Многофункциональный модуль

 

Изобретение относится к вычислительной технике и. автоматике и предназначено для реализации всех бесповторных логических формул от шести и менее переменных, представленных в дизъюнктивной нормальной форме. Цель изобретения - повышение быстродействия. Модуль содержит входы 1- 9, элементы И 10-21, элементы ИЛИ 22-26, выход 27, При подаче сигналов настройки, принадлежащих множеству {0,1, х, х}, на выходе модуля реализуются требуемые функции . 2 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з 6 Об F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1, (21) 4814711/24 (22) 16,04.90 (46) 30.05.92. Бюл. ht 20 (72) А.В.Кондратьев. И.О.Синегубое, Ю.А.Аляев, M.И,Екимов, В,В.Овчинников и А.А. Рачинский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1277086, кл. G 06 F 7/00, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 1661751, кл. G 06 F 7/ОО, 1988.

„„ Ы„„1737439 А1 (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ МОДУЛЬ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для реализации всех бесповторных логических формул от шести и менее переменных, представленных в дизьюнкгивной нормальной форме. Цепь изобретения — повышение быстродействия. Модуль содержит входы 1- .

9, элементы И 10-21, элементы ИЛИ 22-26, выход 27. При подаче сигналов настройки, . принадлежащих мно.кеству(0, I, x, x), на выходе модуля реализуются требуемые функции. 2 табл., 1 ил.

1737439

30

50

Изобретение относится к вычисли. тельной технике и автоматике и позволяет реализовать путем настройки все бесповторные логические формулы от шести и менее букв, представленные в дизьюнктивной нормальной форме.

Известен многофункциональный модуль, реализующий путем настройки все бесповторные логические формулы от шести и менее букв, представленные в дизъюнктивной нормальной форме.

Недостатками этого устройства являются его сложность из-за большого количества логических элементов, составляющих функциональную схему модуля, и невысокое быстродействие, Наиболее близким к предлагаемому является многофункциональный модуль, содержащий элементы И, ИЛИ и десять внешних выводов и реализующий пугем настройки все бесповторные логические формулы от шести и менее букв, представленные в дизъюнктивной нормальной форме.

Недостатком данного модуля является его невысокое быстродействие из-за большого числа каскадов. Так, например, число каскадов у данного модуля равно 5.

Цель изобретения — повышение эффективности модуля путем увеличения быстродействия за счет сокращения числа каскадов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем двенадцать элементов И, пять элементов ИЛИ, девять входов и один выход, причем первый и второй входы модуля соединены с первым и вторым входами первого элемента И, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и первого элемента

ИЛИ, выход ко.орого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго weмента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пятого и седьмого элементов И, третий вход модуля соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, четвертый и пятый входы которого соедиH8Hbl с выходами девятого и десятого элементов И, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, первый вход пятого элемента И соединен с. пятым входом модуля, шестой вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом модуля, седьмой вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента

И, выход второго элемента ИЛИ является выходом модуля, первый и второй входы модуля соединены с первым и вторым входами одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом третьего и вторым входом четвертого элементов. ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с шестым и седьмым входами модуля, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, третий, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым, вторым и третьим входами девятого элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, восьмым входом модуля и вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом пятого элемента ИЛИ и шестым входом модуля, четвертый и седьмой входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И, третий вход модуля соединен с вторым входом третьего элемента И, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и шестым входом модуля, девятый вход которого соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом пятого элемента

И. и третьим входом четвертого элемента

ИЛИ.

Соединения элементов модуля подобным образом составляет существенное отличие предлагаемого изобретения и повышает его эффективность путем увеличения быстродействия за счет сокращения числа каскадов до четырех. Так, сложность по Квайну у прототипа равна 47, а у предлагаемого изобретения — 49, быстродействие у прототипа равно 5 t(где 5 — число каскадов; r- задержка на каскад), а у предлагаемого изобретения — 4 х. Поскольку одна характеристика (быстродействие) улучшается за счет ухудшения другой (сложность по

Квайну), то сравнение модулей целесообразно проводить с использованием коэффициента эффективности

1737439 где С вЂ” затраты оборудования (s данном случае сложность по Квайну), Т вЂ” быстродействие, Условно полагая для прототипа С1 = 1, Т1- 1 и, следовательно, 31- 1, имеем для предлагаемого модуля С2 = 1.05, Т2 - 0,8 и, следовательно, 32 - 1 0 0 8 =- 0 8, т.е. по

1 1 сравнению с прототипом эффективность предлагаемого модуля повышена на 16 .

