многофункциональный логический модуль

Формула изобретения

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий два элемента И и элемент ИЛИ, причем первый информационный вход модуля соединен с первым входом первого элемента И, первый настроечный вход модуля соединен с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля, отличающийся тем, что, с целью упрощения алгоритма настройки, модуль содержит элемент ИЛИ - НЕ, первый вход которого соединен с вторым настроечным входом модуля, выход элемента ИЛИ - НЕ соединен с третьим входом элемента ИЛИ, второй информационный вход модуля соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и элемента ИЛИ - НЕ, третий информационный вход модуля соединен с третьим входом первого элемента И и инверсным входом второго элемента И.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для реализации путем настройки всех бесповторных логических функций от трех и менее переменных при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации и возможности перестановки входных переменных.

Известны многофункциональные логические модули [1, 2], содержащие элементы И и ИЛИ и реализующие все логические функции от трех и менее переменных.

Недостатком этих модулей является большая сложность: модуль [1] состоит из восьми логических элементов и имеет оценку сложности по Квайну, равную 19, модуль [2] состоит из семи логических элементов и имеет оценку сложности по Квайну, равную 15.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является многофункциональный логический модуль [3].

Недостатками модуля являются сложность алгоритма настройки модуля на реализацию конкретной логической функции (алфавит настройки [1, 0, ]) и малое быстродействие, равное 4 ( - задержка на вентиль).

Целью изобретения является упрощение алгоритма настройки модуля при одновременном повышении быстродействия.

Цель достигается тем, что в модуль, содержащий элементы И и ИЛИ, причем первый информационный вход модуля соединен с первым входом первого элемента И, а первый настроечный вход модуля - с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу модуля, введен элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с вторым настроечным входом модуля, а выход соединен с третьим входом элемента ИЛИ, при этом второй информационный вход модуля соединен с вторыми входами первого и второго элементов И и элемента ИЛИ-НЕ, третий информационный вход модуля соединен с третьим входом первого элемента И и инверсным входом второго элемента И.

Осуществление межэлементных связей подобным образом позволяет разделить информационные и настроечные входы модуля, упростить алфавит настройки до значений "0" и "1", повысить быстродействие модуля до 3 .

На чертеже изображена схема модуля.

Модуль содержит информационные входы 1, 2, 3, настроечные входы 4, 5, элементы И 6, 8, ИЛИ-НЕ 7, ИЛИ 9, выход 10. Информационные входы 1, 2 и 3 соединены с входами элемента И 6, настроечный 4 и информационный 2 входы - с входами элемента ИЛИ-НЕ 7, настроечный 5 и информационный 2 входы - с прямыми входами элемента И 8, а информационный вход 3 - с инверсным входом элемента И 8, выходы элементов И 6, ИЛИ-НЕ 7, И 8 соединены соответственно с входами элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с выходом 10 модуля.

Структура устройства описывается булевой функцией пяти переменных

F(z₁, . ..,z₅) = z₁ z₂ z₃ + + z₂ z₅ причем переменные z₁, z₂ и z₃ подаются соответственно на первый, второй и третий входы модуля и являются информационными, переменные z₄ и z₅подаются соответственно на четвертый и пятый входы модуля и являются настроечными.

Работа модуля при различных режимах настройки для реализации всех типов бесповторных логических функций от трех переменных описывается таблицей.

Рассмотрим работу модуля на конкретном примере. Пусть требуется реализовать логическую функцию f(x) = x ₁ + x₃. Тип логической функции f(x) есть 2 + 1. В таблице данный тип бесповторной формулы находится под номером 1, следовательно, на настроечные входы 4 и 5 должен быть подан сигнал "логический 0" (z₄ = 0 и z₅ = 0). На первый информационный вход модуля подается сигнал х₁, на второй - , на третий - . Тогда на выходе 10 реализована логическая функция

f(x) = x₁ + () = х₁ + х₃.

Аналогично может быть реализована любая бесповторная логическая функция от трех и менее переменных.

Технико-экономический эффект от применения изобретения состоит в упрощении настройки модуля. Разделение информационных и настроечных входов модуля и упрощение алфавита до набора (0,1) позволяют отказаться от сложных коммутаторов на входе модуля, что влечет упрощение структуры устройств автоматики и вычислительной техники, в основу которых положены многофункциональные логические модули. Уменьшение задержки распространения сигнала в изобретении до 3 позволяет увеличить быстродействие модуля в 1,3 раза по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемый модуль имеет три информационных входа, два настроечных входа и один выход и реализует путем простой настройки (0,1) все бесповторно логические функции от трех и менее переменных. При этом модуль обладает более высоким быстродействием по сравнению с прототипом и позволяет создавать на своей основе системы и устройства автоматики проще и надежнее, чем на основе прототипа.