Мажоритарный модуль

Изобретение относится к области вычислительной техники. Мажоритарный модуль предназначен для реализации мажоритарной функции пяти аргументов - входных двоичных сигналов и может быть использован в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Технический результат заключается в упрощении схемы мажоритарного модуля при сохранении элементного базиса и функциональных возможностей мажоритарного модуля. Технический результат достигается за счет мажоритарного модуля, который содержит пять элементов ИЛИ (1₁, …, 1₅) и пять элементов И (2₁, …, 2₅). 1 ил.

 

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

Известны мажоритарные модули (патент РФ 2249844, кл. G06F 7/38, 2005 г.; патент РФ 2542920, кл. G06F 7/57, 2015 г.), которые реализуют мажоритарную функцию Maj(х₁,х₂,х₃)=x₁x₂∨x₁x₃∨х₂х₃ трех аргументов - входных двоичных сигналов х₁,х₂,х₃ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся наличие в их аппаратурном составе мажоритарных элементов и ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не обеспечивается реализация мажоритарной функции пяти аргументов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 52287, кл. Н03K 19/23, 2006 г.), который содержит элементы И, элементы ИЛИ и реализует мажоритарную функцию пяти аргументов - входных двоичных сигналов.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 23.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну при сохранении элементного базиса и функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем пять элементов И и пять элементов ИЛИ, особенность заключается в том, что первый, второй входы пятого и первый, второй входы i-го элементов И соединены соответственно с выходами третьего, пятого и первым, вторым входами i-го элементов ИЛИ, первый, второй входы третьего и первый, второй входы четвертого элементов И подключены соответственно к выходам четвертых элементов И, ИЛИ и выходам первого, второго элементов ИЛИ, первый, второй входы четвертого и первый вход пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов И, а первый, второй входы j-го и выход пятого элементов И подключены соответственно к (2×j-1)-му, (2×j)-му входам и выходу мажоритарного модуля, пятый вход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ.

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит элементы ИЛИ 1₁, …, 1₅ и элементы И 2₁, …, 2₅, причем первый, второй входы элемента 2₅ и первый, второй входы элемента 2_i соединены соответственно с выходами элементов 1₃, 1₅ и первым, вторым входами элемента 1_i, первый, второй входы элемента 2₃ и первый, второй входы элемента 2₄ подключены соответственно к выходам элементов 2₄, 1₄ и 1₁, 1₂, первый, второй входы элемента 1₄ и первый вход элемента 1₅ соединены соответственно с выходами элементов 2₁, 2₂ и 2₃, а первый, второй входы элемента 2_j и выход элемента 2₅ подключены соответственно к (2×j-1)-му, (2×j)-му входам и выходу мажоритарного модуля, пятый вход которого соединен с вторым входом элемента 1₅.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый, …, пятый входы подаются соответственно двоичные сигналы x₁, …, x₅ ∈ {0,1}. В представленной ниже таблице приведены значения выходного сигнала Z предлагаемого мажоритарного модуля при всех возможных наборах значений сигналов х₁, …, х₅.

Согласно данных, приведенных в таблице, имеем

где Maj(x₁, …, x₅) есть мажоритарная функция пяти аргументов х₁, …, х₅. При этом цена по Квайну схемы предлагаемого модуля равна 20.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль построен в элементном базисе прототипа, реализует мажоритарную функцию пяти аргументов - входных двоичных сигналов и за счет меньшей цены по Квайну схема предлагаемого мажоритарного модуля проще схемы прототипа.

Мажоритарный модуль, содержащий пять элементов И и пять элементов ИЛИ, отличающийся тем, что первый, второй входы пятого и первый, второй входы i-го элементов И соединены соответственно с выходами третьего, пятого и первым, вторым входами i-го элементов ИЛИ, первый, второй входы третьего и первый, второй входы четвертого элементов И подключены соответственно к выходам четвертых элементов И, ИЛИ и выходам первого, второго элементов ИЛИ, первый, второй входы четвертого и первый вход пятого элементов ИЛИ соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов И, а первый, второй входы j-го и выход пятого элементов И подключены соответственно к (2×j-1)-му, (2×j)-му входам и выходу мажоритарного модуля, пятый вход которого соединен со вторым входом пятого элемента ИЛИ.