CS209397B1

CS209397B1 - Connexion of sectional unit of complete system of basic logical functions

Info

Publication number: CS209397B1
Application number: CS235080A
Authority: CS
Inventors: Jiri Jirkovsky; Jindrich Vetrovec; Vaclav Nemecek
Original assignee: Jiri Jirkovsky; Jindrich Vetrovec; Vaclav Nemecek
Priority date: 1980-04-04
Filing date: 1980-04-04
Publication date: 1981-11-30

Description

(54) Zapojení stavebnicové jednotky úplného systému základních logických funkcí(54) Modular unit of the complete system of basic logic functions

Vynález se týká zapojení stavebnicové jednotky úplného systému základních logických funkcí, určené zejména pro sestavování logických systémů, obsahujících jak kombinační tak i sekvenční funkce, např. v různých automatízačních zařízeních, používaných u válcovacích tratí a linek pro technologické zpracování plechů, apod.The invention relates to a modular unit of a complete system of basic logic functions, in particular for the assembly of logic systems comprising both combinational and sequential functions, for example in various automation equipment used in rolling mills and lines for sheet metal processing and the like.

Až dosud se stavebnicové jednotky logických funkcí řeší tak, že sestávají např. ze čtyřvstupových logických členů, které realizují funkci inverze logického součtu nebo funkci inverze logického součinu. Jiné řešení obsahuje dvouvstupová nebo třívstupové logické členy NAND. Další řešení obsahuje funkce, realizované dvoustupovými logickými členy NAND s tím, že je vyvedena u funkce logického součtu a logického součinu pouze tato funkce. Dále toto řešení obsahuje další čtyřvstupové logické členy, které realizuje složitější funkce, např. funkci logického součtu, logického součinu a jejich kombinací, zapojených v sérii nebo paralelně vesměs s třemi výstupy, jako např. logický součet součinů, logický součin součtů, logický součin součtů, logický součin součinů, logický součet součtů, apod.Until now, modular logic function units have been designed such that they consist, for example, of four-input logic elements that perform a logic sum inversion function or a logic product inverse function. Another solution includes two-input or three-input NAND logic elements. Another solution includes functions implemented by two-stage NAND logic elements, with only this function being performed in the function of the logical sum and logical product. Furthermore, this solution includes additional four-input logic elements that realize more complex functions, such as logic sum, logic and their combinations, connected in series or in parallel with all three outputs, such as logic sum of products, logic sum of products, logic sum of sums , logical product of products, logical sum of totals, etc.

Nevýhodou dosud používaných stavebnicových jednotek je to, že tyto nemají vesměs vyvedené invertované výstupy a nebo naopak mají pouze výstupy ze členů, které realizují inverzi logického součiúu nebo součtu. V zapojeních, která sestávají z mnoha hradel jednoho druhu není jednotka v logickém systému plně využitá, neboť z logického rozmístění logického automatu je nutné vést všechny jednotlivé signály na tuto jednotku. To vyžaduje delší spoje, které je nutno z hlediska elektrického rušení při velkých spínacích rychlostech ošetřit, nebo použít více jednotek. Jednotky, které obsahují další složitější funkce, jsou navrženy jednoúčelově a tudíž nejsou vždy využity všechny obvody, které jednotka poskytuje. Jednotky, které obsahují logické funkce zase obsahují redundandní obvody, neumožňují sestavovat sekvenční funkce, bez kterých se téměř žádný logický automat neobejde. Další nevýhodou je to, že při návrhu logického automatu ze stávajících stavebnicových jednotek je třeba provádět minimalizaci funkcí na určitý typ nebo druh logických členů, která je vždy komplikovanější a ne zcela exaktně určitelná proti minimalizaci, kterou lze realizovat základními členy logických funkcí Booleovy algebry.The disadvantage of the modular units used hitherto is that they do not have generally inverted outputs or, on the contrary, only have outputs from members that realize the inversion of the logical product or the sum. In circuits that consist of many gates of one kind, the unit in the logic system is not fully utilized, since the logical layout of the logic controller requires that all individual signals be routed to this unit. This requires longer connections to be treated for electrical interference at high switching speeds or multiple units. Units that contain other complex functions are designed for a single purpose and therefore not all the circuits provided by the unit are always used. Units that contain logic functions, in turn, contain redundant circuits, do not allow the creation of sequential functions without which almost any logic controller can do. Another disadvantage is that when designing a logic automaton from existing modular units, it is necessary to minimize the functions to a certain type or kind of logic elements, which is always more complicated and not exactly determined against minimization, which can be realized by basic elements of logical functions of Boolean algebra.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení stavebnicové jednotky úplného systému základních logických funkcí podle vynálezu, která sestává z osmi dvouvstupových logických členů NAND, dvou čtyřvstupových logických členů NAND, jedenácti vstupních svorek, napájecí vstupní svorky a deseti výstupních svorek.These drawbacks are eliminated by the wiring unit of the complete basic logic function system of the invention, which consists of eight two-input NAND logic elements, two four-input NAND logic elements, eleven input terminals, power input terminals, and ten output terminals.

