Многофункциональный логический модуль

 

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧ i ЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий логичес- .кие блоки формирования минтермов, элементы И и ИЛИ, причем информационные входы модуля подключены к входам логических блоков формирования минтермов соответственно, выходы которых подключены к первым входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого явля ется выходом модуля, при этом первый логический блок формирования минтермов содержит элементы И и элемент ИЛИ, выход которого является : выходом блока, первый вход которого . Подключен к инверсному входу первого элемента И и к прямым входам второго и третьего элементов И, второй вхбд блока подключен кинверсным входам первого и второго элементов И и к прямому входу третьего элемента И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьего элементов И и к прямому входу второго : элемента И, выходы элементов И подключены .к входам элемента ИЛИ соответственно , второй логический блок формирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом блока, первый вход которого подключен к прямому входу первого элемента И и к инверсным входам второго и третьего элементов И, второй вход блока подключен к инверсным входг1м первого и второго элементов И и к прямому входу третьего элемента. И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьего элементов Инк прямому входу второго элемента И,-выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ соответственно,, третий логический блок формирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ, выход (Л элемента ИЛИ является выходом блока, первый вход которого подключен к инверсному входу первого элемента И и к прямому входу второго элемента И, второй и третий входы блока подключены к вторым и третьим входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, отли -4 чающийся тем, что, с целью со расширения области применения за счет возможности реализации булевых | функций п переменных, модуль со держит мультиплексоры, информационные входал которых подключены к груп00 пам дополнительных информационных входов модуля соответственно, настроечные входы первого, второго и третьего мультиплексоров подключены к настроечным входам модуля соответственно , выходы мультиплексоров подключены к вторым входам соответствующих элементов И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 06 F 7 0 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f30 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втомиомь свидетельств

i) (21 3510452/18-24 (22 11.11.82 (46 15.02.84. Вюл. 9 6 (72 В.Л. Артюхов и А ° А ° Шалыто (53) 681.3 (088.8) (56) 1. .Патент США Р 3579119, кл. 328/92, опублик. 1971.

2. Артюхов В.Л., Копейкин Г.А., Шалыго A.A. Судовые управляющие логические системы. Л., Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов судостроительной промышпенности, 1981, с. 50, рис.5 (прототип). (54) (57) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИК

;ЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий логичес. кие блоки формирования минтермов, элементы И и ИЛИ„ причем информационные входы модуля подключены к входам логических блоков формирования минтермов соответственно, выходы которых подключены к первым входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ; выход которого явля ется выходом модуля, при этом первый логический блок формирования

:минтермов содержит элементы И и эле- мент ИЛИ, выход которого является . выходом блока, первый вход которого .

;подключен к инверсному входу первого элемента И и к прямым входам второго ,и третьего элементов И, второй вход блока подключен к инверсным входам, первого и второго элементов H и к прямому входу третьего элемента И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьего элеМентов И и к прямому входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, второй логический блок формирования минтермов содержит элементы И и ИЛИ, выход элемента ИЛИ является выходом блока, первый вход которого подключен к прямому входу первого элемента И и к инверсным входам второго и третьего элементов И, второй вход блока подключен к инверсным входам первого и второго элементов И и к прямому входу треть его элемента И, третий вход блока подключен к инверсным входам первого и третьего элементов И и к прямому входу второго элемента И, выходы элементов И подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, третий логический блок формирования минтер- Ж мов содержит элементы И и ИЛИ, выход,р элемента HJIH является выходом блока, кафф первый вход которого подключен к ин- у версному входу первого элемента И и к прямому входу второго элемента И, второй и третий входы блока подключены к вторым и третьим входам элементов И соответственно, выходы которых подключены к входам элемента ИЛИ соответственно, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности реализации булевых функций П переменных, модуль содержит мультиплексоры, информационные входы которых подключены к группам дополнительных информационных входов модуля соответственно, настроечные входы первого, второго и третьего мультиплексоров подключены к настроечным входам модуля соот-,файв ветственно, выходы мультиплексоров подключены к вторым входам соответствующих элементов И.

1073768

М (n) = n + 3 2

Модуль содержит (Фиг.1) информационные входы 1-4, настроечные входы Ъ, три логических блока 6-8,каждый из которых реализует дизьюнкцию минтермов, удовлетворяющих условию избирательности, трех переменных с тремя входами и одним выходом каждый, три мультиплексора 9-.11 с п-3 информационными и 2" настроечными входами. каждый, три.двухвходовых элемента И 12-14, трехвходовой элемент ИЛИ 15, выход 16. Причем i-й информационный вход модуля (i = 1, 2, 3) подключен к i-му входу каждого блока (6, 7 и 8 соответственно), выход каждого блока (6,7,8 соответственно) подключен к первому входу

i-ro элемента И (12, 13 и 14 соответственно), выход которого подключен к i-му входу элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к выходу модуля 16, )-й настроечный вход (j = 1,2........,2 " ) i-ro мультиплексора (9,10 и 11 соответственно) подключен к |,) + (i-1) 2" (-му настроечному входу модуля 5, 8 -й ин формационный вход (8 = 1,2,......, и-3) каждого мультиплексора (9, 10 и 11 соответственно) подключен к (6 + 3)-у информационному входу модуля 4, выход i-ro мультиплексора (9, 10 и 11 соответственно) подключен к второму входу i-го элемента И (12, 13 и 14 соответственно).

