RU63562U1

RU63562U1 - LOGIC CELL OF A HOMOGENEOUS ENVIRONMENT

Info

Publication number: RU63562U1
Application number: RU2006118228/22U
Authority: RU
Inventors: Станислав Викторович Шидловский; Иван Николаевич Рожнёв
Original assignee: Станислав Викторович Шидловский; ООО "Интеллектуальные информационные системы"
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Логическая ячейка однородной среды, предназначенная для построения трехканальных линейных однородных структур, реализующих произвольные нормальные формулы из h букв, а также булевы формулы и системы булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, повторных формул, как с пропусками аргументов так и без них, относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использована в системах обработки информации, в контурах управления адаптивных промышленных роботов, в системах контроля знаний обучаемых, при проектировании БИС и СБИС.A logical cell of a homogeneous medium, designed to build three-channel linear homogeneous structures that implement arbitrary normal formulas of h letters, as well as Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of non-repeated ordered, disordered, repeated formulas, both with and without gaps in the arguments, refers to automation and computer technology and can be used in information processing systems, in the control loops of adaptive industrial robots, in student knowledge control systems, when LSI and VLSI code editing.

В аналоге и прототипе осуществляется вычисление ограниченного подкласса бесповторных упорядоченных булевых формулIn the analogue and prototype, a limited subclass of nonrepeated ordered Boolean formulas is calculated

Техническим результатом является расширение функциональных возможностей ячейки. Указанный результат достигается за счет того, что в ячейке, содержащей семь входов, семь элемента ИЛИ, шесть элементов И, три выхода, путем настройки ее предусмотрены различные комбинационные варианты соединения входов с выходами ячеек, чем обеспечивается вычисление, произвольных нормальных формул из h букв, а также булевых формул и систем булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, повторных формул, как с пропусками аргументов так и без них.The technical result is the expansion of the functionality of the cell. This result is achieved due to the fact that in a cell containing seven inputs, seven OR elements, six AND elements, three outputs, by setting it up various combinational options are provided for connecting the inputs to the cell outputs, which ensures the calculation of arbitrary normal formulas of h letters, as well as Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of nonrepeated ordered, unordered, repetitive formulas, with or without arguments.

Description

Полезная модель относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для построения трехканальных линейных однородных структур, реализующих произвольные нормальные формулы из h букв, а также булевых формул и систем булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, повторных формул, как с пропусками аргументов, так и без них заданных в базисе И, ИЛИ, НЕ при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации.The utility model relates to automation and computer technology and is intended to build three-channel linear homogeneous structures that implement arbitrary normal formulas of h letters, as well as Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of repeated ordered, disordered, repeated formulas, both with omissions of arguments and without them specified in the AND, OR, NOT basis, with equal access to direct and inverse outputs of information sources.

Известна ячейка однородной среды, содержащая элементы И, ИЛИ, ЗАПРЕТ (Авторское свидетельство СССР №798804, кл. G 06 F 7/00, 1978).A well-known cell of a homogeneous medium containing the elements AND, OR, FORBIDDEN (USSR Author's Certificate No. 798804, class G 06 F 7/00, 1978).

Недостатком известной ячейки является, ограниченный класс реализации булевых формул.A disadvantage of the known cell is the limited implementation class of Boolean formulas.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является ячейка, содержащая элементы И, ИЛИ, причем шесть входов ячейки подключены к соответствующим входам логических элементов, а на двух выходах данной ячейки обеспечивается формирование заданных функциональных зависимостей. Данная ячейка предназначена для построения линейных однородных структур, реализующих произвольные дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы (ДНФ и КНФ) из h букв, большой класс скобочных форм, а также класс бесповторных The closest in technical essence to the proposed one is a cell containing AND, OR elements, with six cell inputs connected to the corresponding inputs of logical elements, and the formation of specified functional dependencies is provided at the two outputs of this cell. This cell is designed to build linear homogeneous structures that implement arbitrary disjunctive and conjunctive normal forms (DNF and CNF) of h letters, a large class of bracket forms, as well as a class of repetitive

упорядоченных булевых формул с пропусками аргументов, при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации (Авторское свидетельство СССР №1448344 от 01.09.1988, кл. G 06 F 7/00, бюл. №48 от 30.12.1988).ordered Boolean formulas with omissions of arguments, with equal access to direct and inverse outputs of information sources (USSR Author's Certificate No. 1448344 of 09/01/1988, CL G 06 F 7/00, bull. No. 48 of 12/30/1988).

