RU2812687C1 - Logical module - Google Patents

Logical module Download PDF

Info

Publication number
RU2812687C1
RU2812687C1 RU2023121037A RU2023121037A RU2812687C1 RU 2812687 C1 RU2812687 C1 RU 2812687C1 RU 2023121037 A RU2023121037 A RU 2023121037A RU 2023121037 A RU2023121037 A RU 2023121037A RU 2812687 C1 RU2812687 C1 RU 2812687C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
input
inputs
majority
exclusive
Prior art date
Application number
RU2023121037A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет"
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"
Application granted granted Critical
Publication of RU2812687C1 publication Critical patent/RU2812687C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: computer technology.
SUBSTANCE: logic module is designed to implement any of the simple symmetrical Boolean functions depending on five arguments - input binary signals, and can be used in digital computer systems as a means of converting codes. The logic module comprises two AND gates (11, 12), three EXCLUSIVE OR gates (21, 22, 23) and four majority gates (31, 32, 33, 34).
EFFECT: simplifying the logic module circuit by reducing its Quain price while maintaining functionality.
1 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении средств автоматики, функциональных узлов систем управления др.The invention relates to computer technology and can be used in the construction of automation equipment, functional units of control systems, etc.

Известны логические модули (см., например, [1]), которые содержат логические элементы и с помощью константной настройки реализуют любую из четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех аргументов – входных двоичных сигналов. There are known logical modules (see, for example, [1]) that contain logical elements and, using a constant setting, implement any of four simple symmetric Boolean functions that depend on four arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических модулей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов – входных двоичных сигналов. The reason that prevents the achievement of the technical result indicated below when using known logical modules is limited functionality due to the fact that the implementation of any of the five simple symmetrical Boolean functions, which depend on five arguments - input binary signals, is not performed.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический модуль [2], который содержит логические элементы и с помощью константной настройки реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов – входных двоичных сигналов.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of the set of characteristics is the logical module [2] adopted as a prototype, which contains logical elements and, using a constant setting, implements any of five simple symmetrical Boolean functions, depending on five 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 28.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 28.

Техническим результатом изобретения является упрощение схемы логического модуля за счет уменьшения ее цены по Квайну при сохранении функциональных возможностей прототипа.The technical result of the invention is to simplify the logic module circuit by reducing its cost according to Quine while maintaining the functionality of the prototype.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом модуле, содержащем два элемента и и четыре мажоритарных элемента, первый вход второго и выход четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым настроечным входом и выходом логического модуля, особенность заключается в том, что в него введены три элемента исключающее ИЛИ, i-й () вход j-го () мажоритарного элемента и первый, второй входы первого элемента И соединены соответственно с i-м входом j-го и первым, вторым входами третьего элементов исключающее ИЛИ, второй, третий входы ()-го и второй, третий входы третьего мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами j-ых мажоритарного элемента, элемента И и выходами первого, третьего элементов исключающее ИЛИ, первый вход второго элемента И и выход третьего мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом второго элемента исключающее ИЛИ и вторым входом второго элемента И, а первые входы третьего, четвертого мажоритарных элементов и первый, второй входы первого элемента И соединены соответственно с третьим, вторым настроечными и четвертым, пятым информационными входами логического модуля, i-й информационный вход которого соединен с i-м входом первого мажоритарного элемента.The specified technical result when implementing the invention is achieved by the fact that in a logical module containing two elements and four majority elements, the first input of the second and the output of the fourth majority elements are connected, respectively, to the first configuration input and output of the logical module, the peculiarity is that it three exclusive OR elements are introduced, i -th ( ) input j -th ( ) of the majority element and the first, second inputs of the first AND element are connected, respectively, to the i -th input of the j -th and the first, second inputs of the third exclusive OR elements, second, third inputs ( )-th and second, third inputs of the third majority elements are connected, respectively, to the outputs of the j -th majority element, the AND element and the outputs of the first, third exclusive OR elements, the first input of the second AND element and the output of the third majority element are connected, respectively, to the output of the second exclusive OR element and the second input of the second AND element, and the first inputs of the third, fourth majority elements and the first, second inputs of the first AND element are connected, respectively, to the third, second tuning and fourth, fifth information inputs of the logical module, the i -th information input of which is connected to the i -th input of the first majority element.

