RU2559708C1 - Logic converter - Google Patents

Logic converter Download PDF

Info

Publication number
RU2559708C1
RU2559708C1 RU2014134238/08A RU2014134238A RU2559708C1 RU 2559708 C1 RU2559708 C1 RU 2559708C1 RU 2014134238/08 A RU2014134238/08 A RU 2014134238/08A RU 2014134238 A RU2014134238 A RU 2014134238A RU 2559708 C1 RU2559708 C1 RU 2559708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
elements
combined
majority
connected respectively
Prior art date
Application number
RU2014134238/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Александр Михайлович Бозин
Пётр Валерьевич Николаев
Андрей Сергеевич Яманчев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального 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 профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2014134238/08A priority Critical patent/RU2559708C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2559708C1 publication Critical patent/RU2559708C1/en

Links

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: invention is intended to implement any of five simple symmetric Boolean functions, which depend on five arguments - input binary signals, and can be used in digital computer systems as a code conversion tool. The device comprises eleven majority elements, five information and three configuring inputs.
EFFECT: reduced hardware costs.
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, functional units of control systems, etc.

Известны логические преобразователи (см., например, патент РФ 2281545, кл. G06F 7/57, 2006 г.), которые с помощью константной настройки реализуют любую из четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех аргументов - входных двоичных сигналов.Logic converters are known (see, for example, RF patent 2281545, class G06F 7/57, 2006), which, using a constant setting, implement any of four simple symmetric Boolean functions that depend on four arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known logic converters is limited functionality, due to the fact that the implementation of any of the five simple symmetric Boolean functions does not work, depending on five arguments - input binary signals.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2440601, кл. G06F 7/57, 2012 г.), который содержит мажоритарные элементы и с помощью трех сигналов константной настройки реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов. При этом максимальное время задержки распространения сигнала в прототипе равно 5×ΔtM, где ΔtM - время задержки мажоритарного элемента.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the logic converter adopted for the prototype (RF patent 2440601, class G06F 7/57, 2012), which contains major elements and implements any of five using three constant tuning signals simple symmetric Boolean functions depending on five arguments - input binary signals. Moreover, the maximum propagation delay time of the signal in the prototype is 5 × Δt M , where Δt M is the delay time of the majority element.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большие аппаратурные затраты, обусловленные тем, что прототип содержит семнадцать мажоритарных элементов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype includes high hardware costs due to the fact that the prototype contains seventeen major elements.

Техническим результатом изобретения является уменьшение аппаратурных затрат при сохранении функциональных возможностей и быстродействия прототипа.The technical result of the invention is to reduce hardware costs while maintaining the functionality and speed of the prototype.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем одиннадцать мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, особенность заключается в том, что выходы i-го ( i = 1, 4 ¯ )

Figure 00000001
и j-го ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000002
мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами (i+1)-го и (j+2)-го мажоритарных элементов, выходы одиннадцатого и k-го ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000003
мажоритарных элементов подключены соответственно к третьим входам восьмого и (13-k)-го мажоритарных элементов, объединенные вторые, объединенные третьи входы первого, седьмого, одиннадцатого мажоритарных элементов, объединенные первый вход одиннадцатого, третьи входы второго, девятого мажоритарных элементов, объединенные вторые, объединенные третьи входы шестого, десятого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым информационными входами логического преобразователя, объединенные первые входы третьего, шестого, седьмого, девятого мажоритарных элементов и объединенные первые входы первого, второго, четвертого, восьмого, десятого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому и второму настроечным входам логического преобразователя, третий настроечный вход и выход которого соединены соответственно с первым входом и выходом пятого мажоритарного элемента.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a logical converter containing eleven majority elements that have three inputs, the feature is that the outputs of the i-th ( i = one, four ¯ )
Figure 00000001
and j ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000002
majority elements are connected respectively to the second inputs of the (i + 1) -th and (j + 2) -th majority elements, the outputs of the eleventh and k-th ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000003
majority elements are connected respectively to the third inputs of the eighth and (13-k) -th majority elements, the combined second, combined third inputs of the first, seventh, eleventh majority elements, the combined first input of the eleventh, third inputs of the second, ninth majority elements, the combined second, combined the third inputs of the sixth, tenth majority elements are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth information inputs of the logic converter, the combined first e inputs of the third, sixth, seventh, ninth majority elements and the combined first inputs of the first, second, fourth, eighth, tenth majority elements are connected respectively to the first and second tuning inputs of the logic converter, the third tuning input and output of which are connected respectively to the first input and output the fifth majority element.

На чертеже представлена схема предлагаемого логического преобразователя.The drawing shows a diagram of the proposed logical Converter.

