Устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО РЕСПУБЛИКИ БЕПАРУСЬУСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЬТЧИСЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЬТХУстройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций, содержащее элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и мажоритарный элемент с порогом два, й-й (11, 2, 3) вход которого соединен с 1-м информационным входом устройства и й-м входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, четвертый вход которого соединен с первым настроечным входом устройства, отличающееся тем, что содержит элемент РАВНОЗНАЧНОСТИ, первый вход которого соединен со вторым настроечным входом устройства, второй вход соединен с выходом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, третий вход соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два, а выход - с выходом устройства.Изобретение относится к области вычислительной техники и микроэлектроники и предназначено для реализации фундаментальных симметрических булевых ФУНКЦИЙ трех переменных.Известно устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций пяти переменных, содержащее три элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА,мажоритарные элементы с порогами два и четыре, элемент ИЛИ-НЕ 1.Недостатком устройства является низкое быстродействие, определяемое глубиной схемы и равное ат, где 1 чъадержка на вентиль.(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет (ВУ)Наиболее близким по функциональным возможностям и конструхщгш тештичесюш решением к предлагаемому является устройство для вычислеъшя фундаментальных симметрических булевых функций п переменных, содержащее р (р 11/2 ) элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, р - 1 мажоритарныхНедостатком известного устройства для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций является низкое быстро 3 ВУ 1433 С 1 4Изобретение направлено на решение технической задачи повышения быстродействия устройства для вычисления фундаментальных симметрических булевых ФУНКЦИЙ трех переменных. Названный технический результат достигается путем использования нового логического элемента (элемента РАВНОЗНАЧНОСТИ), а также изменением межсосдннений элементов в схеме устройства.Устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых ФУНКЦИЙ содержиг элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА,мажоритарный элемент с порогом два и элемент РАВНОЗНАЧНОСТИ. Первый, второй и третий входы мажоритарного элемента с порогом два соединены соответственно с первым, вторым и третьим информационными входами устройства и с первым, вторым и третьим входами элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, четвертый вход которого соединен с первым настроенным входом устройства. Первый вход элемента РАВНОЗНАЧНОСТИ соединен со вторым настроенным входом устройства, второй вход соединен с выходом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, третий вход соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два, а выход соединен с выходом устройства.На чертеже (фиг. 1) представлена схема устройства для вычисления фундаментальных симметрических булевых ФУНКЦШЙ.Устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций содерэкит элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 1, мажоритарный элемент с порогом Два 2,элемент РАВНОЗНАЧНОСТИ З, три информационных входа 4, 5 и 6, два настроенных входа 7 и 8, выход 9.Устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций работает следующим образом. На информационные входы 4, 5 и 6 поступают двоичные переменные, переменные х 1, х 2 хэ (в произвольном порядке) на настроечные входы 7 и 8 - сигналы настройки 111, 112,значения которых принадлежат множеству 0, 1. На выходе 9 реализуется фундаментальная симметрическая булева функция Р Р ( х 1 х 2 хд ), определяемая вектором настройки 11 (111, 1.12).Известно, что произвольная симметрическая булева функция п переменных РР (х 1, х 2 , хц) может быть взаимно-отозначно представлена посредством (п 1)-разрядного двоичного кода п (Р) (по, 11, , пи ),где п - значение функции Р на (любом) наборе перемеьшых х 1 х 2 , хд, содержащем ровно 3 (О 5 5 5 п) единиц. Для фундаментальной (элементарной) симметрической булевойдвоичный код ЦРЪ) имеет только одну едишгчную компоненту, а именно т 1 (О 5 1 5 п). Другими словами, имеет местоРабы, х 2, , ха) если х 1 х 2 хп 1 ч в противном случае. Первообразная устройства для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций трех переменных имеет видравнозначности от переменных а, Ь и сРв Рад - симметрические булевы функции трех переменных, рабочие числа которых равны 1, 3 и 2, 3 соответственно.В таблице представлена настройка устройства на реалшзатлпо фундаментальных сщгметрических булевых функций трех переменных.Достоинством устройства для вычисления фундаментальных симметрических булевых функций трех переменных является высокое быстродействие, равное 21 (быстродействие устройства-прототипа равно Зт). Дополнительным достоинством является конструктивная сложность устройства, которая по числу входов логических элементов равна 10фУЪЦСЩ/Ш Р, реализуемой на выходе 9Государственное Патентное ведомство Республики Беларусь.