RU2747107C1 - Majority module - Google Patents

Majority module Download PDF

Info

Publication number
RU2747107C1
RU2747107C1 RU2019140310A RU2019140310A RU2747107C1 RU 2747107 C1 RU2747107 C1 RU 2747107C1 RU 2019140310 A RU2019140310 A RU 2019140310A RU 2019140310 A RU2019140310 A RU 2019140310A RU 2747107 C1 RU2747107 C1 RU 2747107C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
majority
input
elements
output
exclusive
Prior art date
Application number
RU2019140310A
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 RU2019140310A priority Critical patent/RU2747107C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2747107C1 publication Critical patent/RU2747107C1/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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: math.SUBSTANCE: invention relates to a majority module. The majority module contains four majority elements, and the second input of the fourth majority element is connected to the output of the second majority element, and two EXCLUSIVE OR elements are additionally introduced into it, the i-thinput of the j-thand the first, third inputs of the fourth majority elements are connected respectively with the i-th input of the j-th EXCLUSIVE OR element and the outputs of the third, first majority elements, the second input and output of the second EXCLUSIVE OR element are connected respectively to the output of the first EXCLUSIVE OR element and the second input of the third majority element, and the i-th input of the first, the first and the third inputs of the second EXCLUSIVE OR elements and the first, third inputs of the third majority element are connected respectively to the i-th, fourth, fifth and sixth, seventh inputs of the majority module, the output of which is the output of the fourth majority element.EFFECT: simplified the scheme of the majority module.1 cl, 2 tbl, 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 мажоритарные модули (патент РФ 2294007, кл. G06F 7/57, 2007 г.; патент РФ 2393527, кл. G06F 7/57, 2010 г.), которые содержат логические элементы и реализуют мажоритарную функцию

Figure 00000001
Majority modules are known (RF patent 2294007, class G06F 7/57, 2007; RF patent 2393527, class G06F 7/57, 2010), which contain logic elements and implement the majority function
Figure 00000001

пяти аргументов - входных двоичных сигналов х1 ,…,х5 ∈ {0,l}.five arguments - input binary signals х1, ..., х 5 ∈ {0, l}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся ограниченные функциональные возможности и схемная сложность, обусловленные соответственно тем, что не обеспечивается реализация мажоритарной функции семи аргументов и наименьшая из цен по Квайну схем упомянутых аналогов равна 24.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using the known majority modules is limited functionality and circuit complexity, due, respectively, to the fact that the implementation of the majority function of seven arguments is not provided and the lowest of the Quine prices of the schemes of the mentioned analogs is 24.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2700554, кл. G06F 7/57, 2019 г.), который содержит логические элементы и реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов.The closest device for the same purpose to the claimed invention in terms of a set of features is the majority module adopted as a prototype (RF patent 2700554, class G06F 7/57, 2019), which contains logic elements and implements the majority function of seven arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы прототипа равна 26 и аппаратурный состав этой схемы образован из логических элементов четырех типов (элемента НЕ, элементов И, элементов ИЛИ, мажоритарных элементов).The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using the prototype is the circuit complexity due to the fact that the Quine price of the prototype circuit is 26 and the hardware composition of this circuit is formed from logical elements of four types (NOT element, AND elements, OR elements, majority elements).

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы мажоритарного модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну и сокращения количества типов логических элементов аппаратурного состава при сохранении функциональных возможностей прототипа.The technical result of the invention is to simplify the scheme of the majority module by reducing its price according to Quine and reducing the number of types of logical elements of the hardware composition while maintaining the functionality of the prototype.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем четыре мажоритарных элемента, второй вход четвертого мажоритарного элемента соединен с выходом второго мажоритарного элемента, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, i-й

Figure 00000002
вход
Figure 00000003
и первый, третий входы четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с i-ым входом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходами третьего, первого мажоритарных элементов, второй вход и выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вторым входом третьего мажоритарного элемента, а i-й вход первого, первый, третий входы второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первый, третий входы третьего мажоритарного элемента соединены соответственно с i-ым, четвертым, пятым и шестым, седьмым входами мажоритарного модуля, выходом которого является выход четвертого мажоритарного элемента.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the majority module containing four majority elements, the second input of the fourth majority element is connected to the output of the second majority element, the peculiarity is that two EXCLUSIVE OR elements are additionally introduced into it, the i-th
Figure 00000002
entrance
Figure 00000003
and the first, third inputs of the fourth majority elements are connected, respectively, with the i-th input of the j-th element EXCLUSIVE OR and the outputs of the third, first majority elements, the second input and output of the second EXCLUSIVE OR element are connected, respectively, with the output of the first EXCLUSIVE OR element and the second input of the third majority element element, and the i-th input of the first, first, third inputs of the second EXCLUSIVE OR elements and the first, third inputs of the third majority element are connected respectively to the i-th, fourth, fifth and sixth, seventh inputs of the majority module, the output of which is the output of the fourth majority element ...