Логический преобразователь содержит мажоритарные элементы 11, …, 111, которые имеют по три входа, причем выходы элементов 1i ( i = 1, 4 ¯ )

Figure 00000004
и 1j ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000005
соединены соответственно с вторыми входами элементов 1i+1 и 1j+2, выходы элементов 111 и 1k ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000003
подключены соответственно к третьим входам элементов 18 и 113-k, объединенные вторые, объединенные третьи входы элементов 11, 17, 111, объединенные первый вход элемента 111, третьи входы элементов 12, 19, объединенные вторые, объединенные третьи входы элементов 16, 110 соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым информационными входами логического преобразователя, а объединенные первые входы элементов 13, 16, 17, 19 и объединенные первые входы элементов 11, 12, 14, 18, 110 подключены соответственно к первому и второму настроечным входам логического преобразователя, третий настроечный вход и выход которого соединены соответственно с первым входом и выходом элемента The logical converter contains the majority elements 1 1 , ..., 1 11 , which have three inputs, and the outputs of the elements 1 i ( i = one, four ¯ )
Figure 00000004
and 1 j ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000005
connected respectively to the second inputs of the elements 1 i + 1 and 1 j + 2 , the outputs of the elements 1 11 and 1 k ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000003
connected respectively to the third inputs of the elements 1 8 and 1 13-k , the combined second, combined third inputs of the elements 1 1 , 1 7 , 1 11 , the combined first input of the element 1 11 , the third inputs of the elements 1 2 , 1 9 , the combined second, combined the third inputs of the elements 1 6 , 1 10 are connected respectively with the first, second, third, fourth, fifth information inputs of the logic converter, and the combined first inputs of the elements 1 3 , 1 6 , 1 7 , 1 9 and the combined first inputs of the elements 1 1 , 1 2 , 1 4 , 1 8 , 1 10 are connected respectively to the first and second settings rack inputs of the logical converter, the third tuning input and output of which are connected respectively to the first input and output of the element

15.1 5 .

Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, втором, третьем настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы константной настройки f1, f2, f3 ∈ {0, 1}. На его первый, …, пятый информационные входы подаются соответственно двоичные сигналы x1, …, x5 ∈ {0, 1}. На выходе мажоритарного элемента 1h ( h = 1, 11 ¯ )

Figure 00000006
имеем maj(a h1, a h2, a h3)=a h1 a h2a h1 a h3a h2 a h3, где a h1, a h2, a h3 и ∨, есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента 15 определяется выражениемThe work of the proposed logical Converter is as follows. At its first, second, third tuning inputs, the necessary signals of constant tuning f 1 , f 2 , f 3 ∈ {0, 1} are fixed respectively. Binary signals x 1 , ..., x 5 ∈ {0, 1} are respectively supplied to its first, ..., fifth information inputs. At the output of the majority element 1 h ( h = one, eleven ¯ )
Figure 00000006
we have maj ( a h1 , a h2 , a h3 ) = a h1 a h2a h1 a h3a h2 a h3 , where a h1 , a h2 , a h3 and ∨, there are signals on its first, second, third inputs and operation symbols OR, I. Therefore, the signal at the output of element 1 5 is determined by the expression

Figure 00000007
Figure 00000007

в котором

Figure 00000008
. Таким образом, на выходе предлагаемого логического преобразователя получимwherein
Figure 00000008
. Thus, at the output of the proposed logical Converter we get

Figure 00000009
Figure 00000009

где τ1, …, τ5 есть простые симметричные булевы функции пяти аргументов x1, …, x5 (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974 г.). При этом указанный преобразователь содержит одиннадцать мажоритарных элементов, а максимальное время задержки распространения сигнала в нем равно 5×ΔtМ, где ΔtМ - время задержки мажоритарного элемента.where τ 1 , ..., τ 5 are simple symmetric Boolean functions of the five arguments x 1 , ..., x 5 (see page 126 in the book Pospelov D.A. Logical methods of analysis and synthesis of circuits. M: Energy, 1974 ) Moreover, the specified converter contains eleven majority elements, and the maximum signal propagation delay time in it is 5 × Δt M , where Δt M is the delay time of the majority element.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический преобразователь с помощью трех сигналов константной настройки реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов, имеет быстродействие прототипа и обладает меньшими по сравнению с ним аппаратурными затратами.The above information allows us to conclude that the proposed logical converter with the help of three constant tuning signals implements any of five simple symmetric Boolean functions depending on five arguments - input binary signals, has a prototype speed and has lower hardware costs compared to it.

