RU2758188C1 - Logic module - Google Patents

Logic module Download PDF

Info

Publication number
RU2758188C1
RU2758188C1 RU2020131869A RU2020131869A RU2758188C1 RU 2758188 C1 RU2758188 C1 RU 2758188C1 RU 2020131869 A RU2020131869 A RU 2020131869A RU 2020131869 A RU2020131869 A RU 2020131869A RU 2758188 C1 RU2758188 C1 RU 2758188C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
majority
input
output
elements
Prior art date
Application number
RU2020131869A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2020131869A priority Critical patent/RU2758188C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2758188C1 publication Critical patent/RU2758188C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
    • G06F7/38Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
    • G06F7/48Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
    • G06F7/57Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations

Abstract

FIELD: computing technology.
SUBSTANCE: disclosed is a logic module intended for implementation of simple symmetric Boolean functions, containing four majority elements, wherein the second and third inputs of the second majority element are connected with the output of the first majority element and the third information input of the logic module, respectively, the first, second information and the first configuration inputs whereof are connected to the second, third and first inputs of the first majority element, respectively, wherein two majority elements are additionally introduced thereto, the second, third inputs of the jth
Figure 00000014
and the second input of the third majority elements are connected with the outputs of the (j-1)th, (j-3)th majority elements and the output of the second majority element, respectively, and the first, second, third, fourth inputs of the majority element and the third input of the third, the first input of the fifth majority elements are connected to the first, second, third and fourth information inputs of the logic module, respectively, the first, second, third configuration inputs and the output whereof are connected with the first inputs of the second, third, the first input and output of the sixth majority elements, respectively.
EFFECT: ensured implementation of simple symmetric Boolean functions.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.The invention relates to computer technology and can be used to build automation tools, functional units of control systems, etc.

Известны логические модули (см., например, патент РФ 2249844, кл. G06F 7/38, 2005 г.), которые могут быть настроены на реализацию любой из простых симметричных булевых функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов x1, …, xn ∈{0,1}, при n=3.Known logical modules (see, for example, RF patent 2249844, class G06F 7/38, 2005), which can be configured to implement any of the simple symmetric Boolean functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0.5 × (n + 1) , τ 0.5 × (n + 1) +1 , depending on n arguments - input binary signals x 1 , ..., x n ∈ {0,1}, for n = 3 ...

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических модулей, относятся ограниченные функциональные возможности и неоднородность аппаратурного состава, обусловленные соответственно тем, что не выполняется реализация любой из функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1 при n=5 и, в частности, упомянутый аналог содержит логические элементы трех типов (элементы И, ИЛИ, мажоритарные элементы).The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known logical modules includes limited functionality and heterogeneity of the hardware composition, due, respectively, to the fact that the implementation of any of the functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0 , 5 × (n + 1) , τ 0.5 × (n + 1) +1 for n = 5 and, in particular, the mentioned analogue contains logical elements of three types (AND, OR, majority elements).

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический модуль (патент РФ 2542920, кл. G06F 7/57, 2015 г.), который содержит четыре мажоритарных элемента и может быть настроен на реализацию любой из простых симметричных булевых функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов х1, …,хn ∈ {0,1}, при n=3.The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of a set of features is a logic module adopted as a prototype (RF patent 2542920, class G06F 7/57, 2015), which contains four majority elements and can be configured to implement any of the simple symmetric Boolean functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0.5 × (n + 1) , τ 0.5 × (n + 1) +1 , depending on n arguments - input binary signals x 1, …, X n ∈ {0,1}, for n = 3.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1 при n=5.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using the prototype includes limited functionality due to the fact that the implementation of any of the functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0.5 × (n + 1 ) , τ 0.5 × (n + 1) +1 for n = 5.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации любой из простых симметричных булевых функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов х1, …, хn ∈ {0,1}, при n=5 с помощью настроечного множества {0,1,х5} при сохранении элементного базиса прототипа.The technical result of the invention is the expansion of functionality by ensuring the implementation of any of the simple symmetric Boolean functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0.5 × (n + 1) , τ 0.5 × (n + 1 ) +1 , depending on n arguments - input binary signals x 1 , ..., x n ∈ {0,1}, for n = 5 using the tuning set {0,1, x 5 } while preserving the elementary basis of the prototype.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом модуле, содержащем четыре мажоритарных элемента, второй и третий входы второго мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом первого мажоритарного элемента и третьим информационным входом логического модуля, первый, второй информационные и первый настроечный входы которого подключены соответственно к второму, третьему и первому входам первого мажоритарного элемента, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два мажоритарных элемента, второй, третий входы j-го

