Изобретение предназначено для реализации мажоритарной функции n аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же n аргументов, где n≠1 есть любое нечетное натуральное число, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Техническим результатом является упрощение устройства. Устройство содержит 2×m мажоритарных элементов, N×(m-1) элементов 2И и N-1 элементов 2ИЛИ, при этом
m=0,5×(n+1). 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, патент РФ 2242044, кл. G06F 7/38, 2004 г.), которые содержат трехвходовые мажоритарные элементы и реализуют 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 известных мажоритарных модулей, относится сложность устройства, обусловленная тем, что, в частности, упомянутый аналог содержит m×(N+2)-1 трехвходовых мажоритарных элементов, где m=0,5×(n+1);
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2300137, кл. G06F 7/38, 2007 г.), который содержит элементы 2И, 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 2×m+N-1 трехвходовых мажоритарных элементов, где m=0,5×(n+1);
Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет замены N-1 трехвходовых мажоритарных элементов на N-1 элементов 2ИЛИ
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 мажоритарные элементы, имеющие по три входа, и элементы 2И, все мажоритарные элементы сгруппированы в три группы так, что в первой и второй группах содержится по m-1 (m=0,5×(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число) мажоритарных элементов, а в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, все элементы 2И сгруппированы в
групп так, что в i-й
группе содержится m-1 элементов 2И и выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, объединенные первые входы всех мажоритарных элементов первой, второй групп и объединенные первые входы всех мажоритарных элементов третьей группы подключены соответственно к первому и второму настроечным входам мажоритарного модуля, особенность заключается в том, что в него введены N-1 элементов 2ИЛИ, выход предыдущего элемента 2ИЛИ соединен с первым входом последующего элемента 2ИЛИ, выходы (m-1)-ых мажоритарных элементов первой, второй групп и выход второго мажоритарного элемента третьей группы подключены соответственно к третьим входам первого, второго мажоритарных элементов третьей группы и выходу мажоритарного модуля, кроме того при n=3 выход (m-1)-го элемента 2И первой группы соединен с вторым входом первого мажоритарного элемента третьей группы, а при n>3 выход (m-1)-го элемента 2И первой группы, выходы (m-1)-ых элементов 2И второй,…,N-й групп и выход (N-1)-го элемента 2ИЛИ подключены соответственно к первому входу первого, вторым входам первого,…,(N-1)-го элементов 2ИЛИ и второму входу первого мажоритарного элемента третьей группы.
На фигуре представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.
Мажоритарный модуль содержит мажоритарные элементы 111,…, 12(m-1), 131, 132, имеющие по три входа, элементы 2И 211,…, 2N(m-1) и элементы 2ИЛИ 31,…,3N-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,…, 11(m-1), 121,…, 12(m-1) и 131, 132, а в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, все элементы 2И сгруппированы в N групп так, что в i-й
группе содержатся элементы 2i1,…, 2i(m-1) и выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, выход элемента 3j
подключен к первому входу элемента 3j+1, выходы элементов 11(m-1), 12(m-1) и 132 соединены соответственно с третьими входами элементов 131, 132 и выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого подключены соответственно к объединенным первым входам элементов 111,…, 12(m-1) и объединенным первым входам элементов 131, 132, кроме того, при n=3 выход элемента 21(m-1) соединен с вторым входом элемента 131, а при n>3 выходы элементов 21(m-1), 22(m-1),…, 2N(m-1) и 3N-1 подключены соответственно к первому входу элемента 31, вторым входам элементов 31,…, 3N-1 и второму входу элемента 131.
Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первом и втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые двоичные сигналы ƒ1 и ƒ2; на второй вход элемента 111, третьи входы элементов 111,…, 11(m-1) и второй вход элемента 121, третьи входы элементов 121,…, 12(m-1) подаются соответственно входные двоичные сигналы х1, х2,…,xm и хm, xm+1,…, xn; на первый вход элемента 2i1, вторые входы элементов 2i1,…, 2i(m-1)
подаются соответственно входные двоичные сигналы xi1, xi2,…, xim (xi1,…, xim ∈ {х1,…, xn}, m=0,5×(n+1), 1≤i1<…<im≤n, n≠1 есть любое нечетное натуральное число) так, чтобы наборы x11,…, x1m - xN1,…, xNm были неповторяющимися между собой и с наборами x1,…, хm и хm,…, хn. 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
, · обозначены соответственно операции ИЛИ, 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-1 трехвходовых мажоритарных элементов N-1 более простых элементов 2ИЛИ.
Мажоритарный модуль, содержащий мажоритарные элементы, имеющие по три входа, и элементы 2И, причем все мажоритарные элементы сгруппированы в три группы так, что в первой и второй группах содержится по m-1 (m=0,5×(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число) мажоритарных элементов, а в каждой группе выход предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, все элементы 2И сгруппированы в
групп так, что в i-й
группе содержится m-1 элементов 2И и выход предыдущего элемента 2И соединен с первым входом последующего элемента 2И, объединенные первые входы всех мажоритарных элементов первой, второй групп и объединенные первые входы всех мажоритарных элементов третьей группы подключены соответственно к первому и второму настроечным входам мажоритарного модуля, отличающийся тем, что в него введены N-1 элементов 2ИЛИ, выход предыдущего элемента 2ИЛИ соединен с первым входом последующего элемента 2ИЛИ, выходы (m-1)-ых мажоритарных элементов первой, второй групп и выход второго мажоритарного элемента третьей группы подключены соответственно к третьим входам первого, второго мажоритарных элементов третьей группы и выходу мажоритарного модуля, кроме того, при n=3 выход (m-1)-го элемента 2И первой группы соединен с вторым входом первого мажоритарного элемента третьей группы, а при n>3 выход (m-1)-го элемента 2И первой группы, выходы (m-1)-ых элементов 2И второй,…, N-й групп и выход (N-1)-го элемента 2ИЛИ подключены соответственно к первому входу первого, вторым входам первого,…, (N-1)-го элементов 2ИЛИ и второму входу первого мажоритарного элемента третьей группы.