SU1756879A1 - Device for determination of linearity of boolean functions - Google Patents
Device for determination of linearity of boolean functions Download PDFInfo
- Publication number
- SU1756879A1 SU1756879A1 SU904883277A SU4883277A SU1756879A1 SU 1756879 A1 SU1756879 A1 SU 1756879A1 SU 904883277 A SU904883277 A SU 904883277A SU 4883277 A SU4883277 A SU 4883277A SU 1756879 A1 SU1756879 A1 SU 1756879A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- trigger
- boolean
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано 0 различных технических системах обработки данных в качестве аппаратной поддержки вычислений. Цель изобретени - расширение класса решаемых задач за счет возможности распознавани принадлежности булевой функции классу линейных арифметических полиномин альных форм. Цель изобретени достигаетс тем, что в устройство, Содержащее блок 3 синхронизации и блок 1 предварительной обработки, введены блок 2 булевого дифференцировани , блок 5 сравнени и блок 4 хранени эталонных значений . 2 з.п. ф-лы. 6 ил.The invention relates to computing and 0 different technical data processing systems can be used as hardware support for computing. The purpose of the invention is the expansion of the class of solved problems due to the possibility of recognizing the belonging of a Boolean function to a class of linear arithmetic polynomial forms. The purpose of the invention is achieved by the fact that a Boolean differentiation unit 2, a comparison unit 5 and a reference values storage unit 4 are entered in the device comprising the synchronization unit 3 and the preliminary processing unit 1. 2 hp f-ly. 6 Il.
Description
Изобретение относитс к области цифровой вычислительной техники и может быть использовано дл аппаратной поддержки вычислений в системах сжати данных, синтеза топологии БИС, синтеза и анализа дискретных автоматов, обработки изображений , прин ти решений, управлени роботами-манипул торами .The invention relates to the field of digital computing and can be used for hardware support of calculations in data compression systems, LSI topology synthesis, synthesis of discrete automata, image processing, decision making, control of robotic manipulators.
Известно устройство, предназначенное дл вычислени булевых производных и содержащее блок формировани наборов, группу элементов неравнозначности, два мультиплексора, элементы ИЛИ и триггеры.A device for calculating Boolean derivatives and containing a block generating unit, a group of inequalities, two multiplexers, OR elements and triggers is known.
Однако эффективность его использовани вл етс низкой по р ду критериев, что не позвол ет воспользоватьс им на практике . Причина заключаетс в том, что результирующий вектор, полученный в результате обработки вектора значений булевой функции по математической модели, положенной в основу данного устройства, приходитс сравнивать с р Дом эталонов, количество которых близко к числу булевых функций, относ щихс к классу линейных арифметических полиноминальных форм.However, the effectiveness of its use is low according to a number of criteria, which does not allow them to be used in practice. The reason is that the resultant vector obtained as a result of processing the vector of values of a Boolean function according to the mathematical model underlying this device has to be compared with p House of standards, the number of which is close to the number of Boolean functions belonging to the class of linear arithmetic polynomial forms .
Наиболее близким к предлагаемому по функци м и технической сущности вл етс устройство, содержащее блоки определени свойств несохранени константы нул , единицы, немонотонности, нелинейности и блок несамодвойственности (в за вл емом объекте - блок предварительной обработки ), дешифратор наборов свойств полноты, регистр запоминани наборов свойств полноты , дешифратор базисных групп, блок сборки (в за вл емом объекте - блок синхронизации ) и соответствующие св зи, причем блок определени свойств нелинейности содержит Группу сумматоров по модулю два, группу элементов И и элемент ИЛИ, а блок определени свЪйств несамодвойственности содержит два сумматора по модулю два, элемент ИЛИ и элемент НЕ.The closest to the proposed one in terms of functions and technical essence is a device containing blocks for determining the non-conservation properties of the constant zero, unit, non-monotonicity, nonlinearity, and non-self-duality block (in the claimed object is a preprocessing block), the decoder of the completeness property sets, the set register completeness properties, basic group decoder, an assembly unit (in the claimed object — a synchronization unit) and corresponding links, the nonlinearity properties determining unit contains an adder group modulo two, the group of elements AND and the element OR, and the block for determining non-self-duals contains two modulo-two adders, the element OR and the element NOT.
Это устройство позвол ет определить функциональную полноту системы булевых функций. Однако оно не пригодно дл решени поставленной задачи по следующим причинам.This device allows you to determine the functional completeness of a system of Boolean functions. However, it is not suitable for the task for the following reasons.
Блок определени свойства нелинейности устройства позвол ет распознать функции на принадлежность классу линеййых, но линейных в смысле представимости линейными полиномами Жегалкина, т.е. логическими полиномами. За вл емый объект решает иную задачу - распознает принадлежность классу линейных арифметических полиномов,The block for determining the nonlinearity property of a device allows recognition of functions belonging to a class of linear, but linear in the sense of representability by Zhegalkin linear polynomials, i.e. logical polynomials. The claimed object solves a different problem - it recognizes that it belongs to a class of linear arithmetic polynomials,
Частично удаетс решить поставленную задачу с помощью блока определени Partially it is possible to solve the problem with the help of the definition block
свойств несамодвойственности. Но к линейным арифметическим полиномам относ тс не все самодвойственные функции, а только определенный их класс.properties of non-dual property. But not all self-dual functions, but only a certain class of them, belong to linear arithmetic polynomials.
Таким образом, с помощью известных технических устройств не удаетс решить важную задачу - оперативно определить принадлежность заданной булевой функции классу линейных арифметических пол0 иноминальных форм. Это затрудн ет решение св занных с данной прикладных задач сжати логических данных или бинарных изображений (как системы булевых функций), хранени и обработки топологи5 ческих изображений, обработки логических данных на структурах, не имеющих логических операций, и т.д.Thus, with the help of known technical devices, it is not possible to solve an important problem — to quickly determine the belonging of a given Boolean function to a class of linear arithmetic gender-nominal forms. This makes it difficult to solve the application-related problems of compressing logical data or binary images (as a system of Boolean functions), storing and processing topological images, processing logical data on structures that do not have logical operations, and so on.
Цель изобретени - расширение класса решаемых задач за счет возможности рас0 познавани принадлежности булевой функции классу линейных арифметических полиноминальных форм.The purpose of the invention is the expansion of the class of solved problems due to the possibility of recognizing the belonging of a Boolean function to a class of linear arithmetic polynomial forms.
