SU1661791A1 - Boolean differential equations solving device - Google Patents
Boolean differential equations solving device Download PDFInfo
- Publication number
- SU1661791A1 SU1661791A1 SU894719275A SU4719275A SU1661791A1 SU 1661791 A1 SU1661791 A1 SU 1661791A1 SU 894719275 A SU894719275 A SU 894719275A SU 4719275 A SU4719275 A SU 4719275A SU 1661791 A1 SU1661791 A1 SU 1661791A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- control unit
- information
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в качестве аппаратной поддержки вычислений в системах автоматизированного проектировани цифровых автоматов, при анализе и диагностике комбинационных схем, в системах логического управлени роботами-манипул торами, гибкими автоматизированными производствами. Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет решени булевых дифференциальных уравнений. Поставленна цель достигаетс тем, что устройство содержит 2N блоков 1 управлени , где N - число булевых переменных, 2N блоков 2 дешифрации, 2N вычислительных блоков 3 и коммутатор 4. Исходное булевое дифференциальное уравнение, представл емое как система булевых уравнений в форме Жегалкина, решаетс посредством быстрого дискретного преобразовани Фурье в конъюнктивном базисе. 4 ил.The invention relates to digital computing and can be used as hardware support for computing in computer-aided design systems for digital automata, in analyzing and diagnosing combinational circuits, in logic control systems for robotic manipulators, and flexible automated productions. The purpose of the invention is to expand the functionality by solving Boolean differential equations. The goal is achieved by the fact that the device contains 2 N control blocks 1, where N is the number of Boolean variables, 2 N blocks 2 decryption, 2 N computing blocks 3 and switch 4. The initial Boolean differential equation, represented as a system of Boolean equations in the form of Zhegalkin is solved by means of the fast discrete Fourier transform in the conjunctive basis. 4 il.
Description
схsc
OsOs
33
Лнф. 8/00ЫLnf 8/00
Изобретение относитс к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в качестве аппаратной поддержки вычислений в системах автоматизированного проектировани цифровых автоматов, при анализе и диагностике комбинационных схем, в системах логического управлени роботами-манипул торами, гибкими автоматизированными производствами.The invention relates to digital computing and can be used as hardware support for computing in computer-aided design systems for digital automata, in analyzing and diagnosing combinational circuits, in logic control systems for robotic manipulators, and flexible automated productions.
Цель изобретени - расширение функ- циональных возможностей за счет решени булевых дифференциальных уравнений,The purpose of the invention is to expand the functional capabilities by solving Boolean differential equations,
Устройство (фиг. 1) содержит 2 блоков 1 управлени , 2П блоков 2 дешифрации, 2П вычислительных блоков 3 и коммутатор 4. Каждый блок 1 управлени (фиг. 2) содержит первый 5 и второй 6 триггеры и элемент И 7. Каждый блок 2 дешифрации (фиг. 3) содержит дешифратор 8, регистры 9, элементы И 10 первой группы, элементы И 11 второй группы и элемент ИЛИ 12. Каждый вычислительный блок 3 (фиг. 4) содержит сумматор 13 по модулю два, элементы И 14, сдвигающие регистры 15, первый 16 и второй 17 элементы ИЛИ и элемент 18 задержки.The device (Fig. 1) contains 2 control blocks 1, 2P decryption blocks 2, 2P computing blocks 3 and switch 4. Each control block 1 (Fig. 2) contains the first 5 and second 6 triggers and element 7. Each decryption block 2 (Fig. 3) contains a decoder 8, registers 9, elements AND 10 of the first group, elements 11 of the second group and an element OR 12. Each computing unit 3 (Fig. 4) contains an adder 13 modulo two, elements AND 14 shifting the registers 15, the first 16 and second 17 OR elements and the delay element 18.
Устройство имеет следующий алгоритм работы.The device has the following operation algorithm.