Недостатком данной ячейки является то, что она вычисляет только бесповторные упорядоченные булевы формулы т.е. данная ячейка обладает ограниченными функциональными возможностями.The disadvantage of this cell is that it calculates only non-repeating ordered Boolean formulas i.e. This cell has limited functionality.

Формулу будем считать бесповторной, если каждый аргумент входит в нее не более одного раза. Бесповторной будем считать формулу и в том случае, если существуют тождественные преобразования, в результате которых формула, содержащая повторные аргументы, приводится к виду, не содержащему повторных аргументов. Во всех остальных случаях формула является повторной.We consider a formula to be unique if each argument is included in it no more than once. We shall consider the formula to be repetitive even if there are identical transformations, as a result of which a formula containing repeated arguments is reduced to a form that does not contain repeated arguments. In all other cases, the formula is repeated.

Под упорядоченной булевой формулой понимается следующее.By an ordered Boolean formula is meant the following.

Пусть логические ячейки соединены так, что образуют однородную линейную структуру. Пронумеруем входы ячеек однородной среды (исключая настроечные входы) и каждому из них поставим в соответствие логический аргумент вида х_i где i - номер входа однородной структуры. Если в записи бесповторной булевой формулы индекс i при логических аргументах возрастает слева направо, то будем считать, что это формула упорядочена. Упорядоченной будем считать формулу и в том случае, если существуют тождественные преобразования, в результате которых получается запись формулы с Let the logic cells are connected so that they form a homogeneous linear structure. We number the inputs of the cells of a homogeneous medium (excluding the tuning inputs) and associate each of them with a logical argument of the form x _i where i is the number of the input of a homogeneous structure. If the index i in logical notation of a Boolean formula increases from left to right, then we assume that this formula is ordered. We will consider the formula to be ordered even if there are identical transformations that result in writing the formula with

возрастающими слева направо индексами аргументов. Во всех остальных случаях формула являются неупорядоченной. Если в записи упорядоченной бесповторной булевой формулы аргументы с теми или иными индексами отсутствуют, то будем считать, что эта формула содержит пропуски соответствующих аргументов.ascending from left to right indexes of arguments. In all other cases, the formula is disordered. If there are no arguments with one or another index in the record of an ordered non-repeating Boolean formula, then we will assume that this formula contains omissions of the corresponding arguments.

Цель полезной модели - расширение функциональных возможностей за счет реализации булевых формул и систем булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, повторных формул, как с пропусками аргументов, так и без них.The purpose of the utility model is to expand functionality by implementing Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of non-repeated ordered, disordered, repeated formulas, both with or without arguments.

Поставленная цель достигается тем, что логическая ячейка однородной среды, содержащая четыре элемента И и четыре элемента ИЛИ, причем первый информационный вход ячейки соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым настроечным входом ячейки, вторым входом третьего элемента ИЛИ, инверсным входом третьего элемента И, инверсным входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, первый прямой вход четвертого элемента ИЛИ соединен с вторым настроечным входом ячейки, первым прямым входом третьего элемента ИЛИ, первым входом третьего элемента И, первым входом второго элемента И, третий вход которого соединен с вторым прямым входом четвертого элемента ИЛИ, с третьим информационным входом ячейки, с вторым прямым входом This goal is achieved in that the logical cell of a homogeneous medium containing four AND elements and four OR elements, the first information input of the cell connected to the first input of the first AND element, the output of which is connected to the first input of the first OR element, the second input of which is connected to the output of the second AND element, the second input of which is connected to the first training input of the cell, the second input of the third OR element, the inverse input of the third AND element, the inverse input of the fourth OR element, the output of which is connected with the second input of the first AND element, the first direct input of the fourth OR element is connected to the second training input of the cell, the first direct input of the third OR element, the first input of the third AND element, the first input of the second AND element, the third input of which is connected to the second direct input of the fourth OR element , with a third cell information input, with a second direct input