Поставленна цель достигаетс , тем, что в устройство, содержащее блок синхрониза5 ции и блок предварительной обработки, причем управл ющий вход устройства соединен с входом запуска блока синхронизации , информационный вход устройства соединен с входом блока предварительнойThe goal is achieved by the fact that in the device containing the synchronization unit and the preprocessing unit, the control input of the device connected to the trigger input of the synchronization unit, the information input of the device is connected to the input of the preliminary unit
0 обработки, первый выход блока синхронизации соединен с выходом признака окончани работы устройства, введены блок булевого дифференцировани , блок сравнени и блок хранени эталонных значений,0, the first output of the synchronization unit is connected to the output of the sign of the end of the device operation, a Boolean differentiation unit, a comparison unit and a reference value storage unit are entered,
5 выход которого подключен к второму входу блока сравнени , первый вход которого подключен к выходу блока булевого дифференцировани , информационный вход которого подключен к выходу блока5 whose output is connected to the second input of the comparator unit, the first input of which is connected to the output of the Boolean differentiation unit, whose information input is connected to the output of the block
0 предварительной обработки, а управл ющие входы с первого по четвертый блока булевого дифференцировани подключены соответственно с второго по п тый выходами блока синхронизации, второй вход кото5 рого подключен к выходу блока сравнени , кроме того, блок булевого дифференцировани содержит коммутатор, узел сумматоров по модулю два и два регистра, при этом информационный вход блока соединен с0 preprocessing, and the control inputs from the first to the fourth boolean differentiation unit are connected respectively to the second to the fifth outputs of the synchronization unit, the second input of which is connected to the output of the comparator unit, in addition, the boolean differentiation unit contains a switch, modulo-two node and two registers, while the information input of the block is connected to
0 первым, информационным входом коммутатора , второй информационный вход которого соединен с выходами блока и узла сумматоров по модулю два, первый и второй информационные входы которого соедине5 ны с выходами первого и второго регистров соответственно, входы разрешени записи которых соединены с первым и вторым управл ющими входами блока соответственно , третий управл ющий вход которого соединен с входом управлени сдвигом вто0 by the first, informational input of the switch, the second informational input of which is connected to the outputs of the unit and the modulo-adder node two, the first and second informational inputs of which are connected to the outputs of the first and second registers, respectively, the recording resolution inputs of which are connected to the first and second control inputs unit, respectively, the third control input of which is connected to the input of the shift control second
рого регистра, информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора, управл ющий вход которого соединен с четвертым управл ю- щим входом блока. Блок синхронизации содержит генератор импульсов, три триггера, n-разр дный счетчик, мультиплексор, три элемента задержки, три элемента И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход которого со- единен с входом установки в единицу первого триггера, первым входом первого элемента И и выходом мультиплексора, ЁХО- ды которого соединены с выходами п разр дов счетчика, счетный вход которого соединен с входами первого и второго элементов задержки, первым входом второго элемента И и выходом генератора импульсов , вход пуска которого соединен с входом запуска блока, вход признака останова которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с входом второго триггера и с первым входом элемента ИЛИ, вто- рой вход которого соединен с выходом переполнени счетчика, выход второго триггера соединен с первым выходом блока, выход элемента ИЛИ соединен с входом останова генератора импульсов, выход пер- вого элемента задержки соединен с входом синхронизации первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки и вторым выходом блока, третий выход которого соединен с входом третьего триггера и выходом третьего элемента задержки, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с четвертым выходом блока, выход третьего триггера соединен с п тым выходом блока.register, the information input of which is connected to the output of the first register, whose information input is connected to the output of the switch, the control input of which is connected to the fourth control input of the unit. The synchronization unit contains a pulse generator, three triggers, an n-bit counter, a multiplexer, three delay elements, three AND elements, an OR element, and an NOT element, whose input is connected to the installation input of the first trigger unit, the first input of the first element, and the output of the multiplexer, YHOHODY which is connected to the outputs of the n bits of the counter, the counting input of which is connected to the inputs of the first and second delay elements, the first input of the second element And the output of the pulse generator, the start input of which is connected to the start input unit whose stop sign input is connected to the first input of the third element AND, the second input of which is connected to the output of the OR element, the output of the third element AND is connected to the input of the second trigger, and the first input of the OR element, the second input of which is connected to the overflow output of the counter, the output of the second trigger is connected to the first output of the block, the output of the OR element is connected to the input of the stop of the pulse generator, the output of the first delay element is connected to the synchronization input of the first trigger, the output of which is connected to the second input ohm second element And the output of which is connected to the input of the third delay element and the second output of the block, the third output of which is connected to the input of the third trigger and the output of the third delay element, the output of the second delay element connected to the second input of the first element And whose output is connected to the fourth output block, the output of the third trigger is connected to the fifth output of the block.
Суть данного изобретени заключаетс в том, что исследуема булева функци , заданна вектором своих значений на упор доченных наборах переменных, подвергаетс специальной обработке, называемой параметрическим дифференцированием по координате. В результате этой обработки, если функци принадлежит классу линейных арифметических форм, получаетс определенный вектор и дл распознавани принадлежности достаточно сравнить его с эталонным значением.The essence of the present invention is that the investigated Boolean function, given by a vector of its values on ordered sets of variables, is subjected to special processing, called parametric coordinate differentiation. As a result of this processing, if the function belongs to a class of linear arithmetic forms, a certain vector is obtained and to recognize the membership it is sufficient to compare it with the reference value.
В основу данного изобретени положены следующие математические модели компонентов и устройства в целом,The present invention is based on the following mathematical models of components and devices in general,
Люба булева функци f(x)n переменных xi,x2хп может быть представлена вAny boolean function f (x) n of variables xi, x2хп can be represented in
так называемой арифметической полиноминальной форме, котора имеет аналитическое представление видаthe so-called arithmetic polynomial form, which has an analytical representation of the form
p(x)P(0)+P(1)xn+p(2)xn-i+p(3)xn-ixn+ . .. +p (x) p (0) + p (1) xn + p (2) xn-i + p (3) xn-ixn +. .. +
, (2П О, (2P About
4-рХ1... хп 4-рХ1 ... хп
2п-12n-1
2 p(DxV..., 2 p (DxV ...,
I 0I 0
(1)(one)
,0),, 0)
где pv/ б z, 2 - множество целых чисел, таких, что р(х)с (0,1) на любом наборе переменных и при этом можно однозначно получить на упор доченных наборах переменных функции f(x) вектор х (столбец значений обычно таблицы истинности); lj-J-й разр д двоичного представлени параметра 1 (нумераци со старших);where pv / b z, 2 is the set of integers such that p (x) with (0,1) on any set of variables and one can unambiguously get the vector x on the ordered sets of variables of the function f (x) (the column of values usually truth tables); lj-jth bit of the binary representation of parameter 1 (numbering with the highest ones);
XI1 XI,1XI1 XI, 1
х,.x ,.
Например, функци , заданна в совершенной дизъюнктивной номинальной формеFor example, the function is given in perfect disjunctive nominal form.
f(x) Х1Х2 V )1Х2,f (x) X1X2 V) 1X2,
имеет арифметическую полиноминальную форму видаhas an arithmetic polynomial form
р(х) Х1 + Х2 - 2X1X2.p (x) X1 + X2 - 2X1X2.
На любом наборе 00,01,10,11 переменных xi и Х2 это выражение имеет значени О или 1 и они в упор доченном виде есть не что иное, как вектор значени заданной функции f(x).On any set of 00.01, 10, 11, the variables xi and X2, this expression has the value O or 1 and they are in ordered form nothing more than the vector of the value of the given function f (x).
ДействительноReally
11:0:11: 0:
Таким образом, арифметическа полиноминальна форма отличаетс от известных логических представлений, например полинома Жегалкина, прежде всего наличием арифметических операций. Эта форма имеет р д достоинств. Наиболее важным дл инженерной практики вл етс возможность полиноминального описани системы функций и решение задач минимизации (сжати ) системы булевых функций на основе данной формы, В св зи с этим возникает необходимость оперативного распознавани булевой функции на принадлежность классу линейных арифметических полиноминальных форм. Класс линейных форм определ етс соотношениемThus, the arithmetic polynomial form differs from the well-known logical representations, for example the Zhegalkin polynomial, primarily by the presence of arithmetic operations. This form has a number of advantages. The most important for engineering practice is the possibility of a polynomial description of a system of functions and the solution of problems of minimizing (compressing) a system of Boolean functions based on this form. Therefore, it is necessary to quickly recognize a Boolean function that belongs to the class of linear arithmetic polynomial forms. The class of linear forms is determined by the ratio
РМRM
+ p, + ...+P(n)xi. + p, + ... + P (n) xi.
прави (2)rule (2)
10ten
Таким образом, решение поставленной задачи в принципе сводитс к построению (вычислению) дл заданной булевой функции полинома (1) и проверке его условию (2). Однако такой путь не вл етс эффективным по вычислительной сложности. В основу реализуемого за вл емым устройством подхода положены математические модели на основе аппарата логического дифференцировани .Thus, the solution of the problem posed in principle comes down to constructing (calculating) for a given Boolean function of the polynomial (1) and testing its condition (2). However, such a path is not efficient in computational complexity. The basis of the approach implemented by the claimed device is a mathematical model based on the apparatus of logical differentiation.
В матричном виде оператор параметрического дифференцировани по координате X вектора значений х булевой функции f(x) имеет видIn the matrix form, the parametric differentiation operator along the X coordinate of the vector of x values of the Boolean function f (x) has the form
fer Л/ф ST (mod 2), (3)fer L / f ST (mod 2), (3)
Лтх)Lth)
где х (0...0, 0...01 1...1) - координатаwhere x (0 ... 0, 0 ... 01 1 ... 1) is the coordinate
дифференцировани с отсчетами, соответствующими упор доченным наборам переменных xiх„; те. 2Р, ( р 0,0.1,2,...п-1) параметр дифференцировани ; М-,// - матрица размерности 2 х 2П (п - количество переменных), формируема по рекуррентному правилуdifferentiations with counts corresponding to ordered sets of variables xiх "; those. 2P, (p 0.0.1.2, ... n-1) differentiation parameter; M -, // - matrix of dimension 2 x 2P (n is the number of variables), formed by the recurrent rule
.Mji-- (d2),.Mji-- (d2),
I 1I 1
мm
О)ABOUT)
1 1eleven
(4)(four)
1 1eleven
Пусть, например, требуетс найти производную вектора значенийLet, for example, you want to find the derivative of the vector of values
- О 0 0 1 0 1 1 1 ,- O 0 0 1 0 1 1 1,
где т - символ транспортировани булевой функции трех переменных с параметром т where t is the symbol of transportation of a Boolean function of three variables with the parameter t
1515
Выполним операцию дифференцировани согласно выражению (3)Perform the operation of differentiation according to the expression (3)
эт at
.W35.W35
Можно показать, что удаетс получить результат видаIt can be shown that the result can be obtained
...ir. €2P, р 0,0,1 ...п-1,... ir. € 2P, p 0,0,1 ... p-1,
то вектор х относитс к классу линейных арифметических полиноминальных форм.This vector x belongs to the class of linear arithmetic polynomial forms.
