RU2621281C1 - Logic converter - Google Patents

Logic converter Download PDF

Info

Publication number
RU2621281C1
RU2621281C1 RU2015152654A RU2015152654A RU2621281C1 RU 2621281 C1 RU2621281 C1 RU 2621281C1 RU 2015152654 A RU2015152654 A RU 2015152654A RU 2015152654 A RU2015152654 A RU 2015152654A RU 2621281 C1 RU2621281 C1 RU 2621281C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
input
majority
elements
converter
Prior art date
Application number
RU2015152654A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Николай Александрович Никитин
Николай Николаевич Азоркин
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 RU2015152654A priority Critical patent/RU2621281C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2621281C1 publication Critical patent/RU2621281C1/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
    • 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
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K19/00Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
    • H03K19/20Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
    • H03K19/23Majority or minority circuits, i.e. giving output having the state of the majority or the minority of the inputs

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: logic converter is designed to perform any of the simple symmetrical Boolean functions τ1, τ2, τn-1, τn depending on the n-arguments - the binary input signals at n=5, and can be used in the digital computer engineering systems like the code conversion means. The logic converter comprises eight majority elements (11, …, 18), and the maximum propagation delay time therein is equal to 5×Δtm, where Δtm - the majority element delay time.
EFFECT: increasing performance while maintaining hardware composition and functional capabilities of the prototype.
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 простых симметричных булевых функций τ1, τ2, τn-1, τn, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=4.Logic converters are known (see, for example, RF patent 2281545, class G06F 7/57, 2006), which, using a constant setting, implement any of the simple symmetric Boolean functions τ 1 , τ 2 , τ n-1 , τ n depending on n arguments - input binary signals, for n = 4.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка пяти входных 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 processing of five input signals is not allowed.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2542895, кл. G06F 7/57, 2015 г.), который содержит восемь мажоритарных элементов и с помощью константной настройки реализует любую из простых симметричных булевых функций τ1, τ2, τn-1, τn, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=5.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 2542895, class G06F 7/57, 2015), which contains eight major elements and implements any of the simple symmetric using a constant setting Boolean functions τ 1 , τ 2 , τ n-1 , τ n , depending on n arguments - input binary signals, for n = 5.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится низкое быстродействие, обусловленное тем, что максимальное время задержки распространения сигнала в прототипе определяется выражением 6×ΔTM, где ΔtM есть время задержки мажоритарного элемента.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype is the low speed due to the fact that the maximum propagation delay time of the signal in the prototype is determined by the expression 6 × ΔT M , where Δt M is the delay time of the majority element.

Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия при сохранении аппаратурного состава и функциональных возможностей прототипа.The technical result of the invention is to improve performance while maintaining the hardware composition and functionality of the prototype.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем восемь мажоритарных элементов, выход i-го (i∈{1,2,3,5}) мажоритарного элемента и первые входы четвертого, седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом (i+1)-го мажоритарного элемента и вторым настроечным входом логического преобразователя, первый, j-й (

Figure 00000001
) информационные и первый настроечный входы которого подключены соответственно к второму входу первого, третьему входу (j-1)-го мажоритарных элементов и первым входам первого, второго, третьего, шестого мажоритарных элементов, особенность заключается в том, что второй, третий входы k-го (
Figure 00000002
), первый вход и выход восьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами (k-1)-го, (2×k-12)-го мажоритарных элементов, первым настроечным входом и выходом логического преобразователя, первый, второй, третий и четвертый информационные входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему входам пятого и третьему входу шестого мажоритарных элементов.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a logic converter containing eight majority elements, the output of the i-th (i∈ {1,2,3,5}) majority element and the first inputs of the fourth, seventh majority elements are connected respectively to the second the input of the (i + 1) -th majority element and the second tuning input of the logical converter, the first, j-th
Figure 00000001
) the information and first tuning inputs of which are connected respectively to the second input of the first, third input of the (j-1) -th majority elements and the first inputs of the first, second, third, sixth majority elements, the feature is that the second, third inputs k- go (
Figure 00000002
), the first input and output of the eighth majority elements are connected respectively to the outputs of the (k-1) -th, (2 × k-12) -th majority elements, the first tuning input and the output of the logic converter, the first, second, third and fourth information inputs which are connected respectively to the first, second, third inputs of the fifth and third inputs of the sixth majority elements.

