RU2805313C1

RU2805313C1 - Threshold module

Info

Publication number: RU2805313C1
Application number: RU2023112076A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Васильевич Андреев
Filing date: 2023-05-11
Publication date: 2023-10-13

Abstract

FIELD: computer technology.

SUBSTANCE: invention can be used in the construction of automation equipment, functional units of control systems. For this purpose, a threshold module is proposed that comprises six OR elements (1 ₁,…,1 ₆ ) and six AND elements (2 ₁,…,2 ₆ ).

EFFECT: simplification of the threshold module circuit.

1 cl, 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 equipment, functional units of control systems, etc.

Известны пороговые модули (см., например, патент РФ 2714216, кл. H03K 19/23, 2020 г.), которые содержат элементы И, элементы ИЛИ и реализуют пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом четыре, зависящую от шести аргументов – входных двоичных сигналов.Threshold modules are known (see, for example, RF patent 2714216, class H03K 19/23, 2020), which contain AND elements, OR elements and implement a threshold function with unit weights of arguments and a threshold of four, depending on six arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных пороговых модулей, относится схемная сложность, обусловленная тем, что цена по Квайну схемы, в частности упомянутого аналога, равна 29.The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using known threshold modules is the circuit complexity due to the fact that the Quine price of the circuit, in particular the mentioned analogue, is equal to 29.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип пороговый модуль (патент РФ 2758800, кл. H03K 19/23, 2021 г.), который содержит элементы И, элементы ИЛИ и реализует пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом четыре, зависящую от шести аргументов – входных двоичных сигналов. The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of the set of features is the threshold module adopted as a prototype (RF patent 2758800, class H03K 19/23, 2021), which contains AND elements, OR elements and implements a threshold function with unit weights of arguments and a threshold of four, depending on six 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 29.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 29.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы порогового модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну.The technical result of the invention is to simplify the threshold module circuit by reducing its cost according to Quine.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в пороговом модуле, содержащем шесть элементов ИЛИ и шесть элементов И, первый, второй входы j-го () элемента И и первые входы четвертого, шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым, вторым входами j-го элемента ИЛИ и выходами первых элементов ИЛИ, И, первый, второй входы первого и первый, второй входы шестого элементов И подключены соответственно к выходам второго, третьего элементов И и выходам второго, третьего элементов ИЛИ, а выход шестого элемента И и первый, второй входы k-го (), первый, второй входы пятого элементов ИЛИ соединены соответственно со вторым входом четвертого элемента ИЛИ и ()-м, ()-м, пятым, шестым входами порогового модуля, особенность заключается в том, что второй, третий входы пятого и третий вход четвертого элементов И соединены соответственно с первым, вторым входами и выходом пятого элемента ИЛИ, а первый вход пятого элемента И, k-й вход и выход шестого элемента ИЛИ подключены соответственно к выходу четвертого элемента ИЛИ, выходу ()-го элемента И и выходу порогового модуля.The specified technical result when implementing the invention is achieved by the fact that in a threshold module containing six OR elements and six AND elements, the first and second inputs of the j -th ( ) of the AND element and the first inputs of the fourth, sixth OR elements are connected, respectively, to the first, second inputs of the j -th OR element and the outputs of the first OR, AND elements, the first, second inputs of the first and first, second inputs of the sixth AND elements are connected, respectively, to the outputs of the second, the third AND element and the outputs of the second, third OR elements, and the output of the sixth AND element and the first, second inputs of the kth ( ), the first and second inputs of the fifth OR element are connected, respectively, to the second input of the fourth OR element and ( )-m, ( )th, fifth, sixth inputs of the threshold module, the peculiarity is that the second, third inputs of the fifth and third input of the fourth AND elements are connected, respectively, to the first, second inputs and output of the fifth OR element, and the first input of the fifth AND element, k - The th input and output of the sixth OR element are connected, respectively, to the output of the fourth OR element, output ( )th element AND and the output of the threshold module.

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

Пороговый модуль содержит элементы ИЛИ 1₁,…,1₆ и элементы И 2₁,…,2₆, причем первый, второй входы элемента 2_j () и первые входы элементов 1₄, 1₆ соединены соответственно с первым, вторым входами элемента 1_j и выходами элементов 1₁, 2₁, первый, второй входы элемента 2₁ и первый, второй входы элемента 2₆ подключены соответственно к выходам элементов 2₂, 2₃ и 1₂, 1₃, второй, третий входы элемента 2₅ и третий вход элемента 2₄ соединены соответственно с первым, вторым входами и выходом элемента 1₅, первый вход элемента 2₅, второй вход элемента 1₄ и k-й () вход элемента 1₆ подключены соответственно к выходам элементов 1₄, 2₆ и 2_k ₊₂, а первый, второй входы элемента 2_k, первый, второй входы элемента 1₅ и выход элемента 1₆ соединены соответственно с ()-м, ()-м, пятым, шестым входами и выходом порогового модуля. The threshold module contains OR elements 1 ₁ ,…,1 ₆ and AND elements 2 ₁ ,…,2 ₆ , with the first and second inputs of element 2 _j ( ) and the first inputs of elements 1 ₄ , 1 ₆ are connected, respectively, to the first, second inputs of element 1 _j and the outputs of elements 1 ₁ , 2 ₁ , the first, second inputs of element 2 ₁ and the first, second inputs of element 2 ₆ are connected, respectively, to the outputs of elements 2 ₂ , 2 ₃ and 1 ₂ , 1 ₃ , the second, third inputs of element 2 ₅ and the third input of element 2 ₄ are connected, respectively, to the first, second inputs and output of element 1 ₅ , the first input of element 2 ₅ , the second input of element 1 ₄ and k th ( ) the input of element 1 ₆ is connected, respectively, to the outputs of elements 1 ₄ , 2 ₆ and 2 _k ₊₂ , and the first, second inputs of element 2 _k , the first, second inputs of element 1 ₅ and the output of element 1 ₆ are connected, respectively, to ( )-m, ( )th, fifth, sixth inputs and output of the threshold module.