Рассмотрим в рамках этого услови организацию вычислительного процесса на конкретном примере.Within this framework, we consider the organization of the computational process on a specific example.
Пусть задан вектор значений булевой функции трех переменныхLet a vector of values of a Boolean function of three variables be given
х 0 0 1 10 0 1 1 f.x 0 0 1 10 0 1 1 f.
Первый шаг вычислений заключаетс в анализе элемента х™ вектора хТ Если он равен нулю (а в данном случае х 0 0), то выполн етс следующий шаг вычислений. В противном случае, т.е. если х 1, осуществл етс инвертирование всех элементов хТThe first computation step is to analyze the x ™ element of the xT vector. If it is zero (and in this case x 0 0), the next computation step is performed. Otherwise, i.e. if x 1, all elements of xT are inverted
На втором шаге вычислений выполн етс дифференцирование вектора значений 3 по координате X с параметром г- 1 согласно выражению (3)In the second calculation step, the vector of values 3 is differentiated by the X coordinate with the parameter r -1 according to expression (3)
О 1 О 1 ОAbout 1 About 1 About
1 о 11 about 1
Поскольку дифференцирование с г 1 не привело к искомому результату, а количество шагов не исчерпано (всего можно выполн ть 2 шагов), а в данном случае п 3, то выполн етс переход к следующему шагу .Since differentiation from r 1 did not lead to the desired result, and the number of steps was not exhausted (there are a total of 2 steps), and in this case p 3, the transition to the next step is performed.
На третьем шаге реализуетс операци дифференцировани вектора д х/ д х, полученного на предыдущем шаге вычисленийIn the third step, the operation of differentiation of the vector dx / dx obtained in the previous step of the calculations is implemented.
Э/9 мE / 9 m
а№гмa№gm
дd
(1)(one)
На этом вычислени заканчиваютс , так как исходный вектор значений х приведен к 111111 , что вл етс признаком принадлежности его классу линейных арифметических полиноминальных форм. Это легко проверить, использу аппарат преобразований .This calculation ends, since the initial vector of x values is reduced to 111111, which is a sign of its belonging to the class of linear arithmetic polynomial forms. This is easy to verify using the conversion engine.
Так называемое преобразование Фурье в конъюнктивном базисе Кгп вектора значений х прзвол ет получить вектор коэффициентов р арифметической полиноминальной формыThe so-called Fourier transform in the conjunctive basis Cgp of the vector of values x allows to obtain the vector of coefficients p of the arithmetic polynomial form
10 L10 L
что соответствует линейному полиному вида Р(Х) Х2.which corresponds to a linear polynomial of the form P (X) X2.
Рассмотрим другой пример, по сн ющий суть математической модели устройства , когда исходный вектор значений х не принадлежит классу линейных арифметических полиноминальных форм. Пусть он определен в видеLet us consider another example, which explains the essence of the mathematical model of a device, when the initial vector of x values does not belong to the class of linear arithmetic polynomial forms. Let it be defined as
001 1 . 001 1.
Поскольку х™ 0, вектор х не инвертируетс , и его перва частна производна приSince x ™ 0, x is not inverted, and its first partial derivative with
Повторим эту процедуру при г 1 ещеRepeat this procedure for g 1 more
А Ш) - М УA W) - M U
j9 дхj9 dx
( Н(H
4545
5050
1one
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
5555
При значении т 2 получимIf the value of m 2 we get
Л/э /ам /ЭлL / e / am / el
(a7/; (V(a7 /; (V
(L((L (
0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 О0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 About
1one
На этом вычислени заканчиваютс , так как количество операций п 3. Результат не равен 1... , поэтому исходный вектор не принадлежит классу линейных арифметических полиноминальных форм. В этом легко убедитьс , выполнив над ним преобразование Фурье в конъюнктивном базисе ten (п 3)This calculation ends, since the number of operations in p 3. The result is not equal to 1 ..., therefore, the initial vector does not belong to the class of linear arithmetic polynomial forms. This is easily verified by performing the Fourier transform on the conjunctive basis ten over it (n 3)
Р К2ЗХ:P K2ZH:
00000 00000 0000000000 00000 00000
10000 0100010,000 01,000
0-1 1000-1,100
0-10100-1010
1 1-1-1 1 1 1-1-1 1
о 1 оabout 1 about
-1-one
1one
-1-one
-1-one
0.0
т.е. р(х) хз - Х2хз + xi - Х1хз - xiX2 не есть линейный арифметический полином.those. p (x) xs - x2xs + xi - x1xs - xiX2 is not a linear arithmetic polynomial.
На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 1 блок предварительной обработки; на фиг. 3 - блок буле- вого дифференцировани ; на фиг. 4 - структурна схема блока синхронизации; на фиг. 5 - временна диаграмма функционировани блока синхронизации; на фиг. 6 - работа устройства.FIG. 1 shows a block diagram of the device; in fig. 1 preprocessing unit; in fig. 3 —boole differentiation unit; in fig. 4 is a block diagram of the synchronization unit; in fig. 5 is a timing diagram of the operation of the synchronization unit; in fig. 6 - device operation.
Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 предварительной обработки, блок 2 булево- го дифференцировани , блок 3 синхронизации , блок А хранени эталонных значений и блок 5 сравнени , выход которого соединен с вторым входом блока 3 синхронизации, вход запуска которого соединен с управл ющим входом устройства, а первый выход блока 3 синхронизации вл етс выходом признака окончани работы устройства, причем с второго по п тый выходы блока 3 синхронизации соединены соответственно с первого по четвертый управл ющими входами блока 2 булевого дифференцировани , выход которого соединен с первым входом блока 3 сравнени , второй вход которого соединен с выходом блока А хранени эталонных значений, а п тый (информационный ) вход блока 2 булевого дифференцировани подключен к выходу блока предварительной обработки, вход которого вл етс информационным входомThe device (Fig. 1) contains a preprocessing unit 1, a boolean differentiation unit 2, a synchronization unit 3, a reference value storage unit A and a comparison unit 5, the output of which is connected to the second input of the synchronization unit 3, the start input of which is connected to the control the input of the device, and the first output of the synchronization unit 3 is the output of the indication of the end of operation of the device, and from the second to the fifth outputs of the synchronization unit 3 are connected respectively from the first to the fourth control inputs of the unit 2 boolean differential ation whose output is connected to a first input of the comparator 3, a second input coupled to an output of the unit and the storage of reference values, and a fifth (data) input of the block 2 boolean differentiating connected to the output pre-processing unit whose input is the data input
устройства.devices.
Блок 1 предварительной обработки обеспечивает передачу вектора значений ЗГ х ... с входа на выход без изменений в случае, если элемент О,The preprocessing unit 1 ensures the transfer of the vector of values ZG x ... from the input to the output without changes in case the element O,
или в инвертированном виде, если х 1.or in inverted form, if x 1.
Блок булевого дифференцировани 2 обеспечивает логическую обработку вектора З или х, поступающего на его п тый (информационный ) вход в соответствии сThe Boolean differentiation unit 2 provides a logical processing of the vector H or x, arriving at its fifth (informational) input in accordance with
математической моделью.mathematical model.
Блок 3 синхронизации предназначен дл формировани сигналов, управл ющих работой устройства.The synchronization unit 3 is designed to generate signals controlling the operation of the device.
Блок 4 хранени эталонных значенийUnit 4 storage reference values
предназначен дл хранени кода размерности 2П вида 1.... Конструктивно он выполнен в виде жесткого соединени разр дных шин выхода блока с второй по 2п-ю с шиной высокого логического уровн напр жени it is intended for storing a 2P code of type 1 .... The design is made in the form of a rigid connection of discharge buses of a block with a second to 2 nd bus with a high logic voltage level bus
(логической единицы).(logical unit).
Блок 5 сравнени предназначен дл анализа на совпадение кодов, поступающих на его первый и второй входы. При совпадении кодов на его выходе формируетс сигнал логической единицы.Comparison unit 5 is designed to analyze the coincidence of the codes arriving at its first and second inputs. When the codes at its output coincide, a signal of a logical unit is formed.
Блок 1 предварительной обработки, блок 2 булевого дифференцировани и блок 3 синхронизации имеют особенности схемотехнических решений и функционировани .The preprocessing unit 1, the boolean differentiation unit 2 and the synchronization unit 3 have features of circuit design and operation.
