Универсальный логический модуль

 

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий элементы И и элемент равнозиачности, причем первый и второй входы первого элемента И соединены с первю и вторым входами модуля соответственно, первый и второй входы второго элемента И соединены с третьим и четвертым входами модуля соответственно, первьй вход элемента разнозначности соединен с 7 1 ffl 11 9 I П 13 It Г5 I L JL J 1 пятым входом модуля, отличающийся тем, что, с целью упрощения модуля, в него введен сумматор по модулю два, причем третий и четвертый входы первого элемента И : соединены с шестым и седьмым входами модуля соответственно, третий и четвертый входы второго элемента И соединены с восьмьм и девятьм входами модуля соответственно, входы третьего элемента И соединены с десятым , одиннадцатым, двенадцатым и тринадцатым входами модуля соответственно , входы четвертого элемента И соединены с четырнадцатьм, пят- , надцатым, шестнадцатые и семнадцать входами модуля соответственно, втоел рой и третий входы элемента равнозначности соединены с восемнадцать и девятнадцатые входами модуля соответственно , входы сумматора по модулю два соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого элементов И, выходом элемента равнозначности и двадцатью входом модуля соответственно , выход сумматора по модулю два является выходом модуля. 19 10 21 а гз 2 2$ /7 Г8 I I I I I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ())) 4(5)) G 06 F 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

У 3 Э Ю 1f 12 О 14 lS

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛНРЫПИЙ (21) 3658926/24-24 (22) 31.10.83 (4б) 30.03.85. Бюл. N 12 (72) А.И.Аспидов, С.Н.Огороднов, Ю.Т.Селетников и А.Н.Лысенко (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 947851, кл. G 06 F 7/00, 1980.

2. Якубайтис Э.A. Универсальные логические элементы. — "Автоматика и вычислительная техника", 1973, В 5, с. 2.

3. Авторское свидетельство СССР

У 966689, кл. G 06 F 7/00, 1981 (прототип) ° (54)(57) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ

МОДУЛЬ, содержащий элементы И и. элемент равнозначности, причем первый и второй входы первого элемента И соединены с первьм и вторьм входами модуля соответственно, первый и второй входы второго элемента И соединены с третьим и четвертьи входами модуля соответственно, первый вход элемента разнозначности соединен с . пятым входом модуля, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения модуля, в него введен сумматор по модулю два, причем третий и четвертый входы первого элемента И соединены с шестьм и седьмым входами модуля соответственно, третий и четвертыи входы второго элемента И соединены с восьмьм и девятым входами модуля соответственно, входы третьего элемента И соединены с десятым, одиннадцатым, двенадцатым и тринадцатым входами модуля соответственно, входы четвертого элемента И соединены с четырнадцатьи, пятнадцатым, шестнадцатьи и семнадцатьи о входами модуля соответственно, второй и третий входы элемента равнозначности соединены с восемнадцатьм и девятнадцатьм входами модуля соответственно, входы сумматора по модулю два соединены с выходами первого, второro, третьеro и четвертого элементов И, выходом элемента равнозначности и двадцатью входом модуля соответственно, выход сумматора по модулю два является выходом модуля.

1 1148024 2

Изобретение относится к автомати- входами модуля соответственно, вхоке и вычислительной технике. ды сумматора по модулю два соединеИзвестен универсальный логичес- ны с выходами первого, второго, кий модуль, содержащий элементы И третьего и четвертого элементов И, и ИЛИ, восемь управляющих и шестнад- $ выходом элемента равнозначности и цать информационных входов (11 . двадцатьи входом модуля соответственУказанный модуль позволяет реали- но,выход сумматора по модулю два зовать все логические функции четы- является выходом модуля. рех аргументов, однако он имеет боль- На чертеже представлена функциошую сложность. 10 нальная схема модуля.

Известен универсальный логичес- Модуль содержит элементы И 1-4, кий модуль, содержащий элементы И и элемент 5 равнозначности, сумматор 6 элемент ИЛИ, реализующий все функ- по модулю два, входы 7-26 и вьг ции четырех аргументов (2) . ход 27.

Недостатком данного модуля яв- 15 Функциональная схема модуля опиляется высокая сложность. сывается следующим выражением

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является многофункциональный модуль, реализующий все логические функции четырех аргументов, содержащий четыре информационных входа, четыре настроечных входа, десять элементов И, пять элементов ИЛИ, три элемента НЕ, элемент равнозначности и один выход f3) .

2$

Недостатками известного модуля являются высокая сложность и низкое быстродействие.

Цель изобретения - упрощение модуля.

Поставленная цель достигается тем, что в универсальный логический модуль, содержащий элементы И и элемент равнозначности, причем первый и второй входы первого элемента И сое- 35 динены с первьи и вторым входами модуля соответственно, первый и второй входы второго элемента И соединены с третьим и четвертьи входами модуля соответственно, первый. вход элемен- Ю та равнозначности соединен с пятым входом модуля, введен сумматор по модулю два, причем третий и четвертый входы первого элемента И соединены с шестьи и седьмьи входами модуля 45 соответственно, третий и четвертый, входы второго элемента И соединены с восьмьи и девятым входами модуля соответственно, входы третьего элемента И соединены с десятьи, одиннад-50 цатьи, двенадцатьм и тринадцатьи входами модуля соответственно, входы четвертого элемента И соединены с четырнадцатьи, пятнадцатым, шестнадцатым и семнадцатьи входами модуля 55 соответственно, второй и третий входы элемента равнозначности соединены с восемнадцатым и девятнадцатым где U, — аргументы настройки, имеющие область аначаний (O,l,x,, х, х,, хчj

R(a, Ь, с) =abc v abc — функция равнозначности, Г(х1, х ) — любая логическая функ:.. ция четырех аргументов.

