RU2691852C2 - Регистр сдвига - Google Patents
Регистр сдвига Download PDFInfo
- Publication number
- RU2691852C2 RU2691852C2 RU2017137900A RU2017137900A RU2691852C2 RU 2691852 C2 RU2691852 C2 RU 2691852C2 RU 2017137900 A RU2017137900 A RU 2017137900A RU 2017137900 A RU2017137900 A RU 2017137900A RU 2691852 C2 RU2691852 C2 RU 2691852C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- section
- register
- output
- shift register
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
Landscapes
- Error Detection And Correction (AREA)
- Shift Register Type Memory (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цифровой вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей регистра сдвига за счет возможности автоматического преобразования произвольной Булевой функции, зависящей от n аргументов, к полиномиальной нормальной форме - к полиному Жегалкина или к полиномам Рида - Маллера с фиксированной полярностью. Регистр сдвига состоит из нескольких последовательно расположенных однотипных секций, каждая секция содержит синхронный JK-триггер и один инвертор, в каждую регистровую секцию дополнительно вводится схема управления режимами работы JK-триггера, содержащая элемент ИЛИ, два элемента И и второй инвертор. 7 ил.
Description
Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и предназначено для автоматического преобразования произвольной Булевой функции, зависящей от n аргументов, к полиномиальной нормальной форме - к полиному Жегалкина или к полиномам Рида - Маллера с фиксированной полярностью (positive-polarity Reed-Muller expressions - PPRM).
Наиболее близким по технической сути является широко известный регистр сдвига, смотри, например, [Новожилов О.П. Основы цифровой техники. - М: ИП РадиоСофт, 2004. - 528 с.].
Данный регистр сдвига состоит из нескольких последовательно расположенных однотипных секций, выходы которых являются параллельным выходом регистра сдвига, причем выход каждой предшествующей секций соединен с первым входом последующей секции, первый вход первой секции и выход последней секции не подключены ни к одной из цепей, вторые входы секций объединены между собой и подключены к входу сигнала сброса регистра сдвига, третьи входы секций объединены между собой и подключены к входу сигнала синхронизации, при этом каждая секция содержит синхронный JK-триггер и один инвертор, преобразующий JK-триггер в синхронный D-триггер.
Данный регистр сдвига реализует несколько операций: установка в нулевое состояние всех триггеров регистра; последовательный синхронный прием входных данных при их подаче на первый вход первой секции регистра; хранение принятых данных, которые могут быть считаны параллельно со всех выходов регистра или последовательно с выхода последней секции регистра.
Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей регистра сдвига за счет реализации дополнительной операции, обеспечивающей возможность автоматического преобразования произвольной Булевой функции, зависящей от n аргументов, к полиномиальной нормальной форме - к полиному Жегалкина или к полиномам Рида - Маллера с фиксированной полярностью (positive-polarity Reed-Muller expressions - PPRM).
Это достигается тем, что в каждую регистровую секцию 1,2 дополнительно вводится схема управления режимами работы JK-триггера, содержащая элемент ИЛИ 4, два элемента И 5,6 и второй инвертор 7, вход первого инвертора 8 подключен к первому входу первого элемента И 5 и четвертому входу 1.5 регистровой секции, выход инвертора 8 подключен к второму входу второго элемента И 6, первый вход которого подключен к входу второго инвертора 7, к входу J триггера и первому входу 1.2 регистровой секции, выход первого инвертора 7 подключен к второму входу первого элемента И 5, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ 4, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И 6, а выход элемента ИЛИ 4 подключен к входу K триггера, вход С которого подключен к третьему входу 1.4 регистровой секции, а вход R триггера подключен к второму входу 1.3 регистровой секции, четвертые входы 1.5 и 2.5 всех регистровых секций соединены между собой и подключены к сигналу управления режимами работы JK-триггера.
На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого регистра сдвига; на фиг. 2 - функциональная схема регистровой секции. На фиг. 3 представлена таблица истинности некоторой Булевой функции F (а, b, с) и двоичное кодирование ее элементарных конъюнкций, а на фиг. 4 - монотонные конъюнкции функции F (а, b, с), их двоичное кодирование и соответствие коэффициентам полиномиальной формы. На фиг. 5 представлена таблица, иллюстрирующая процесс последовательного преобразования заявляемым регистром сдвига Булевой функции F (а, b, с) в полином Жегалкина (положительно поляризованный полином Рида - Маллера). На фиг. 6 представлена временная диаграмма работы заявляемого регистра сдвига в режиме полиномиального преобразования Булевой функции. На фиг. 7 представлена функциональная схема, реализующая последовательно-параллельные свертки по модулю два значений Булевой функции и являющаяся комбинационным эквивалентом заявляемого регистра сдвига при его работе в режиме полиномиального преобразования.