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

Мажоритарный модуль содержит элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 11, 12 и мажоритарные элементы 21, 22, 23, 24, причем i-й

Figure 00000004
вход элемента 2j
Figure 00000005
и i-й вход элемента 24 соединены соответственно с i-ым входом элемента 1j и выходом элемента 24-i, второй вход и выход элемента 12 соединены соответственно с выходом элемента 11 и вторым входом элемента 23, а i-й вход элемента 11, первый, третий входы элемента 12 и первый, третий входы элемента 23 соединены соответственно с i-ым, четвертым, пятым и шестым, седьмым входами мажоритарного модуля, выходом которого является выход элемента 24.The majority module contains the EXCLUSIVE OR elements 1 1 , 1 2 and the majority elements 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 , and the i-th
Figure 00000004
input of element 2 j
Figure 00000005
and the i-th input of element 2 4 are connected, respectively, with the i-th input of element 1 j and the output of element 2 4-i , the second input and output of element 1 2 are connected, respectively, with the output of element 1 1 and the second input of element 2 3 , and i- the i-th input of element 1 1 , the first, third inputs of element 1 2 and the first, third inputs of element 2 3 are connected respectively to the i-th, fourth, fifth and sixth, seventh inputs of the majority module, the output of which is the output of element 2 4 .

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,седьмой входы подаются соответственно двоичные сигналы х1,…,х7 ∈ {01}. На выходах элементов 1j

Figure 00000006
2k
Figure 00000007
имеемThe proposed majority module operates as follows. On its first, ..., seventh inputs, respectively, binary signals x 1 , ..., x 7 ∈ {01} are supplied. At the outputs of elements 1j
Figure 00000006
2 k
Figure 00000007
we have

Figure 00000008
Figure 00000008

где

Figure 00000009
- сигналы на их i-ых входах. В представленных ниже табл. 1 и табл. 2 приведены соответственно значения внутренних сигналов z1,z2,z3 предлагаемого мажоритарного модуля, полученные с учетом (1), (2) для всех возможных наборов значений сигналов х1,…,х5, и значения его выходногоWhere
Figure 00000009
- signals at their i-th inputs. In the tables below. 1 and tab. 2 shows, respectively, the values of the internal signals z 1 , z 2 , z 3 of the proposed majority module, obtained taking into account (1), (2) for all possible sets of signal values x 1 , ..., x 5 , and the values of its output

сигнала Z, полученные с учетом (2) для всех возможных наборов значений сигналов z1,z2,z3,x6,x7.signal Z obtained taking into account (2) for all possible sets of signal values z 1 , z 2 , z 3 , x 6 , x 7 .

Figure 00000010
Figure 00000010

Согласно данных, приведенных в табл. 1, табл. 2, имеемAccording to the data given in table. 1, tab. 2, we have

Figure 00000011
Figure 00000011

где Maj(x1,…,x7) есть мажоритарная функция семи аргументов х1,…,x7.where Maj (x 1 ,…, x 7 ) is the majority function of seven arguments x 1 ,…, x 7 .

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль реализует мажоритарную функцию семи аргументов - входных двоичных сигналов, при этом схема предлагаемого мажоритарного модуля проще чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 18 и аппаратурный состав образован из логических элементов двух типов.The above information allows us to conclude that the proposed majority module implements the majority function of seven arguments - input binary signals, while the scheme of the proposed majority module is simpler than that of the prototype, since its Quine price is 18 and the hardware composition is formed from logical elements of two types.

