Мажоритарный модуль

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др. Техническим результатом является упрощение устройства. Мажоритарный модуль содержит три группы мажоритарных элементов, имеющих по три входа. В каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а первая и вторая группы содержат по m-1 мажоритарных элементов, где m=0,5(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число. В мажоритарный модуль введены элементы 2И, которые сгруппированы в N групп так, что i-я группа содержит m-1 элементов 2И. В i-й группе выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, выходы (m-1)-ых мажоритарных элементов первой, второй групп и выходы (m-1)-ых элементов 2И первой - N-й групп подключены соответственно к второму, третьему входам первого и третьим входам второго - (N+1)-го мажоритарных элементов третьей группы. Первые входы всех мажоритарных элементов третьей группы объединены и образуют второй настроечный вход мажоритарного модуля, выход и первый настроечный вход которого образованы соответственно выходом (N+1)-го мажоритарного элемента третьей группы и объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов первой, второй групп, при этом . 1 ил.

 

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

Известны мажоритарные модули (см., например, рис.18.2а на стр.315 в книге Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. М.: Высшая школа, 1988), которые реализуют мажоритарную функцию maj(х₁,х₂,х₃)=х₁x₂∨x₁x₃∨x₂x₃ аргументов - входных двоичных сигналов x₁, x₂, x₃∈{0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относится ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка любого нечетного количества входных сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2242044, кл. G06F 7/38, 2004 г.), который содержит трехвходовые мажоритарные элементы и реализует мажоритарную функцию n аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же n аргументов, где n≠1 есть любое нечетное натуральное число.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложность устройства, обусловленная тем, что прототип содержит m(N+2)-1 трехвходовых мажоритарных элементов, где m=0,5(n+1); .

Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет замены N(m-1) трехвходовых мажоритарных элементов на N(m-1) элементов 2И (m=0,5(n+1); ; n≠1 есть любое нечетное натуральное число) при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем три группы мажоритарных элементов, имеющих по три входа, в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а первая и вторая группы содержат по m-1 мажоритарных элементов, где m=0,5(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число, особенность заключается в том, что в него введены элементы 2И, которые сгруппированы в N групп так, что i-я группа содержит m-1 элементов 2И, в i-й группе выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, выходы (m-1)-ых мажоритарных элементов первой, второй групп и выходы (m-1)-ых элементов 2И первой, ..., N-й групп подключены соответственно к второму, третьему входам первого и третьим входам второго, ..., (N+1)-го мажоритарных элементов третьей группы, первые входы всех мажоритарных элементов которой объединены и образуют второй настроечный вход мажоритарного модуля, выход и первый настроечный вход которого образованы соответственно выходом (N+1)-го мажоритарного элемента третьей группы и объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов первой, второй групп, при этом .

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит мажоритарные элементы 1₁₁, ..., 1_2(m-1), 1₃₁, ..., 1_3(N+1), имеющие по три входа, и элементы 2И 2₁₁, ..., 2_N(m-1), где , m=0,5(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число. Все мажоритарные элементы сгруппированы в три группы так, что первая, вторая и третья группы содержат соответственно элементы 1₁₁, ..., 1_1(m-1), 1₂₁, ..., 1_2(m-1) и 1₃₁, ..., 1_3(N+1), а в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, все элементы 2И сгруппированы в N групп так, что i-я группа содержит элементы 2_i1, ..., 2_i(m-i), а в i-й группе выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, выходы элементов 1_1(m-1), 1_2(m-1) и выходы элементов 2_1(m-1), ..., 2_N(m-1) подключены соответственно к второму, третьему входам элемента 1₃₁ и третьим входам элементов 1₃₂, ..., 1_3(N+1), первые входы элементов 1₃₁, ..., 1_3(N+1) объединены и образуют второй настроечный вход мажоритарного модуля, выход и первый настроечный вход которого образованы соответственно выходом элемента 1_3(N+1) и объединенными первыми входами элементов 1₁₁, ..., 1_2(m-1).

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые двоичные сигналы f₁ и f₂; на второй вход элемента 1₁₁, третьи входы элементов 1₁₁, ..., 1_1(m-1) и второй вход элемента 1₂₁, третьи входы элементов 1₂₁, 1_2(m-1) подаются соответственно входные двоичные сигналы х₁, х₂, ..., х_m и х_m, х_m+1, ..., х_n; на первый вход элемента 2_i1, вторые входы элементов 2_i1, ..., 2_i(m-1) подаются соответственно входные двоичные сигналы x_i1, х_i2, ..., х_im (х_i1, ..., х_im∈{х₁, ..., х_n}, m=0,5(n+1), 1≤i1<...<im≤n, n≠1 есть любое нечетное натуральное число) так, чтобы наборы х₁₁, ..., х_1m-х_N1, ..., х_Nm были неповторяющимися между собой и с наборами х₁, ..., х_m и х_m, ...,х_n. Сигнал на выходе мажоритарного элемента равен 1 (0) только тогда, когда на двух или на всех входах этого элемента действуют сигналы, равные 1 (0). Следовательно, если на первом входе мажоритарного элемента присутствует 1 (0), то этот элемент будет выполнять операцию ИЛИ (И) над сигналами, действующими на его втором и третьем входах. Таким образом, операция, воспроизводимая предлагаемым модулем, определяется выражением

где символами ∨ и · либо ∧ обозначены соответственно операции ИЛИ и И.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль реализует мажоритарную функцию n аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же n аргументов, где n≠1 есть любое нечетное натуральное число, и является более простым по сравнению с прототипом устройством, так как содержит вместо имеющихся в прототипе N(m-1) трехвходовых мажоритарных элементов N(m-1) более простых элементов 2И.

Мажоритарный модуль, содержащий три группы мажоритарных элементов, имеющих по три входа, причем в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а первая и вторая группы содержат по m-1 мажоритарных элементов, где m=0,5(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число, отличающийся тем, что в него введены элементы 2И, которые сгруппированы в N групп так, что i-я группа содержит m-1 элементов 2И, в i-й группе выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, выходы (m-1)-х мажоритарных элементов первой, второй групп и выходы (m-1)-х элементов 2И первой, ..., N-й групп подключены соответственно к второму, третьему входам первого и третьим входам второго, ..., (N+1)-го мажоритарных элементов третьей группы, первые входы всех мажоритарных элементов которой объединены и образуют второй настроечный вход мажоритарного модуля, выход и первый настроечный вход которого образованы соответственно выходом (N+1)-го мажоритарного элемента третьей группы и объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов первой, второй групп, при этом