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 equipment, functional units of control systems, etc.
Известны мажоритарные модули (см., например, патент РФ 2580801, кл. H03K 19/23, 2016 г.), которые содержат логические элементы и реализуют мажоритарную функцию пяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов. При этом , где n, h и есть соответственно количество аргументов реализуемых функций, схемная глубина, в частности, упомянутого аналога и ее относительный показатель.Majority modules are known (see, for example, RF patent 2580801, class H03K 19/23, 2016), which contain logical elements and implement the majority function of five arguments - input binary signals or a disjunction (conjunction) of the same five arguments. Wherein , where n , h and there is, respectively, the number of arguments of the implemented functions, the circuit depth, in particular, of the mentioned analogue and its relative indicator.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся большая величина относительного показателя схемной глубины, наличие в аппаратурном составе, в частности, упомянутого аналога элементов И, ИЛИ и ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не обеспечивается реализация мажоритарной функции девяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же девяти аргументов.The reasons that prevent the achievement of the technical result indicated below when using known majority modules include the large value of the relative indicator of circuit depth, the presence in the hardware, in particular, of the mentioned analogue of AND, OR elements and limited functionality due to the fact that the implementation of majority control is not ensured. functions of nine arguments - input binary signals or disjunction (conjunction) of the same nine arguments.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2700553, кл. H03K 19/23, 2019 г.), который содержит мажоритарные элементы и реализует мажоритарную функцию пяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов. При этом относительный показатель схемной глубины прототипа составляет .The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of the set of features is the majority module adopted as a prototype (RF patent 2700553, class H03K 19/23, 2019), which contains majority elements and implements the majority function of five arguments - input binary signals or disjunction (conjunction) of the same five arguments. In this case, the relative indicator of the circuit depth of the prototype is .
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся большая величина относительного показателя схемной глубины и ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не обеспечивается реализация мажоритарной функции девяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же девяти аргументов.The reasons that prevent the achievement of the technical result indicated below when using the prototype include the large value of the relative indicator of circuit depth and limited functionality due to the fact that the implementation of the majority function of nine arguments - input binary signals or disjunction (conjunction) of the same nine arguments - is not ensured.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации мажоритарной функции девяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же девяти аргументов и уменьшение относительного показателя схемной глубины при сохранении элементного базиса прототипа.The technical result of the invention is to expand the functionality by ensuring the implementation of the majority function of nine arguments - input binary signals or disjunction (conjunction) of the same nine arguments and reducing the relative indicator of circuit depth while maintaining the elemental basis of the prototype.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем девять мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, выходы m-го ( ), ( )-го и первый вход m-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами ( )-го, ( )-го мажоритарных элементов и первым настроечным входом мажоритарного модуля, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены двенадцать аналогичных упомянутым мажоритарных элементов, выходы третьего, седьмого, i-го ( ) и первый, второй, третий входы двадцатого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами четвертого, восьмого, ( )-го и выходами семнадцатого, восемнадцатого, девятнадцатого мажоритарных элементов, выходы ( )-го, ( )-го и первый, второй, третий входы двадцать первого мажоритарных элементов подключены соответственно к третьим входам ( )-го, ( )-го и выходам четвертого, двадцатого, восьмого мажоритарных элементов, а первые входы ( )-го, ( )-го, ( )-го и выход двадцать первого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым настроечным входом и выходом мажоритарного модуля, второй настроечный вход которого подключен к первым входам ( )-го, ( )-го, ( )-го, ( )-го мажоритарных элементов.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the majority module containing nine majority elements, which have three inputs each, the mth outputs ( ), ( )-th and first input of the m -th majority elements are connected respectively to the second inputs ( )th, ( )-th majority elements and the first tuning input of the majority module, the peculiarity is that twelve similar majority elements, the outputs of the third, seventh, i -th ( ) and the first, second, third inputs of the twentieth majority elements are connected, respectively, to the second inputs of the fourth, eighth, ( )-th and outputs of the seventeenth, eighteenth, nineteenth majority elements, outputs ( )th, ( )th and first, second, third inputs of the twenty-first majority elements are connected respectively to the third inputs ( )th, ( )th and the outputs of the fourth, twentieth, eighth majority elements, and the first inputs ( )th, ( )th, ( )-th and the output of the twenty-first majority elements are connected, respectively, to the first tuning input and output of the majority module, the second tuning input of which is connected to the first inputs ( )th, ( )th, ( )th, ( )-th majority elements.