Блок 1 предварительной обработки (фиг. 2) содержит 2П сумматоров 11 (I 1,2) по модулю два, вторые входы которого соединены между собой и подключены к первому входу первого сумматора 1i по модулю два; первый вход 1-го сумматора по модулю два вл етс первым входом блока 1 предварительной обработки.Block 1 preprocessing (Fig. 2) contains 2P adders 11 (I 1,2) modulo two, the second inputs of which are interconnected and connected to the first input of the first adder 1i modulo two; The first input of the first modulo-2 adder is the first input of the preprocessing unit 1.
Блок 1 предварительной обработки ра0 ботает следующим образом. При поступле- мм на его ВХОд элементов вектора значений Г Do°V1 ...x(2n Y булевой функции п переменных осуществл етс анализ значений первого элемента При этом возможныBlock 1 preprocessing works as follows. When mm arrives at its input, the elements of the vector of values Γ Do ° V1 ... x (2n Y of the Boolean function of n variables, the values of the first element are analyzed.
5 два случа .5 two cases.
В первом случае, когда х 0, на сумматорах по модулю два с 1 по 12П выполн етс сложение по модулю два логического нул со значени ми элементов вектора 3 ВIn the first case, when x 0, modulo two with zero zero is performed on modulators two from 1 to 12P with values of 3 V vector elements
результате на выход блока 1 предварительной обработки передаютс все элементы вектора х без изменений.As a result, all the elements of the vector x are transmitted to the output of the preprocessing unit 1 unchanged.
Во втором случае, когда х™ 1, на сумматорах по модулю два с 1j по 12П выполн етс суммирование по модулю два логической единицы со значени ми элементов вектора Ј В результате на выход блока 1 предварительной обработки передаютс инверсные значени элементов вектора х 4х(0)Д..х 2п-15 т.In the second case, when x ™ 1, modulo two moduli of two logical units with values of vector elements are performed on modulators two from 1j to 12P. As a result, inverse values of elements of vector 4x are transmitted to the output of preprocessing block 1 (0) D..x 2p-15 t.
Таким образом, блок 1 предварительной обработки осуществл ет передачу вектора х с входа на выход в пр мом или в инверсном коде в зависимости оттого нулевое или единичное значение соответственно имеет первый элемент вектора х Блок 2 булевого дифференцировани (фиг. 3) содержит коммутатор 6, узел 7 сумматоров по модулю два, первый 8 и второй 9 регистры, при этом п тый (информационный ) вход блока соединен с первым информационным входом коммутатора В, второй информационный вход которого соединен с выходами блока и узла 7 сумматоров по модулю два, первый и второй информационные входы которого соединены с выходами первого 8 и второго 9 регистров соответственно , вторые входы (входы разрешени записи ) которых соединены с первым и вторым управл ющими входами блока соответственно , третий управл ющий вход которого соединен с третьим входом (входом управлени сдвигом) второго регистра, первый (информационный) вход которого соединен с выходом первого регистра 8, первый (информационный) вход которого соединен с выходом коммутатора б, третий (управл ющий) вход которого соединен с четвертым управл ющим входом блока.Thus, the preprocessing unit 1 transmits the vector x from the input to the output in a forward or inverse code, depending on which the zero or one value, respectively, has the first element of the vector x. The Boolean differentiation unit 2 (Fig. 3) contains the switch 6, the node 7 modulators two, the first 8 and second 9 registers, while the fifth (informational) input of the block is connected to the first information input of switch B, the second information input of which is connected to the outputs of the block and node 7 of the adders modulo d a, the first and second information inputs of which are connected to the outputs of the first 8 and second 9 registers, respectively, the second inputs (write enable inputs) of which are connected to the first and second control inputs of the block, respectively, the third control input of which is connected to the third input (control input shift) the second register, the first (informational) input of which is connected to the output of the first register 8, the first (informational) input of which is connected to the output of the switch b, the third (control) input of which is connected to the fourth rtym control input unit.
Коммутатор 6 предназначен дл передачи информации с первого или второго ин- формационных входов на выход соответственно при низком или высоком Логическом уровне сигнала на его третьем управл ющем входе.Switch 6 is designed to transfer information from the first or second information inputs to the output, respectively, at a low or high Logic level at its third control input.
Узел 7 сумматоров по модулю два обеспечивает поразр дное сложение по модулю два кодов, поступающих на его первый и второй входы.The modulo-two adder unit 7 provides bit-wise modulo addition of two codes to its first and second inputs.
Первый регистр 8 предназначен дл приема и кратковременного хранени кода х поступающего с первого (информационного ) входа по сигналу на втором входе (входе разрешени записи).The first register 8 is intended for receiving and short-term storage of the code x coming from the first (informational) input by a signal at the second input (recording permission input).
Второй регистр 9 предназначен дл приема, кратковременного хранени и преобразовани (сдвига) кода, поступающего на первый (информационный) вход по сигналу на втором входе (входе разрешени записи). Сдвиг содержимого в сторону младших разр дов выполн етс по сигналу на третьем входе (входе управлени сдвигом). 5Блок 2 булевого дифференцировани The second register 9 is intended for receiving, short-term storage and conversion (shift) of the code arriving at the first (informational) input on a signal at the second input (input of recording resolution). Shifting the content towards the lower bits is performed on a signal at the third input (the input of the shift control). 5Block 2 differentiation
работает следующим образом. Предварительно во все разр ды первого 8 и второго 9 регистров записываютс нули. С четвертого информационного входа блока по тракту 10 первый вход - выход коммутатора 6 (на третьем - управл ющем - входе коммутатора 6 - низкий логический уровень сигнала) в первый регистр 8 осуществл етс запись кода анализируемого вектораЗГили х, момент 15 времени ti (фиг. 5).works as follows. Previously, all zeros of the first 8 and second 9 registers are written in zeros. From the fourth information input of the block via path 10, the first input — the output of switch 6 (on the third — the control — input of switch 6 — a low logical signal level), the first register 8 records the code of the analyzed vector, or 15, time ti (Fig. 5). ).
В момент времени ti Ata по сигналу на втором управл ющем входе блока 2 булевого дифференцировани осуществл етс перезапись кода вектора Гиз первого реги- 0 стра 8 во второй регистр 9. В момент времени ti + At2 по сигналу на третьем управл ющем входе блока 2 выполн етс сдвиг на один разр д в сторону младших содержимого второго регистра 9. На выходе 5 узла 7 сумматоров по модулю два формируетс результат д )7 дх.At time ti Ata, the signal at the second control input of the 2 Boolean differentiation unit overwrites the code of the Guise vector of the first register 8 into the second register 9. At time ti + At2, the signal at the third control input of the block 2 is executed a shift by one bit in the direction of the lower contents of the second register 9. At the output 5 of the node 7 modulo-two adders, the result is e) 7 dx.
Далее функционирование блока 2 булевого дифференцировани заключаетс в записи полученного результата в первый 0 регистр 8 (момент времени ta), перезаписи его из первого регистра 8 (ta + Ata) во второй регистр 9, сдвиге на один разр д в сторону младших содержимого второго регистра 9 (момент времени ta + Ata) и поразр дном 5 суммировании по модулю два содержимых первого 8 и второго 9 регистров и узле 7 сумматоров по модулю два. Тем самым формируетс результат вида д( Эх/йх)/Эх. Управл ющие сигналы записи в первый 0 регистр 8, записи во второй регистр 9, сдвиг содержимого второго регистра 9 на один или несколько разр дов соответственно на первом, втором и третьем входах блока 2 булевого дифференцировани повтор ютс 5 циклически.Next, the operation of the 2 unit of differentiation consists in writing the result to the first 0 register 8 (time point ta), rewriting it from the first register 8 (ta + Ata) to the second register 9, shifting by one bit towards the lower contents of the second register 9 (moment of time ta + Ata) and in bitwise order 5 modulo summation two contents of the first 8 and second 9 registers and node 7 modulo adders two. Thus, the result of the form d (Eh / yx) / Eh is formed. The control signals for writing to the first 0 register 8, writing to the second register 9, shifting the contents of the second register 9 by one or several bits, respectively, on the first, second, and third inputs of the Boolean differentiation unit 2 are repeated 5 cycles.