Podstatou zapojení stavebnicové jednotky podle vynálezu je to, že k napájecí vstupní svorce je připojen jednak druhý vstup osmého dvouvstupového logického členu, jednak druhý a třetí vstup druhého čtyřvstupového logického členu a jednak druhý vstup sedmého dvouvstupového logického členu, druhý vstup šestého dvouvstupového logického členu, druhý vstup pátého dvouvstupového logického členu, druhý vstup čtvrtého dvouvstupového logického členu a druhý vstup druhého ,i dvouvstupového logického členu, jehož výstup je připojen na druhou výstupní svorku. První vstup druhého dvouvstupového logického členu je pak paralelně zapojen na první výstupní svorku a výstup prvního dvouvstupového logického členu, jehož vstupy jsou připojeny na korespondující první dvě vstupní svorky. Třetí a čtvrtá vstupní svorka jsou spojeny s odpovídajícími vstupy třetího dvouvstupového logického členu, jehož výstup je připojen jednak ke třetí výstupní svorce a jednak k prvnímu vstupu čtvrtého dvouvstupového logického členu, jehož výstup je zapojen na čtvrtou výstupní svorku. Pátá, šestá, sedmá a osmá vstupní svorka jsou spojeny s korespondujícími vstupy prvního čtyřvstupového logického členu, jehož výstup je paralelně spojen s pátou výstupní svorkou a prvním vstupem pátého dvouvstupového logického členu, jehož výstup je zapojen na šestou výstupní svorku. Devátá vstupní svorka je pak spojena s prvním vstupemšestého dvouvstupového logického členu, jehož výstup je připojen jednak na sedmou výstupní svorku a jednak na první vstup druhého čtyřvstupového logického členu, jehož výstup je spojen s -osmou výstupní svorkou. Čtvrtý výstup druhého čtyřvstupového logického členu je paralelně zapojen nade vátou výstupní svorku ana výstup sedmého dvouvstupového logického členu, jehož první vstup je připojen -k desáté vstupní svorce. K jedenácté vstupní svorce je připojen první vstup osmého dvouvstupového logického členu, jehož výstup je spojen -s «desátou výstupní svorkou.The principle of the modular unit according to the invention is that the second input of the eighth two-input logic element is connected to the power input terminal, second and third inputs of the second four-input logic element and the second input of the seventh two-input logic element. the input of the fifth two-input logic, the second input of the fourth two-input logic, and the second input of both the two-input logic, whose output is connected to the second output terminal. The first input of the second two-input logic is then connected in parallel to the first output terminal and the output of the first two-input logic, whose inputs are connected to the corresponding first two input terminals. The third and fourth input terminals are coupled to the corresponding inputs of the third two-input logic, whose output is connected both to the third output terminal and to the first input of the fourth two-input logic, whose output is connected to the fourth output terminal. The fifth, sixth, seventh and eighth input terminals are coupled to the corresponding inputs of the first four-input logic whose output is connected in parallel to the fifth output terminal and the first input of the fifth two-input logic whose output is connected to the sixth output terminal. The ninth input terminal is then coupled to the first input of a sixth two-input logic, whose output is connected to both the seventh output terminal and to the first input of a second four-input logic, the output of which is coupled to the-eighth output terminal. The fourth output of the second four-input logic element is connected in parallel to the overhead output terminal and to the output of the seventh two-input logic element whose first input is connected to the tenth input terminal. The first input of the eighth two-input logic is connected to the eleventh input terminal, the output of which is connected to the tenth output terminal.