На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.The drawing shows a diagram of the proposed majority module.
Мажоритарный модуль содержит мажоритарные элементы 11,…,121, причем выходы элементов 1 j ( ), 1 j +4, 1 i ( ) и третьи входы элементов 1 k ( ), 1 k +4 соединены соответственно c вторыми входами элементов 1 j +1, 1 j +5, 1 i +4 и выходами элементов 1 k +10, 1 k +12, первый, второй, третий входы элемента 120 и выходы элементов 14, 120, 18 подключены соответственно к выходам элементов 117, 118, 119 и первому, второму, третьему входам элемента 121, а первые входы элементов 1 k –2, 1 k +4, 1 k +6, 1 k +10 и выход элемента 121 соединены соответственно с первым настроечным входом и выходом мажоритарного модуля, второй настроечный вход которого подключен к первым входам элементов 1 k , 1 k +2, 1 k +8, 1 k +12. The majority module contains majority elements 1 1 ,…,1 21 , and the outputs of elements 1 j ( ), 1 j +4 , 1 i ( ) and third inputs of elements 1 k ( ), 1 k +4 are connected respectively to the second inputs of elements 1 j +1 , 1 j +5 , 1 i +4 and outputs of elements 1 k +10 , 1 k +12 , the first, second, third inputs of element 1 20 and outputs elements 1 4 , 1 20 , 1 8 are connected respectively to the outputs of elements 1 17 , 1 18 , 1 19 and the first, second, third inputs of element 1 21 , and the first inputs of elements 1 k –2 , 1 k +4 , 1 k + 6 , 1 k +10 and the output of element 1 21 are connected, respectively, to the first tuning input and output of the majority module, the second tuning input of which is connected to the first inputs of elements 1 k , 1 k +2 , 1 k +8 , 1 k +12 .
Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На его первом, втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы константной настройки. На вторые входы элементов 11, 15, первый вход элемента 117; третьи входы элементов 11, 15, второй вход элемента 117; третьи входы элементов 12, 16, 117; вторые входы элементов 19, 111, первый вход элемента 118; третьи входы элементов 19, 111, второй вход элемента 118; третьи входы элементов 113, 115, 118; вторые входы элементов 110, 112, первый вход элемента 119; третьи входы элементов 110, 112, второй вход элемента 119 и третьи входы элементов 114, 116, 119 подаются соответственно двоичные сигналы ; ; ; ; ; ; ; и ( ). В представленной ниже табл.1 приведены значения внутренних сигналов ( ), , предлагаемого мажоритарного модуля, полученные для всех возможных наборов значений сигналов при , ; ; . Далее в табл.2, табл.3, табл.4 приведены значения его выходного сигнала Z, полученные для всех возможных наборов значений сигналов при , ; ; . The operation of the proposed majority module is carried out as follows. At its first and second tuning inputs, the necessary signals are fixed accordingly constant settings. To the second inputs of elements 1 1 , 1 5 , the first input of element 1 17 ; third inputs of elements 1 1 , 1 5 , second input of element 1 17 ; third inputs of elements 1 2 , 1 6 , 1 17 ; second inputs of elements 1 9 , 1 11 , first input of element 1 18 ; third inputs of elements 1 9 , 1 11 , second input of element 1 18 ; third inputs of elements 1 13 , 1 15 , 1 18 ; second inputs of elements 1 10 , 1 12 , first input of element 1 19 ; the third inputs of elements 1 10 , 1 12 , the second input of element 1 19 and the third inputs of elements 1 14 , 1 16 , 1 19 are supplied respectively binary signals ; ; ; ; ; ; ; And ( ). Table 1 below shows the values of internal signals ( ), , of the proposed majority module, obtained for all possible sets of signal values at , ; ; . Further in Table 2, Table 3, Table 4 the values of its output signal Z are given, obtained for all possible sets of signal values at , ; ; .