На чертеже показано предлагаемое устройство.

На чертеже приняты следующие обозначения: входы 1 — 9 модуля; элементы И 1021; элементы ИЛИ 22 — 26; выход 27 модуля.

Первый 1 и второй 2 входы модуля соединены с первым и вторым входами первого элемента И 10, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И 16 и первого элемента ИЛИ 23. Выход последнего соединен с первым входом третьего элемента И 21, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 26, второй вход которого соединен с.выходом четвертого элемента И 19, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 24. Первый, второй и третий входы элемента ИЛИ 24 соединены соответственно с выходами пятого, шестого и седьмого элементов И 11, 12 и 13. Третий вход 3 модуля соединен с первыми входами четвертогЬ элемента ИЛИ 25 и восьмого элемента И 15. выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 26, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами девятого и десятого элементов И 18 и 20. Четвертый 4 и пятый 5 входы модуля соединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ 22. Первый вход пятого элемента И 11 соединен с пятым входом 5 модуля, шестой вход 6 которого соединен с первым входом шестого элемента И 12; Первый вход седьмого элемента И 13,соединен с первым входом 1 модуля. седьмой вход 7 которого соединен с вторым входом четвертого элемента И

19. Выход второго элемента ИЛИ 26 соединен с выходом 27 модуля. Первый 1 и второй 2 входы модуля соединены с первым и вторым входами одиннадцатого элемента И 14, выход которого соединен с четвертым входом третьего и вторым входом четвертого элементов ИЛИ 24 и 25. Выход четвертого элемента ИЛИ 25 соединен е первым входом десятого элемента И 20, второй и третий входы которого соединены соответственно с шестым 6 и седьмым 7 входами модуля. второй вход 2 которого совдинен с вторым входом шестого элемента

И 12. Третий 3, четвертый 4 и пятый 5 входы.модуля соединены с первым, вторым и третьим входами девятого элемента И 18, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 23, второй вход

5 которого соединен с третьим входом четвертого элемента И 19, восьмым входом 8 модуля и вторым входом второго элемента И

16. Выход последнего соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ 26, седьмой

10 вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И 17, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом пятого элемента ИЛИ 22 и шестым входом 6 модуля, четвертый 4 и седьмой 7

15 входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И 15. Третий вход 3 модуля соединен с вторым входом третьего элемента И 21, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого

20 элемента И 13 и шестым входом 6 модуля, девятый вход 9 которого соединен с третьим входом первого элемента И 10, вторым входом пятого элемента И 11 и третьим входом четвертого элемента ИЛИ 25.

25 Структура модуля описывается булевой функцией девяти переменных

f = (Х1Х2Х9у Х8)ХЗХ4Х5В(1Х2Х9хзу

1(ХтХз(Х1Хф ХБХэЧХ1ХвУХ2Ха) ( у ХвХт(ХэЧХэ /Х1Хг)ЧХэХв(Х1ХгХоУ

30 уХв)уХзХ4Хт /Хв(Х4/Хь).

Работа модуля при различных режимах настройки для реализации всех одиннадцати типов бесповторных ДНФ из шести букв поясняется табл. 1.

35 Из табл. 1 следует, что модуль реализует путем настройки все одиннадцать типов бесповторных ДНФ из пяти букв при условии, что информационные и настроечные входы независимы, причем настройка моду40 ля осуществляется фиксацией настроечных входов константами, что позволяет использовать для настройки ПЗУ.

В табл, 2 приведены данные соответствующей настройки модуля на реализацию

45 бесповторных ДНФ из пяти букв.

При равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации и возможности отождествления входов модуля последний позволяет реализовать также

5О произвольные(атом числе повторные)ДНФ из шести и менее букв.

Пример. Реализация повторной ДНФ из шести букв Р - У1УФУ1УзУУ2Уз с по55 мощью модуля.

При настройке Ха - 1, Ху - 1, Хв " 0 модуль реализует формулу Х1Х2уХдХвуХзХу, При Х1- У1 Х2- Y2, Xg " Y1, Xs Уз, Хз - У2, Х4 - Уэ модуль реализует заданную. формулу, 1737439

Таблица 1

Тип бесповто ной НФ

Наст ойка

Бесповто ная НФ

Хз-О, Х7-0, Хз-0

Х5-1, Хз О, Х70

Хз-О, Х4-0, Хт-О

ХзО, Xp=0, Х6 1

Хз 1,Хг-О,Хе О

Ху 1, Хв1,Xy О Хз1, Х7-6 Х61

Хз 1, Хт-1, Xe&

Х4 1,Хз 1,Хт-1

ХзО, Х 1, Хз1

1 Х 1Х61

5+1

4+2

4+1+1

3+3

3+2+1

3+1+1+1

2+2+2

2+2+1+1

2+1+1+1+1

1+1+1+1+1+1

Х Х2Х9ХзХ4Хз

X)X2XgXaX4УХ6

X IX2XgX83XsX6

X1X2XgXQ X4 ll X6

X1X2Xg A4X4Xg

Х1Х2Х9У Х4Х56Х6

Х Х2Х9уХ4/Хз (Хз

Х1Х2 /Х9Х5Й(ЗХ4

X)X2VX9XSA4VX6

Х1Х24 Х91ХЗЧХ4УХ5

X> X Xg1Õç Õ41Õ5

Такич образом, модуль, как и прототип, реализует путем соответствующей настройки все типы бесповторных ДНФ иэ шести и менее букв. Вместе с тем предлагаемый модуль имеет большую эффективность за счет повышения быстродействия и сокращения количества элементов. При использовании данного изобретения может быть получен положительный эффект, заключающийся в сокращении времени обработки информации.

Формула изобретения

Многофункциональный модуль, содержащий двенадцать элементов И и пять элементов ИЛИ, причем первый и второй входы модуля соединены с первым и вторым входами первого элемента И. выход которого соединен с первыми входами второго элемента И и первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами пятого, шестого и седьмого элементов И, третий вход модуля соединен с первыми входами четвертого элемента ИЛИ и восьмого элемента И, выход которого соединен с третьим входом второго элемента

ИЛИ, четвертый и пятый входы которого соединены с выходами девятого и десятого элементов И, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым и вторым входами пятого элемента ИЛИ, первый вход пятого элемента И соединен с пятым входом модуля. шестой вход которого соединен с первым входом шестого элемента И, первый вход седьмого элемента И соединен с первым входом модуля, седьмой вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ явля5 ется выходом модуля, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, первый и второй входы модуля соер.1нены первым и вторым входами одиннадцатого элемента И, выход которого

10 соединен с четвертым входом третьего и вторым входом четвертого элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым входом десятого элемента И, второй и третий входы которого соединены соответственно с ше15 стым и седьмым входами модуля, второй вход которого соединен с вторым входом шестого элемента И, третий, четвертый и пятый входы модуля соединены с первым, вторым и третьим входами девятого эле20 мента И, четвертый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И, восьмым входом модуля и вторым входом второго

25 элемента И, выход которого соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ, седьмой вход которого соединен с выходом двенадцатого элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно

30 с выходом пятого элемента ИЛИ.и шестым входом модуля, четвертый и седьмой входы которого соединены с вторым и третьим входами восьмого элемента И, третий вход модуля соединен с вторым входом третьего

35 элемента И, третий вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента И и шестым входом модуля, девятый вход которого соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом пятого элемента

40 И и третьим входом четвертого элемента

ИЛИ.

1737439

Таблица 2

Составитель А. Кондратьев

Техред М;Моргентал Корректор О. Кравцова

Редактор М. Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1892 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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