Регистр сдвига работает следующим образом. Если на входы 1.5, 2.5 … всех регистровых секций подается сигнал управления, равный логической единице (U=1), то JK - триггер будет функционировать как синхронный D-триггер. В этом режиме выполняются все прежние операции: установка в нулевое состояние всех триггеров регистра; последовательный синхронный прием входных данных при их подаче на первый вход первой секции регистра; хранение принятых данных, которые могут быть считаны параллельно со всех выходов регистра или последовательно с выхода последней секции регистра. Если же на входы 1.5, 2.5 … всех регистровых секций подается сигнал управления, равный логическому нулю (U=0), то JK-триггер будет функционировать как синхронный Т-триггер, а регистр сдвига - как полиномиальный преобразователь произвольной Булевой функции, битовые значения которой последовательно подают на первый вход 1.1 первой секции. Для полиномиального преобразования Булевой функции, зависящей от n аргументов, потребуется 2n регистровых секций и 2n рабочих такта. При этом каждая регистровая секция трансформируется в накапливающий сумматор по модулю 2 (⊕), то есть каждая регистровая секция реализует следующее логическое выражение:
Из соотношения (1) следует, что во втором режиме работы при U=0 регистр сдвига преобразуется в специфический синхронный счетчик, в котором после установки этого счетчика в ноль в каждой i-ой его секции определяется четное или нечетное количество единичных значений, которое принимал выход (i-1)-ой секции на некотором количестве тактов счета. Если количество входных для i-ой секции единичных значений было четным, то на выходе i-ой секции формируется логический ноль, а если количество входных для i-ой секции единичных значений было нечетным, то на выходе i-ой секции формируется логическая единица. Предлагаемое преобразование регистра сдвига позволяет его использовать как полиномиальный преобразователь произвольной Булевой функции, зависящей от n аргументов, к полиномиальной нормальной форме - к полиному Жегалкина или к полиномам Рида - Маллера с фиксированной полярностью (positive-polarity Reed-Muller expressions - PPRM).
Рассмотрим подробнее работу предлагаемого регистра сдвига в режиме полиномиального преобразователя.
Широко известно, например, (Акинин А.А., Акинина Ю.С., Подвальный С.Л., Тюрин С.В. Автоматизация полиномиального разложения булевых функций на основе метода неопределенных коэффициентов // Системы управления и информационные технологии. 2011. Т. 44. №2. С. 4-8.), что существуют следующие тождественные аналитические представления Булевых функций (БФ), зависящих от n переменных:
Λ - знак конъюнкции;
V - знак дизъюнкции;
Σ - знак суммы по модулю два;
ƒi - значение (0, 1) БФ на i-ом наборе аргументов;
Ki - элементарная конъюнкция максимального ранга на i-ом наборе аргументов;
gi - коэффициенты (0, 1) полиномиальной нормальной формы;
С учетом (2) и данных, представленных на фиг. 3 и фиг. 4 для Булевой функции F (а, b, с), имеем:
Из (4) следует, что для получения аналитического представления БФ в полиномиальной нормальной форме необходимо и достаточно определить значения коэффициентов gi. Именно такую задачу и решает предлагаемый регистр сдвига, работающий в режиме полиномиального преобразователя. На фиг. 5 поясняется работа заявляемого регистра сдвига, имеющего восемь секций и преобразующего Булеву функцию F (а, b, с), таблица истинности которой представлена на фиг. 3. На фиг. 6 показана временная диаграмма, соблюдение которой необходимо для корректной работы заявляемого регистра сдвига в режиме полиномиального преобразователя. Важным является и то, что значение коэффициента всегда формируется на выходе 1.1 первой регистровой секции.
На основании данных, представленных на фиг. 5, имеем следующую полиномиальную форму (полином Жегалкина) для функции F (а, b, с):
На фиг. 7 представлена функциональная схема, реализующая последовательно-параллельные свертки по модулю два значений Булевой функции и являющаяся комбинационным эквивалентом заявляемого регистра сдвига при его работе в режиме полиномиального преобразования. На основе анализа этого комбинационного эквивалента не трудно получить известную из дискретной математики систему уравнений, которую, по математической сути, реализует заявляемый регистр сдвига в режиме полиномиального преобразования Булевых функций:
Техническим результатом от использования заявляемого изобретения является дополнительная возможность простого решения задачи автоматического преобразования произвольной Булевой функции, зависящей от n аргументов, к полиномиальной нормальной форме с минимальными аппаратурными и временными затратами: требуется 2n регистровых секций и 2n тактов работы заявляемого регистра сдвига.
