Устройство для определения минимальных членов при синтезе структур дискретных автоматов

 

<в 6801 74

Союз Соевтекна

Сецмалмстм маски»

РЕсаублмн

ОПИСАНИЕ

И3ОВееЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ (И) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 22.04.77 (2I) 2479344/18-21 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

Н 03 К 19/14 (23) Приоритет

Йюударетеенев1й ееметет

СССР ее делам изееретеней и аткрытий (53) УДК 62.1.374 (088.8.) Опубликовано15.08.79.Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 17.08.79 (72) Авторы изобретения

Г. А, Блудов и П. Е. Чистяков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МИНИМАЛЬНЫХ

ЧЛЕНОВ ПРИ СИНТЕЗЕ СТРУКТУР ДИСКРЕТНЫХ

АВТОМАТОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и моФет быть испольаовано в автоматиаированных системах определения логических функций,,описывающих структуры дискретных автоматов.

Известно устройство для определения тупиковых дизъюнктивных нормальных логических функций, содержащее генератор сочетайий, выходы которого соединены с наборным полем и через ключ с регистри-1О рующим устройством, генератор конституент единицы; двоичный счетчик, устройство ввода дополнений и линию задержки 1).,15

Иавестное устройство не может опреде- лять логические функции по рабочим и запрещенным. весам, составляющим условия работы структур дискретных автоматов.

Известно устройство для синтеза структур дискретных автоматов, содержащее кольцевой счетчик, выходы которого соединены через наборное поле с первыми выходами логических элементов эквивалентность, . ключи, пороговый элемент, оптроны, триггер и выключатели (2)

Это устройство имеет низкое быстродействие в определении логических функций, связанное с перебором минимальных членов.

Целью изобретения является повышение

1 быстр од ей ств ия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения минимальных членов при синтезе структур дискретных автоматов, содержащее блок формирования рабочих чисел, блок памяти, два блока индикации, введены матрица рабочых чисел, матрицы первых и вторых разрядов, два блока обобщенных кодов и два блока преобразователей кодов, при этом первые и вторые группы выходов блока формирования рабочих чисел. соответственно соединены с первой группой входов матрицы первых разрядов и первой группой входов блока памяти, первые и вторые группы выходов блока памяти соответственно соединены с группой входов матрицы вторых раэ680174 (1) 35

20, 2l, 22, ..., 27, 70, 7 I., 72, ..., 77 (восьмая группа чисел).

Блок памяти 1 содержит 64 выключателя 2, каждый из которых имеет две 40 контактные пары, реализующие соответственно первый и второй разряды запрещенного восьмеричного числа. Каждая контактная пара выключателей 2 имеет на выхс де электрическую развязку, реализуемую 45 диодами 3.

Выходы диодов 3, соответствующие вторым разрядам каждой из групп восьмеричных чисел (выражение 1), соединены

50 между собой и образуют первую группу выходов 4 блока памяти 1, Выходы одноименных по расположению в группе диодов 3, .соответствующие первым разрядам восьмеричных чисел соедиь

55 няются между собой и образуют вторую группу выходов 5 блоке памяти 1.

Выходы контактных пар выключателей

2, соответствующие вторым разрядам рядов и второй группой входов матрицы первых разрядов, первая группа выходов матрицы вторых разрядов соединена с группой входов блока формирования раб< чих чисел, вторая группа выходов матрицы вторых разрядов и группа выходов матрицы первых разрядов соответственно через первый блок обобщенных кодов и второй блок обобщенных кодов соединены с входами первого блока индикации и соответст- 10 венно с группами входов первого и второ-.

rî преобразователей кодов, группа выходов первого преобразователя кодов соединена с второй группой входов блока памяти и первой группой входов матрицы рабо- 15 чих чисел, группа выходов второго преобразователя кодов соединена с второй группой входов матрицы рабочих чисел, группа выходов которой соединена с входами второго блока индикации. 20

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2,а — условия функционирования автомата, заданные в виде таблицы; на фиг. 2,б — куб соседних чисел; на фиг. 3 — лицевая панель.

Елок памяти 1 служит для запоминания

6 4-х двухразрядных восьмеричных: запрещенных чисел, разбивающихся на 8 групп, причем каждая группа содержит Ы восьмеричных чисел: 30

00, 01, 02, ..., 07 (первая группа чисел)

10, 11, 12, ..., 17 (вторая группа чисел) 4 восьмеричных чисел (выражение 1), образуют первую группу Bxollo« 6 блока памяти 1.

Входы контактных пар выключателей

2, соответствующие первым разрядам каждой из групп восьмеричных чисел (выражение 1), соединяются между собой и образуют вторую группу входов 7 блока памяти 1.