третьего элемента И, с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым прямым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым выходом ячейки, третий настроечный вход которой соединен с инверсным входом четвертого элемента И, первый прямой вход которого соединен с вторым информационным входом ячейки, второй выход которой соединен с выходом первого элемента ИЛИ, содержит дополнительные элементы И и ИЛИ, причем инверсный вход шестого элемента ИЛИ соединен с третьим входом шестого элемента И, с первым входом пятого элемента И, с инверсным входом четвертого элемента И, прямой вход шестого элемента ИЛИ соединен со вторым входом шестого элемента И, с седьмым входом ячейки, третий вход которой соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом шестого элемента ИЛИ, второй вход пятого элемента ИЛИ соединен с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с выходом седьмого элемента ИЛИ, первый инверсный вход которого соединен со вторым входом второго элемента И, второй инверсный вход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, со вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с третьим входом пятого элемента ИЛИ, третий вход пятого элемента И соединен с прямым входом седьмого элемента ИЛИ, с первым входом первого элемента И.the third AND element, with the third input of the third OR element, the output of which is connected to the second direct input of the fourth AND element, the output of which is connected to the first input of the second OR element, the second input of which is connected to the output of the third AND element, the output of the second OR element is connected to the first output cell, the third tuning input of which is connected to the inverse input of the fourth AND element, the first direct input of which is connected to the second information input of the cell, the second output of which is connected to the output of the first OR element, containing there are additional AND and OR elements, the inverse input of the sixth OR element being connected to the third input of the sixth AND element, with the first input of the fifth AND element, with the inverse input of the fourth AND element, the direct input of the sixth OR element is connected to the second input of the sixth AND element, with the seventh the input of the cell, the third input of which is connected to the output of the fifth OR element, the first input of which is connected to the output of the sixth OR element, the second input of the fifth OR element is connected to the output of the sixth OR element, the first input of which is connected to the seventh output about an OR element, whose first inverse input is connected to the second input of the second AND element, the second inverse input of the seventh OR element is connected to the first input of the second AND element, with the second input of the fifth AND element, the output of which is connected to the third input of the fifth OR element, the third input of the fifth And element is connected to the direct input of the seventh element OR, with the first input of the first element I.

Введенные новые элементы и связи в совокупности с известными признаками приводят к достижению положительного эффекта - построению трехканальных линейных однородных структур, реализующих произвольные нормальные формулы из h букв, а также булевых формул и систем булевых формул из классов бесповторных упорядоченных, неупорядоченных, повторных формул, как с пропусками аргументов, так и без них. Достижение такого положительного эффекта заявляемой совокупности признаков не вытекает из известных нам технических решений. С учетом изложенного следует считать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".The introduced new elements and relationships, together with the well-known signs, lead to a positive effect - the construction of three-channel linear homogeneous structures that implement arbitrary normal formulas of h letters, as well as Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of non-repeated ordered, disordered, repeated formulas, as with omissions of arguments, and without them. The achievement of such a positive effect of the claimed combination of features does not follow from the technical solutions known to us. In view of the above, the claimed solution should be considered as meeting the criterion of "substantial differences".

На фиг.1 показана общая схема ячейки, содержащей входы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, элементы ИЛИ 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, элементы И 15, 16, 17, 18, 19, 20, выходы 21, 22, 23; на фиг.2 представлена детализированная схема этой же ячейки с указанием номеров входов на каждый элемент ячейки, показаны номера информационных и настроечных входов, а также номера выходов ячейки, элементам ИЛИ присвоены номера от 1 до 7, элементам И - от 1 до 6 для более удобного описания и синтеза ячейки; на фиг.3 - коммутационные и функциональные схемы, реализуемые ячейкой путем настройки; на фиг.4-7 - возможные соединения ячеек в среде.Figure 1 shows a General diagram of a cell containing inputs 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, elements OR 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, elements AND 15, 16, 17, 18 , 19, 20, outputs 21, 22, 23; figure 2 presents a detailed diagram of the same cell indicating the numbers of inputs for each element of the cell, shows the numbers of information and tuning inputs, as well as the numbers of outputs of the cell, OR elements are assigned numbers from 1 to 7, AND elements from 1 to 6 for more convenient description and synthesis of the cell; figure 3 - switching and functional circuits implemented by the cell by tuning; figure 4-7 - the possible connection of cells in the environment.

