Логический элемент

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислиW , тельной техники, использующих в своей работе пороговые элементы (ПЭ), и в различных устройствах автоматического управления, распознавания образов , в которых необходимо по входным сигналам быстро вычислить значение некоторой булевой функции. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования и пороговых и булевых функций. Уст .ройство содержит блок 1 присвоения весов, блок 2 вычисления взвешенной cjTMMbi и блок 3 вычисления значения булевой функции. Для достижения поставленной цели в блок 3 вычисления булевой функции введены четыре элемента И, три инвертора и элемент ;ИЛИ. 5 ил.,, 1 табл. с (Л с/:) 4 :о СП ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

55 А1 (19) (11) (51) 4 Н 03 К 19 23

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3922382/24-21 (22) 02.07.85 (46) 07.10.87. Бюл..й 37 (72) Н. Н. Айзенберг, И. Н. Айзенберг, С. В. Пилюгин, Г. С. Юницкий и В. А. Гавриков (53) 621.374(088.8) (56). Добронравов О. Е,, Овчинников В. В. Проектирование схем и узлов ЭВМ на пороговых элементах. М.:

Энергия, 1976, Авторское свидетельство СССР

М 395985, кл. Н 03 К 19/23, 1973, (54) ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники, использующих в своей работе пороговые элементы (ПЭ), и в различных устройствах автоматического управления, распознавания образов, в которых необходимо по входным сигналам быстро вычислить значение некоторой булевой функции. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет формирования и пороговых и булевых функций. Уст,ройство содержит блок 1 присвоения весов, блок 2 вычисления взвешен-. ной суммы и блок 3 вычисления значения булевой функции. Для достижения поставленной цели в блок 3 вычисления булевой функции введены четыре элемента И, три инвертора и элемент

ИЛИ. 5 ил, 1 табл, 1343550

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники, использующих в своей работе пороговые элементы (ПЭ) и схемы из

ПЭ для их замены, а также в различных устройствах автоматического управления, распознавания, образов, в которых необходимо по входным сигналам быстро вычислить значение некоторой булевой функции.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет возможности формирования всех бу.певых функций.

На фиг, 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 — схема блока прис— воения весов; на фиг, 3 — схема блока вычисления взвешенной суммы; на фиг, 4 — схема сумматора по модулю восемь (составная часть блока вычис.ления взвешенной суммы); на фиг. 5 схема блока вычисления булевой функции . .Устройство включает в, себя блок 1 присвоения весов, блок 2 вычисления взвешенной суммы и блок 3 вычисления значения булевой функции.

Блок 1 присвоения весов содержит три группы (в соответствии с числом переменных) по три (в соответствии с числом двоичных разрядов весов) двухвходовых элемента И 4,причем каждая группа имеет три входа и три выхода (в соответствии с числом двоичных разрядов весов). Одни входы каждой группы элементов И соединены с соответствующим информационным входом всего устройства для сигнала, представляющего значение соответствующей булевой переменной, другие входы каждой группы элементов И вЂ” с соответствующими управляющими входами

УСтрОйСтна (pcs BeCoB W, Ж, Ж данной функции).

Выходы каждой из трех групп элементов И представляют собой выходы блока присвоения весов, Они соединены с соответствующими группами I, Т, IlI входов блока вычисления взвешенной суммы.

Блок 2 вычисления взвешенной суммы (фиг. 3) содержит три сумматора

5=1 — 5=3 по модулю восемь. Входы элемента 5=1 соединены с нулевой и первой группами входов блока вычис— ления взвешенной суммы, входы элеменс;

55 та 5=? — c 2-й и 3 — и группами входов блока вычисления взвешенной с уммы.

Выходы элементов 5= и 5=2 соединены с входами элемента 5=3, выходы которого соединяются с выходами блока вычисления взвешенной суммы. Группы

II III входов блока вычисления взвешенной суммы соединены с группа— ми Х, II III входов блока присвоения весов. Группа 0 входов блока вычисления взвешенной суммы соединена с управляющими входами устройства для сигналов, соответствующих весу для данной функции. о

Сумматор по модулю восемь (фиг. 4) предназначен для вычисления значения суммы Z = (V + Y! по модулю восемь, где V Y, Z — цеBb е числа от нуля до семи. Числа V Y. Z. представляются в виде трехразрядпых двоичных цепочек (V,,Vz, V);(Y,,,,У) (К,,К,, Z ) соответственно. Входы V„, Y и V

Y соединены с входами первого лолусумматора 6 (элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ) и первого двухвходового элемента И, причем выход первого полусумматора соединен с выходом Z сумматора, выход первого элемента И вЂ” с входом второго полусумматора и входом второго двухвходового элемента И, входы третьего полусумматора и третьего двухвходового элемента И вЂ” с входами

Ч, VZ сумматора, выход третьего полусумматора — с входом второго полусумматора и с входом второго элемента И, выход второго полусумчатора— с выходом ZÄ сумматора, выходы второго и третьего элементов И вЂ” с входами двухвходового элемента ИЛИ 7, входы четвертого полусумматора — с входами

Wz, Yz cумматора, G выход пятого полусумматора, другой вход которого соединен с выходом элемента

ИЛИ, выход пятого полусумматора соединен с выходом сумматора. V, Vz, V, Y,, Y, Y сумматора соответству— ют слагaeMbM 1 и У, выходы Zi Е

2 — сумме Z=V+Y по модулю восемь.

