SU1277089A1 - Устройство дл вычислени булевых производных - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и предназначено дл  автомати- зации процесса вычислени  булевых производных. Цель изобретени  - повышение быстродействи  устройства, Устройство содержит входы значений булевой фракции, входы номеров переменных , по которым вычисл етс  булева производна , блок формировани  наборов , два мультиплексора, группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, два демультиплексора , элементы ИЛИ, триггеры, выходы значений булевой производной. В процессе работы блок формировани  наборов формирует множество двоичных наборов, дл  каждого из которых определ етс  значение булевой фракции (на выходах мультиплексоров). Результат сравнени  с выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ через демультиплексоры и элементы ИЛИ занос тс  в соответствующие триггеры. По окончании всех тактов на выходах сформировано значение § булевой производной. Устройство позвол ет вычислить булевы производные (П за 2 такт, что в 2 раза быстрее, чем аналогичные технические решени . Устройство может найти применение в системах автоматизированного проектировани  технических средств контрол , а также дл  реализации макроьо команды вычислени  булевых производных в специализированных процессорах , 1 з.п. ф-лы, 3 ил. о 00 со

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и предназначено дл  автоматизации процесса вычислени  булевых производных (синонимы: булева разность, булев дифференциал) при проектироваг-ми средств тестового контрол  и аппаратурного контрол  комбинационных схе

Цель изобретени  повышение быс .тродействи  устройства.

На фиг., 1 изображена блок-схема устройства дл  вычислени  булевых производных; на фиг. 2 - блок-схема бл ка формировани  наборов; на фиг, 3 блок-схема настраиваемой логической  чейки.

Устройство содержит входы 1 значений булевой функции, входы 2 номеров переменных, по которым вычисл етс  булева производна , блок 3 формировани  наборов, мультиплексоры 4 и 5, группу 6 -6 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, демультиплексоры 8 и 9, элементы ИЛИ 10, триггеры 11 -11„п, выходы 12 значений булевых производных. Блок 3 формировани наборов содержит элемент И 13, триггер 14, генератор 15 импульсов, управл ющий вход 16, выходы 17 блока формировани  набора, настраиваемые

логические  чейки

Настраиваема  логическа   чейка 18 содержит элементы И 19 и 20, элемент НЕ 21, триггер 22 со счетным входом элемент ИЛИ 23, входы 24 и 25, выходы 26 и 27.

Все элементы схемы  вл ютс  стандартнъ1ми и могут быть выполнены по любой известной схеме.

Рассмотрим назначение и состав элементов схемы.

Входы 1 значений булевой функции имеют 2 разр дов. Значени  исходной булевой функции на всех двоичных наборах входных переме1шых .(таблица истинности булевой функции ) подаютс  на соответствувэщие разр ды входов 1, причем значение булевой функции на i-м наборе.подаетс  на (i+1)-й разр д входов 1 (, ).

На входы 2 номеров переменных, по которым вычисл етс  булева  производна , подаетс  п-разр дшлй двоичный код, несущий информацию о том по каким переменным вычисл етс  булева производна . Если она вычисл етс  по переменной х, то i-й

разр д двоичного кода принимает знаЧ , иначе - О.

чение

Блок 3 формировани  наборов предназначен дл  формировани  .наборов

(двоичных слов) в зависимости от значений номеров переменных, по которым вычисл етс  булева производна .

Настраиваема  логическа   чейка 18 (фиг. 3) в зависимости от значени  сигнала на входе 25  чейки может работать в двух режимах: при сигнале на входе 25 на выходе 26 формируетс  сигнал О, а на вы . ход 27 проходит сигнал с входа 24

S  чейки; при сигнале О на входе 25 элемент И 19 закрываетс , а элемент И 20 открываетс , при этом на выходы 26 и 27  чейки поступает сигнал с выхода триггера 22 со счетным входом, т.е. в зависимости от значени  сигнала на входе 25 (1 или О) настраиваема  логическа   чейка 18 соедин ет вход 24 и выход ,27  чейки (при этом на выходе 26

5  чейки формируетс  сигнал О) либо работает как триггер со счетным входом , значение сигнала с выхода которого поступает на выходы 26 и 27  чейки.