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

Логический преобразователь содержит мажоритарные элементы 11, …, 18, причем выход элемента 1i (i∈{1, 2, 3, 5}) и первые входы элементов 14, 17 соединены соответственно с вторым входом элемента 1i+1 и вторым настроечным входом логического преобразователя, первый, j-й (J=2,5) информационные и первый настроечный входы которого подключены соответственно к второму входу элемента 11, третьему входу элемента 1j-1 и первым входам элементов 11, 12, 13, 16, второй, третий входы элемента 1k (

Figure 00000002
), первый вход и выход элемента 18 соединены соответственно с выходами элементов 1k-1 и 12×k-12, первым настроечным входом и выходом логического преобразователя, первый, второй, третий и четвертый информационные входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему входам элемента 15 и третьему входу элемента 16.The logical converter contains the majority elements 1 1 , ..., 1 8 , and the output of the element 1 i (i∈ {1, 2, 3, 5}) and the first inputs of the elements 1 4 , 1 7 are connected respectively to the second input of the element 1 i + 1 and the second training input of the logic converter, the first, j-th (J = 2.5) information and first tuning inputs of which are connected respectively to the second input of element 1 1 , the third input of element 1 j-1 and the first inputs of elements 1 1 , 1 2 , 1 3 , 1 6 , second, third inputs of element 1 k (
Figure 00000002
), the first input and output of element 1 8 are connected respectively to the outputs of elements 1 k-1 and 1 2 × k-12 , the first tuning input and output of the logic converter, the first, second, third and fourth information inputs of which are connected respectively to the first, second , the third inputs of element 1 5 and the third input of element 1 6 .

Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы константной настройки ƒ12∈{0,1}. На его первый, …, пятый информационные входы подаются соответственно двоичные сигналы x1, …, x5∈{0,1}. На выходе мажоритарного элемента 1m (

Figure 00000003
) имеем
Figure 00000004
, где am1, am2, am3 и
Figure 00000005
,
Figure 00000006
есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента 18 определяется выражениемThe work of the proposed logical Converter is as follows. At its first and second tuning inputs, the necessary signals of constant tuning ƒ 1 , ƒ 2 ∈ {0,1} are fixed respectively. At its first, ..., fifth information inputs, binary signals x 1 , ..., x 5 ∈ {0,1} are supplied, respectively. At the output of the majority element 1 m (
Figure 00000003
) we have
Figure 00000004
, where a m1 , a m2, a m3 and
Figure 00000005
,
Figure 00000006
there are, respectively, signals at its first, second, third inputs and symbols of operations OR, I. Therefore, the signal at the output of element 1 8 is determined by the expression

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

в котором

Figure 00000008
Figure 00000009
. Таким образом, на выходе предлагаемого логического преобразователя получимwherein
Figure 00000008
Figure 00000009
. Thus, at the output of the proposed logical Converter we get

Figure 00000010
Figure 00000010

где τ1, τ2, τ4, 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 восемь мажоритарных элементов, а максимальное время задержки распространения в нем сигнала равно 5×ΔtM, где ΔtM - время задержки мажоритарного элемента.where τ 1 , τ 2 , τ 4 , τ 5 are simple symmetric Boolean functions of the five arguments x 1 , ..., x 5 (see page 126 in the book Pospelov DA Logical methods of analysis and synthesis of circuits. -M .: Energy, 1974). Moreover, this converter contains eight majority elements, and the maximum delay time of the signal propagation 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 константой настройки реализует любую из простых симметричных булевых функций τ1, τ2, τn-1, τn, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=5, имеет аппаратурный состав прототипа и обладает более высоким по сравнению с ним быстродействием.The above information allows us to conclude that the proposed logical converter using the tuning constant implements any of the simple symmetric Boolean functions τ 1 , τ 2 , τ n-1 , τ n , depending on n arguments - input binary signals, for n = 5, it has the hardware composition of the prototype and has a higher speed compared to it.