Структуры блоков 6,7 и 8 (Фиг. 2-4) описываются формулами

1 -Х,Х ХзЧ Х Х ХзЧ ХХ Х )

fg XgX XgЧ X Xg Х- Ч Х1Х2 Х р y"- Х„Х2 Х Ч Х Х Х соответственно, а эти блоки реализуются элементами HE-И-ИЛИ.

На Фиг.4 показано, что блок 8 имеет три входа, однако, так как он реализует функцию

5 =Х„Х Х ЧХ„Х Х =Х Х, то он может быть реализован одним двухвходовым элементом И.

Для минтермов, входящих в функции Г4, f<, f, выполняется условие избирательности (табл.2).

Число входов модуля определяется соотношением

В табл.3 приведены значения

М®(n ) для n = 3-7.

Работу устройства продемонстрируем на примере модуля, универсального в классе произвольных булевых функций пяти переменных.

В этом случае число входов модуля

М4(5) = 5 + 3"2 = 17, т.е. модуль (фиг.1) имеет пять информационных (входы 1-4) и двенадцать настроечных входов входы 5.

Работа мультиплексоров, входящи:: в состав модуля, в этом случае описывается формулой

F Х Х ((< 11 <> . L(i <)+4 4(-<)as

Е - "-2, 4 6 4(-(1+2 4Х5ЧЕ4(,. ) 4Х5

10 4(1- 1 4 Х4Х6 а структура модуля Формулой з ! Y(,X .„Х 5 1 " q y . 4, (Х,. ° Х )Х

1-4

15 4 (-<)«» ° (; ) 4 °

Хг(Х,Х 2

Определим для иллюстрации работы модуля настройку его на выполнение функции пяти переменных " 2 из 5", задаваемую табл.4.

20 . Перепишем табл.4, расположив минтермы в ней в соответствии со структурой модуля (табл.5).

В последнем столбце табл.5 указаны переменные, их инверсии и кон25 станты 0 и 1, которые должны быть поданы на настроечные входы. Сигнал, подаваемый на настроечный вход, определяется по виду фрагмента столбца У, соответствующего этому на30 строечному входу.

Если фрагмент столбца Y,ñooòâåòствующий k -му настроечному входу, совпадает с фрагментом столбца переменной Х>, то на настроечный вход подается переменная Хр(р = 1-3).

Если фрагмент столбца У, соответствующий k -му настроечному входу, совпадает с инверсией фрагмента столбца переменной Ху, то на настроечный вход подается инверсия переменной Хи,р = 1-.3).

Если фрагмент столбца У, соответствующий к-му настроечному входу, целиком состоит из нулей (единиц), то на к-й настроечный вход

45 подается константа 0 (1).

Поэтому, для реализации заданной функции пяти переменных «а входы модуля необходимо падать сле50 дующие сигналы: (Вход 1 — Х, Вход 9 — К Вход 17 — 0

Вход 2 — Х Вход 10 — 0

Вход 3 — Х Вход 11 — 1

Вход 4 — Х4 Вход 12 - 1

Вход 5 — Х Вход 13 — 0

Вход 6 — Х< Вход 14 — Х

Вход 7 — 0 Вход 15 — 0

Вход 8 — 0 Вход 16 — 0

60 Таким образом, данный модуль по сравнению с модулем-прототипом имеет более широкую область применения, так как предназначен для реализации булевых функций при любых значениях числа переменных и, 1073768

III х

I 1

xg Y9

Х1 X2 . X9 х, хд х

0 а 0 0

1 а о

1 а о

0 в 1 1

0 в

Таблица 2

Х11

Х1 Х2ХЗ

x,f, 1 2 х Х

I»

Хд 1

X

X f

ХЯ 1 х 1 x2 х 3 х„х х

Оf2-О

0 ° f1

Х1Х2Х3 Ч К Х КЗЧ ЧХ,Х Х3

N (n)

1 х Y х, Х2

0

0 а 0 1 а 0 0 а 1 0 а 1 0 а 1 1 а 1 1 в 0 0 в 0 1 х xqx3 Ч х1хяхз

X,Õ Х3 У Х Х Х3

1ххЕхх3

Х1 Х2 х3 Ч Х1 Х2 Х3 х1 Эх 3 Ч Х1х2 Х3ч

Ч 1ХЯ 3

Х 1 Х 2 Х,3+ К Х 2 Х 3 х1х х> х1х х ч к х к>

1 3

Х1Х2Х Ч К1 Х2Х3

Та бл ица 3

3 4 5 б 7 б 10 17 30 49

Х1 fg = к„к,к, Х1 Ъ x1x2x3

Таблица 4

1073768

0

0 аблица .5. х х

0

Номер настро(ечного входа (ху

Продолжение табл.4

1 х ) т

Сигнал на

Y настроечном входе

1073768! х

0

0

0

0

0

0

0

0

10

0

Номер

: настроечного входа

Продолжение табл. 5 (. игнал на настроеЧном входе

1073768

Р0а3

ВНИИПИ Заказ 331/48 Тираж 669 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4