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

Логический модуль содержит элементы И 11, 12, элементы исключающее ИЛИ 21, 22, 23 и мажоритарные элементы 31, 32, 33, 34, причем i-й () вход элемента 3 j () и первый, второй входы элемента 11 соединены соответственно с i-м входом элемента 2 j и первым, вторым входами элемента 23, второй, третий входы элемента 3 j и второй, третий входы элемента 33 соединены соответственно с выходами элементов 3 j , 1 j и 21, 23, а первый, второй входы элемента 12 и первые входы элементов 32, 34, 33, первый, второй входы элемента 11 соединены соответственно с выходами элементов 22, 33 и первым, вторым, третьим настроечными, четвертым, пятым информационными входами логического модуля, i-й информационный вход и выход которого соединены соответственно с i-м входом элемента 31 и выходом элемента 34. The logical module contains AND elements 1 1 , 1 2 , exclusive OR elements 2 1 , 2 2 , 2 3 and majority elements 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 , and the i -th ( ) input of element 3 j ( ) and the first, second inputs of element 1 1 are connected, respectively, to the i -th input of element 2 j and the first, second inputs of element 2 3 , the second, third inputs of element 3 j and the second, third inputs of element 3 3 are connected, respectively, to the outputs of elements 3 j , 1 j and 2 1 , 2 3 , and the first, second inputs of element 1 2 and the first inputs of elements 3 2 , 3 4 , 3 3 , the first, second inputs of element 1 1 are connected respectively to the outputs of elements 2 2 , 3 3 and the first, second, third tuning, fourth, fifth information inputs of the logical module, the i -th information input and output of which are connected, respectively, to the i -th input of element 3 1 and the output of element 3 4 .

Работа предлагаемого логического модуля осуществляется следующим образом. На его первый,…,пятый информационные и первый, второй, третий настроечные входы подаются соответственно двоичные сигналы и сигналы константной настройки. В представленной ниже таблице приведены значения выходного сигнала Z предлагаемого логического модуля, полученные для всех возможных наборов значений сигналов при 1) ; 2) , ; 3) , ; 4) , ; 5) , . The operation of the proposed logical module is carried out as follows. Binary signals are supplied to its first,..., fifth information and first, second, third configuration inputs, respectively and signals constant settings. The table below shows the Z output values of the proposed logic module, obtained for all possible sets of signal values at 1) ; 2) , ; 3) , ; 4) , ; 5) , .

1)1) 2)2) 3)3) 4)4) 5)5) 1)1) 2)2) 3)3) 4)4) 5)5) ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ ZZ 0000 000000 00 00 00 00 00 1010 000000 11 00 00 00 00 0000 001001 11 00 00 00 00 1010 001001 11 11 00 00 00 0000 010010 11 00 00 00 00 1010 010010 11 11 00 00 00 0000 011011 11 11 00 00 00 1010 011011 11 11 11 00 00 0000 100100 11 00 00 00 00 1010 100100 11 11 00 00 00 0000 101101 11 11 00 00 00 1010 101101 11 11 11 00 00 0000 110110 11 11 00 00 00 1010 110110 11 11 11 00 00 0000 111111 11 11 11 00 00 1010 111111 11 11 11 11 00 0101 000000 11 00 00 00 00 11eleven 000000 11 11 00 00 00 0101 001001 11 11 00 00 00 11eleven 001001 11 11 11 00 00 0101 010010 11 11 00 00 00 11eleven 010010 11 11 11 00 00 0101 011011 11 11 11 00 00 11eleven 011011 11 11 11 11 00 0101 100100 11 11 00 00 00 11eleven 100100 11 11 11 00 00 0101 101101 11 11 11 00 00 11eleven 101101 11 11 11 11 00 0101 110110 11 11 11 00 00 11eleven 110110 11 11 11 11 00 0101 111111 11 11 11 11 00 11eleven 111111 11 11 11 11 11

Если используется указанный выше m-й () либо пятый набор значений сигналов , то согласно представленной таблице имеем If the above m -th ( ) or the fifth set of signal values , then according to the presented table we have

либо , or ,

где есть простые симметричные булевы функции пяти аргументов (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974г.).Where there are simple symmetric Boolean functions of five arguments (see p. 126 in the book Pospelov D.A. Logical methods of analysis and synthesis of circuits. M.: Energia, 1974).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический модуль с помощью константной настройки реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов – входных двоичных сигналов. При этом схема предлагаемого логического модуля проще, чем у прототипа, поскольку ее цена по Квайну равна 24.The above information allows us to conclude that the proposed logical module, using a constant setting, implements any of five simple symmetric Boolean functions, depending on five arguments - input binary signals. At the same time, the circuit of the proposed logical module is simpler than that of the prototype, since its price according to Quine is 24.