Блок 3 синхронизации (фиг. 5) содержит генератор 10 импульсов, первый 11, второй 12 и третий 13 триггеры, счетчик 14, мультиплексор 15, первый 16, второй 17, третий 18 0 элементы задержки, первый 19, второй 20 и третий 21 элементы И, элемент ИЛИ 22 и элемент НЕ 23, вход которого соединен с входом установки в единицу первого триггера 11, первым входом первого элемента И 5 19 и выходом мультиплексора 15, входы которого соединены с выходами п разр дов счетчика 14, счетный вход которого соединен с входами первого 16 и второго 17 элементов задержки, первым входом второгоThe synchronization unit 3 (FIG. 5) contains a pulse generator 10, the first 11, the second 12 and the third 13 triggers, the counter 14, the multiplexer 15, the first 16, the second 17, the third 18 0 delay elements, the first 19, the second 20 and the third 21 elements And, the element OR 22 and the element NOT 23, the input of which is connected to the installation input to the unit of the first trigger 11, the first input of the first element AND 5 19 and the output of the multiplexer 15, the inputs of which are connected to the outputs of the bits of the counter 14, the counting input of which is connected to the inputs of the first 16 and second 17 delay elements, the first input of the second
20 элемента И и выходом генератора 10 импульсов, вход пуска которого соединен с входом запуска блока, вход признака останова которого соединен с первым входом третьего элемента И 21, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ 23, выход третьего элемента И 21 соединен с входом второго триггера 12 и с первым входом элемента ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом переполнени счетчика 14, выход второго триггера 12 соединен с первым выходом блока, выход элемента ИЛИ 22 соединен с входом останова генератора импульсов, выход первого элемента задержки 16 соединен с входом синхронизации первого триггера 11, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 20, выход которого соединен с входом третьего элемента 18 задержки и вторым выходом блока, третий выход которого соединен с входом третьего триггера 13 и выходом третьего элемента 18 задержки , выход второго элемента 17 задержки соединен с вторым входом первого элемента И 19, выход которого соединен с четвертым выходом блока, выход третьего триггера 13 соединен с п тым выходом блока .20 of the And element and the output of the pulse generator 10, the start input of which is connected to the block start input, the stop sign input of which is connected to the first input of the third And element 21, the second input of which is connected to the output of the HE element 23, the output of the third element And 21 is connected to the input of the second trigger 12 and with the first input of the element OR 22, the second input of which is connected to the overflow output of the counter 14, the output of the second trigger 12 is connected to the first output of the block, the output of the element OR 22 is connected to the input of the stop of the pulse generator, the output of the first ele The delay element 16 is connected to the synchronization input of the first trigger 11, the output of which is connected to the second input of the second element AND 20, the output of which is connected to the input of the third delay element 18 and the second output of the block, the third output of which is connected to the input of the third trigger 13 and the output of the third element 18 delay, the output of the second delay element 17 is connected to the second input of the first element And 19, the output of which is connected to the fourth output of the block, the output of the third flip-flop 13 is connected to the fifth output of the block.
Генератор 10 импульсов предназначен дл формировани регул рной последовательности импульсов и имеет первый вход пуска и второй вход останова.The pulse generator 10 is designed to form a regular pulse train and has a first start input and a second stop input.
Первый триггер 11 предназначен дл управлени работой второго элемента И 20 с целью формировани импульсов на первом и втором выходах блока 5 синхронизации . В нулевом состо нии триггер 11 блокирует формирование импульсов на первом и втором выходах блока 5 синхронизации (фиг. 5). Конструктивно это синхронный D-триггер С установкой и сбросом ( мер, К155ТМ2), причем на входы D и R посто нно подаютс уровни логического нул и единицы соответственно. Первым входом (входом установки в единицу) первого триггера 11 вл етс вход установки S, а вторым входом - вход синхронизации С. Начальное состо ние первого триггера 11 -единичное. Второй 12 и третий 13 триггеры предназначены дл формировани сигналов на четвертом и п том выходах блока 3 синхро- низациии соответственно. Конструктивно это D-триггеры, которые по фронту на их входе устанавливаютс в единичное состо ние . Исходное состо ние их - нулевое,The first trigger 11 is designed to control the operation of the second element AND 20 in order to generate pulses on the first and second outputs of the synchronization unit 5. In the zero state, trigger 11 blocks the formation of pulses on the first and second outputs of synchronization unit 5 (Fig. 5). Structurally, this is a synchronous D-flip-flop With installation and reset (measures, K155TM2), with the levels of logical zero and one being continuously supplied to inputs D and R, respectively. The first input (the installation input to the unit) of the first trigger 11 is the installation input S, and the second input is the synchronization input C. The initial state of the first trigger 11 is a unit. The second 12 and third 13 flip-flops are designed to generate signals at the fourth and fifth outputs of the synchronization unit 3, respectively. Structurally, these are D-flip-flops, which are set to one at the front at their input. Their initial state is zero,
Счетчик 14 предназначен дл регламентировани работы устройства. Конструктивно он представл ет собой п-разр дный счетчик суммирующего типа со счетным входом , (п+1)-й выход счетчика 14- выход переполнени . Начальное состо ние его - нулевое .The counter 14 is designed to regulate the operation of the device. Structurally, it is a p-bit counter of the summing type with a counting input, (n + 1) -th output of the counter 14 is the overflow output. Its initial state is zero.
Мультиплексор 15 предназначен дл формировани на своем выходе сигнала, управл ющего работой первого триггера 11, третьего элемента И 21 и элемента НЕ 23. Мультиплексор 15 формирует на своем выходе сигнал логического нул при следующих значени х на своих адресных входах: О,The multiplexer 15 is designed to form at its output a signal controlling the operation of the first trigger 11, the third element 21 and the element NOT 23. The multiplexer 15 forms a logical zero signal at its output for the following values at its address inputs:
0п-10n-1
2, 44 + 2, (2Р + 1). Во всех остальных2, 44 + 2, (2P + 1). In all the others
р 1p 1
случа х на выходе мультиплексора 15 - сигнал логической единицы (таблица ).cases at the output of the multiplexer 15 is a logical unit signal (table).
5 Режим работы мультиплексора 15, имеющего п адресных и 2П информационных входов, обеспечиваетс тем, что адресные входы с первого по n-й подключаютс к соответствующим выходам (с первого по п-й)5 The operation mode of the multiplexer 15, which has n address and 2P information inputs, is ensured by the fact that the address inputs from the first to the nth are connected to the corresponding outputs (from the first to the nth)
0 счетчика 14. На информационные входы мультиплексора 15 подключаютс потенциалы логических уровней в соответствии с таблицей.0 counter 14. The information inputs of the multiplexer 15 are connected to the potentials of logic levels in accordance with the table.
Конструктивно разр дность мульти5 плексора 15 (2П - 1) может быть достигнута использованием каскадного соединени мультиплексоров.Structurally, the multi-plexer 15 (2П - 1) resolution can be achieved using a cascade connection of multiplexers.
Первый 16, второй 17 и третий 18 элементы задержки обеспечивают задержкуThe first 16, second 17 and third 18 delay elements provide a delay.
о входного сигнала на врем Ati, At2nAts соответственно.o input signal at time Ati, At2nAts respectively.
Первый 19, второй 20 и третий 21 элементы И предназначены дл логического анализа поступающих на входы сигналовThe first 19, the second 20 and the third 21 elements And are designed for a logical analysis of the incoming signals at the inputs
5 путем выполнени операции коньюнкции.5 by performing a conjunction operation.
Элемент ИЛИ 22 предназначен дл логического анализа входных сигналов посредством выполнени над ними операции дизъюнкции.The element OR 22 is intended for the logical analysis of input signals by performing a disjunction operation on them.
0 Функции блока 3 синхронизации заключаютс в формировании сигналов управлени работой блока 2 булевого дифференцировани . Предварительно триггер 11 устанавливаютс в состо ние логиче5 ской единицы, второй 12 и третий 13 триггеры - в состо ние логического нул , а счетчик 14 - в нулевое состо ние. Запуск блока 3 синхронизации осуществл етс по сигналу на входе пуска генератора 10 им0 пульсов. На первом выходе блока 2 синхронизации формируетс признак результата распознавани , на втором и третьем выходах формируютс соответственно сигналы записи в первый 8 и второй 9 регистры блока0 The functions of the synchronization unit 3 are to form the control signals for the operation of the Boolean differentiation unit 2. The pre-trigger 11 is set to the state of a logical unit, the second 12 and the third 13 triggers are set to the logical zero state, and the counter 14 is set to the zero state. Synchronization unit 3 is triggered by a signal at the start input of the generator 10 and 0 pulses. At the first output of the synchronization block 2, a sign of the recognition result is formed, at the second and third outputs, respectively, the write signals to the first 8 and second 9 registers of the block
5 2 булевого дифференцировани , на четвертом выходе 3 синхронизации формируетс сигнал сдвига во втором регистре 9, на п том выходе формируетс сигнал, регламентирующий функционирование коммутатора 6. Количество сигналов сдвига т, формируемых на четвертом выходе блока 3 синхронизации , определ етс по значению кода на выходах счетчика 14. Таким образом, сигналы записи и сдвига, формируемые на втором , третьем и четвертом выходах блока 3 синхронизации,образуют группууправл ющих сигналов, регламентирующих функцио- нирование блока 2 булевого дифференцировани в течение выполнени операции булевого дифференцировани с параметром г.5 2 Boolean differentiation; a shift signal in the second register 9 is formed at the fourth synchronization output 3; a signal regulating the operation of the switch 6 is formed at the fifth output. The number of shift signals m generated at the fourth output of the synchronization unit 3 is determined by the code value at the outputs counter 14. Thus, the write and shift signals generated on the second, third and fourth outputs of the synchronization unit 3 form a group of control signals governing the operation of the unit 2 about differentiation during the execution of the operation of Boolean differentiation with the parameter r.