На первом этапе выполн ют усеченное дискретное преобразование Фурье в конъюнктивном базисе согласно матричному со- отношению:At the first stage, a truncated discrete Fourier transform is performed in the conjunctive basis according to the matrix relation:
X K22nF2n(mod2),X K22nF2n (mod2),
() где F2ri матрица дифференцировани () where F2ri is the differentiation matrix
размерности 2пх2п, формируема по соотношениюdimension 2пх2п, formed by the ratio
$-|,)Г $ - |,) T
FF
1 1eleven
® 2 ® 2
1,п, 1, n,
где I 21 1 и 12П единичные матрицы размерностей 2мх2 1 и 2гНх2 | соответственно where I 21 1 and 12P are the unit matrices of dimensions 2mx2 1 and 2gHx2 | respectively
- символ кронекеровского произведени матриц, причем при умножении - the symbol of the Kronecker matrix product, and when multiplying
. (О-. (ABOUT-
матрицы F 2 и вектора X используютс операции конъюнкции и суммировани по модулю два.the matrices F 2 and the vectors X are used for the conjunction and modulo two summation operations.
Матрица К 22 размерности 22 х2 формируетс из матрицы конъюнктивного пре„По ЭПThe matrix K 22 of dimension 22 x2 is formed from the matrix of conjunctive pre "According to the EP
образовани К22 размерности 2 х 2 путем выделени столбцов с номерами 2 (,2n-1) и удалени остальных:forming a K22 of dimension 2 x 2 by highlighting columns 2 (, 2n-1) and deleting the rest:
К2 К2 -1 ЈК2;K2 K2 -1 ЈK2;
1 О 1 1 1 o 1 1
М,2П, К2M, 2P, K2
0 0
5 0 55 0 5
0 0
5five
00
5five
00
5five
На втором этапе над векторами X™ системы X выполн етс операци поэлементной дизъюнкции, В итоге получают вектор решени Г(как результат объединени ре; шений отдельных уравнений системы).At the second stage, the X ™ vectors of the system X are executed with the operation of elementwise disjunction. As a result, the solution vector G is obtained (as a result of combining the solutions of the individual equations of the system).
На третьем этапе алгоритма определ ют нулевые элементы вектора решений ли соответствующие им наборы переменныхAt the third stage of the algorithm, the zero elements of the decision vector are determined whether the corresponding sets of variables
х(о)д(1)х2 1 , вл ющиес коэффициентами векторов значенийx (o) d (1) x2 1, which are the coefficients of the value vectors
(1...х2П-1 т(1 ... h2P-1 t
искомых булевых функций f(X).the desired Boolean functions f (X).
Функционирование 1-го блока 1 управлени (,2П) рассмотрим на примере блока 11 управлени .The operation of the 1st control block 1 (, 2P) is considered on the example of the control block 11.
В момент времени to на счетный вход триггера 5 поступает тактовый импульс и на выходе триггера 5 формируетс уровень логического О. Он передаетс с выхода триггера 5 на первый вход элемента И 7 и на третий выход блока 11. В момент времени to на вход установки в 1 триггера 6 поступает высокий логический уровень сигнала и на выходе триггера 6 формируетс уровень логической 1, который передаетс на второй выход блока IL Сигнал высокого уровн подаетс на второй вход элемента И 7, с выхода которого низкий логический уровень сигнала передаетс на четвертый выход блока 1i.At the moment of time to the counting input of the trigger 5, a clock pulse arrives and the output of the trigger 5 forms the logic level O. It is transmitted from the output of the trigger 5 to the first input of the And 7 element and to the third output of the block 11. At the moment of time to the input of the installation to 1 trigger 6 receives a high logical signal level and the output of trigger 6 generates a logic level 1, which is transmitted to the second output of the IL block. A high level signal is fed to the second input of an And 7 element, from whose output a low logic level is transmitted to four th output unit 1i.