Claims (1)

Логический преобразователь, предназначенный для реализации простых симметричных булевых функций, содержащий восемь мажоритарных элементов, причем выход i-го (i∈{1, 2, 3, 5}) мажоритарного элемента и первые входы четвертого, седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом (i+1)-го мажоритарного элемента и вторым настроечным входом логического преобразователя, первый, j-й
Figure 00000011
информационные и первый настроечный входы которого подключены соответственно к второму входу первого, третьему входу (j-1)-го мажоритарных элементов и первым входам первого, второго, третьего, шестого мажоритарных элементов, отличающийся тем, что второй, третий входы k-го
Figure 00000012
первый вход и выход восьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами (k-1)-го, (2×k-12)-го мажоритарных элементов, первым настроечным входом и выходом логического преобразователя, первый, второй, третий и четвертый информационные входы которого подключены соответственно к первому, второму, третьему входам пятого и третьему входу шестого мажоритарных элементов.
A logic converter designed to implement simple symmetric Boolean functions containing eight majority elements, the output of the i-th (i∈ {1, 2, 3, 5}) majority element and the first inputs of the fourth, seventh majority elements respectively connected to the second input ( i + 1) -th majority element and the second tuning input of the logical converter, the first, j-th
Figure 00000011
the information and first tuning inputs of which are connected respectively to the second input of the first, third input of the (j-1) -th majority elements and the first inputs of the first, second, third, sixth majority elements, characterized in that the second, third inputs of the k-th
Figure 00000012
the first input and output of the eighth majority elements are connected respectively to the outputs of the (k-1) -th, (2 × k-12) -th majority elements, the first tuning input and the output of the logical converter, the first, second, third and fourth information inputs of which are connected respectively, to the first, second, third inputs of the fifth and third inputs of the sixth majority elements.
RU2015152654A 2015-12-08 2015-12-08 Logic converter RU2621281C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152654A RU2621281C1 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Logic converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015152654A RU2621281C1 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Logic converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2621281C1 true RU2621281C1 (en) 2017-06-01

Family

ID=59032190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015152654A RU2621281C1 (en) 2015-12-08 2015-12-08 Logic converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2621281C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689815C2 (en) * 2017-11-14 2019-05-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic transducer
RU2701464C1 (en) * 2018-09-24 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2709663C1 (en) * 2019-03-13 2019-12-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2758185C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417692B2 (en) * 1997-08-20 2002-07-09 Altera Corporation Programmable I/O cells with multiple drivers
RU2281545C1 (en) * 2005-05-11 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2393527C2 (en) * 2008-05-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logical converter
RU2542895C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417692B2 (en) * 1997-08-20 2002-07-09 Altera Corporation Programmable I/O cells with multiple drivers
RU2281545C1 (en) * 2005-05-11 2006-08-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
RU2393527C2 (en) * 2008-05-19 2010-06-27 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logical converter
RU2542895C1 (en) * 2013-11-06 2015-02-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical converter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2689815C2 (en) * 2017-11-14 2019-05-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic transducer
RU2701464C1 (en) * 2018-09-24 2019-09-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2709663C1 (en) * 2019-03-13 2019-12-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter
RU2758185C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2393527C2 (en) Logical converter
RU2647639C1 (en) Logic converter
RU2517720C1 (en) Logic converter
RU2281545C1 (en) Logical transformer
RU2621281C1 (en) Logic converter
RU2559708C1 (en) Logic converter
RU2542895C1 (en) Logical converter
RU2443009C1 (en) Logic converter
RU2602382C1 (en) Ranked filter
RU2641454C2 (en) Logic converter
RU2580799C1 (en) Logic transducer
RU2629451C1 (en) Logic converter
RU2472209C1 (en) Logic module
RU2518669C1 (en) Logic converter
RU2701464C1 (en) Logic converter
RU2549151C1 (en) Logic converter
RU2704735C1 (en) Threshold module
RU2703675C1 (en) Logic converter
RU2621376C1 (en) Logic module
RU2634229C1 (en) Logical converter
RU2580798C1 (en) Logic unit
RU2700557C1 (en) Logic converter
RU2629452C1 (en) Logic converter
RU2630394C2 (en) Logic module
RU2549158C1 (en) Logic converter

Legal Events

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

Effective date: 20171209