Рассмотрим формирование первой группы управл ющих сигналов на выходах блока 3 синхронизации. Эти сигналы обеспечивают управление функционированием блока 2 булевого дифференцировани в течение выполнени операции булевого дифференцировани с параметром г 1. Это обусловлено следующей работой элементов блока 3 синхронизации.Consider the formation of the first group of control signals at the outputs of the synchronization unit 3. These signals provide control over the operation of the Boolean differentiation unit 2 during the execution of the boolean differentiation operation with the parameter r 1. This is due to the following operation of the elements of the synchronization unit 3.
В момент времени to (фиг. 5) осуществл етс запуск устройства. В результате импульсный сигнал, формируемый на выходе генератора 10, поступает на входы счетчика 14, первого 16. второго 17 элементов задержки и второго элемента И 20, с выхода которого импульсный сигнал передаетс на второй выход блока 3 синхронизации (на втором входе второго элемента И 20 - высокий логический уровень сигнала, поступающий с выхода первого триггера 11 (от находитс в состо нии логической единицы ). Кроме того, импульсный сигнал с выхода второго элемента И 20 поступает на вход третьего элемента 18 задержки. В момент времени Ati + Ata(A т,з- врем задержки на третьем элементе 18 задержки) импульсный сигнал с выхода третьего элемента 18 задержки передаетс на третий выход блока 3 синхронизации, а также на вход третьего триггера 13. который устанавливаетс в состо ние логической единицы, и на п тый выход блока 3 синхронизации поступает высокий логический уровень сигнала (он сохран етс на п том выходе блока 5 синхронизации до окончани выполнени булевого дифференцировани ). На первом выходе блока 3 синхронизации сохран етс низкий логический уровень сигнала. Рассмотрим формирование сигнала на четвертом выходе блока 3 синхронизации. По импульсному сигналу, формируемому на выходе генератора 10 импульсов в момент времени ti (фиг. 5), счетчик 14 переходит из состо ни 0...0 в состо ние 0...01, Код 0...01 с выхода счетчика 14 передаетс на входы с первого по n-й мультиплексора 15, на выходе которого формируетс высокий логический уровень сигнала (таблица), который передаетс на первый вход первого элемента И 19, На второй вход первого элемента И 19 в момент времени ti + A t2 с выхода второго элемента 17 задержки (фиг. 5) поступает импульсный сигнал, который передаетс 5 с выхода первого элемента И 19 на четвертый выход блока 3 синхронизации.At time point to (Fig. 5), the device starts up. As a result, the pulse signal generated at the output of the generator 10 is fed to the inputs of the counter 14, the first 16. the second 17 delay elements and the second element 20, from the output of which the pulse signal is transmitted to the second output of the synchronization unit 3 (at the second input of the second element 20 - high logical level of the signal coming from the output of the first trigger 11 (from being in the state of the logical unit). In addition, the pulse signal from the output of the second element I 20 enters the input of the third delay element 18. At the time Ati + Ata (A t , - the delay time on the third delay element 18) the pulse signal from the output of the third delay element 18 is transmitted to the third output of synchronization unit 3, as well as to the input of the third trigger 13. which is set to the state of logical one, and to the fifth output of synchronization unit 3 a high logical level of the signal (it is maintained at the fifth output of the synchronization unit 5 until the completion of the Boolean differentiation). At the first output of the synchronization unit 3, the logic level of the signal is kept low. Consider the formation of a signal at the fourth output of block 3 synchronization. According to the pulse signal generated at the output of the pulse generator 10 at the time ti (Fig. 5), the counter 14 changes from the state 0 ... 0 to the state 0 ... 01, the Code 0 ... 01 from the output of the counter 14 It is transmitted to the inputs from the first to the nth multiplexer 15, at the output of which a high logical level of the signal is formed (table), which is transmitted to the first input of the first element And 19, To the second input of the first element And 19 at time ti + A t2 from the output The second delay element 17 (Fig. 5) receives a pulse signal, which is transmitted 5 from the output of the first element 19 on the fourth output synchronization unit 3.
Кроме того, высокий логический уровень сигнала с выхода мультиплексора 15 передаетс на вход установки в единицу 10 первого триггера 11, при этом сигнал на выходе первого триггера 11 не измен етс . В момент времени ti + Ati на вход синхронизации первого триггера 11 поступает импульсный сигнал с выхода первого элементаIn addition, a high logic level from the output of multiplexer 15 is transmitted to the installation input to unit 10 of the first trigger 11, and the signal at the output of the first trigger 11 does not change. At the time ti + Ati, the synchronization input of the first trigger 11 receives a pulse signal from the output of the first element
15 16 задержки, и триггер 11 переключаетс в состо ние логического нул . В результате в момент времени t2 на второй выход блока 3 синхронизации импульсный сигнал не поступает .15 16 delays, and the trigger 11 switches to a logical zero state. As a result, at time t2, a pulse signal is not received at the second output of the synchronization unit 3.
0 Таким образом, в моменты времени ti - t2 на выходах блока синхронизации формируетс перва группа управл ющих сигналов: в момент времени ti - на втором выходе; ti + At3 - на третьем выходе, в0 Thus, at times ti - t2, the first group of control signals is formed at the outputs of the synchronization unit: at time ti - at the second output; ti + At3 - at the third exit, in
5 момент времени ti + A t3 сигнал сдвига на четвертом выходе (импульсные сигналы) и на п том выходе формируетс высокий логический уровень потенциала.At 5 ti + A t3, the shift signal at the fourth output (pulse signals) and at the fifth output forms a high logic potential level.
В момент времени t2 счетчик 14 перехо0 дит из состо ни 0...01 в состо ние 0,..010, и на выходе мультиплексора 15 формируетс низкий логический уровень сигнала, который вызывает следующие изменени в схеме: первый триггер 11 устанавливаетс вAt time t2, the counter 14 switches from the state 0 ... 01 to the state 0, .. 010, and at the output of the multiplexer 15 a low logic level is generated, which causes the following changes in the circuit: the first trigger 11 is set to
5 состо ние логической единицы, на выходе первого элемента И 19 формируетс низкий5 state of the logical unit; at the output of the first element And 19 a low
- логический уровень сигнала, который блокирует формирование импульсов на четвер гом выходе блока 3 синхронизации (фиг. 5). На- the logical level of the signal that blocks the formation of pulses at the fourth output of the synchronization unit 3 (Fig. 5). On
0 выходе элемента НЕ 23 формируетс высокий логический уровень сигнала, который передаетс на второй вход третьего элемента И 21. В результате на выход третьего элемента И 21 передаетс сигнал, поступа5 ющий на первый вход третьего элемента И 21 с входа признака останова блока 3 синхронизации (это сигнал-признак результата распознавани с выхода блока 5 сравнени ). При этом возможны два случа , когда при0 знак сравнени равен нулю, и когда признак сравнени равен единице. Рассмотрим первый случай, т.е. случай, когда на первый вход третьего элемента И 21 поступает низкий логический уровень сигнала. Тогда на выхо5 де третьего элемента И 21 сохран етс низкий логический уровень сигнала. В результате блок 3 синхронизации подготовлен к формированию следующей первой группы управл ющих сигналов.0, the output of the element NOT 23 generates a high logical level of the signal, which is transmitted to the second input of the third element AND 21. As a result, a signal arriving at the first input of the third element And 21 from the input of the stop sign of the synchronization unit 3 (the the signal is a sign of the result of recognition from the output of the unit 5 of the comparison). In this case, two cases are possible when at 0 the comparison sign is zero, and when the comparison sign is equal to one. Consider the first case, i.e. the case when the first input of the third element And 21 receives a low logical level signal. Then, at the output of the third element And 21, the logic level of the signal is low. As a result, the synchronization unit 3 is prepared for the formation of the next first group of control signals.