Přínosem zapojení-stavebnicové jednotky podle vynálezu je její jednoduchost a Univerzálnost, jelikož vzájemným propojováním logických členů ’ stavebnicové jednotky, nebo propojováním několika těchto stavebnicových jednotek, je možné realizovat libovolné funkce Booleovy algebry, a to jak kombinační tak i “sekvenční. Řešení podle vynálezu lze tedy s výhodou použít pro realizaci prakticky všech logických automatizačních systémů.The benefit of the wiring-modular unit according to the invention is its simplicity and universality, since by interconnecting the logical members' of the modular unit, or by interconnecting several of these modular units, it is possible to realize arbitrary functions of Boolean algebra, both combinational and sequential. The solution according to the invention can therefore advantageously be used for the implementation of virtually all logic automation systems.

Zapojení stavebnicové jednotky podle vynálezu je příkladně schematicky znázorněno blokovým schématem na připojeném výkresu.The connection of the modular unit according to the invention is illustrated schematically by way of example in a block diagram in the accompanying drawing.

Jak patrno z blokového schématu sestává stavebnicová jednotka podle vynálezu z osmi dvouvstupových logických členů NAND 1 až 8, dvou čtyřvstupových logických členů NAND 9, 10, jedenácti vstupních svorek A až K, napájecí vstupní svorky V a deseti výstupních svorek L až U. Jednotlivé logické členy 1 až 10 a svorky A ažAs can be seen from the block diagram, the modular unit according to the invention consists of eight two-input logic elements NAND 1 to 8, two four-input logic elements NAND 9, 10, eleven input terminals A to K, power input terminals V and ten output terminals L to U. members 1 to 10 and terminals A to

V jsou pak zapojeny následovně. K napájecí vstupní svorce V je připojen jednak druhý vstup x osmého dvouvstupového logického členu 8, jednak druhý a třetí vstup u, v druhého čtyřvstupového logického členu 10 a jednak druhý vstup w sedmého dvouvstupového logického členu 7, druhý vstup t šestého dvouvstupového logického členu 6, druhý vstup s pátého dvouvstupového logického členu 5, druhý vstup r čtvrtého dvouvstupového logického členu 4 a druhý vstup q druhého dvouvstupového logického členu 2, jehož výstup je připojen -na druhou výstupní svorku M. První vstup i druhého dvouvstupového logického členu 2 je paralelně spojen na první výstupní svorku L a výstup prvního dvouvstupového logického členu 1, jehož vstupy a, b jsou zapojeny na korespondující první dvě vstupní svorky A, B. Třetí a čtvrtá vstupní svorka C, D jsou spojeny s odpovídajícími vstupy c, d třetího dvouvstupového logického členu 3, jehož výstup je připojen jednak ke třetí výstupní svorce N a jednak k prvnímu vstupu m čtvrtého dvouvstupového logického členu 4, jehož výstup je zapojen na čtvrtou výstupní svorku O. Pátá, šestá, sedmá a osmá vstupní svorka E, F, G, H jsou Spojeny s korespondujícími vstupy e,i, g, h prvního čtyřvstupového logického členu 9, jehož výstup je paralelně spojen s pátou výstupní svorkou P a prvním vstupem n pátého dvouvstupového logického členu 5, jehož výstup je zapojen na šestou výstupní svorku Q. Devátá vstupní svorka I je spojena s prvním vstupem i šestého dvouvstupového logického členu 6, jehož výstup je připojen jednak na sedmou výstupní svorku R a jednak na první vstup o druhého čtyřvstupového logického členu 10, jehož výstup je spojen s osmou výstupní • svorkou “S. Čtvrtý vstup p druhého čtyřvstupového | logického členu 10 je pak paralelně zapojen na ¹ devátou výštupní svorku T a na výstup sedmého dvouvstupového logického členu 7, jehož první vstup j je připojen k desáté vstupní svorce 3. K jedenácté vstupní svorce K je připojen první vstup k osmého dvouvstupového logického členu 8, jehož výstup je spojen s desátou výstupní svorkou U.The Vs are then connected as follows. The second input x of the eighth two-input logic element 8 is connected to the power input terminal V, the second and third inputs u of the second four-input logic element 10, and the second input w of the seventh two-input logic element 7 is second. a second input s of a fifth two-input logic element 5, a second input r of a fourth two-input logic element 4 and a second input q of a second two-input logic element 2 whose output is connected to a second output terminal M. the first output terminal L and the output of the first two-input logic element 1, whose inputs a, b are connected to the corresponding first two input terminals A, B. The third and fourth input terminals C, D are connected to corresponding inputs c, d of the third two-input logic element 3 whose output is connected to the third the third output terminal N and the first input m of the fourth two-input logic element 4, whose output is connected to the fourth output terminal O. The fifth, sixth, seventh and eighth input terminals E, F, G, H are connected to the corresponding inputs e, i , g, h of the first four-input logic element 9, the output of which is connected in parallel to the fifth output terminal P and the first input n of the fifth two-input logic element 5, the output of which is connected to the sixth output terminal Q. a sixth two-input logic element 6, the output of which is connected both to the seventh output terminal R and to the first input of the second four-input logic element 10, the output of which is connected to the eightth output terminal “S. Fourth input of the second four - input logic gate 10 is then connected in parallel to ^one ninth output terminals T, and outputs the seventh two-input logic gate 7, whose first input is connected to the J input terminal of the tenth to eleventh third input terminal is connected to the first input of the eighth two-input logic element 8, whose output is connected to the tenth output terminal U.