Источники информации:Information sources:

1. Патент РФ 2286594, кл. G06F7/57, 2006 г.1. RF patent 2286594, cl. G06F7/57, 2006

2. Патент РФ 2621376, кл. G06F7/57, 2017 г.2. RF patent 2621376, cl. G06F7/57, 2017

Claims (1)

Логический модуль, предназначенный для реализации простых симметричных булевых функций, содержащий два элемента и и четыре мажоритарных элемента, причем первый вход второго и выход четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым настроечным входом и выходом логического модуля, отличающийся тем, что в него введены три элемента исключающее ИЛИ, i-й () вход j-го () мажоритарного элемента и первый, второй входы первого элемента И соединены соответственно с i-м входом j-го и первым, вторым входами третьего элементов исключающее ИЛИ, второй, третий входы ()-го и второй, третий входы третьего мажоритарных элементов соединены соответственно с выходами j-х мажоритарного элемента, элемента И и выходами первого, третьего элементов исключающее ИЛИ, первый вход второго элемента И и выход третьего мажоритарного элемента соединены соответственно с выходом второго элемента исключающее ИЛИ и вторым входом второго элемента И, а первые входы третьего, четвертого мажоритарных элементов и первый, второй входы первого элемента И соединены соответственно с третьим, вторым настроечными и четвертым, пятым информационными входами логического модуля, i-й информационный вход которого соединен с i-м входом первого мажоритарного элемента.A logical module designed to implement simple symmetric Boolean functions, containing two elements and and four majority elements, with the first input of the second and the output of the fourth majority elements connected, respectively, to the first tuning input and output of the logical module, characterized in that three exclusive elements are introduced into it OR, i -th ( ) input j -th ( ) of the majority element and the first, second inputs of the first AND element are connected, respectively, to the i -th input of the j -th and the first, second inputs of the third exclusive OR elements, second, third inputs ( )-th and second, third inputs of the third majority elements are connected, respectively, to the outputs of the j -x majority element, the AND element and the outputs of the first, third exclusive OR elements, the first input of the second AND element and the output of the third majority element are connected, respectively, to the output of the second exclusive OR element and the second input of the second AND element, and the first inputs of the third, fourth majority elements and the first, second inputs of the first AND element are connected, respectively, to the third, second tuning and fourth, fifth information inputs of the logical module, the i -th information input of which is connected to the i -th input of the first majority element.
RU2023121037A 2023-08-11 Logical module RU2812687C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812687C1 true RU2812687C1 (en) 2024-01-31

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323679B1 (en) * 1999-11-12 2001-11-27 Sandia Corporation Flexible programmable logic module
RU2546316C1 (en) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2709669C1 (en) * 2019-03-11 2019-12-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2757830C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2789730C1 (en) * 2022-03-18 2023-02-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6323679B1 (en) * 1999-11-12 2001-11-27 Sandia Corporation Flexible programmable logic module
RU2546316C1 (en) * 2013-12-03 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2709669C1 (en) * 2019-03-11 2019-12-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2757830C1 (en) * 2020-10-28 2021-10-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module
RU2789730C1 (en) * 2022-03-18 2023-02-07 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Logic module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2294007C1 (en) Logical transformer
RU2287897C1 (en) Majority module
RU2701461C1 (en) Majority module
RU2700554C1 (en) Majority module
RU2286594C1 (en) Logic module
RU2812687C1 (en) Logical module
RU2703675C1 (en) Logic converter
RU2809209C1 (en) Logical module
RU2789730C1 (en) Logic module
RU2787338C1 (en) Logic converter
RU2809482C1 (en) Logical module
RU2803625C1 (en) Logic converter
RU2249844C2 (en) Logic module
RU2809213C1 (en) Majority module
RU2812760C1 (en) Threshold module
RU2789729C1 (en) Logic converter
RU2676888C1 (en) Logical module
RU2776920C1 (en) Logic module
RU2805141C1 (en) Majority module
RU2812683C1 (en) Majority module
RU2809253C1 (en) Binary number comparison device
RU2790010C1 (en) Device for selecting the smaller of binary numbers
RU2803610C1 (en) Majority module
RU2778678C1 (en) Logic module
RU2700550C1 (en) Logic module