Вынося по Шенноиу за скобки старшие аргументы Х и Х, получим, что таблица истинности любой функции разбивается на тетрады и каждая из тетрад может принимать одно из шест" надцати значений функций двух аргументов )Х $ и Х„). Каждый из элементов И на четыре входа может реализовать следующие функции при подстановке на его вход соответствующих аргументов настройки: константа "0", константа "1", х;, х;х., х;х х„., л л л б а э ч 1 б х, х х 1х,, где i j, k = 1,2,3,4.

Если функция F (х„,х ) содержит только такие конструкции в каждой из четырех тетрад, то она реализуется модулем путем .суммирования по модулю два выходных значений элементов И.

Пример реализации данного класса. функций приведен в табл. 1. При этом значения аргументов настройки на входах 23-26 должны соответственно принимать значения 1,0,0,0.

Значения сигналов на выходах элементов модуля при реализации данной функции приведены в табл. 2.

Если функции в тетрадах содержат по три единицы, то на соответствующем элементе И путем подстановки арf148024

Таблица

Х тетрада II тетрада III тетрада IY тетрада

9 набора

Значение функции

3 : 4 : 5 : 6 : 7 : 8 : 9 : 10 1t 12: 13: 14:15

1: 2

О:1:1:О;1:О;1:1.0;О:О:1,1:1;1

Р (х, х ) О;

Я настр. входа

7 8: 9: 10;11:12: 13:14:15: 16

17 18: 19 . 20; 21. 22

ХЗ: X4: Х1! Х2! 1:, 1

Значение аргумента настройки

Х1:. Х2: Х4 1: Х1 Х2

Х1 Х2 XÇ

Таблица 2

Выход элемента 1

Выход элемента

0000 01 01 0000 0000

Выход элемента

0000

0000 1000 0000

Выход элемента

0000 0000 ОООО 1111

Выход элемента

0000 0000 0000 0000 гументов настройки реализуется инверсная ей функция, а затем такие тетрады инвертируются путем подачи единичного кода, используя настроечные входы 23-26.

Пример реализации таких функций приведен в табл. 3, а ее получение на выходе модуля — в табл. 4. Значения аргументов настройки на входах 23-26 должны быть соответственно равны Xi Х2 ° 1,1.

Осталась возможность наличия в каких-либо из тетрад комбинаций, соответствующих функциям ХЗ Х4 ХЗ Х4 либо ХЗ Х4 Y ХЗ Х4

Значения аргументов настройки для реализации таких функций по всем возможным типам (наличие вьипеуказанных комбинаций в одной, двух, трех и четырех тетрадах} представлены в табл. 5 и 6.

Таким образом, предлагаемый модуль реализует все логические функции четырех аргументов путем подачи на его вход аргументов настройки, при этом значение функции на выхоце будет получено через 2, где c — за,держка на одном элементе модуля.

Предлагаемый модуль по сравнению с прототипом имеет более простую схе10 му(шесть элементов, прототип двадцать два обладает более высоким быстродействием, имеет более регулярную схему три типа элементов, прототип четыре в результате чего он более надежен.

Предлагаемый модуль целесообразноо ис поль зо в ать при п роек тиров анни быстродействующих, высоконадежных, адаптивных к неисправностям цифровых устройств вычислительной техники.

1148024

Продолжение табл.2

1 00ll 0000 0000 0000

Выход элемента

Значение на входе 26

0000 0000 0000 0000

Выход модуля 27

0011 0101 1000 1111

Таблица 3

5 6

13 14

10 11

1: 0 1; 0

F(й х) 1 1 0

Н кастр. входа 7 .

10: 11 12; 13:

8: 9

Значение аргумента настройки Х1, Х2; Х3 .

Х1 Х2: ХЗ:

X4:

Таблица 4

Выход элемента 1 0010 0000 0000

0000

Выход элемента 2 0000 0100 0000

0000

Выход элемента 3

0000 0000 0100

0000

Выход элемента 4

0000 0000 .0000

1000

Выход элемента 5

0000

0000 1111 0000

Значение на входе 26

1111 1111 1111

Выход модуля 27

1 t 01 0100 1011

0111

В набора

Значение функции

0 Ч; 0:1:1:0:1;1;1

14 15: 16; 17; 18: 19: 20: 21: 22, °

Х4 Х1 Х2 Х3 ". X4 Xl: Х2 X3. Х4

114802 г

Таблица 5

12 13

9 10

7 8

5 Ь

F (х,х1) 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

1. 1 4

0 1 0 0 1

0 1 г 0

Р (х Ф х4) 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1

Р (х,х!) О О О О О ! О О

F (х,,х1) 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1

Таблица 6

19 20 2t 22 "..! 4 25

1415 16

12 13

10 11

ХЗ 1 Х1 Х2 Х4 1 Х1 Х2 Х3 Х4 Х3 Х4 ХЗ 0

F (х, х4) 0 0 0 0 Х1Х2

1 19

Х4 1 0 0 0 0 Х1 Х2 Х31 0 0 1 Х4

ХЗ 1 Х1 Х2 Х3 1 Х1 Х2 ХЗ 1 0 0 1 Х4

Х1 Х2ХЗ 1 Х1Х2

Х1 Х2 ХЗ Х4 Х1 Х2

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ХЗ Х4 ХЗ Х1

F„(x1 хФ) Составитель А Федоров

Техред А. Бабинец Корректор М.лемчик

Редактор Ю. Ковач

Заказ 1574/39 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. ° . д. 4/5

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

У набора

Значение функции

У входа настройки

Значение аргументо настройки

F (х,, х1)

Р,(х„, х ) 1