Многофункциональный коньюктивноинверсный логический элемент

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистмческих

Республик 736377 (6l ) Дополнктельное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.02.78 (21) 258301 8/1 8-2 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет (5l ) (Ч. Кл.

Н ОЭ К 19/08

Государственный комитет во делам изобретений и открытий

ОпУбликовано 25.05.80. Бюллетень ¹19 (53) УДК621.374 (088. 8)

Дата опубликования описания 28.05.80 (72) Автор изобретения

A. Н. Кармазинский

Московский ордена Трудового Красного Знамени инженерно-физический институт (7!) Заявитель (54) МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОНЪЮНКТИВНОИНВЕРСНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относится к вычислительной технике, электронике, автоматике и в частности может использоваться в БИС на дополняющих МДП-гранзисторах.

Известен многофункциональный логический элемент, содержащий образующий многовходовый алемент, включенный между шиной питания и общей шиной, и три группы многовходовых алементов. Первый многовходовый алемент перЬой груп10 пы включен между шиной питания и выходом образующего элемента, а каждый последующий алемент первой группы включен между шиной питания и выходом предыдущего элемента. Пер, ый мно15 говходовый элемент второй группы включен между общей шиной и выходом образующего элемента, а каждый последующий алемент второй группы включен между общей шиной и выходом предыдущего элемента.

Многовходовые. элементы третьей группы включены между выходами алементов первой и второй групп. На каждом выходе элементов первой группы получается конъюнктивно-инверсная функция, аргументами которой являются инверсии функций, выполняемых каждым элементом в отдельности при его включении между шиной питания и общей шиной.

Недостатком известного устройства является искажение передачи уровня напряжения логической единицы при неко« торых наборах входных логических переменных

Известен логический алемент И-НЕ, содержащий инверторы, первый из которых включен между шиной питания и общей шиной, а каждый последуюшиймежду шиной питания и выходом предыдущего инвертора, в котором с целью обеспечения неискаженной передачи уровня напряжения логической единицы стоки дополнительных р-канальных транзисторов подключены к шине питания, а стоки — к выходу соответствующего иквертора, начиная со второго, при этом чис736377 ф

55 ло дополнительных транзисторов, подклют чаемых между шиной питания и выходом каждого из инверторов, равно числу предшествующих инверторов, у каждого из которых вход подключен к затвору одного из этих транзисторов.

Недостатком известного устройства является большое число дополнительных

;.р-канальных транзисторов.

Бель изобретения - упрощение элемента.

Лля достижения поставленной цели в многофункциональном конъюнктивноинверсном логическом элементе, содержащем многовходовые логические элементы, выполняющие произвольные заданные логические функции, первый из которых включен между шиной питания и общей шиной, а каждыи последующий между шиной питания и выходом предыдущего.мпоговходового логического эле-. мента, и управляемые элементы восста новления уровня напряжения логической единицы, у которых один вывод подклю . чен к шине питания, а второй - к выходу соответствующего многовходового логического элемента; начиная со второго, вывод управления каждого алемента восстановления уровня напряжения логи-. ческой единицы подключен к выходу предыдущего многовходового логического элемента через один из дополнительно введенных инверторов.

На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема многофункционального конъюнктивно-инверсного логического элемента; на фиг. 2 приведены графики зависимости числа транзисторов, необходимых для восстановления уровня напряжения логической единицы в данном многофункциональном алементе при использовании инверторов в качестве логических элементов и в известном логичес . ком элементе ИЖ- (кривая 2) от числа реализуемых функций, кроме того, также приведена зависимость числа трша зисторов (кривая 3), необходимых для восстановления уровня напряжения лог и«ческой единицы для элемента И-НЕ, в котором инверторы заменены двухвходо-. выми логическими элементами.

Элемент содержит многовходовыв логические элементы 1-5, причем образу ющий элемент 1 включен между шиной 6 питания и общей шиной 7, а каждый ггоследующий элемент включен между шиной 6 питания и выходом предыдущего элемента. К выходу каждого из алементов 2 — 5 подключен, соответственно, выход одного из управляемых элементов

8 - 1 1 восстановления уровня напряжения логической единицы„ у которых второй вывод подключен к шине питания 6, а выход управления, соответственно, через один из дополнительно введенных инверторов 12 - 15 - к выходу предыдущего многовходового логического элемента. Выходы элементов 1 - 5 являют ся одновременно выходами многофункциональчого конъюнктивно-инверсного лс гического элемента.

