Устройство для вычисления симметрических булевых функций

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Автор Супрун Валерий Павлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для вычисления симметрических булевых функций, содержащее элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, -й, где 1, 2, 3, 4,вход которого соединен с -м входом устройства, выход устройства соединен с выходом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, первый вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход соединен с пятым входом устройства,отличающееся тем, что содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре,выход которого соединен с третьим входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, а-й вход соединен с -м входом устройства, шестой вход которого соединен с пятым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, шестой и седьмой входы которого соединены с седьмым входом устройства, восьмой и девятый входы устройства соединены, соответственно, с пятым и шестым входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. 10219 1 2008.02.28 Изобретение относится к области вычислительной техники и микроэлектроники и предназначено для реализации симметрических булевых функций четырех переменных. Известно устройство для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных, содержащее элемент ИЛИ, элемент И, мажоритарный элемент с порогом два,мажоритарный элемент с порогом пять, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, четыре информационных входа, пять настроечных входов и выход 1. Недостатком устройства является высокая конструктивная сложность по числу входов логических элементов. Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных, содержащее элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, мажоритарный элемент с порогом два, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА,тринадцать входов и один выход 2. Конструктивная сложность устройства (по числу входов логических элементов) равна 16, а его быстродействие, определяемое глубиной схемы, составляет 2, где- усредненная задержка на один логический элемент. Недостатком известного устройства для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных является большое число внешних выводов (число входов и выход), равное 14. Изобретение направлено на решение следующей технической задачи уменьшение числа внешних выводов устройства для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных. Устройство для вычисления симметрических булевых функций содержит элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, -й (1, 2, 3, 4),вход которого соединен с -м входом устройства. Выход устройства соединен с выходом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, первый вход которого соединен с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а второй вход соединен с пятым входом устройства. В отличие от прототипа в устройство дополнительно введен элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, выход которого соединен с третьим входом элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, а -й вход соединен с -м входом устройства. Шестой вход устройства соединен с пятым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре,шестой и седьмой входы которого соединены с седьмым входом устройства. Восьмой и девятый входы устройства соединены, соответственно, с пятым и шестым входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Названный технический результат достигается путем использования нового логического элемента (элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре) с последующим удалением четырех входов устройства. На чертеже (фигура) представлена логическая схема устройства для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных. Устройство для вычисления симметрических булевых функций содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре 2, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 3, девять входов 4, 5 12 и выход 13. Устройство для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных работает следующим образом. На входы устройства 4, 5 12 поступают сигналы настройки 1, 2 9, значения которых принадлежат множеству 0, 1, х 1, 1 , х 2,2 , х 3,3 , х 4,4 . На выходе 13 реализуется симметрическая булева функция четырех переменных(1, 2, 3, 4), определяемая вектором настройки(1, 2 9). 2 10219 1 2008.02.28 Известно, что произвольная симметрическая булева функцияпеременных 1,2 ) с рабочими числами , 2 (0) принимает значение 1 на тех и только тех наборах значений переменных 1, 2 , которые содержат ровно а (1, 2 ) единиц. Такая симметрическая булева функция 1 ,2 ( 1 ,2 ) задается посредством -разрядного двоичного кода(0, 1 ), где 1 (0) тогда и только тогда, когдаа 1, а 2 а. Первообразная устройства для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных имеет вид 1, если 345672 84 4 и 7 ( 3 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 ,8 )0 в противном случае. В таблице представлен способ настройки устройства на реализацию произвольных симметрических булевых функций четырех переменных. В данной таблице симметрическая булева функция(1, 2, 3, 4), реализуемая на выходе устройства, представлена в виде своего двоичного кода(0, 1, 2, 3, 4). Рассмотрим пример настройки устройства (фигура) на реализацию (вычисление) симметрической булевой функции четырех переменных. Допустим, что на выходе 13 устройства требуется реализовать симметрическую булеву функцию (1, 2, 3,4)1234 х 1 х 2 х 1 х 3 х 1 х 4 х 2 х 3 х 2 х 4 х 3 х 4. Так как рабочими числами функцииявляются 0, 2, 3 и 4, то ее двоичный кодравен (1, 0, 1, 1, 1). Тогда из таблицы настройки следует, что для реализации функциина выходе 13 устройства необходимо на входы 4, 5 12 подать значения 1, 1, х 1, х 2, х 3, х 4, 1,1, 1 соответственно. Основным достоинством устройства для вычисления симметрических булевых функций четырех переменных является небольшое число внешних выводов (устройство имеет на четыре входа меньше, чем устройство - прототип). При этом конструктивная сложность(по числу входов логических элементов) и быстродействие предлагаемого устройства и устройства-прототипа совпадают. Источники информации Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.