Блок вычисления значения булевой функции (фиг. 5) состоит из одного четырехвходового элемента ИЛИ 10, четырех трехвходовых элементов И 8, и трех инверторов 9, при этом инверторы и элементы И соединены таким образом, что образуют схему дешифратора констант 011,. 101, 110, 111, причем входы блока соединены с инверторами и трехвходовыми элементами И, 43550 4 весов: У = (001) W< = (O!0) — (101); W, = (100). Работа элемента характеризуется таблицей.

Взвешенная сумма

2=Wo+WX,+

3 3

Значение функции на выходе

r(x,, х„

"х,)

5 Х

Устройство работает следующим образом.

Сигналы, соответствующие булевым переменным Х„, Х2, ХЗ, подаются на ининформационные входы устройства. С

i-го информационного входа они поступают на i-ю группу двухвходовых зле|ментов И блока присвоения весов. На управляющие входы устройства подаются в виде трехразрядных двоичных чисел веса, соответствующие данной функции, причем сигналы, соответствующие весам W,, И2, Ы, подаются поразрядно на соответствующие группы элементов И блока присвоения весов, сигналы, соответствующие весу М вЂ” на группу 0 входов блока вычисления взвешенной сумму. 25

Набор весов W,, W» W2 W» реализующий данную функцию, может быть указан для любой функции трех переменных. С каждой группы элементов И блока присвоения весов снимаются сиг-З0 налы, соответствующие взвешенным переменным W Х, (с первой), W2X2 (с второй), W Х (с третьей.), причем

W X. представляет собой трехразряд1 ное двоичное число, Эти сигналы поступают на соответствующие входы блока вычисления взвешенной суммы.

На сумматоре 5=1 этого блока вычисляется сумма У + W„ Х„, на сумматоре

5=2 — cmMa Ч2Х2 + W3Х, на суммато- 40 ре 5-3 — вся взвешенйая сумма W0 +

+ W„X1 + W2Х2 + 03Х3, которая представляет собой также трехразрядное двоичное число.

Сигналы представляющие Взвешен 45 ную сумму, подаются поразрядно на входы блока вычисления значения булевой функции, в котором взвешенная сумма сравнивается с константами (011), (101), (110) и (111), которые 50 дешифрируют данный блок. Если взвешенная сумма равна одной из этих констант, на выходе устройства появится сигнал "1", в противном случае—

"0, Указанные константы являются стандартными для всех функций трех переменных.

Пример. На управляющие входы элемента подается следующий набор

0 01

01

1 10

0 10

0 11

1 11

0 00

1 00

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0

1 1 0

3 13 выходы элемента И вЂ” с входами элемента ИЛИ, а выход элемента ИЛИ является четвертой схемой совпадения, Входы четырех схем совпадения соединены с входами элемента ИЛИ, выходом блока и всего устройства в целом.

Таким образом, при указанных управляющих сигналах элемент реализует функцию Г(Х„, Х, Х ) = (011 011 00), Формула изобретения

Логический элемент, содержащий блок присвоения весов, блок вычисления взвешенной суммы и блок вычисления значения булевой функции, входы которого соединены с выходами блока вычисления взвешенной суммы, первая, вторая и третья группы входов которого соединены с первой, второй и третьей группами выходов блока присво-, ения весов, первая, вторая и третья группы входов которого являются соответственно первой, второй и третьей группами входов присвоения весов логического элемента, три информационных входа логического элемента и ну» левая группа входов присвоения весов логического элемента соединены соответственно с информационными входами блока присвоения весов и нулевой группой входов блока вычисления взвешенной суммы, блок присвоения весов содержит первую, вторую и третью группы из трех элементов И, выходы которых являются выходами соответст1343550

И/2Х2

Х, "z Хд

©ue. 2 вующей группы выходов блока присвоения весов, первые входы элементов И каждой группы являются входами соответствующей группы входов блока присвоения весов, i-й информационный

5 вход которого i = 1, 2, 3, соединен с вторыми входами элементов И i-й группы, блок вычисления взвешенной суммы содержит первый, второй и третий сумматоры по модулю восемь, вхо- 10 ды нулевой и первой групп входов блока вычисления взвешенной суммы соединены с входами первого сумматора по модулю восемь, входы второй и третьей групп входов блока вычисле- 15 ния взвешенной суммы соединены с входами второго сумматора по модулю восемь, выходы блока вычисления взвешенной суммы соединены с выходами третьего сумматора по модулю восемь, 20 входы которого соединены с выходами первого и второго сумматоров по модулю Восемь О т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности формирования всех була†. вых функций, блок вычисления булевой функции содержит четыре элемента И, три инвертора и элемент ИЛИ, выход которого является выходом блока вычисления булевой функции, входы эле-. мента ИЛИ соединены с выходами элементов И, а первый, второй и третий входы блока вычисления булевой функции соединены с входами соответственно первого, второго и третьего инверторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И, а каждый из входов ин— в ерторов соединен с входами тех элементов И, которые не соединены . с выходом данного инвертора.

Wo /1 Х1

2 "

" 3 3

Фиг. 3

У

У

Фиг.0

3

Ъ

Б

Составитель О. Скворцов

Редактор П. Гереши Текред М.яндык Корректор И.Муска

Заказ 4836/56

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4