Входами первого элемента ИЛИ (фиг.2) являются выходы первого и второго элементов И, входами второго элемента ИЛИ являются выходы третьего и четвертого элементов И, входами пятого элемента ИЛИ являются выходы шестого элемента ИЛИ, выходы пятого и шестого The inputs of the first OR element (FIG. 2) are the outputs of the first and second AND elements, the inputs of the second OR element are the outputs of the third and fourth AND elements, the inputs of the fifth OR element are the outputs of the sixth OR element, the outputs of the fifth and sixth

элементов И. Выходы второго, первого, пятого элементов ИЛИ являются первым, вторым, третьим выходами ячейки соответственно. Второй вход третьего элемента ИЛИ, инверсный вход третьего элемента И, инверсный вход четвертого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента И, первый инверсный вход седьмого элемента ИЛИ объединены и являются первым входом ячейки (первый настроечный). Первый вход третьего элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента И, первый вход четвертого элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И, второй инверсный вход седьмого элемента ИЛИ, второй вход пятого элемента И объединены и являются вторым входом ячейки (второй настроечный). Инверсный вход четвертого элемента И, инверсный вход четвертого элемента ИЛИ, третий вход шестого элемента И, первый вход пятого элемента И объединены и являются третьим входом ячейки (третий настроечный). Первый вход четвертого элемента И соединен с четвертым входом ячейки (второй информационный). Третий вход третьего элемента ИЛИ, второй прямой вход третьего элемента И, второй прямой вход четвертого элемента ИЛИ, третий вход второго элемента И объединены и являются пятым входом ячейки (третий информационный). Первый вход первого элемента И, прямой вход седьмого элемента ИЛИ, третий вход пятого элемента И объединены и являются шестым входом ячейки (первый информационный). Прямой вход шестого элемента ИЛИ, второй вход шестого элемента И объединены и являются седьмым входом ячейки (четвертый информационный).elements I. The outputs of the second, first, fifth elements OR are the first, second, third outputs of the cell, respectively. The second input of the third OR element, the inverse input of the third AND element, the inverse input of the fourth OR element, the second input of the second AND element, the first inverse input of the seventh OR element are combined and are the first input of the cell (first tuning). The first input of the third OR element, the first input of the third AND element, the first input of the second AND element, the second inverse input of the seventh OR element, the second input of the fifth AND element are combined and are the second input of the cell (second tuning). The inverse input of the fourth AND element, the inverse input of the fourth OR element, the third input of the sixth AND element, the first input of the fifth AND element are combined and are the third cell input (third tuning). The first input of the fourth element And is connected to the fourth input of the cell (second information). The third input of the third OR element, the second direct input of the third AND element, the second direct input of the fourth OR element, the third input of the second AND element are combined and are the fifth input of the cell (third information). The first input of the first AND element, the direct input of the seventh OR element, the third input of the fifth AND element are combined and are the sixth input of the cell (first informational). The direct input of the sixth element OR, the second input of the sixth element AND are combined and are the seventh input of the cell (fourth information).

Структура предлагаемой ячейки описывается следующей системой формул:The structure of the proposed cell is described by the following system of formulas:

Ячейка путем настройки реализует следующие системы формул:A cell by tuning implements the following system of formulas:

1)при z₃=0, z₂=0, z₁=0,1) for z ₃ = 0, z ₂ = 0, z ₁ = 0, 5)при z₃=1, z₂=0, z₁=0,5) when z ₃ = 1, z ₂ = 0, z ₁ = 0, 2)при z₃=0, z₂=0, z₁=1,2) for z ₃ = 0, z ₂ = 0, z ₁ = 1, 6)при z₃=l, z₂=0, z₁=1,6) when z ₃ = l, z ₂ = 0, z ₁ = 1, 3) при Z₃=0, z₂=1, z₁=0,3) with Z ₃ = 0, z ₂ = 1, z ₁ = 0, 7)при z₃=1, z₂=1, z₁=0,7) for z ₃ = 1, z ₂ = 1, z ₁ = 0, 4) при z₃=0, z₂=1, z₁=1,4) with z ₃ = 0, z ₂ = 1, z ₁ = 1, 8) при z₃=1, z₂=1, z₁=1,8) with z ₃ = 1, z ₂ = 1, z ₁ = 1,

Проиллюстрируем работу однородных сред, построенных из предлагаемых ячеек на следующих примерах.Let us illustrate the work of homogeneous media built from the proposed cells in the following examples.

