Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций n переменных

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МОДУЛЯРНЫХ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙПЕРЕМЕННЫХ(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(72) Автор Авгуль Леонид Болеславович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, характеризующееся тем, что содержитэлементов НЕ, где 21 - число переменных реализуемых функций, где 2, 3, 4 вход -го, где 1,, из которых соединен с -м информационным входом устройства, при этом содержит- 2 группы элементов И-НЕ по шесть элементов в каждой, ( - 1)-ю группу из четырех элементов И-НЕ и первый, второй и третий элементы И-НЕ, причем выход -го, где 1,2 , элемента НЕ соединен с первым входом (21) -го, где 1, 2, 3, элемента И-НЕ -й группы, первый вход 2-го элемента И-НЕ которой соединен с входом -го элемента НЕ, выход ( - 1)-го элемента НЕ соединен с первым входом (2 - 1)-го, где 1, 2, элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, первый вход 2-го элемента И-НЕ которой соединен с входом ( - 1)-го элемента НЕ, выход -го элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а вход соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, первый настроечный вход устройства соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ первой группы и вторым входом шестого элемента И-НЕ первой группы, (1)-й настроечный вход устройства соединен со(1)-м входом первого элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом шестого элемента И-НЕ (1)-й группы, выход (2)-го элемента И-НЕ -й группы соединен с(1)-м входом второго элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом третьего элемента И-НЕ (1)-й группы, выход (4)-го элемента И-НЕ -й группы соединен с(1)-м входом четвертого элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом пятого элемента И-НЕ (1)-й группы, выход -го элемента И-НЕ ( - 2)-й группы соединен с(1)-м входом первого элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, выход (2)-го элемента И-НЕ( - 2)-й группы соединен с (1)-м входом второго элемента И-НЕ ( - 1)-й группы и(1)-м входом третьего элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, выход (4)-го элемента И-НЕ( - 2)-й группы соединен с (1)-м входом четвертого элемента И-НЕ ( - 1)-й группы,выход -го элемента И-НЕ ( - 1)-й группы соединен с (1)-м входом первого элемента И-НЕ, выход (2)-го элемента И-НЕ ( - 1)-й группы соединен с (1)-м входом второго элемента И-НЕ, выход -го элемента И-НЕ соединен с -м входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения широкого класса цифровых устройств. Известно устройство для вычисления симметрических булевых функций, содержащеегрупп элементов 2-2 И-2 ИЛИ,элементов НЕ,информационных входов,1 настроечных входов и один выход 1. Устройство реализует все симметрические (в том числе и модулярные симметрические) булевы функциипеременных. Недостатком известного устройства является высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, содержащее 33 элементов 2-2 И-2 ИЛИ,элементов НЕ,информационных входов, три настроечных входа и один выход 2. Недостатком устройства является низкое быстродействие, определяемое большой глубиной схемы. Изобретение направлено на решение задачи повышения быстродействия устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных. Названный технический результат достигается путем использования в схеме устройства элементов И-НЕ, а также изменением связей между логическими элементами. Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных содержитэлементов НЕ, где 21 - число переменных реализуемых функций, где 2, 3, 4 вход -го, где 1,, из которых соединен с -м информационным входом устройства. Устройство содержит также- 2 группы элементов И-НЕ по шесть элементов в каждой,( - 1)-ю группу из четырех элементов И-НЕ и первый, второй и третий элементы И-НЕ. При этом выход -го, где 1,2 , элемента НЕ соединен с первым входом (2 - 1)го, где 1, 2, 3, элемента И-НЕ -й группы, первый вход 2-го элемента И-НЕ которой соединен с входом -го элемента НЕ. Выход ( - 1)-го элемента НЕ соединен с первым входом (2 - 1)-го, где 1, 2, элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, первый вход 2-го элемента И-НЕ которой соединен с входом ( - 1)-го элемента НЕ, выход -го элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ, а вход соединен с первым входом второго элемента И-НЕ. 2 14002 1 2011.02.28 Первый настроечный вход устройства соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ первой группы и вторым входом шестого элемента И-НЕ первой группы, (1)-й настроечный вход устройства соединен со вторым входом 2-го элемента И-НЕ первой группы и вторым входом (21)-го элемента И-НЕ первой группы. Выход -го элемента И-НЕ -й группы, где 1,3 , соединен с (1)-м входом первого элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом шестого элемента И-НЕ (1)-й группы, выход (2)-го элемента И-НЕ -й группы соединен с (1)-м входом второго элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом третьего элемента И-НЕ (1)-й группы, выход (4)-го элемента И-НЕ -й группы соединен с (1)-м входом четвертого элемента И-НЕ (1)-й группы и (1)-м входом пятого элемента И-НЕ (1)-й группы. Выход -го элемента И-НЕ ( - 2)-й группы соединен с (1)-м входом первого элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, выход (2)-го элемента И-НЕ ( - 2)-й группы соединен с(1)-м входом второго элемента И-НЕ ( - 1)-й группы и (1)-м входом третьего элемента И-НЕ ( - 1)-й группы, выход (4)-го элемента И-НЕ ( - 2)-й группы соединен с(1)-м входом четвертого элемента И-НЕ ( - 1)-й группы. Выход -го элемента И-НЕ ( - 1)-й группы соединен с (1)-м входом первого элемента И-НЕ, выход (2)-го элемента И-НЕ ( - 1)-й группы соединен с (1)-м входом второго элемента И-НЕ. Выход -го элемента И-НЕ соединен с -м входом третьего элемента И-НЕ, выход которого соединен с выходом устройства. На фигуре представлена схема устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных при 317 (3). Устройство содержит 6 - 537 элементов И-НЕ 1-37 (шесть элементов И-НЕ первой группы 1-6, шесть элементов И-НЕ второй группы 7-12, шесть элементов И-НЕ третьей группы 13-18, шесть элементов И-НЕ четвертой группы 19-24, шесть элементов И-НЕ пятой группы 25-30, четыре элемента И-НЕ шестой группы 31-34, первый 35, второй 36 и третий 37 элементы И-НЕ),7 элементов НЕ 38-44,7 информационных входов 45-51,три настроечных входа 52, 53 и 54, выход 55. Пусть( ,) - некоторый кортеж длины , содержащий только элементы 0, 1, и. Симметрическая булева функция ФФ,(1, 2 ), называется модулярной(м.с.б.ф.), если ее значение на любом наборе переменных изоднозначно определяется весом(2)двоичной кодовой комбинации по модулю ,Ф(1,0)Ф(1 ,0) ,где, 0, 0,. При 3 м.с.б.ф. ФФ можно задавать трехразрядным модулярным локальным кодом(Ф)(0, 1, 2),1 0 гдеФ(,) ,3, 0,0, 2 . Для заданного модуляодин и тот же модулярный локальный код (Ф) могут иметь м.с.б.ф., зависящие от различного числапеременных. В классе с.б.ф.переменных количество (2238) различных м.с.б.ф. определяется только величиной модуля р 3 и не зависит от . Предлагаемое устройство реализует восемь модулярных симметрических булевых функцийпеременных для величины модуля 3 при настройке сигналами из множества 0, 1. 14002 1 2011.02.28 Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций при 7(фигура) работает следующим образом. На информационные входы 45-51 подаются двоичные переменные 1, 2 7 (в произвольном порядке), на настроечные входы 52, 53 и 54 - соответственно компоненты 0, 1 и 2 модулярного локального кода (Ф)(0, 1, 2) м.с.б.ф. ФФФ(1, 2 7),значения которой реализуются на выходе 55 устройства. Достоинствами устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных являются высокое быстродействие, простая конструкция, однородная и регулярная структура. Источники информации 1. А.с. СССР 1742811, МПК 06 7/00, 1992. 2. Патент РБ 11758, МПК 06 7/00, 2009 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4