Claims (1)

Мажоритарный модуль, содержащий четыре мажоритарных элемента, причем второй вход четвертого мажоритарного элемента соединен с выходом второго мажоритарного элемента, отличающийся тем, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, i-й
Figure 00000012
вход j-го
Figure 00000013
и первый, третий входы четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с i-м входом j-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходами третьего, первого мажоритарных элементов, второй вход и выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с выходом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вторым входом третьего мажоритарного элемента, а i-й вход первого, первый, третий входы второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первый, третий входы третьего мажоритарного элемента соединены соответственно с i-м, четвертым, пятым и шестым, седьмым входами мажоритарного модуля, выходом которого является выход четвертого мажоритарного элемента.
Majority module containing four majority elements, and the second input of the fourth majority element is connected to the output of the second majority element, characterized in that it additionally contains two EXCLUSIVE OR elements, the i-th
Figure 00000012
j-th input
Figure 00000013
and the first, third inputs of the fourth majority elements are connected, respectively, with the i-th input of the j-th element EXCLUSIVE OR and the outputs of the third, first majority elements, the second input and output of the second EXCLUSIVE OR element are connected, respectively, with the output of the first EXCLUSIVE OR element and the second input of the third majority element element, and the i-th input of the first, first, third inputs of the second EXCLUSIVE OR elements and the first, third inputs of the third majority element are connected respectively to the i-th, fourth, fifth and sixth, seventh inputs of the majority module, the output of which is the output of the fourth majority element ...
RU2019140310A 2019-12-06 2019-12-06 Majority module RU2747107C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140310A RU2747107C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Majority module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019140310A RU2747107C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Majority module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2747107C1 true RU2747107C1 (en) 2021-04-27

Family

ID=75584851

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019140310A RU2747107C1 (en) 2019-12-06 2019-12-06 Majority module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2747107C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801792C1 (en) * 2023-03-22 2023-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617475A (en) * 1984-03-30 1986-10-14 Trilogy Computer Development Partners, Ltd. Wired logic voting circuit
US7129742B1 (en) * 2005-02-23 2006-10-31 The United States Of America As Represented By The National Security Agency Majority logic circuit
RU2287897C1 (en) * 2005-05-11 2006-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module
RU2294007C1 (en) * 2005-11-03 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
US20140062529A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Venkatesh Ramachandra Majority Vote Circuit
RU2580801C1 (en) * 2015-03-17 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module
RU2618899C1 (en) * 2015-12-11 2017-05-11 Олег Александрович Козелков Majoritary module
RU2619197C1 (en) * 2016-01-21 2017-05-12 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Majority element "4 and more of 7"
RU2700554C1 (en) * 2018-09-20 2019-09-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4617475A (en) * 1984-03-30 1986-10-14 Trilogy Computer Development Partners, Ltd. Wired logic voting circuit
US7129742B1 (en) * 2005-02-23 2006-10-31 The United States Of America As Represented By The National Security Agency Majority logic circuit
RU2287897C1 (en) * 2005-05-11 2006-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module
RU2294007C1 (en) * 2005-11-03 2007-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical transformer
US20140062529A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-06 Venkatesh Ramachandra Majority Vote Circuit
US8729923B2 (en) * 2012-08-29 2014-05-20 Sandisk Technologies Inc. Majority vote circuit
RU2580801C1 (en) * 2015-03-17 2016-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module
RU2618899C1 (en) * 2015-12-11 2017-05-11 Олег Александрович Козелков Majoritary module
RU2619197C1 (en) * 2016-01-21 2017-05-12 Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" Majority element "4 and more of 7"
RU2700554C1 (en) * 2018-09-20 2019-09-17 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2801792C1 (en) * 2023-03-22 2023-08-15 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Majority module
RU2812688C1 (en) * 2023-08-11 2024-01-31 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Threshold module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2580801C1 (en) Majority module
RU2700554C1 (en) Majority module
RU2701461C1 (en) Majority module
RU2287897C1 (en) Majority module
RU2747107C1 (en) Majority module
RU2703675C1 (en) Logic converter
RU2704735C1 (en) Threshold module
RU2710877C1 (en) Majority module
RU2718209C1 (en) Logic module
RU2710872C1 (en) Parallel single signal counter
RU2697727C2 (en) Majority module
RU2700553C1 (en) Majority module
RU2300137C1 (en) Majority module
RU2677371C1 (en) Binary numbers comparison device
RU2676888C1 (en) Logical module
RU2776922C1 (en) Majority module
RU2762548C1 (en) Adder-multiplier modulo three
RU2762545C1 (en) Majority module
RU2700555C1 (en) Majority module
RU2760252C1 (en) Parallel unit counter
RU2801792C1 (en) Majority module
RU2762547C1 (en) Threshold module
RU2776923C1 (en) Majority module
RU2757821C1 (en) Threshold module
RU2787339C1 (en) Majority module