Пример 1. На фиг.4 показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей бесповторную упорядоченную формулуExample 1. Figure 4 shows the tuning codes of each cell of a homogeneous medium that implements a unique repeated ordered formula

f₁=х₁х₂∨х₃∨х₄.f ₁ = x ₁ x ₂ ∨ x ₃ ∨ x ₄ .

Пример 2. Для реализации бесповторной упорядоченной формулы с пропуском аргумента x₃ Example 2. To implement a unique repeated ordered formula with an argument x ₃

f₂=х₁х₂∨х₃ f ₂ = x ₁ x ₂ ∨ x ₃

строиться однородная структура с настроечными кодами, представленная на фиг.5.to build a homogeneous structure with tuning codes, presented in figure 5.

Пример 3. Для реализации системы формул из упорядоченных и неупорядоченных формул видаExample 3. To implement a system of formulas from ordered and disordered formulas of the form

строиться однородная структура с настроечными кодами, представленная на фиг.6.to build a homogeneous structure with tuning codes, presented in Fig.6.

Пример 4. На фиг.7 показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей систему формул видаExample 4. In Fig.7 shows the tuning codes of each cell of a homogeneous medium that implements a system of formulas of the form

Таким образом, предлагаемая ячейка обладает по сравнению с прототипом значительно большими функциональными возможностями.Thus, the proposed cell has, compared with the prototype, significantly greater functionality.

Ячейка может быть выполнена на микросхемах серии К555 (ЛИ3, ЛИ6, ЛЛ1, ЛН1. Цифровые интегральные микросхемы: / Справ. - М.И.Богданович, И.Н.Грель, В.А.Прохоренко, В.В.Шалимо. - Мн. Беларусь, 1991. - 493 с.).The cell can be made on the K555 series microcircuits (LI3, LI6, LL1, LN1. Digital integrated circuits: / Ref. - M.I. Bogdanovich, I.N. Grel, V.A. Prokhorenko, V.V. Shalimo. - Many Belarus, 1991 .-- 493 p.).

Claims

A logical cell of a homogeneous medium, designed to build three-channel linear homogeneous structures that implement arbitrary normal formulas of h letters, as well as Boolean formulas and systems of Boolean formulas from classes of non-repeated ordered, disordered, repeated formulas, both with or without arguments, containing four OR elements and four AND elements, the first information input of the cell being connected to the first input of the first AND element, the output of which is connected to the first input of the first OR element, the second input which is connected to the output of the second AND element, the second input of which is connected to the first training input of the cell, the second input of the third OR element, the inverse input of the third AND element, the inverse input of the fourth OR element, the output of which is connected to the second input of the first AND element, the first direct input the fourth OR element is connected to the second training input of the cell, the first direct input of the third OR element, the first input of the third AND element, the first input of the second AND element, the third input of which is connected to the second direct input the house of the fourth OR element, with the third information input of the cell, with the second direct input of the third AND element, with the third input of the third OR element, the output of which is connected to the second direct input of the fourth AND element, the output of which is connected to the first input of the second OR element, the second input of which connected to the output of the third AND element, the output of the second OR element is connected to the first output of the cell, the third tuning input of which is connected to the inverse input of the fourth element And, the first direct input of which is connected to the second inform an input cell, the second output of which is connected to the output of the first OR element, characterized in that three OR elements and two AND elements are inserted into it, the inverse input of the sixth OR element being connected to the third input of the sixth AND element, with the first input of the fifth AND element, with the inverse input of the fourth AND element, the direct input of the sixth OR element is connected to the second input of the sixth AND element, with the seventh input of the cell, the third input of which is connected to the output of the fifth OR element, the first input of which is connected to the output of the sixth OR element , the second input of the fifth OR element is connected to the output of the sixth AND element, the first input of which is connected to the output of the seventh OR element, the first inverse input of which is connected to the second input of the second AND element, the second inverse input of the seventh OR element is connected to the first input of the second AND element, with the second input of the fifth AND element, whose output is connected to the third input of the fifth OR element, the third input of the fifth AND element is connected to the direct input of the seventh OR element, with the first input of the first element I.