Блок 8 формирования рабочих чисел служит для ввода восьмеричных чисел, составляющих рабочие состояния, и выполняет поразрядные сравнения с последовательностью запрещенных чисел. Блок 8 содержит 64 выключателя 9, каждый из которых имеет две контактные пары, реализующие соответственно первый и второй разряды рабочего восьмеричного числа.

Ряд рабочих чисел, также как ряд запрещенных чисел (выражение 1), разбивается на 8 групп восьмеричных чисел.

Входы контактных пар выключателя 9, соответствующие первым разрядам рабочих чисел, и выходы контактных пар, соответствующие вторым разрядам рабочих чисел, соответственно соединены с плюсовым и минусовым полюсами источника питания.

Входы контактных пар выключателей 9, соответствующие вторым разрядам каждой из групп восьмеричных чисел, соединяются между собой и образуют группу входов

10 блока 8.

Одноименные по расположению в группе выходы выключателей 9, соответствующие первым разрядам восьмеричных чисел, соединяются между собой и образуют первую группу выходов 11 блока 8.

Выходы контактных пар выключателей

9, соответствующие первым разрядам восьмеричных чисел, образуют в-орую группу выходов 12 блока 8.

Матрица 13 вторых разрядов предназначена для,выбора вторых разрядов запрещенных чисел и содержит восемь вертикальных и восемь горизонтальных шип, к котовым подключается 64 обмотки реле

14. На вертикальные шины матрицы 13 (группа входов матрицы) подеются напряжения, соответствующие запрещенным числам для первого разряде рабочего числа, а с горизонтальных шин матрицы 13 (первая группа выходов матрицы) снимается напряжение, соответствующее второму разряду рабочего числе. В результате срабатывают реле 14, соответствующие вторым разрядам запрещенных <псол лля второго разряде рабочего ик:ле. Эти рел» с«вимп контактами через «тврую «руину «ыхолги

680174

5 матрицы 13 формируют напряжения в соответствующих цепях блока 15 обобщенных кодов.

Блок 15 представляет собой релейную схему, которая на основании заданного

Ьторого разряда рабочего числа и вторых разрядов запрещенных чисел обеспечивает выбор обобщенного кода с максимальным количеством тире путем анализа куба соседних чисел (фиг.1,б). Таким образом, в обобщенный код входит второй разряд рабочего числа и некоторые условные числа и не входит ни одно из запрещенных чисел.

Преобразователь 16. кодов служит для

14 преобразования обобщенных кодов, поступаюших с выхода блока 15 и представляет собой дешифратор, выполненный на диодах.

На выходах дешифратора формируются сигналы, соответствуюшие вторым разря20 дам рабочих и условных чисел.

Матрица 17 первых разрядов, предназначенная для выбора первых разрядов зап- 2g решенных чисел, содержит восемь вертикальных и восемь горизонтальных шин, к которым подключается 64 обмотки реле.

На горизонтальные шины матрицы 17(пер-вая группа входов матрицы) подается нап- З0 ряжение, соответствующее первому разряду рабочего числа. На вертикальные шины матрицы 17 (вторая группа входов матрицы) подаются напряжения, соответствующие запрещенным числам для двух разрядов рабочих и условных чисел, выбранных преобразователем 16. В результате срабатывают рел е, с оответствуюш ие первым ра зрядам запрещенных чисел для первого разряда рабочего числа. Эти реле своими кон-40 тактами через группу выходов матрицы 17 формируют напряжения в соответствующих цепях блока 18 обобщенных кодов, представляюшего собой релейную схему, котс рая на основании заданного первого раз- 45 ряда рабочего числа и первых разрядов запрешенных чисел, обеспечивает .выбор обобщенного кода с максимальным количе.ством тире путем анализа куба соседних чисел (фиг.1,б). Таким образом, в обоб5( шенный код входит первый разряд рабоч го числа и некоторые условные числа и не входит ни одно из запрешенных чисел.

Преобразователь 19 кодов преобразует

S5 обобщенные коды, поступающие с выхода блока 18, и представляет собой дешифратор, выполненный на диодах, на выходах которого формируются сигналы, соответстб вуюшие первым разрядам рабочих и условных чисел.

Блок 20 индикации служит для индикации минимальных членов, соответствующих обобщенным кодам первых и вторых разрядов выбранного рабочего и условных чисел. Информация о выбранных обобщенных кодах поступает на транспаранты блока 20 с блоков 15 и 18.