Работа предлагаемого порогового модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,шестой входы подаются соответственно двоичные сигналы . На выходе предлагаемого модуля получимThe operation of the proposed threshold module is carried out as follows. Binary signals are supplied to its first,..., sixth inputs, respectively . At the output of the proposed module we get

$Z = x_{1} x_{2} x_{3} x_{4} \lor (x_{1} x_{2} \lor x_{3} x_{4}) (x_{1} \lor x_{2}) (x_{3} \lor x_{4}) (x_{5} \lor x_{6}) \lor$ $Z = x_{1} x_{2} x_{3} x_{4} \lor (x_{1} x_{2} \lor x_{3} x_{4}) (x_{1} \lor x_{2}) (x_{3} \lor x_{4}) (x_{5} \lor x_{6}) \lor$

$\lor (x_{1} x_{2} \lor x_{3} x_{4} \lor (x_{1} \lor x_{2}) (x_{3} \lor x_{4})) x_{5} x_{6} =$ $\lor (x_{1} x_{2} \lor x_{3} x_{4} \lor (x_{1} \lor x_{2}) (x_{3} \lor x_{4})) x_{5} x_{6} =$

$= x_{1} x_{2} x_{3} x_{4} \lor x_{1} x_{2} x_{3} x_{5} \lor x_{1} x_{2} x_{3} x_{6} \lor x_{1} x_{2} x_{4} x_{5} \lor x_{1} x_{2} x_{4} x_{6} \lor$ $= x_{1} x_{2} x_{3} x_{4} \lor x_{1} x_{2} x_{3} x_{5} \lor x_{1} x_{2} x_{3} x_{6} \lor x_{1} x_{2} x_{4} x_{5} \lor x_{1} x_{2} x_{4} x_{6} \lor$

$\lor x_{1} x_{2} x_{5} x_{6} \lor x_{1} x_{3} x_{4} x_{5} \lor x_{1} x_{3} x_{4} x_{6} \lor x_{1} x_{3} x_{5} x_{6} \lor x_{1} x_{4} x_{5} x_{6} \lor$ $\lor x_{1} x_{2} x_{5} x_{6} \lor x_{1} x_{3} x_{4} x_{5} \lor x_{1} x_{3} x_{4} x_{6} \lor x_{1} x_{3} x_{5} x_{6} \lor x_{1} x_{4} x_{5} x_{6} \lor$

$\lor x_{2} x_{3} x_{4} x_{5} \lor x_{2} x_{3} x_{4} x_{6} \lor x_{2} x_{3} x_{5} x_{6} \lor x_{2} x_{4} x_{5} x_{6} \lor x_{3} x_{4} x_{5} x_{6} =$ $\lor x_{2} x_{3} x_{4} x_{5} \lor x_{2} x_{3} x_{4} x_{6} \lor x_{2} x_{3} x_{5} x_{6} \lor x_{2} x_{4} x_{5} x_{6} \lor x_{3} x_{4} x_{5} x_{6} =$

$= {\begin{array}{l} 1 при \sum_{q = 1}^{6} x_{q} \geq 4 \\ 0 при \sum_{q = 1}^{6} x_{q} < 4 \end{array} = M_{6}^{4}$ , $= {\begin{array}{l} 1 at \sum_{q = 1}^{6} x_{q} \geq 4 \\ 0 at \sum_{q = 1}^{6} x_{q} < 4 \end{array} = M_{6}^{4}$ ,

где ∨, ⋅ есть символы операций ИЛИ, И; $M_{6}^{4}$ - есть пороговая функция с единичными весами аргументов $x_{1},..., x_{6}$ и порогом четыре. where ∨, ⋅ are symbols of the OR, AND operations; $M_{6}^{4}$ - there is a threshold function with unit weights of arguments $x_{1},..., x_{6}$ and the threshold is four.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый пороговый модуль реализует пороговую функцию с единичными весами аргументов и порогом четыре, зависящую от шести аргументов – входных двоичных сигналов, при этом схема предлагаемого порогового модуля проще, чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 27.The above information allows us to conclude that the proposed threshold module implements a threshold function with unit weights of arguments and a threshold of four, depending on six arguments - input binary signals, while the circuit of the proposed threshold module is simpler than that of the prototype, since its price according to Quine is 27.

Claims

A threshold module containing six OR elements and six AND elements, with the first and second inputs of the j -th ( ) of the AND element and the first inputs of the fourth, sixth OR elements are connected, respectively, to the first, second inputs of the j -th OR element and the outputs of the first OR, AND elements, the first, second inputs of the first and first, second inputs of the sixth AND elements are connected, respectively, to the outputs of the second, the third AND element and the outputs of the second, third OR elements, and the output of the sixth AND element and the first, second inputs of the kth ( ), the first and second inputs of the fifth OR element are connected, respectively, to the second input of the fourth OR element and ( )-m, ( )-th, fifth, sixth inputs of the threshold module, characterized in that the second, third inputs of the fifth and third input of the fourth AND elements are connected, respectively, to the first, second inputs and output of the fifth OR element, and the first input of the fifth AND element, k -th input and the output of the sixth OR element are connected respectively to the output of the fourth OR element, output ( )th element AND and the output of the threshold module.