Figure 00000001
и второй вход третьего мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами (j-1)-го, (j-3)-го мажоритарных элементов и выходом второго мажоритарного элемента, а первый, второй, третий входы четвертого мажоритарного элемента и третий вход третьего, первый вход пятого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам логического модуля, первый, второй, третий настроечные входы и выход которого соединены соответственно с первыми входами второго, третьего, первым входом и выходом шестого мажоритарных элементов.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a logical module containing four majority elements, the second and third inputs of the second majority element are connected, respectively, to the output of the first majority element and the third information input of the logical module, the first, second information and first tuning inputs of which are connected respectively, to the second, third and first inputs of the first majority element, the peculiarity is that two majority elements are additionally introduced into it, the second, third inputs of the j-th
Figure 00000001
and the second input of the third majority element is connected, respectively, to the outputs of the (j-1) th, (j-3) th majority elements and the output of the second majority element, and the first, second, third inputs of the fourth majority element and the third input of the third, the first input of the fifth majority elements are connected, respectively, to the first, second, third and fourth information inputs of the logical module, the first, second, third tuning inputs and the output of which are connected respectively to the first inputs of the second, third, first input and output of the sixth majority elements.

На чертеже представлена схема предлагаемого логического модуля.The drawing shows a diagram of the proposed logic module.

Логический модуль содержит мажоритарные элементы 11, …, 16, причем второй, третий входы элемента 1j

Figure 00000001
и выход элемента 1j-4 соединены соответственно с выходами элементов 1j-1, 1j-3 и вторым входом элемента 1j-3, а второй вход элемента 11, первый вход элемента 15, i-й
Figure 00000002
вход элемента 14, третий вход элемента 1i и выход элемента 16 подключены соответственно к первому, четвертому, i-му, (i+1)-му информационным входам и выходу логического модуля, первый и второй, третий настроечные входы которого соединены соответственно с первыми входами элементов 11, 12 и 13, 16.The logical module contains majority elements 1 1 , ..., 1 6 , and the second, third inputs of the element 1 j
Figure 00000001
and the output of the element 1 j-4 are connected, respectively, with the outputs of the elements 1 j-1 , 1j -3 and the second input of the element 1 j-3 , and the second input of the element 1 1 , the first input of the element 1 5 , the i-th
Figure 00000002
the input of element 1 4 , the third input of element 1 i and the output of element 1 6 are connected, respectively, to the first, fourth, i-th, (i + 1) -th information inputs and the output of the logical module, the first and second, third tuning inputs of which are connected respectively with the first inputs of elements 1 1 , 1 2 and 1 3 , 1 6 .

Работа предлагаемого логического модуля осуществляется следующим образом. На его первый, …, четвертый информационные и первый, …, третий настроечные входы подаются соответственно двоичные сигналы х1, …, х4 ∈ {0,1} и у1, …, у3 ∈ {0,1}. На выходе элемента

Figure 00000003
имеем
Figure 00000004
где
Figure 00000005
и
Figure 00000006
есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента 16 определяется выражением
Figure 00000007
в котором
Figure 00000008
The proposed logic module operates as follows. Binary signals x 1 ,…, x 4 ∈ {0,1} and y 1 ,…, y 3 ∈ {0,1} are fed to its first,…, fourth information and first,…, third setting inputs, respectively. At the output of the element
Figure 00000003
we have
Figure 00000004
where
Figure 00000005
and
Figure 00000006
there are, respectively, signals at its first, second, third inputs and symbols of operations OR, AND. Therefore, the signal at the output of element 1 6 is determined by the expression
Figure 00000007
in which
Figure 00000008

Таким образом, на выходе предлагаемого логического модуля получимThus, at the output of the proposed logical module, we obtain

Figure 00000009
Figure 00000009

где 0, 1, x5 есть элементы настроечного множества; τ2, 13, 14 есть простые симметричные булевы функции пяти аргументов х1, …, х5 (см. стр. 126 в книге: Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974 г.).where 0, 1, x 5 are the elements of the tuning set; τ 2 , 1 3 , 1 4 are simple symmetric Boolean functions of five arguments x 1 , ..., x 5 (see page 126 in the book: Pospelov D.A. Logical methods of analysis and synthesis of circuits. M .: Energiya, 1974 .).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический модуль построен в элементном базисе прототипа и обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как реализует любую из простых симметричных булевых функций τ0,5×(n+1)-1, τ0,5×(n+1), τ0,5×(n+1)+1, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов х1, …, хn ∈ {0,1}, при n=5. При этом используется настроечное множество {0,1, х5}.The above information allows us to conclude that the proposed logic module is built on the element basis of the prototype and has wider functional capabilities compared to the prototype, since it implements any of the simple symmetric Boolean functions τ 0.5 × (n + 1) -1 , τ 0 , 5 × (n + 1) , τ 0.5 × (n + 1) +1 , depending on n arguments - input binary signals x 1 , ..., x n ∈ {0,1}, for n = 5. In this case, the tuning set {0,1, x 5 } is used.