Claims (1)

Логический преобразователь, предназначенный для реализации любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов, содержащий одиннадцать мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, отличающийся тем, что выходы i-го ( i = 1, 4 ¯ )
Figure 00000010
и j-го ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000011
мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами (i+1)-го и (j+2)-го мажоритарных элементов, выходы одиннадцатого и k-го ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000012
мажоритарных элементов подключены соответственно к третьим входам восьмого и (13-k)-го мажоритарных элементов, объединенные вторые, объединенные третьи входы первого, седьмого, одиннадцатого мажоритарных элементов, объединенные первый вход одиннадцатого, третьи входы второго, девятого мажоритарных элементов, объединенные вторые, объединенные третьи входы шестого, десятого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым информационными входами логического преобразователя, а объединенные первые входы третьего, шестого, седьмого, девятого мажоритарных элементов и объединенные первые входы первого, второго, четвертого, восьмого, десятого мажоритарных элементов подключены соответственно к первому и второму настроечным входам логического преобразователя, третий настроечный вход и выход которого соединены соответственно с первым входом и выходом пятого мажоритарного элемента.
A logic converter designed to implement any of five simple symmetric Boolean functions depending on five arguments - input binary signals, containing eleven major elements that have three inputs, characterized in that the outputs of the ith ( i = one, four ¯ )
Figure 00000010
and j ( j = 6, 7 ¯ )
Figure 00000011
majority elements are connected respectively to the second inputs of the (i + 1) -th and (j + 2) -th majority elements, the outputs of the eleventh and k-th ( k = 8, 10 ¯ )
Figure 00000012
majority elements are connected respectively to the third inputs of the eighth and (13-k) -th majority elements, the combined second, combined third inputs of the first, seventh, eleventh majority elements, the combined first input of the eleventh, third inputs of the second, ninth majority elements, the combined second, combined the third inputs of the sixth, tenth majority elements are connected respectively to the first, second, third, fourth, fifth information inputs of the logic converter, and the combined the third, sixth, seventh, ninth majority element inputs and the combined first inputs of the first, second, fourth, eighth, tenth majority elements are connected respectively to the first and second tuning inputs of the logic converter, the third tuning input and output of which are connected respectively to the first input and output the fifth majority element.
RU2014134238/08A 2014-08-20 2014-08-20 Logic converter RU2559708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014134238/08A RU2559708C1 (en) 2014-08-20 2014-08-20 Logic converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014134238/08A RU2559708C1 (en) 2014-08-20 2014-08-20 Logic converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2559708C1 true RU2559708C1 (en) 2015-08-10

Family

ID=53796486

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014134238/08A RU2559708C1 (en) 2014-08-20 2014-08-20 Logic converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2559708C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602331C1 (en) * 2015-09-25 2016-11-20 Олег Александрович Козелков Logic transducer
RU2710871C1 (en) * 2019-03-11 2020-01-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2757829C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparing apparatus
RU2758185C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2768627C1 (en) * 2021-04-02 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336468A (en) * 1979-11-15 1982-06-22 The Regents Of The University Of California Simplified combinational logic circuits and method of designing same
DE202004006184U1 (en) * 2004-04-20 2004-06-17 Gude, Michael, Dr. Gate array or field programmable gate array using logic elements which can be set for different Boolean operations
RU2281545C1 (en) * 2005-05-11 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2294007C1 (en) * 2005-11-03 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2440601C1 (en) * 2011-01-31 2012-01-20 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logic converter
RU2517720C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4336468A (en) * 1979-11-15 1982-06-22 The Regents Of The University Of California Simplified combinational logic circuits and method of designing same
DE202004006184U1 (en) * 2004-04-20 2004-06-17 Gude, Michael, Dr. Gate array or field programmable gate array using logic elements which can be set for different Boolean operations
RU2281545C1 (en) * 2005-05-11 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2294007C1 (en) * 2005-11-03 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2440601C1 (en) * 2011-01-31 2012-01-20 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logic converter
RU2517720C1 (en) * 2013-01-09 2014-05-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2602331C1 (en) * 2015-09-25 2016-11-20 Олег Александрович Козелков Logic transducer
RU2710871C1 (en) * 2019-03-11 2020-01-14 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2757829C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Binary number comparing apparatus
RU2758185C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2768627C1 (en) * 2021-04-02 2022-03-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2393527C2 (en) Logical converter
RU2559708C1 (en) Logic converter
RU2281545C1 (en) Logical transformer
RU2517720C1 (en) Logic converter
RU2647639C1 (en) Logic converter
RU2542920C2 (en) Logic module
RU2542895C1 (en) Logical converter
RU2621281C1 (en) Logic converter
RU2443009C1 (en) Logic converter
RU2580799C1 (en) Logic transducer
RU2518669C1 (en) Logic converter
RU2417404C1 (en) Logic converter
RU2641454C2 (en) Logic converter
RU2549151C1 (en) Logic converter
RU2472209C1 (en) Logic module
RU2629451C1 (en) Logic converter
RU2580798C1 (en) Logic unit
RU2701464C1 (en) Logic converter
RU2703675C1 (en) Logic converter
RU2634229C1 (en) Logical converter
RU2549158C1 (en) Logic converter
RU2629452C1 (en) Logic converter
RU2700557C1 (en) Logic converter
RU2621376C1 (en) Logic module
RU2700556C1 (en) Logic converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160821