Vzájemným propojováním logických členů 1 až 10 stavebnicové jednotky, podle vynálezu lze získat následující funkce. Připojením vstupních signálů na první a druhou vstupní svorku A, B se získá z výstupu prvního dvouvstupového logického členu 1 na první výstupní svorce L funkce inverze logického součinu dvou vstupních proměnných na prvních dvou vstupních svorkách A, B a z výstupu druhého dvouvstupového logického členu 2 na j druhé výstupní svorce M funkce logického součinu uvedených dvou vstupních proměnných. Připoje' ním vstupních signálů na třetí a čtvrtou vstupní svorku C, © se obdrží^z výstupu třetího dvouvstupového logického členu 3 na třetí výstupní svorce N funkce inverze logického součinu dvou vstupních proměnných na třetí a čtvrté vstupní vzorce C, D a z výstupu čtvrtého logického členu 4 na čtvrté výstupní svorce O funkce logického součinu uvedených dvou vstupních proměnných. Funkce prvých čtyř dvouvstupových logických členů 1 až 4 je tedy stejná a umožňuje propojením výstupních svorek L až O na vstupní svorky A až D obdržet paměť typu R-S. Např. propojením první výstupní svorky L s třetí vstupní svorkou C a třetí výstupní svorky N s druhou vstupní svorkou B vzniká na první výstupní svorce L a třetí výstupní svorce N paměťová funkce typu R-S vstupních proměnných na první a čtvrté vstupní svorce A, D. Tím se rozšiřuje schopnost stavebnicové jednotky podle vynálezu o řešení sekvenčních funkcí. Připojením vstupních signálů na pátou, šestou, sedmou a osmou vstupní svorku E, F, G, H se obdrží z výstupu prvního čtyřvstupového logického členu 9 na páté výstupní svorce P funkce inverze logického součinu čtyř vstupních proměnných na páté, šesté, sedmé a osmé vstupní svorce E, F, G, H a z výstupu pátého dvouvstupového logického členu 5 na šesté výstupní svorce Q funkce logického součinu uvedených čtyř vstupních proměnných. Tato funkce, která se v logických systémech velice často vyskytuje, je do stavebnicové jednotky podle vynálezu zařazena, proto, že ani z předcházejících dvouvstupových logických členů 1 až 4 ji nelze sestavit. Připojením vstupních signálů na devátou a desátou vstupní svorku I, J se získá přes šestý a sedmý dvouvstupový logický člen 6,7 z výstupu druhého čtyřvstupového logického členu 1Θ na osmé výstupní svorce S funkce logického součtu dvou vstupních proměnných na deváté a .desáté vstupní svorce 1,3 mimoto i se obdrží z výstupu sedmého dvouvstupového j logického členu 7 na sedmé výstupní svorce R inverze vstupního signálu, přivedeného na devátouBy interconnecting the logic members 1 to 10 of the modular unit according to the invention, the following functions can be obtained. By connecting the input signals to the first and second input terminals A, B, the function of inverting the logical product of the two input variables at the first two input terminals A, B and outputting the second two-input logic 2 at j is obtained from the output of the first two-input logic 1. the second output terminal M functions of the logic product of the two input variables. By connecting the input signals to the third and fourth input terminals C, S, the function of inverting the logic product of the two input variables to the third and fourth input formulas C, D and the output of the fourth logic element 4 is obtained ^{from the} output of the third two-input logic 3. on the fourth output terminal O of the logic product of the two input variables. The function of the first four two-input logic elements 1 to 4 is therefore the same and makes it possible to obtain an RS-type memory by interconnecting the output terminals L to O to the input terminals A to D. E.g. By connecting the first output terminal L to the third input terminal C and the third output terminal N to the second input terminal B, a memory function of the type of RS input variables on the first and fourth input terminals A, D is created on the first output terminal L and the third output terminal N. the ability of a modular unit according to the invention to solve sequential functions. By connecting the input signals to the fifth, sixth, seventh and eighth input terminals E, F, G, H, the function of inverting the logic product of the four input variables to the fifth, sixth, seventh, and eighth input is obtained from the output of the first four-input logic element 9 terminal E, F, G, H and from the output of the fifth two-input logic element 5 at the sixth output terminal Q of the logic product of the four input variables. This function, which occurs very often in logic systems, is included in the modular unit according to the invention, because it cannot be assembled from the previous two-input logic elements 1 to 4. By connecting the input signals to the ninth and tenth input terminals I, J, a sixth and seventh two-input logic element 6.7 is obtained from the output of the second four-input logic element 1Θ at the eighth output terminal S. In addition, i the inversion of the input signal applied to the ninth signal from the output of the seventh two-input logic element 7 at the seventh output terminal R is obtained.

