срав- нения кодов имеет значительно меньшеечисло связей между корпусами, чем схеа-прототип.

Таблица l

Пример исходной функции при п=З

В 2 81

Если для регистра в качестве ячейки памяти принять s схеме-прототипе салий простой RS-триггер, то в данной2О схеме D-триггер с внутренней задерж-кой информации, то А=4, à D=13, получим что неравенство

12 2 +С C4 ° 2 +2 ° 2 +n 2Ч.п+С справедливо при и би., следовательно, 25 при построении устройства для вычисления булевой разности логической . Функции., зависящей от шести и более м переменных, предлагаемая схема является более простой, чем схема-про- п тотип.

Сравним сложность обоих устройств по числу корпусов серийно выпускающихся интегральных схем, необходиьих для их реализации. Для обеспечения равных условий при сравнении примем, :что будут использоваться интегральные схеви имеющие 14 или 16 выводов.

СиМволом 3А 1. будем обозначать ближайшее число, не,меньшее A. Число корпусов необходиьих для реализации предлагаемого устройства можно рассчитать по формуле, 2.

000

001

010

011

100.101

110

12 "1+/+.ñ., (y p

45 Таблица 2

Вычисление булевой разности по х„ (код переменной 0101

Значение выхоцов Булевая разность коммутатора 4 группы 6 коммутатора

9 счетного Состояние импульса счетчика

000

010

0

011

001

000

010

001

011

110

100

101

100

110

101

A 2 - сложность всего регистра;

2 ° 2 - сложность группы элементов

И; и- 2 +и — сложность дешифрЬторау п — число переменных, от ксторых зависит исходная функцияу

С вЂ” сложность остальной части схеьи.

Сложность предлагаемой схемы S2 оценивается формулой

S =D 2п+С, I где Π— сложность одной ячейки сдвигового регистра.

Предлагаемая схема проще схемы-прототипа, когда выполняется неравенство

Входные наборы Значение функции

1016778

1 .Таблица 3

Число tc @ o для устройства

»»»» предлагаемого прототипа

3 »

28

896

Составитель В.Кайданов

Редактор B.Беэродная ТехредС Мигунова

Корректор Л. Бокшан

».Закаэ 3386/47 Тираж 706

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7

16 зг

128

256

112

224

448