Матрица 21 рабочих чисел формирует рабочие числа по первым и вторым их разрядам и.содержит восемь вертикальных и восемь горизонтальных шин (соответственно первая и вторая группы входов), к которым подключаются входы 64-х элементов И 22. Выходы последних подключаются к входам блока 23 индикации, фиксируюшего оабочие числа путем загорания лампочек на панели блока 8 под выключателем выбранного рабочего числа и под некоторыми другими выключателями, которые соответствуют условным числам, автоматически вводимыми в разряд рабочих.

Диоды 24 осушествляют развязку электрических цепей.

Группы выходов 11 и 12 блока 8 формирования рабочих чисел соответственно соединены с первой группой входов (горизонтальными шинами) матрицы 17 первых разрядов и группой входов 6 блока памяти 1, группы выходов 4 и 5 блока памяти

1 соответственно соединены с группой входов (вертикальными шинами) матрицы

13 вторых разрядов и второй группой входов (вертикальными шинами) матрицы

17 первых разрядов, первая группа выходов (горизонтальные шины) матрицы 13 вторых разрядов соединена с группой входов 10 блока 8 формирования рабочих чисел, вторая группа выходов матрицы 13 вторых разрядов и группа выходов матрицы 17 первых разрядов соответственно через блоки 15 и 18 соединены с блоком

20 индикации и соответственно соединены с группами входов преобразователей 16 и

19 кодов, группа выходов преобразователя 16. соединена с группой входов 7 бло ка памяти 1 и первой группой входов (вертикальными шинами) матрицы 21 рабочих чисел, группа выходов преобразователя 19 кодов соединена с второй группой входов (горизоптальными шинами) матрицы 21 рабочих чисел, группа выходов которой соединена с группой входов блока 23 индикации.

На фиг. 2,а слева, указаны рабочие и запрешенные веса состояний,в десятичной, 680174

7 а справа - в восьмеричной системе счиоления.

Рассмотрим старший разряд рабочего числа 32 и определим условные числа, .которые можно отнести к рабочим. Для этого надо определить запрещенные чис-. ла. Рационально в старшем разряде необходимо иметь все числа от О до 7, т.е. числа . 02, 12, 22, 32, 42, 52, 62 и

72, однако числа 02 и 22 являются эап» 1 решенными, поэтому наряду с числом 3 старшего разряда рабочими можно считать только числа l. 4, 5, 6 и 7, а числа 0 и 2 — запрещенные. Из атих чисел выбираются такие, которые вместе с числом

3 объясняются кодом, содержащим максимальное число тире. Такая операпия выполняется на основе куба соседнихчисел (фиг. 1,б), иа которого следует, что целесообразно выбирать чиспа 3, 1, 5 и 7.

Эти числа объединены обобщенным<.. кодом — 1), (--4 ) .Ь 2 2. —" (ь++ БФ7 )

Ъ 2.

0 2 Я 4.

Переходя от обобщенных кодов к минимвльзо ным членам, получим, что рабочее число .32 реализуется членами X@ X3 и Х., К 4.Мысленно раскрывая скобки, убеждаемся в том, что член,.)(X кроме рабоче .го числа 32, реализует рабочие числа 15

33, 12, а член Х Xg - числа 33, 17, 12. На основании этого заполняем таблицу . реализаций (справа от таблицы фиг. 2,a).

Айалогичные операции производятся с каждым рабочим числом и заполняется табли- 4О ца реализации.

Работу устройства рассмотрим на примере, при веден н ом в описании алгоритма синтеза, реализуемого предлагаемым устройством.

45 для реализации состояния, характеризуемого весом 32 (рабочее число 32), необходимо включить выключатели 2, соответствующие запрещенным числам 00, 02, Об. 14 22, 25, 35 на блоке 1, и включить выключатель 9, соответствующий рабочему числу 32 на блоке 8, а аатем подать питание на схему, при этом через цепи образованные выключателями, нап 5 ряжение подается на реле матриц 13 и

17, Реле 14 матриц 13 и 17, соответствующие. запрещенным числам первых и вторых разрядов для рабочего числа 32

32- 3. 2 (3+1+5+7)2, 0,2 следовательно, после раскрытия скобок числа 12, 52 и 72 становятся рабочими вместе с, рассматриваемым 1рабочим числом 32.

: При рассматривании следующего младшего рааряда числа 32, если отнести к условным числам все числа младшего разряда оТ О до 7, то условными восьмеричными числами являются все, начинающиеся на

3, 1, 5 и 7, т,е. среди них находятся числа 5, 4, что недопустимо, поэтому в младшемразряде могут быть числа 2 и О.

1, 3, 6, 7. Обращаясь к кубу соседних чисел, видим, что число 2 можно объеди4. нить с числами О, 1, 3 или с числами

3, 7; 6, В первом случае это соответсч вует обобщенному коду (О - ); a во втором (-1-).