Таблица 1Table 1
, ,
000000
000000
000000
000000
001001
001001
101101
000000
010010
001001
101101
000000
011011
011011
111111
010010
100100
001001
101101
000000
101101
011011
111111
010010
110110
011011
111111
010010
111111
111111
111111
111111
Таблица 2table 2
, ,
, ,
ZZ
ZZ
000000
000000
000000
00
011011
000000
000000
00
000000
000000
001001
00
011011
000000
001001
00
000000
000000
011011
00
011011
000000
011011
00
000000
000000
111111
00
011011
000000
111111
11
000000
001001
000000
00
011011
001001
000000
00
000000
001001
001001
00
011011
001001
001001
00
000000
001001
011011
00
011011
001001
011011
11
000000
001001
111111
00
011011
001001
111111
11
000000
011011
000000
00
011011
011011
000000
00
000000
011011
001001
00
011011
011011
001001
11
000000
011011
011011
00
011011
011011
011011
11
000000
011011
111111
11
011011
011011
111111
11
000000
111111
000000
00
011011
111111
000000
11
000000
111111
001001
00
011011
111111
001001
11
000000
111111
011011
11
011011
111111
011011
11
000000
111111
111111
11
011011
111111
111111
11
001001
000000
000000
00
111111
000000
000000
00
001001
000000
001001
00
111111
000000
001001
00
001001
000000
011011
00
111111
000000
011011
11
001001
000000
111111
00
111111
000000
111111
11
001001
001001
000000
00
111111
001001
000000
00
001001
001001
001001
00
111111
001001
001001
11
001001
001001
011011
00
111111
001001
011011
11
001001
001001
111111
11
111111
001001
111111
11
001001
011011
000000
00
111111
011011
000000
11
001001
011011
001001
00
111111
011011
001001
11
001001
011011
011011
11
111111
011011
011011
11
001001
011011
111111
11
111111
011011
111111
11
001001
111111
000000
00
111111
111111
000000
11
001001
111111
001001
11
111111
111111
001001
11
001001
111111
011011
11
111111
111111
011011
11
001001
111111
111111
11
111111
111111
111111
11
Таблица 3Table 3
ZZ
ZZ
000000
000000
000000
00
101101
111111
000000
11
000000
000000
101101
11
101101
111111
101101
11
000000
000000
111111
11
101101
111111
111111
11
000000
101101
000000
11
111111
000000
000000
11
000000
101101
101101
11
111111
000000
101101
11
000000
101101
111111
11
111111
000000
111111
11
000000
111111
000000
11
111111
101101
000000
11
000000
111111
101101
11
111111
101101
101101
11
000000
111111
111111
11
111111
101101
111111
11
101101
000000
000000
11
111111
111111
000000
11
101101
000000
101101
11
111111
111111
101101
11
101101
000000
111111
11
111111
111111
111111
11
101101
101101
000000
11
101101
101101
101101
11
101101
101101
111111
11
Таблица 4Table 4
ZZ
ZZ
000000
000000
000000
00
010010
111111
000000
00
000000
000000
010010
00
010010
111111
010010
00
000000
000000
111111
00
010010
111111
111111
00
000000
010010
000000
00
111111
000000
000000
00
000000
010010
010010
00
111111
000000
010010
00
000000
010010
111111
00
111111
000000
111111
00
000000
111111
000000
00
111111
010010
000000
00
000000
111111
010010
00
111111
010010
010010
00
000000
111111
111111
00
111111
010010
111111
00
010010
000000
000000
00
111111
111111
000000
00
010010
000000
010010
00
111111
111111
010010
00
010010
000000
111111
00
111111
111111
111111
11
010010
010010
000000
00
010010
010010
010010
00
010010
010010
111111
00
Если , либо либо , то согласно представленным таблицам имеем If , or or , then according to the presented tables we have
либо либо , or or ,
где и , есть мажоритарная функция и дизъюнкция, конъюнкция девяти аргументов . Where And , there is a majoritarian function and a disjunction, a conjunction of nine arguments .
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль построен в элементном базисе прототипа и обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как реализует мажоритарную функцию девяти аргументов – входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же девяти аргументов. При этом относительный показатель схемной глубины предлагаемого мажоритарного модуля составляет .The above information allows us to conclude that the proposed majority module is built in the elemental basis of the prototype and has broader functionality compared to the prototype, since it implements the majority function of nine arguments - input binary signals or a disjunction (conjunction) of the same nine arguments. In this case, the relative indicator of the circuit depth of the proposed majority module is .