В моменты времени ta, t3+ At3,t3+ At на выходах блока 3 синхронизации, втором , третьем и четвертом выходах соответственно формируютс сигналы из второй группы управл ющих сигналов (эта группа сигналов обеспечивает управление функционированием блока 2 булевого дифференцировани при дифференцировании с параметром г 1). Формирование второй группы управл ющих сигналов аналогично формированию первой группы управл ющих сигналов, однако третий триггер 13 в этом случае не измен ет своего состо ни (состо ние логической единицы).At times ta, t3 + At3, t3 + At, the outputs of synchronization unit 3, the second, third and fourth outputs, respectively, form signals from the second group of control signals (this group of signals provides control over the operation of unit 2 of differentiation with differentiation with parameter g 1). The formation of the second group of control signals is similar to the formation of the first group of control signals, however, the third trigger 13 in this case does not change its state (the state of the logical unit).
Рассмотрим второй случай, когда на первый вход третьего элемента И 21 поступает высокий логический уровень сигнала (признак распознавани (момент времени И фиг. 5). Этот сигнал поступает с первого входа на выход третьего элемента И 21 (на втором входе элемента И 21 - высокий логи- ческий уровень сигнала, который поступает с выхода элемента НЕ 23, на входе которого - низкий логический уровень сигнала с выхода мультиплексора 15). С выхода третьего элемента И 21 высокий логический уровень сигнала передаетс на первый вход элемента ИЛИ 22 и далее - на вход останова генератора 10 импульсов. Таким образом, функционирование блока 3 синхронизации завершаетс .Consider the second case, when the first input of the third element And 21 receives a high logical signal level (recognition sign (time instant AND Fig. 5). This signal comes from the first input to the output of the third element And 21 (the second input of the And 21 element is high the logical level of the signal that comes from the output of the element NOT 23, the input of which is a low logical level of the signal from the output of the multiplexer 15.) From the output of the third element 21, the high logical level of the signal is transmitted to the first input of the element OR 22 and further to the input For stopping the pulse generator 10. Thus, the operation of the synchronization unit 3 is completed.
Рассмотрим также случай, когда на первом входе третьего элемента И 21 все врем сохран етс низкий уровень сигнала, т.е. признак результата распознавани за 2П тактов не сформирован (функци не линейна ). В этом случае в момент времени т.б счетчик 14 переходит в состо ние 1...1 (211 -1). В момент времени те на (п+1)-м выходе счетчика 14 формируетс сигнал переполнени (высокий логический уровень напр жени ). Этот сигнал поступает на второй вход элемента ИЛИ 22 и далее с его выхода - на вход останова генератора 10 импульсов. При этом на первом выходе блока синхрониза- ции формируетс низкий логический уровень сигнала (признак отрицательного результата распознавани ).Consider also the case when the first input of the third element And 21 all the time remains a low signal level, i.e. The sign of the recognition result for 2H clock cycles is not formed (the function is not linear). In this case, at the instant of time t.b, the counter 14 goes to the state 1 ... 1 (211 -1). At the moment of time, those at the (n + 1) -th output of counter 14 generate an overflow signal (high logic level of voltage). This signal is fed to the second input of the element OR 22 and then from its output to the input of the stop of the generator 10 pulses. In this case, a low logic level of the signal is formed at the first output of the synchronization unit (a sign of a negative recognition result).
Рассмотрим работу устройства в совокупности составл ющих его компонентов, выделив, в его функционировании р д этапов .Consider the operation of the device in the aggregate of its components, highlighting in its operation a number of stages.
На первом этапе работы блок 1 предварительной обработки выполн ет анализ элемента х(0} вектора - х{0)х(1).,.х(2п 1)т. Ее- , тона выход блока 1 предварительной обработки передаетс вектор х без изменений. В противном случае (х 1) наAt the first stage of operation, the preliminary processing unit 1 analyzes the element x (0} of the vector - x {0) x (1).,. X (2n 1) t. In her tone, the output of the preprocessing unit 1 is transmitted by the vector x without changes. Otherwise (x 1) on
его выход передаетс инверсное значение вектора т.е. х «..its output is transmitted by the inverse of the vector, i.e. x "..
На втором этапе выполн етс однократ. ное дифференцирование вектора х или х блоком 2 дифференцировани в соответствии с математической моделью (3) при г 1. Это обеспечиваетс группой управл ющих сигналов, формируемых блоком 3 синхронизации , результат в виде вектора д х дх передаетс на первый вход блока 5 сравнени .The second stage is performed once. Differentiation of the vector x or x by differentiation unit 2 in accordance with the mathematical model (3) with r 1. This is provided by a group of control signals generated by synchronization unit 3, the result is transmitted as a vector x x dx to the first input of comparator unit 5.
На третьем этапе вычислений блок 5 сравнени осуществл ет анализ на совпадение вектора dlt/ д х на первом входе с эталонным вектором хэ 1..., передаваемым на второй вход с выхода блока 4 хранени эталонных значений. В случае несовпадени векторов д х/dx выходе блока 5 сравнени сохран етс низкий логический уровень сигнала (признак продолжени логической обработки). В случае совпадени векторов д х/dx и & на выходе блока 5 сравнени формируетс сигнал логической единицы - признак принадлежности распознаваемого вектора 5t классу линейных арифметических форм.At the third stage of the calculation, the comparison unit 5 performs an analysis for the coincidence of the vector dlt / dx at the first input with the reference vector he 1 ... transmitted to the second input from the output of the unit 4 of the storage of reference values. In case of mismatch of the vectors dx / dx, the output of the comparison unit 5 maintains a low logical level of the signal (a sign of continuing logic processing). If the vectors dx / dx and & at the output of the comparison unit 5, a logical unit signal is generated - a sign that the recognizable vector 5t belongs to the class of linear arithmetic forms.
Количество этапов функционировани устройства определ етс структурой анализируемого вектора хThe number of stages of operation of the device is determined by the structure of the vector x being analyzed.
На фиг. 6 представлена схема вычислительного процесса распознавани на линейность вектора х 00001111 т и показано изменение на каждом шаге вычислений содержимого первого в и второго 9 регистров блока 2 булевого дифференцировани 2. Результат суммировани по модулю два содержимого первого 8 и второго 9 регистров на каждом шаге поступает на первый вход блока 5 сравнени и на второй вход первого регистра 8, затем содержимое первого регистра 8 перезаписываетс во второй регистр 9. Содержимое последнего сдвигаетс на г разр дов, а именно на 1, 1 и 2 разр да в соответствии с математической моделью (3). Процесс вычислени заканчиваетс на тредъем шаге, когда результат вида д(д ( дх/ дх)/ Эх)/ д (2 х)оказываетс равным эталонному вектору & 11111111 т.FIG. 6 shows the computational process of recognizing the linearity of the vector x 00001111 t and shows the change at each step of calculating the contents of the first in and second 9 registers of Boolean differentiation unit 2. 2. The result of modulo adding two contents of the first 8 and second 9 registers at each step goes to the first the input of the comparison unit 5 and the second input of the first register 8, then the contents of the first register 8 is rewritten into the second register 9. The content of the last one is shifted by r bits, namely 1, 1 and 2 bits according to the mathematical model (3). The calculation process ends at a trailing step when the result of the form d (d (dx / dx) / Eh) / d (2 x) is equal to the reference vector & 11111111 t.
Таким образом, предлагаемое изобретение характеризуетс расширением класса решаемых задач по сравнению с аналогами и прототипом, что обеспечивает оперативный анализ принадлежности заданной булевой функции классу линейных арифметических полиноминальных форм; простотой технических решений и технологичностью изготовлени ; повышением быстродействи анализа.Thus, the present invention is characterized by the expansion of the class of tasks to be solved in comparison with analogues and the prototype, which provides an operational analysis of the belonging of a given Boolean function to a class of linear arithmetic polynomial forms; simplicity of technical solutions and manufacturability; increase the speed of analysis.
Формула изобретени Invention Formula
1.Устройство дл распознавани на линейность булевых функций, содержащее блок синхронизации и блок предварительной обработки, причем управл ющий вход устройства соединен с входом запуска блока синхронизации, информационный вход устройства соединен с входом блока пред- варительной обработки, первый выход блока синхронизации соединен с выходом признака окончани работы устройства, отличающеес тем, что. с целью расширени класса решаемых задач за счет воз- можности распознавани принадлежности булевой функции классу линейных арифметических полиноминальных форм, устройство содержит блок булевого дифференцировани , блок хранени эта- лонных значений и блок сравнени , при этом выход блока предварительной обработки соединен с информационным входом блока булевого дифференцировани , выход которого соединен с первым входом блока сравнени , второй вход которого соединен1. A device for recognizing linearity of Boolean functions, containing a synchronization unit and a preprocessing unit, the control input of the device connected to the start input of the synchronization unit, the information input of the device connected to the input of the preprocessing unit, the first output of the synchronization unit connected to the output of the sign termination of the operation of the device, characterized in that. in order to expand the class of solved tasks due to the possibility of recognizing the belonging of a Boolean function to a class of linear arithmetic polynomial forms, the device contains a boolean differentiation unit, a reference value storage unit and a comparison unit, while the output of the preprocessing unit is connected to the information input of a boolean differentiation unit whose output is connected to the first input of the comparison unit, the second input of which is connected
с выходом блока хранени эталонных значений , выход блока сравнени соединен с входом признака останова блока синхронизации, с второго по п тый выходы которого соединены с первого по четвертый управл ющие входы соответственно блока булевого дифференцировани .with the output of the storage unit of reference values, the output of the comparator unit is connected to the input of the stop indication of the synchronization unit, the second to the fifth outputs of which are connected to the first to fourth control inputs of the corresponding Boolean differentiation unit.