Claims (1)
- Регистр сдвига, состоящий из последовательно расположенных однотипных секций, выходы которых являются параллельным выходом регистра сдвига, причем выход каждой предшествующей секций соединен с первым входом последующей секции, первый вход первой секции и выход последней секции не подключены ни к одной из цепей, вторые входы секций объединены между собой и подключены к входу сигнала сброса регистра сдвига, третьи входы секций объединены между собой и подключены к входу сигнала синхронизации, при этом каждая секция содержит синхронный JK-триггер и один инвертор, отличающийся тем, что в каждую регистровую секцию дополнительно вводится схема управления режимами работы JK -триггера, содержащая элемент ИЛИ, два элемента И и второй инвертор, вход первого инвертора подключен к первому входу первого элемента И и четвертому входу регистровой секции, выход инвертора подключен к второму входу второго элемента И, первый вход которого подключен к входу второго инвертора, к входу J триггера и первому входу регистровой секции, выход первого инвертора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход элемента ИЛИ подключен к входу К триггера, вход С которого подключен к третьему входу регистровой секции, а вход R триггера подключен к второму входу регистровой секции, четвертые входы всех регистровых секций соединены между собой и подключены к сигналу управления режимами работы JK -триггера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137900A RU2691852C2 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Регистр сдвига |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137900A RU2691852C2 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Регистр сдвига |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2017137900A RU2017137900A (ru) | 2019-04-30 |
RU2017137900A3 RU2017137900A3 (ru) | 2019-04-30 |
RU2691852C2 true RU2691852C2 (ru) | 2019-06-18 |
Family
ID=66430154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137900A RU2691852C2 (ru) | 2017-10-30 | 2017-10-30 | Регистр сдвига |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2691852C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU666583A1 (ru) * | 1975-09-29 | 1979-06-05 | Ленинградское Высшее Инженерное Морское Училище Им. Адм. С.О.Макарова | Регистр сдвига |
SU1140176A1 (ru) * | 1983-07-08 | 1985-02-15 | Харьковский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Радиоэлектроники Им.Акад.М.К.Янгеля | Реверсивный регистр сдвига |
RU2022773C1 (ru) * | 1991-06-27 | 1994-11-15 | Московская государственная академия химического машиностроения | Модуль манипулятора |
RU2047922C1 (ru) * | 1990-12-10 | 1995-11-10 | Пензенский научно-исследовательский электротехнический институт | Однотактный регистр сдвига |
US20050104836A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-19 | Jan-Ruei Lin | Shift-register circuit |
-
2017
- 2017-10-30 RU RU2017137900A patent/RU2691852C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU666583A1 (ru) * | 1975-09-29 | 1979-06-05 | Ленинградское Высшее Инженерное Морское Училище Им. Адм. С.О.Макарова | Регистр сдвига |
SU1140176A1 (ru) * | 1983-07-08 | 1985-02-15 | Харьковский Ордена Трудового Красного Знамени Институт Радиоэлектроники Им.Акад.М.К.Янгеля | Реверсивный регистр сдвига |
RU2047922C1 (ru) * | 1990-12-10 | 1995-11-10 | Пензенский научно-исследовательский электротехнический институт | Однотактный регистр сдвига |
RU2022773C1 (ru) * | 1991-06-27 | 1994-11-15 | Московская государственная академия химического машиностроения | Модуль манипулятора |
US20050104836A1 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-19 | Jan-Ruei Lin | Shift-register circuit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2017137900A (ru) | 2019-04-30 |
RU2017137900A3 (ru) | 2019-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10491201B2 (en) | Delay circuit, count value generation circuit, and physical quantity sensor | |
EP3661055A1 (en) | True random number generator | |
US5227992A (en) | Operational method and apparatus over GF(2m) using a subfield GF(2.sup. | |
CN114242138B (zh) | 一种延时控制器、内存控制器以及时序控制方法 | |
CN111404550B (zh) | 模数转换器及其时钟产生电路 | |
US4160154A (en) | High speed multiple event timer | |
RU2691852C2 (ru) | Регистр сдвига | |
US4069478A (en) | Binary to binary coded decimal converter | |
WO2023134507A1 (zh) | 随机计算方法、电路、芯片及设备 | |
CN113835333B (zh) | 时间数字转换装置、时间数字转换方法 | |
CN110677138A (zh) | 基于无误差概率计算的fir滤波器 | |
Semerenko | The theory of parallel CRC codes based on automata models | |
US9160316B2 (en) | Digital controlled oscillator and frequency variable oscillator | |
RU2808782C1 (ru) | Самосинхронный одноразрядный четверичный сумматор с единичным спейсером | |
US11934799B2 (en) | Combinatorial logic circuits with feedback | |
CN109343825B (zh) | 一种约翰逊计数器装置 | |
RU2649955C1 (ru) | Функциональный преобразователь | |
RU2449347C2 (ru) | Однородные регистровые среды с программируемой структурой | |
US10516413B2 (en) | Digital-to-time converter and information processing apparatus | |
SU1260933A1 (ru) | Генератор последовательности функций Уолша | |
RU2192092C1 (ru) | УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ n-РАЗРЯДНОГО ДВОИЧНОГО ПОЗИЦИОННОГО КОДА В ДВОИЧНЫЙ КОД ОСТАТКА ПО МОДУЛЮ m | |
SU1756887A1 (ru) | Устройство дл делени чисел в модул рной системе счислени | |
JP2553575B2 (ja) | 誤り訂正装置 | |
SU1661759A1 (ru) | Устройство дл умножени полиномов над конечными пол ми GF (2 @ ) по модулю неприводимого многочлена | |
CN117155354A (zh) | 一种连续脉冲同步装置、连续脉冲同步方法及芯片 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201031 |