В момент времени ц на счетный вход триггера 5 поступает тактовый импульс, который устанавливает триггер 5 в состо ние логической 1. С выхода триггера 5 высокий логический уровень сигнала поступает на первый вход элемента И 7 и на третий выход блока 1i. В момент времени ti на второй вход элемента И 7 поступает высокий логический уровень сигнала, с выхода элемента И 7 этот сигнал передаетс на вход установки в О триггера 6 и на четвертый выход блока 11. На выходе триггера 6 устанавливаетс низкий логический уровень сигнала, который передаетс на второй выход блока 1iAt time t, a clock pulse arrives at the counting input of the trigger 5, which sets the trigger 5 to the state of logic 1. From the output of the trigger 5, a high logical level of the signal goes to the first input of the And 7 element and to the third output of the block 1i. At time ti, the second input of the And 7 element receives a high logical level of the signal, from the output of the And 7 element, this signal is transmitted to the input of the installation at the O flip-flop 6 and the fourth output of the block 11. At the output of the flip-flop 6 a low logic level is set, which is transmitted to the second output of block 1i
7П7P
(он сохран етс на нем по Чг -и такт включительно ),(it is stored on it on the rsg time, inclusive),
На третьем такте (момент времени to) в схеме происход т те же переключени , что и на первом такте, за исключением того, что на вход установки в 1 триггера 6 сигнал не поступает. На четвертом, п том и т.д. поOn the third cycle (time point to) the same switchings occur in the circuit as on the first cycle, except that the signal to the input of the installation in 1 trigger 6 is not received. On the fourth, fth, etc. by
2П2P
2 -и такт включительно блок 11 функционирует так же, как на втором и третьем, однако при этом на второй вход элемента И 7 поступает низкий логический уровень сигнала. Функционирование блока 12 отличаетс лишь тем, что на его тактовый вход поступают сигналы, которые формируютс на первом выходе блока 11.The 2nd cycle, inclusive, of block 11, functions in the same way as on the second and third, however, at the same time, the logical level of the signal arrives at the second input of the And 7 element. The operation of block 12 is different only in that its clock input receives signals that are generated at the first output of block 11.
Процесс функционировани блока 2| осуществл етс следующим образом: на тактах с первого по 2п-й выполн етс загрузка элементовd ° -V1-M )d( О i-гостолбца матрицы преобразовани F2n, так что на К-м (,2П) такте загружаетс элемент (К-1,1-1) зтот элемент передаетс на выход на соответствующих тактах работы устройства (элемент dK на тактах с ()-го Unit 2 operation process | is performed as follows: at the cycles from the first to the 2nth, loading of elements is performed ° -V1-M) d (O i-guest column of the F2n transformation matrix, so that at the Km (2H) cycle, the element (K-1 , 1-1) this element is transmitted to the output at the corresponding device operation cycles (the dK element at the cycles from ())
I/«пI / “p
по 2 -и), Процесс завершаетс на 2 -м такте .2), and the process ends at the 2nd cycle.
На первом такте на входы с первого поIn the first cycle to the inputs from the first to
2п-й дешифратора 8 поступает код 0,00.2n-th decoder 8 receives a code of 0.00.
В результате на первом выходе дешифратора 8 формируетс высокий логический уровень сигнала, который передаетс на первый вход элемента И 10i, на второй вход которого поступает тактовый импульс. В результате импульс записи с выхода элемента И 10i передаетс на вход записи считывани регистра 19i, на информационный вход которого поступает элемент d |M i-ro столбца матрицы преобразовани F2n. На этом такте на выход блока через элемент ИЛИ 12 с выхода элемента И 11к (на его втором входе - низкий логический уровень сигнала) передаетс низкий логический уровень сигнала .As a result, a high logic level is generated at the first output of the decoder 8, which is transmitted to the first input of the element 10i, the second input of which receives a clock pulse. As a result, a write pulse from the output of the AND 10i element is transmitted to the write input of the register 19i, to the information input of which the element d | M is fed to the column of the transformation matrix F2n. In this cycle, the output of the block through the element OR 12 from the output of the element I 11k (at its second input - a low logical signal level) transmits a low logical signal level.
На втором такте (момент времени ti) на входы с первого по 2п-й дешифратора 8 поступает код 1,0,...,0. В результате на втором выходе дешифратора 8 формируетс высокий логический уровень сигнала, который передаетс на первый вход элемента И 102. При этом на его второй вход поступает тактовый импульс, он передаетс на вход записи регистра 92, на информационный вход которого поступает следующий элемент d 1 1-го столбца матрицы преобразовани р2п. На этом такте на выход блока через элемент И 111 (на его втором входе - высокий логический уровень сигнала) и элемент ИЛИ 12 передаетс содержимое регистра 9i-(r°|M (на остальных входах элемента ИЛИ 12 - сигналы логического О).In the second cycle (time ti), the inputs 1,0, ..., 0 enter the inputs from the first to the 2nth decoder 8. As a result, a high logic level is generated at the second output of the decoder 8, which is transmitted to the first input of the AND element 102. At the same time, a clock pulse arrives at its second input, it is transmitted to the recording input of the register 92, to the information input of which the next element d 1 1 arrives column of the p2p transformation matrix. At this step, the output of the block through the AND 111 element (at its second input is the high logical level of the signal) and the OR 12 element are transferred to the register 9i- (r ° | M (the remaining inputs of the OR 12 element are logical O signals)).