Устройство работает следующим об- . разом.

На выходе элементов 1 - 5„если они включены между шиной питания и общей шиной, выполняются, соответственно функции Г(), Г,... Р„. Каждая из этих функций может быть лгобой заданной функцией от любого числа логических переменных Х,, )(z,... Х г .

Зквивалентный входной сигнал каждого многовходового алемента равен инверсии от соответствующей из этих функций, то есть равен F(o) („), .. . Г(„) соответственно.

Если обозначить функции, выполняемые на выходах многофункционального конъюнктивно-инверсного элемента, соответственно, ((„, D(,),..., В(„), то легко показать, что справедлива следующая рекуррентная формула:

1)(= ) < „-i) + я — -)(о) + "о) + (г)+... I «) (о) ) И) (ц .- "(г.) т так как (г), (),,, г (. ) — люсые г у заданные функции, что возможно реализовать широкий спектр конъюнктивноинверсных многофункциональных элементов.

Злементы 8-1 1 восстановления уровня напряжения логической единицы соединяют выход каждого последующего многовходового элемента с шиной питания в момент, когда на выходе предыдущего элемента устанавливается уровень напряжения логической единицы. Зто обеспечивает установление уровня напряжения логической единицы и на выходе последующего элемента. В качестве элемента восстановления уровня напряжения логической единицы может использовать р-канальный транзистор.

Инвертор 12, 13, 14, L5 объединяет входные сигналы, поданные соответственно на элемент 1, 2, 3, 4, и согласует эти сигналы по фазе с сигналом управле ния алементом 8-11 восстановления уров ня напряжения логической единицы .

Таким образом, независимо от числа входных логических переменных, поданных на входы предыдущего многовходового логического алемента, для восстановления уровня напряжения на каждом следующем выходе нужно добавить три транзистора - 1о два для создания инвертора и один - для элемента восстановления уровня. Напряжение в известном устройстве с ростом числа входов транзисторов, обеспечивающих восстановление уровня напряжения, 15 растет пропорционально числу входов. В данном техническом решении число дополнительных транзисторов не зависит от числа входов и увеличивается на 3 для каждого многовходового логическо- 20 го элемента, входящего в устройство.

Если многовходовые алементы заменяются инверторами, то данное техническое решение по восстановлению уровня напряжения логической единицы становится аффективным, начиная с шестой входной логической переменной. Если же используются многовходовые элементы, то данное техническое решение ста« новится эффективным при трехвходовом образующем логическом элементе 1.

Совершенно очевидно, что аффективность предложенного решения возрастает с ростом числа входов каждого отдельного логического алемента. Умень- 35

377 6 шение числа транзисторов эквивалентно и уменьшению площади при интегральном исполнении в соответствии с графиками, приведенными на фиг. 2. Предложенное решение восстановления уровня напряжения логической единицы тем эффективнее нее чем больше функции необходимо реализовать от большего числа логических переменных.

Формула изобретения

Многофункциональный конъюнктив ноинверсный логический элемент, содержащий многовходовые логические элементы

Э выполняющие произвольные заданные логические функции, первый из которых включен между шиной .питания и общей шиной, а каждый последующий - между шиной питания и выходом предыдущего многовходового логического элемента е и управляемые алементы восстановления уровня напряжения логической единицы, у кОторых один вывод подключен к шине питания, а второй — к выходу соответствующего многовходового логического àëåмента, начиная со второго, о т л ичающийся тем,что, сцельюупрощения, вывод управления каждого элемента восстановления уровня напряжения логической единицы подключен к выходу предыдущего многовходового логического элемента через один из дополнительно введенных инверторов.

736377

Составитель Л. Петрова

Реаактор H. Катамаккаа Текрек O. дегеза Корректор В. Бттага

Заказ 2446/47 Тираж 995 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета ССС P по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4