Claims (1)

Логический модуль, предназначенный для реализации простых симметричных булевых функций, содержащий четыре мажоритарных элемента, причем второй и третий входы второго мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом первого мажоритарного элемента и третьим информационным входом логического модуля, первый, второй информационные и первый настроечный входы которого подключены соответственно к второму, третьему и первому входам первого мажоритарного элемента, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два мажоритарных элемента, второй, третий входы j-го
Figure 00000010
и второй вход третьего мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами (j-1)-го, (j-3)-го мажоритарных элементов и выходом второго мажоритарного элемента, а первый, второй, третий входы четвертого мажоритарного элемента и третий вход третьего, первый вход пятого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому, второму, третьему и четвертому информационным входам логического модуля, первый, второй, третий настроечные входы и выход которого соединены соответственно с первыми входами второго, третьего, первым входом и выходом шестого мажоритарных элементов.
A logical module designed to implement simple symmetric Boolean functions, containing four majority elements, the second and third inputs of the second majority element being connected respectively to the output of the first majority element and the third information input of the logical module, the first, second informational and first tuning inputs of which are connected respectively to the second, third and first inputs of the first majority element, characterized in that two majority elements are additionally introduced into it, the second, third inputs of the j-th
Figure 00000010
and the second input of the third majority element is connected, respectively, to the outputs of the (j-1) th, (j-3) th majority elements and the output of the second majority element, and the first, second, third inputs of the fourth majority element and the third input of the third, the first input of the fifth majority elements are connected, respectively, to the first, second, third and fourth information inputs of the logical module, the first, second, third tuning inputs and the output of which are connected respectively to the first inputs of the second, third, first input and output of the sixth majority elements.
RU2020131869A 2020-09-24 2020-09-24 Logic module RU2758188C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131869A RU2758188C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Logic module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131869A RU2758188C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Logic module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2758188C1 true RU2758188C1 (en) 2021-10-26

Family

ID=78289675

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131869A RU2758188C1 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Logic module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2758188C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249844C2 (en) * 2003-05-12 2005-04-10 Ульяновский государственный технический университет Logic module
US20110085662A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Chaologix, Inc. High utilization universal logic array with variable circuit topology and logistic map circuit to realize a variety of logic gates with constant power signatures
RU2542920C2 (en) * 2013-07-19 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2626345C1 (en) * 2016-03-02 2017-07-26 Олег Александрович Козелков Logical calculator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249844C2 (en) * 2003-05-12 2005-04-10 Ульяновский государственный технический университет Logic module
US20110085662A1 (en) * 2009-10-14 2011-04-14 Chaologix, Inc. High utilization universal logic array with variable circuit topology and logistic map circuit to realize a variety of logic gates with constant power signatures
RU2542920C2 (en) * 2013-07-19 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2626345C1 (en) * 2016-03-02 2017-07-26 Олег Александрович Козелков Logical calculator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2701461C1 (en) Majority module
RU2647639C1 (en) Logic converter
RU2286594C1 (en) Logic module
RU2621281C1 (en) Logic converter
RU2472209C1 (en) Logic module
RU2704735C1 (en) Threshold module
RU2641454C2 (en) Logic converter
RU2629451C1 (en) Logic converter
RU2701464C1 (en) Logic converter
RU2758188C1 (en) Logic module
RU2703675C1 (en) Logic converter
RU2393528C2 (en) Logical module
RU2621376C1 (en) Logic module
RU2300137C1 (en) Majority module
RU2249844C2 (en) Logic module
RU2697727C2 (en) Majority module
RU2676888C1 (en) Logical module
RU2718209C1 (en) Logic module
RU2758187C1 (en) Logic module
RU2778678C1 (en) Logic module
RU2700557C1 (en) Logic converter
RU2700550C1 (en) Logic module
RU2757830C1 (en) Logic module
RU2700555C1 (en) Majority module
RU2700556C1 (en) Logic converter