Наконец, на 2п-м такте работы устройства элемент d( 1 i-ro столбца матрицы преобразовани р2п записываетс в 2п-й регистр 9. При этом элементы с выходов регистров ) передаютс на выход блока со следующей последовательности: на третьем и четвертом тактах , на п том - восьмом и т.д., так что К-й элемент i-ro столбца матрицы преобразовани F 2П передаетс на выход блока 2i с (2к+1)-го такта по такт включительноFinally, on the 2 nd cycle of operation of the device, the element d (1 i-th column of the transformation matrix p2p is written in 2 nd register 9. In this case, elements from the outputs of the registers) are transmitted to the output of the block from the following sequence: on the third and fourth clock cycles the fifth is the eighth, etc., so that the K-th element of the i-th column of the F 2P transformation matrix is transmitted to the output of block 2i with (2k + 1) -th clock cycle per clock inclusive
Функционирование вычислительногоComputing function
блока 3j рассмотрим на примере вычислительного блока Зпblock 3j consider the example of the computing unit
На первом такте (момент времени to) на вторые входы элементов И 14к поступает код 0,00. В результате с выходов элементов И 14к низкий логический уровень сигнала передаетс на входы элемента ИЛИ 17. С выхода элемента ИЛИ 17 низкий логический уровень сигнала передаетс на второй вход сумматора 13 по модулю два, на первыйIn the first cycle (time point to), the code 0.00 arrives at the second inputs of the AND 14k elements. As a result, from the outputs of the AND 14k elements, the low logical level of the signal is transmitted to the inputs of the element OR 17. From the output of the element OR 17, the low logical level of the signal is transmitted to the second input of the adder 13 modulo two, to the first
5five
5five
вход которого поступает сигнал логическогоinput which receives a logical signal
О. В этот момент времени to no сигналу сдвига в регистрах 15к выполн етс сдвиг содержимого на один разр д влево (в сторону старших разр дов). По сигналу, посгупа0 ющему на вход записи/считывани регистров 15к через 0,5 такта осуществл етс запись этого содержимого в регистры 15к (в первый регистр записываетс результат суммировани по модулю два - логический A. At this point in time to no, the shift signal in the 15k registers shifts the content one digit to the left (toward the higher bits). The signal that registers on the write / read input of the registers 15k, after 0.5 cycle, writes this content to the registers 15k (the result of modulo two is written to the first register - logical
5 О, который поступает также на второй вход элемента ИЛИ 16). В результате на выходе элемента ИЛИ 16 формируетс результат (логический О), который передаетс на выход блока 3i.5 O, which also goes to the second input of the element OR 16). As a result, the output of the element OR 16 produces a result (logical O), which is transmitted to the output of block 3i.
0 На втором такте (момент времени ti) на вторые входы элементов И 14к поступает0 In the second cycle (time ti), the second inputs of the elements And 14k arrive
код 1,00. В результате на выход элементаcode 1.00. As a result, the output element
И 14т, а затем на первый вход элемента ИЛИ 17 передаетс содержимое регистра 15i, СAnd 14t, and then the contents of register 15i are transmitted to the first input of the element OR 17,
5 выхода элемента ИЛИ 17 содержимое регистра 15i (логический О) передаетс на второй вход сумматора 13 по модулю два. На его первый вход поступает элемент первого столбца матрицы преобразовани 5, the output of the element OR 17, the contents of register 15i (logical O) are transmitted to the second input of the adder 13 modulo two. At its first input comes the element of the first column of the transformation matrix.