Рассмотренное выше ааписывается так

В (— 1) (о--)

Ъ+ И6 7)(21.0+4Ф Ъ ) Х2Х> - О (-4-) (3+1+ 5Ф7)(2+3+7 61- Х2 4 срабатывают и своими контактами подают ,напряжения в блоки 15 и 18. В блоках

15 и 18 формируются цепи для индикации минимальных членов в блоке 20 индикации -и формируются цепи подачи питания на преобразователи 16 и 19.. В пре образователях:16 и:19 обобщенные коды дешифруются и напряжения с их выходов подаются на элементы И 22 матрицы 21.

Кроме того, с выхода преобрааователя 16 результаты дешифрирования обобщенного кода для. второго равряда рабочего числа

32 подаются на входы 7 блока 1 для выбора обобщенного кода первого разряда.

С выходов элементы И 22 матрицы 21 напряжения подаются на блок 23 индикации рабочих чисел, где подсвечивается выключатель с,оцифровкой 32 и другие выключатели, соответствующие условным числам;

В рассмотренном примере подсвечиваются выключатели 9 блока 8 о оцифровками "32","33" и 12", а на панели блока 20 (фиг. 1 подсвечивается мини,мальный членЛ2 Х

Выключатель 9 с оцифровкой "32 "выключается, лампочки и транспаранты гаснут, Включается следующий выключатель

9, соответствующий очередному рабочему

6Й0174 числу, рассмотренные операции повторяю ся, при этом выключатели 2 запрещенных состояний оставляются включенными в процессе решения всей задачи.

Таким образом, при последовательном включении и выключении (переборе) всех

I рабочих чисел получают полностью таблицу реализации минимальных членов (справа от таблицы фиг. 2,а)> . по которой известными методами записывают минимальную логическую функцию, описывающую задан« ные условия работы дискретного автомата.

Формула изобретения

Устройство для определения минималь алых членов при синтезе структур дискретных автоматов, содержащее блок формирования рабочих чисел, блок памяти, два бло-2 ка индикации, о т л и ч а ю m е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введены матрица рабочих чисел, матрицы первых и вторых разрядов, два блока — -25 обобщенных кодов и два блока :преобразователей кодов, при этом первые и вторые группы выходов блока формирования рабочих чисел соответственно соединены с первой группой входов матрицы первых раззз рядов и первой группой входов блока памяти, первые и вторые группы выходов

10 блока памяти соответственно соединены с группой входов матрицы вторых разрядов и второй группой входов матрицы первых разрядов, первая группа выходов матрицы вторых разрядов соединена с группой sxoдов блока формирования рабочих чисел, вторая группа выходов матрицы вторых разрядов и группа выходов матрицы первых разрядов соответственно через первый блок обобщенных кодов и второй блок обобщенных одов соединены с входами первого блока индикации и соответственно с группами входов первого и второго преобразователей кодов, группа выходов первого преобразователя кодов соединена со второй группой входов блока памяти и первой группой входов матрицы рабочих чисел, группа выходов второго преобразователя кодов соединена с второй группой входов матрицы рабочих чисел, группа выходов которой соединена с входами второго блока индикации.,:Источники . информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

No 478739, кл. Н 03 К 19/00, 06. 1 1.7 3.

2. Авторское свидетельство СССР

N 535736р кл.! Н 03 К 19/14, 03. 03.7 5.

680174

З лРвьценныв чистки

Рабочие чима

m

О

40

Составитель Н. дубровская

Редактор Т. Янова Техред М. Келемеш К орректор

С, Шекмар

Заказ 4811/54 Тираж 1060 Подписное

LIHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11З035, Москва, А<-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал

8 3 3 3

0D 1П 2 Я

5 1

®Ю©

1 1 1 3

® (й) ф ®

6. иф®Я) 5 ео4

f ° 1

О О» O O»

1 1 1 1

ОООО Э

45 E бЗ 7J дЧ 1Ч 2Ч 3Ч

1 1 f

О ОО О

1 1 5 5

05 1 26 Э

6 1 5 ф ® Щ ф

®®ф Ом

1 1 1 1

O" ÝÎ О

1 3 1 3

О QpT Q2 ф

I. 1

O47 ® ф (В) 1 1 д1 11

1 1

1 1

И 12

1 б2 б 6

О 1Ч

ОГ 15

6,0

1 1

И 1б

1 1

Я

1 1

07 17

1 1 ц7 57

ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 1 1

21 Л

1 б1 71

22 12

1 1 б2 72

3 4 гз л

1 1

H 73

24 Й

1 1

И 74

1 1

25 . Я (1 1