SU851399A1 - Программируемый многофункциональныйлОгичЕСКий МОдуль - Google Patents

Description

(54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ

t

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано в микропрограммных устройствах обработки логической информации, предназначенных дл  математических вычислений, контрол  и управлени  сложными процессами.

Известен многофункциональный модуль дл  реализации булевых функций, содержащий логические элементы и триггеры Cll

Недостатком модул   вл етс  его сложность и ограниченное количество реализуемых булевых функций.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  многофункциональный модуль, реализующий булевые функции от любого числа аргументов, содержащий первый коммутатор, управл ющие вхо-. ды которого соединены с управл ющей ишиой, а информационные входы - с информационными входами модул , дешифратор , входы которого соединен} с управл ющей шиной модул , триггер, выход которого соединен со входом коммутатора С2 .

Недостатками этого модул   вл ютс  его сложность и ограничени , накладываемые на класс реализуеколх булевых функций. Так операции проЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

межуточных вычислений происход т дл  числа аргументов не выше трех, и значени  промежуточных функций злпоминаютс  на триггере. Результаты промежуточных вычислений с выхода логического блока и триггера поступают на соответствующие входы ко «мутатора в качестве аргументов дл  вычислени  последующего промеto жуточного результата или окончательного значени  функции. В качестве примера рассмотрим процесс вычислени  этим модулем функции

ts

«.VVVVV T-VVVV e ,В первом такте вычисл етс  функци 

а Значение функции зап

запоАшнаетс 

на триггере.

Во втором такте вычисл етс  25 функци 

Ч. «. в третьем - функци 

Ч - л f«

Claims (2)