0 F2n. В этот момент времени ti по сигналу сдвига в регистрах 15к выполн етс сдвиг содержимого на один разр д влево (в сторону старших разр дов), По сигналу, по ступающему на вход записи/считывани регистра 15к через 0,5 такта с выхода элемента 18 задержки, осуществл етс запись этого содержимого в регистры 15к. При этом в первый регистр записываетс 0 F2n. At this point in time ti, the shift signal in registers 15k performs a shift of the content by one bit to the left (towards the higher bits), According to the signal sent to the record / read input of register 15k after 0.5 clock cycle from the output of delay element 18 This content is written to registers 15k. In this case, the first register is written
0 результат суммировани по модулю два ( () 0). Кроме того, он поступает также на второй вход элемента ИЛИ 16. В результате на выходе элемента ИЛИ 16 формируетс результат d ° , который передаетс на0 result modulo two (() 0). In addition, it also enters the second input of the element OR 16. As a result, the result of the element OR 16 forms the result d °, which is transmitted to
выход блока 3i.output of block 3i.
2 12 1
На третьем и последующих (по 2 -и) тактах блок 3i функционирует, как и на втором При этом элементе г .2n) первого столбца матрицы преобразовани Р%пOn the third and subsequent (2) cycles, the block 3i functions as on the second. At this element g.2n) of the first column of the transformation matrix, P% n
поступают на второй информационный вход блока 3i в такой последовательности: на третьем и четвертом тактах - элемент г , на п том - восьмом - элемент сг2 0 и т.д., так что К-й элемент первого столбца матрицы преобразовани F2n поступаете ()-го такта по 2к-й такты включительно .arrive at the second information input of block 3i in the following sequence: on the third and fourth clock cycles - element r, on the fifth - the eighth - element cr2 0, etc., so that the Kth element of the first column of the F2n transformation matrix enters () - of the second cycle according to the 2nd cycle, inclusive.
Функционирование блока За отличаетс от функционировани блока 3i тем, что на его первый информационный вход сигналы поступают с выхода блока З-i, а на второй информационный вход блока Зг поступают элементы второго столбца матрицы преобразовани F 2П- На выход блока 3| передаютс результаты, формируемые на выходе его элемента ИЛИ 16.The operation of the block differs from the operation of block 3i in that its first information input signals come from the output of the 3i block, and the second information input of the 3g block receives the elements of the second column of the F 2P transformation matrix; the results generated at the output of its element OR 16 are transmitted.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894719275A SU1661791A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Boolean differential equations solving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894719275A SU1661791A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Boolean differential equations solving device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1661791A1 true SU1661791A1 (en) | 1991-07-07 |
Family
ID=21461031
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894719275A SU1661791A1 (en) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Boolean differential equations solving device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1661791A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-14 SU SU894719275A patent/SU1661791A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1269146, кл. G 06 F 15/31, 1985. Авторское свидетельство СССР № 1001107.кл. G 06 F15/332, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3296426A (en) | Computing device | |
JPS5830609B2 (en) | error correction device | |
SU1661791A1 (en) | Boolean differential equations solving device | |
SU1401448A1 (en) | Apparatus for implementing boolean symmetrical functions | |
SU1640709A1 (en) | Device for fast fourier transforms | |
SU1315997A1 (en) | Device for generating coordinates of net area | |
SU1401474A1 (en) | Device for exhausting combinations,arrangements and permutations | |
SU1578810A1 (en) | Converter of non-position code to binary code | |
SU1756879A1 (en) | Device for determination of linearity of boolean functions | |
SU1196844A1 (en) | Universal computing automatic machine | |
RU1835543C (en) | Appliance for sorting of numbers | |
SU1615702A1 (en) | Device for numbering permutations | |
SU1689945A2 (en) | A serial adder | |
SU962914A1 (en) | Complex integer-to-binary code device | |
SU1030797A1 (en) | Device for sorting mn-digit numbers | |
SU1432530A1 (en) | Apparatus for monitoring logical modules | |
SU868763A1 (en) | Logic unit testing device | |
SU1231494A2 (en) | Device for generating test sequences | |
SU1411740A1 (en) | Device for computing exponential function | |
SU1488802A1 (en) | Device for associative loading of data vector of variable format | |
SU1368978A2 (en) | Threshold element | |
SU1151956A1 (en) | Squaring device | |
SU1070541A1 (en) | Gray/code parallel binary code translator | |
SU1265794A1 (en) | Cascade device for fast fourier transform | |
SU1160394A1 (en) | Device for comparing numbers in residual class system |