д Блок 3 формировани  наборов раб .отает следующим образом.

В исходном состо нии триггер 14 находитс  в состо нии 1, а триггеры 22 - в состо нии О. На управл ющий вход 16 подаетс  сигнал 1, при-этом открываетс  элемент И 13 и иютульсы С: выхода генератора 15 импульсов поступают на первый вход настраиваемой логической  чейки 18.,, Если сигнал на втором входе (поз, 25 на фиг. 3) этой  чейки , то  чейка передает свой первый выход (и, следовательно, на первый вход  чейки 18 импульсы с выхода элемента 13, а на своем втором выходе О. Если сигнал на втором входе  чейки 18 , равен О, то  чейка работает как счетный триггер, значени  которого поступают на первый вход следующей  чейки 1 8 и на второй выход  чейки. Аналогично работают все настраиваемые  чейки. При по влении на первом выходе  чейки 1 8 сигнала 1 сбрасываетс  триггер 14 в состо ние О, при этом закрываетс  элемент И 13 и импульсы с выхода генератора 15 импульсов не проход т на вход элемента И 13. Это свидетельствует о том, что все необходимые двоичные наборы сформированы и получен результат, сформированный в триггерах 11 -Пхь . Рассмотрим работу блока 3 формировани  наборов на конкретном примере . Пусть , и булеву производную необходимо вычислить по переменной. Xj, На входы 2 значений переменных, по которым вычисл етс  ,булева прои водна , подаем код 0100 (нумераци  разр дов с начала кода),. При этом на выходах 17 блока 3 формировани  наборов будет сформирована последовательность двоичных наборов: 0000; 0001; 0100; 0101; 1000-; 1001; 1100; 1101, т.е. настраиваема   чейка 18. формирует сигнал О во втором (спр ва) разр де на всех наборах. Мультиплексоры 4 и 5 предназначе ны дл  выдачи на свои выходы значений булевой функции на наборе, код которого поступает на управл ющие входы мультиплексоров. Элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 предназначен дл  сравнени  значений с выходов элементов 4 и 5, Если указанные значени  отличаютс , то на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 формируетс  сигнал - 1, иначе . Демультиплексоры 8 и 9 работают как обычгаш коммутаторы и переда ют значение сигнала на информационном входе на соответствующий выход демультиплексора в зависимости от значени  управл ющего слова, поступающего на управл ющие входы демуль типлексоров (при значении управл ющего слова О,,.00 - на первый выхо О,,,01 - на второй и т.д.). На входы триггеров п сигнал 1 проходит через соответствующие элементы ИЛИ 10 -10, в зависимости от значени  сигналов на выходах мультиплексоров. В исходном состо нии триггеры I 1 -1 L наход т с  в состо нии 0...0. Устройство работает следующим образом. Значение булевой функции (табли ца истинности) подаетс  на входы 1 значений булевой функции. На входы 2 номеров переменных, по которым вы числ етс  производна , подаетс  празр дный двоичный код, i-й разр д которого равен 1, если вычисл етс  булева производна  по переменной X... После подачи на управл ющий сигнала 1 блок 3 формировани  наборов формирует 2 наборов при вычислении булевой производной по переменной следующего вида: X. Ох. , I -i -i-t-t где X. означает, чтоj -  переменна  значение или О принимает или I, На выходах группы 6 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ формируютс  наборы ,- .i . (2) На выходах мультиплексоров 4 и 5 формируютс  значени  исходной булевой функции соответственно на наборах вида (1)и (2). Элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 производит сравнение значений булевой функции на наборах (I) и (2), С выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 сигнал поступает на информационный вход демультиплексоров 8 и 9, на управл ющие входы которых поступают отправл ющие (адресные) коды соответ:твенно вида (I) к (2). На выходах демультиплексоров 8 и 9 формируютс  унитарные коды, значени  I в которых через соответствующие элементы ИЛИ lOj 10 поступают на входа , . триггеров П, и перевод т их в состо ние 1. По окончании всех тактов на выходах 12 значений булевой производной сформирован результат , причем значение булевой производной на i-м наборе находитс  на (i+l)-м разр де выходов 12 (,). Рассмотрим работу устройства на конкретном примере, В табл, 1 приведена таблица истинности булевой функции, Таблица 1 5 Пусть и булеву производную необходимо вычислить по переменной Xg, На входы 1 значений булевой функции подаем в соответствии с таблицей истинности значени  разр дов 01011110, На входы 2 значений номеров переменных, по которым выЗиГбГ517 8 Г 9 |lO Т 11