Claims

SUBJECT

A complete Basic Logic Functional Modular Functional Unit consisting of eight two-input NAND logic elements, two four-input NAND logic elements, eleven input terminals, a power input terminal, and ten output terminals, characterized in that it is connected to the power input terminal (V) second input (x) of eighth two-input logic element (8), second and third input (u, v) of second four-input logic element (10) and second input (w) of seventh two-input logic element (7), second input (t ) a sixth two-input logic element (6), a second input (s) of a fifth two-input logic element (5), a second input (r) of a fourth two-input logic element (4) and a second input (q) of a second two-input logic element (2) is connected to the second output terminal (M) and the first input (i) in parallel to the first output terminal (L) and the output of the first two the input logic element (1), whose inputs (a, b) are connected to the corresponding first two input terminals (A, B) and the third and fourth input terminals (C, D) are connected to the corresponding inputs (c, d) of the third two input a logic element (3), the output of which is connected to the third output terminal (N) of the input terminal I and the same is obtained from the output of the seventh two-input logic element 7 at the ninth output terminal T of the input signal inverted to the tenth input terminal J. the logic element 8 inverts the input signal at the eleventh input terminal K, which is connected to the tenth output terminal U. By interconnecting the logic sum output at the eighth output terminal S with the eleventh input terminal K, it receives the output of the eighth two-input logic element 8 at the tenth output terminal U inversion of said logical sum. By interconnecting the second input q of the second two-input logic element 2, the second input r of the fourth two-input logic element 4, the second input with the fifth two-input logic element S, the second input t of the sixth two-input logic element 6, the second a, the third input u. , the second input w of the seventh two-input logic element 7 and the second input x of the eighth two-input logic element 8 with a power input terminal V to which the supply voltage is applied will increase the logic gain of output functions while reducing the input terminal block input for the logic elements which are connected to these input terminals.

Advantageously, the wiring of the modular unit according to the invention can also be realized using integrated circuits, e.g. two two-input NAND integrated circuits and one four-input NAND integrated circuit, without changing the nature of the invention.

OF THE INVENTION and second to the first input (m) of the fourth two-input logic element (4), the output of which is connected to the fourth output terminal (O), the fifth, sixth, seventh and eighth input terminals (E, F, G, M) being connected with the corresponding inputs (e, f, g, h) of the first four-input logic element (9) whose output is connected in parallel to the fifth output terminal (P) and the first input (n) of the fifth two-input logic element (5) whose output is connected to the sixth output terminal (Q) and the ninth input terminal (I) is connected to the first input (i) of the sixth two-input logic element (6) whose output is connected both to the seventh output terminal (R) and to the first input (o) second čtyřvstupového logic element (10) whose output is connected to the eighth output terminal (s) and the fourth input (P), i ^e parallel connected to the ninth output terminal (T) and to the output of the seventh two-input logic gate (7) whose first the input (j) is connected to the tenth input terminal (J), the first input (k) of the eighth two-input logic element (8), the output of which is connected to the tenth output terminal (U), to the eleventh input terminal (K).