2.Устройство поп. 1,отличающеес тем, что блок булевого дифференциро- вани содержит коммутатор, узел суммировани по модулю два и два регистра, при этом информационный вход блока соединен с первым информационным входом коммутатора , второй информационный вход кото- рого соединен с выходами блока и узла сумматоров по модулю два, первый и второй информационные входы которого соедине- ньгс выходами первого и второго регистров соответственно, входы разрешени записи которых соединены с первым и вторым управл ющими входами блока соответственно , третий управл ющий вход которого СОР динен с входом управлени сдвигом второго регистра, информационный вход которого соединен с выходом первого регистра, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора, управл ющий вход которого соединен с четвертым управл ющим входом блока.2. Device pop. 1, characterized in that the Boolean differentiation unit contains a switch, a modulo-summing node two and two registers, wherein the information input of the block is connected to the first information input of the switch, the second information input of which is connected to the outputs of the block and modulo-adder node two, the first and second informational inputs of which are connected to the outputs of the first and second registers, respectively, the recording resolution inputs of which are connected to the first and second control inputs of the block, respectively, the third control which input SOR is dinine with the shift control input of the second register, the information input of which is connected to the output of the first register, whose information input is connected to the output of the switch, the control input of which is connected to the fourth control input of the unit.
3. Устройство по п. 1,отличающее- с тем, что блок синхронизации содержит генератор импульсов, три триггера, п-рэз- р дный счетчик, мультиплексор, три эле мента задержки, три элемента И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, вход которого соединен с входом установки1 в 1 первого триггера, первым входом первого элемента И и выходом мультиплексора, входы которого соединены с выходами п разр дов счетчика, счетный вход которого соединен с входами первого и второго элементов задержки, первым входом второго элемента И и выходом генератора импульсов, вход пуска которого соединен с входом запуска блока, вход признака останова которого соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента НЕ, выход третьего элемента И соединен с входом второго триггера и первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом переполнени счетчика, выход второго триггера соединен с первым выходом блока, выход элемента ИЛИ соединен с входом останова генератора импульсов, выход первого элемента задержки соединен с входом синхронизации первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом третьего элемента задержки и вторым выходом блока, третий выход которого соединен с входом третьего триггера и выходом третьего элемента задержки, выход второго элемента задержки Соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с чеТверным выходом блока, выход третьего триггера соединен с п тым выходом блока.3. The device according to claim 1, characterized in that the synchronization unit includes a pulse generator, three flip-flops, an r-bit counter, a multiplexer, three delay elements, three AND elements, an OR element and an NOT element, whose input connected to the input set1 in 1 of the first trigger, the first input of the first element And the output of the multiplexer, the inputs of which are connected to the outputs of the n bits of the counter, the counting input of which is connected to the inputs of the first and second delay elements, the first input of the second element And and the output of the pulse generator, start input which is connected to the start-up input of the block, the input of the stop sign of which is connected to the first input of the third element AND, the second input of which is connected to the output of the element NOT, the output of the third element AND is connected to the input of the second trigger and the first input of the OR element, the second input is connected to the overflow output the counter, the output of the second trigger is connected to the first output of the block, the output of the OR element is connected to the stop input of the pulse generator, the output of the first delay element is connected to the synchronization input of the first trigger, the output which is connected to the second input of the second element And, the output of which is connected to the input of the third delay element and the second output of the block, the third output of which is connected to the input of the third trigger and the output of the third delay element, the output of the second delay element connected to the second input of the first element And whose output connected to the four-output block, the output of the third trigger is connected to the fifth output of the block.
2323
ВмёVmyo
Iff faIff fa
XwtfywmqpXwtfywmqp
22
MfMf
ы/s /
2-uj№tuyqP2-uj№tuyqP
SxptfZSxptfZ
SxtfJSxtfj
17568791756879
24 Продолжение таблицы24 Continuation of the table
BwffJBwffj
Фаг. 2.Phage. 2
J-U/№ff/%9J-U / No.ff /% 9
77
&/w#& / w #
&РЯ МЈЩ№#& Rya
n n
WAKWAK
Фиг.ЗFig.Z
8wj за/уду8wj per / udu
Лг flt//WffM№yLg flt // WffM№y
l//i(Jf i l // i (Jf i
faVWfffWWM/ {.faVWfffWWM / {.
йхеЯ ризта к/ дм/аyoHe rizta k / dm / a
чh
2323
dxptf 3Styf№dxptf 3Styf№
Sx0e Wt/Mt- M PfWtwefaSx0e Wt / Mt- M PfWtwefa
Sbtrffrf/Sbtrffrf /
(т/игге/ttf(t / igge / ttf
Гтфаш/, utfffyjlfffeGtfash /, utfffyjlfffe
CwmvuxtiCwmvuxti
tywWMMfrqp/JtywWMMfrqp / J
№ MFtffffff.A MttyWfltMNo. MFtffffff.A MttyWfltM
7/иггфМ7 / IgfM
JkaettJkaett
8b/xet J 2-й ,8b / xet J 2nd,
IBfffJKXt/fiIBfffJKXt / fi
fa/w/4fa / w / 4
to, Ь bto, b b
Лг flt//WffM№yy#JLg flt // WffM№yy # J
l//i(Jf i l // i (Jf i
{. {.
2-iZMfffttwy //}-2-iZMfffttwy //} -
2. римме &« fagjj2. rime & fagjj
SiffffjSiffffj
/-UJ/&% V/f4/ ,./ -UJ / &% V / f4 /,.
0№8S// #0№8S // #
ff ff
Me/Me /
Шаг 2Step 2
ШагStep
f/a тхт маге (вщ / &(% ц а///жд 5f / a tkht mage (wsch / & (% c a /// zd 5
УHave
ЧH
f f
|г-,| r-,
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904883277A SU1756879A1 (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Device for determination of linearity of boolean functions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904883277A SU1756879A1 (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Device for determination of linearity of boolean functions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1756879A1 true SU1756879A1 (en) | 1992-08-23 |
Family
ID=21545658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904883277A SU1756879A1 (en) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | Device for determination of linearity of boolean functions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1756879A1 (en) |
-
1990
- 1990-11-16 SU SU904883277A patent/SU1756879A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1277089, кл. G 06 F 7/04, 1987. Авторское свидетельство СССР № 960795, кл. G 06 F 7/00, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1075817A (en) | Sequential encoding and decoding of variable word length fixed rate data codes | |
US4312069A (en) | Serial encoding-decoding for cyclic block codes | |
SU1756879A1 (en) | Device for determination of linearity of boolean functions | |
US6434588B1 (en) | Binary counter with low power consumption | |
US5706322A (en) | Precision time of day counter | |
SU1124319A1 (en) | Device for generating all possible combinations,arrangements and permutations | |
RU2042196C1 (en) | Device for modeling digital circuits | |
SU1151956A1 (en) | Squaring device | |
SU1661791A1 (en) | Boolean differential equations solving device | |
SU1161952A1 (en) | Device for calculating values of logical functions | |
SU798810A1 (en) | Device for comparing code weights | |
SU383043A1 (en) | DEVICE FOR MODELING FINAL AUTOMATIC MACHINES | |
SU1675849A1 (en) | Digital linear interpolator | |
SU1034040A1 (en) | Device for forming digital sequences | |
JP2592685B2 (en) | Cell synchronization circuit | |
SU1187162A1 (en) | Device for calculating tangent value | |
SU1027722A1 (en) | Conveyer-type device for computing logarithmic and exponential function | |
SU1116426A1 (en) | Device for searching numbers in given range | |
SU1103226A1 (en) | Device for computing square root | |
SU1667050A1 (en) | Module for boolean function logic transformation | |
SU1541629A1 (en) | Function generator | |
JPH0934687A (en) | Arithmetic circuit and method therefor | |
SU1287152A1 (en) | Device for dividing numbers in residual class system | |
SU1300495A1 (en) | Device for solving differential equations | |
SU1059580A1 (en) | Probabilistic device for simulating complex stochastic systems |