водна  вычисл етс  по переменной х ,

В табл, 2 приведены значени  сигналов на выходах элементов схемы дл  всех тактов.

Таблица 2 12770896 числ етс  булева производна , подаем код 010, так как булева  произ

Claims (2)

1. По окончании всех четырех тактов на выходах 12 значений булевой производной сформирована булева производна , принимающа  значени  на соответствующих наборах: 00001001. Таким образом, предлагаемое устройство решает задачу вычислени  бу левых производных за 2тактов. Формула изобретени 1, Устройство дл  вычислени  бул вых производных, содержащее группу элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первый и второй мультиплексоры, первый де мультиплексор, группу триггеровj элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, причем входы задани  номеров переменных первой группы устройства соединены первыми входами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, выходы которых соединены с управл ющими входами первого мультиплексора, входы задани  значений булевой функции второй группы устройства соединены с информсцционными входами первого и вто рого мультиплексоров, выход1з1 которых соединены с первым и вторым входами элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, выходы триггеров группы  вл ютс  вы ходами устройства, отличающеес  тем, что,-С целью увеличени  быстродействи , оно.содержит блок формировани  наборов, второй демультиплексор и группу элементов ИЛИ, причем входы задани  номеров переменных первой группы устройства соединены с информационными входами блока формировани  наборов, выходы которого соединены с управл ющими входами второго мультиплексора и первого демультиплексора и вторыми входами элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ группы, выходы которых соединены с управл ющими входами второго демультиплексора, выходы которого соединены с первыми входами элементов ИЛИ группы, вторые входы которых соединены с выходами первого демультиплексора , информационный вход которого соединен с выходом элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и информационным входом второго демультиплексора, выходы элементов ШМ группы соединены с входами триггеров группы, причем блок формировани  наборов содержит генератор импульсов, триггер, элемент И, п настраиваемых логических  чеек, причем первьш вход п-й настраиваемой логической  чейки соединен с входом триггера, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, управл ющий вход блока формировани  наборов соединен с третьим входом элемента И, выход которого соединен с первым входом первой логической . настраиваемой  чейки, первый вход i-й логической настраиваемой  чейки

   7

   соединен с первым входом (1+1)-й логической настраиваемой  чейки (, п-1), j-й информационный вход блока формировани  наборов соединен с вторым входом j-й логической настраиваемой  чейки, второй выход которой соединен с j-м выходом блока формировани  наборов (, п).
2. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что настраиваемые логические  чейки содержат триггер, первый и второй элементы И, элемент НЕ и элемент РШИ, причем

   17

   770898

   первый вход  чейки соединен с входом триггера и первым входом первого элемента И, второй вход тсоторого соединен с вторым входом  чейки и J входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, выходы первого и второго элементов И сое10 динены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого  вл етс  первым выходом  чейки, второй выход которой соединен с выходом второго элемента И,

   Фиг.2

   W2.J