1. Значение функции f запоминаетс  30 на триггере, В четвертом такте вычисл етс  функци  Ху. Хд. Хд Значение функций f должно запоминатьс  на триггере, но триггер зан т значением функции fj . Функци  f должна запоминатьс  на триггере дл  того, чтобы можно было, вычислив в п том также функцию 5 о в шестом такте вычислить функцию и довести процесс вычислени  до конца f f + Таким образом, этот многофункциональ ный модуль не позвол ет вычислить бу левые функции с числом конъюнкций, содержа14их свыше п ти аргументов, больше двух. Это распространенный, класс функций, исгюльзуемых при составлении логических программ и моделировании процессов. Сложность модул  про вл етс  в большом числе настроек его логического устройства (до 44). Это усложн ет структуру модул , процессы его программировани и управлени . Перечисленные недостатки -затрудн ют использование- модул  в универсальных микропроцессорных устройствах. Цель изобретени  - упрощение модул  и расширение функциональных возможностей путем расширени  класса реализуемых функций от произвольного чидла переменных. Указанна  цель достигаетс  тем, что программируемый многофункциональный логический модуль, содержащий первый коммутатор, управл ющие входы которого соединены с управл ю щей шиной, а информационные входы с информационными входами модул , дешифратор , входы которого соединены с управл ющей шиной модул , первый триггер выход которого соединен с первым дополнительным информационны входом первого коммутатора, содержи три элемена-а И-НЕ, второй, третий; четвертый и п тый триггеры, второй коммутатор, выход которого,  вл ющийс  выходом модул , соединен с динамическими входами первого,второ го и третьего триггеров, счетный вхо каждого из которых соединен с одним из трех выходов дешифратора,входы к торого подключены к управл ющей шин модул ,а вход дешифрации соединен с входфм синхронизации модул ,с котор (нены также первые входы трех э ментов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединен с пр мым вых дом первого коммутатора, второй вхо второго элемента И-НЕ соединен с инверсным выходом первого коммутатора , второй и третий дополнительны . информационные входы которого соеди нены с выходами второго и третьего триггера, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с управл ющей шиной модул , а выход - с входами сброса четвертого и п того триггеров, установочные входы которых соединены соответственно с выходами перво го и второго элементов И-НЕ, а нулевые и единичные выходы - с информационными входами ВТОРОГО коммутатора , управл ющие входы которого соединены с управл ющей шиной модул . На фиг. 1 представлена структурна  схема t/юдул ; на фиг.2 - такты рабочего цикла; на фиг. 3 - коды управл ющей команды. Модуль содержит информационные входы 1, коммутатор 2, вход синхронизации модул  3, элементы И-НЕ 4-6, триггеры 7 и 8 коммутатор 9, дешифратор 10, триггеры 11-13, выход модул  14, управл ющую шину 15. Рабочий цикл модул  состоит из двух тактов (фиг.2а и б), сдвинутых друг относительно друга на половину периода цикла. В первом такте коды управл к цей команды (фиг.З) поступают на управл ющую шину 15 и подготавливают элементы модул  к вычислению . Во втором такте происходит процесс вычислени , запись результата в один из триггеров 11-13 и подго- . товка модул  к новому вычислению. В модуле имеетс  ;четыре настройки на логические функции И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ от любого числа аргументов. При реализации каждой из перечисленных функций устройство работает следующим образом. В соответствии с состо нием разр дов ходов в управл ющей шине 15, определ ющих выбор входных переменных, происходит коммутаци  с помощью коммутатора 2 аргументов данной функции. С выходов коммутатора 2 пр мые и инверсные значени  аргументов последовательно поступают на вторые входы элементов И-НЕ 4 и И-НЁ 5, тде логически умно-жаютс  с сигналом синхронизации вычислени  (фиг. 2б), поступающим со входа синхронизации модул  3. При наличии в последовательности значени  аргументов, поступающих с пр мого выхода коналутатора 2, хот  бы одной единицы, на выходе элемента. И-НЕ 4 вырабатываетс  отрицательный импульс, взвод щий триггер 7 в единицу . На его пр мом выходе реализуетс  операци  ИЛИ, на инверсном ИЛИ-НЕФ При наличии в последовательности значений аргументов хот  бы одного нул  на инверсном выходе коммутатора 2 по вл етс  единица и на выходе элемента И-НЕ 5 вырабатываетс  отрицательный импульс, взвод щий триггер 8 в единицу. На его пр мом выходе реализуетс  операци  И-НЕ, на инверсном И. В соответствии с состо нием разр дов хода операции в управл ющей шине 15, определ к цих вид реализуемой функции, происходит коммутаци  выходных сигналов, nocty пающих с выходов триггеров 7 и 8 на входы коммутатора 9, результата текущей операции. При настройке схем модул  к сЛед уощему вычислению на рой вход элемента И-НЕ 6 поступает служебный код, разрешающий сброс триггеров 7 и 8 э. ноль. Результат вычислени  функции про ходит с выхода коммутатора 9 на вы ход 14 модул . При необходимости реализаций функций, состо щих из м . жества основных функций И, И-НЕ, ИЛ ИЛИ-НЕ от любого числа переменных, процесс определени  значени  функци раздел етс  на несколько этапов, в каждом из которых происходит вычисление промежуточных значений, как это описано выше.Вид промежуточной функции и ее св зь со входными пере менными или другими промежуточными результатами определ етс  кодом в шине 15 управлени . Значени  промежуточных функций при необходимости запоминаютс  на триггерах 11-13, которые тактируютс  сигналами с выходов дешифратора 10, управл емог служебным кодом выбора триггера, поступающего с управл ющей шины 15 и сигналов со входа синхронизации модул  3. Результаты промежуточных вычисле ний с выходов триггеров 11-13 посту пдют на соответствующие входы комму татора 2 в качестве аргументов дл  вычислени  последующего промежуточного результата или окончательного значени  функции., В качестве примера рассмотрим процесс вычислени  логическим моду ,лем функции (Х7 + Хв+Х,).,.,.Х. На первом этапе вычисл етс  функ Xj- x,j. . Xj. х Значение функции f запоминаетс  йа триггере 11, на втором этапе вычисл етс  функци  fy, 1 + В ) ее значение запоминаетс  на триггере 12; на третьем этапе вычисл етс  функци  fi - fa . ее значение функции f., запоминаетс  на триггере 13/ tieTBepTOMy эта пу соответствует функци  f X.J.XJ. Х.Хду ее значение запоминаетс  на триг rape 11; на п том этапе вычисл етс  функци  f f 5 f л  вл юща с  искомой. Предлагаемый программируемый многофункциональный логический модуль выгодно отличаетс  от известных, так как обеспечивает возможность реализации булевых функций любого вида от любого числа аргумента, а также значительно проще в программировании и управлении ввиду использовани  только четырех основных логических операций, что позвол ет примен ть его в универсальных процессорных устройствах широкого назначени  дл  математических вычислений, контрол  и управлени  сложными процессами. Формула изобретени  Программируемый многофункциональный логический модуль, содержащий первый коммутатор, управл ющие входы которого соединены с управл ющей шиной , а информационные входы - с информационными входами модул , дешифратор , входы которого соединены с управл ющей шиной модул , первый триггер, выход которого соединен с первым дополнительным информационным входом первого коммутатора, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  модул  и расширени  класса реализуемых функций от произвольного числа аргументов, он содержит три элемента И-НЕ, второй, третий, четвертый и п тый триггеры, второй коммутатор , выход которого,  вл ющийс  выходом модул , соединен с динамическими входами первого, второго и третьего триггеров, счетный вход каждого из которых соединен с одним из трех выходов дешифратора, входы которого подключены к управл ющей шине модул , а вход, дешифрации соединен со входом синхронизации модул , с которым соединены также первые входы трех элементов И-НЕ, второй вход первого элемента И-НЕ соединён с пр мым выходом первого коммутатора , второй вход второго элемента J-HE соединен с инверсным выходом первого коммутатора, второй и третий дополнительные информационные входы которого соединены с выходами второго и третьего триггера, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с управл ницей шиной модул , а выход с входами сброса четвертого и п того триггеров, установочные входы которых соединены соответственно с выходами первого и второго элементов И-НЕ, а нулевые и единичные выходы - с инфор1лгщионными входги ш второго коммутатора , управл ющие входы которого соединены с управл ющей шиной модуЛЯ; Источники, информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 433476, кл. 6 Об F 7/00, 1972.
2. 2. Авторское свидетельство СССР,. 691845, кл. G Об F 7/00, 1977 (прототип).

   а S

   Ко9 аргупента

   К09 операции

   То л ml Т акт г

   Слу еУныи код