Симметричный модуль

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Техническим результатом изобретения является упрощение настройки на воспроизведение любой из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, за счет обеспечения ее реализации с помощью двух управляющих сигналов. Указанный технический результат достигается за счет того, что модуль содержит n D-триггеров, n элементов “И” и n элементов “ИЛИ”, причем выход i-го элемента “И” соединен с первым входом i-го элемента “ИЛИ”, подключенного вторым входом к входу данных i-го D-триггера, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами модуля, подключенного i-м информационным входом к первому входу i-го элемента “И”, второй вход которого соединен с неинвертирующим выходом i-го D-триггера, выход каждого предыдущего элемента “ИЛИ” подключен к второму входу последующего элемента “ИЛИ”, а второй вход первого и выход n-го элементов “ИЛИ” соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом модуля. 2 ил.

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны симметричные модули (см., например, фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2171496, кл. G 06 G 7/52, 2001 г.), которые могут быть использованы для воспроизведения любой из четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех аргументов - входных двоичных сигналов х₁,х₂,х₃,х₄ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных симметричных модулей, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не воспроизводится любая из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов x₁,... ,x_n∈{0,1}.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, симметричный модуль (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2192044, кл. G 06 G 7/52, 2002 г.), который содержит выход и может быть использован для воспроизведения любой из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов x₁,... ,x_n∈{0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложная настройка, обусловленная тем, что для ее реализации необходимо nV+V-1 управляющих сигналов,

где m=0,5(n+1) (m=0,5n) при нечетном (четном) n.

Техническим результатом изобретения является упрощение настройки на воспроизведение любой из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, за счет обеспечения ее реализации с помощью двух управляющих сигналов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в симметричном модуле, содержащем выход, особенность заключается в том, что в него введены n D-триггеров, n элементов “И” и n элементов “ИЛИ”, причем выход i-ro элемента “И” соединен с первым входом i-го элемента “ИЛИ”, подключенного вторым входом к входу данных i-го D-триггера, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами симметричного модуля, подключенного i-м информационным входом к первому входу i-го элемента “И”, второй вход которого соединен с неинвертирующим выходом i-го D-триггера, выход каждого предыдущего элемента “ИЛИ” подключен к второму входу последующего элемента “ИЛИ”, а второй вход первого и выход n-го элементов “ИЛИ” соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом симметричного модуля.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого симметричного модуля и временные диаграммы управляющих сигналов.

Симметричный модуль содержит выход 1, D-триггеры 2₁,... ,2_n, элементы “И” 3₁,... ,3_n и элементы “ИЛИ” 4₁,... ,4_n, причем выход элемента 3_iсоединен с первым входом элемента 4_i, подключенного вторым входом к входу данных D-триггера 2_i, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами симметричного модуля, подключенного i-м информационным входом к первому входу элемента 3_i, второй вход которого соединен с неинвертирующим выходом D-триггера 2_i, выход элемента 4_kподключен к второму входу элемента 4_k+1, а второй вход элемента 4₁ и выход элемента 4_n соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом 1 симметричного модуля.

Работа предлагаемого симметричного модуля осуществляется следующим образом. На его первый,... , n-й информационные и первый, второй управляющие входы подаются соответственно двоичные сигналы x₁,... ,х_n∈{0,1} и импульсные сигналы y₁,y₂∈{0,1} (фиг.2). Тогда сигнал на выходе элемента 4_iбудет определяться рекуррентным выражением

где есть номер момента времени t_j (фиг.2); W_(i-1)0=1; W_0j=0. Период Т сигнала y₂ должен удовлетворять условию Т>Δ t, где Δ t=Δ t_Tp+Δ t_И+nΔ /t _или, а Δ t_Tp, Δ t_и и Δ t_или есть длительности задержек, вносимых соответственно D-триггером 2_i, элементами 3_i и 4_i. В представленной ниже таблице приведены значения выражения (1) при n=4.

Таким образом, предлагаемый симметричный модуль на выходе 1 воспроизводит функцию

где τ ₁,... ,τ _n есть простые симметричные булевы функции (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974.). Согласно (2) и фиг.2 настройка модуля (фиг.1) на воспроизведение функции τ _j осуществляется соответствующим количеством m=j-1 импульсов сигнала y₂ после предварительной установки в исходное состояние импульсом сигнала y₁.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый симметричный модуль воспроизводит любую из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, и обладает более простой по сравнению с прототипом настройкой, так как она реализуется с помощью только двух управляющих сигналов.

Симметричный модуль, предназначенный для воспроизведения любой из n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, содержащий выход, отличающийся тем, что в него введены n D-триггеров, n элементов “И” и n элементов “ИЛИ”, причем выход i-го элемента “И” соединен с первым входом i-го элемента “ИЛИ”, подключенного вторым входом к входу данных i-го D-триггера, вход установки и тактовый вход которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами симметричного модуля, подключенного i-м информационным входом к первому входу i-го элемента “И”, второй вход которого соединен с неинвертирующим выходом i-го D-триггера, выход каждого предыдущего элемента “ИЛИ” подключен к второму входу последующего элемента “ИЛИ”, а второй вход первого и выход n-го элементов “ИЛИ” соединены соответственно с шиной нулевого потенциала и выходом симметричного модуля.