Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций n переменных

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МОДУЛЯРНЫХ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙПЕРЕМЕННЫХ(72) Автор Авгуль Леонид Болеславович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 4, содержащее многовходовый одноразрядный сумматор по модулю пять,-й вход которого, где 1,, соединен с -м информационным входом устройства, отличающееся тем, что содержит два элемента И, три элемента ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, а -й вход, где 1, 2, 3, соединен с выходом -го элемента ЗАПРЕТ, первый прямой вход которого соединен с -м настроечным входом устройства, (3)-й настроечный вход которого, где 1, 2, соединен с первым входом -го элемента И, выход которого соединен с (3)-м входом элемента ИЛИ, выход младшего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен с первым входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, вторым прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ и вторым входом первого элемента И, выход среднего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен со вторым входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, входом запрета второго 15706 1 2012.04.30 элемента ЗАПРЕТ, вторым прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и третьим входом первого элемента И, выход старшего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен с третьим входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ и вторым входом второго элемента И. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения широкого класса цифровых устройств. Известно устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, содержащеегрупп элементов 2-2 И-2 ИЛИ,элементов НЕ,информационных входов, пять настроечных входов и один выход 1. При настройке сигналами из множества 0, 1 устройство реализует тридцать две модулярные симметрические булевы функциипеременных для величины модуля 5. Недостатком устройства является низкое быстродействие, определяемое большой глубиной схемы. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является многовходовый одноразрядный сумматор по модулю пять, содержащий мажоритарные элементы с четными порогами, элементы сложения по модулю два и элементы И 2. На выходах сумматора формируются три модулярные симметрические булевы функциипеременных. Недостатком известного устройства является невозможность реализации всех тридцати двух модулярных симметрических булевых функцийпеременных для величины модуля 5. Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления всех модулярных симметрических булевых функцийпеременных для величины модуля 5. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства двух элементов И, трех элементов ЗАПРЕТ, элемента ИЛИ, а также изменением межсоединений элементов в схеме устройства. Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 4, содержит многовходовый одноразрядный сумматор по модулю пять, -й вход которого, где 1,, соединен с -м информационным входом устройства. В отличие от прототипа, устройство содержит два элемента И, три элемента ЗАПРЕТ и элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства, а -й вход, где 1, 2, 3,соединен с выходом -го элемента ЗАПРЕТ, первый прямой вход которого соединен с -м настроечным входом устройства. В устройстве (3)-й настроечный вход, где 1, 2, соединен с первым входом -го элемента И, выход которого соединен с (3)-м входом элемента ИЛИ. Выход младшего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен с первым входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, вторым прямым входом второго элемента ЗАПРЕТ, входом запрета третьего элемента ЗАПРЕТ и вторым входом первого элемента И. Выход среднего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен со вторым входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ, входом запрета второго элемента ЗАПРЕТ, вторым прямым входом третьего элемента ЗАПРЕТ и третьим входом первого элемента И. Выход старшего разряда многовходового одноразрядного сумматора по модулю пять соединен с третьим входом запрета первого элемента ЗАПРЕТ и вторым входом второго элемента И. На фигуре представлена схема устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных. 2 15706 1 2012.04.30 Устройство содержит многовходовый одноразрядный сумматор по модулю пять , три элемента ЗАПРЕТ 2, 3 и 4, два элемента И 5 и 6, элемент ИЛИ 7,информационных входов 81-8, пять настроечных входов 9-13 и выход 14. Поясним принцип построения и работы предлагаемого устройства. Пусть(, , ,) - некоторый кортеж длины , содержащий только элементы 0, 1, и 0 . Булева функция,(1, 2, , ), называется симметрической (с.б.ф.), если она симметрична относительно любой пары переменных из . С.б.ф. ФФ,(1, 2, , ), называется модулярной, если ее значение на любом наборе переменных изоднозначно определяется весом(12) двоичной кодовой комбинации по модулю ,Ф 1 ,0 Ф 1 ,0,где, 0, 0,. М.с.б.ф. ФФ может быть задана -разрядным модулярным локальным кодом Один и тот же модулярный локальный код (Ф) могут иметь м.с.б.ф., зависящие от различного числапеременных. Количество различных м.с.б.ф.переменных не зависит от , а определяется только величиной модуляи равно 2. Модулярная симметрическая булева функцияпеременных ФФ( ),0,1 ,называется фундаментальной (ф.м.с.б.ф.), если 1, если ( 12) ФФ( )0, если (12),где- величина модуля. В дальнейшем будем рассматривать м.с.б.ф. ФФ, заданные своим модулярным локальным кодом (Ф)(0, 1, 2, 3, 4) только для величины модуля 5. Произвольная м.с.б.ф. ФФпеременных может быть однозначно представлена посредством ф.м.с.б.ф в виде Ф( )0 Ф 0 ( )1 Ф 1 ( )2 Ф 2 ( )3 Ф 3 ( )4 Ф 4 ( ) . Модулярные локальные коды (Ф) ф.м.с.б.ф. ФФ( ) являются унитарными и содержат только одну единицу в -м разряде, а именно Многовходовый одноразрядный сумматор по модулю пять выполняет сложение по модулю пятьодноразрядных двоичных чисел 42210(12)5,где 2, 1, 00, 1 - значения м.с.б.ф., формируемых соответственно на выходах старшего, среднего и младшего разрядов сумматора. Очевидно, что модулярные локальные коды функций 00, 11 и 22 имеют вид(6)30 ( )1 ( )42 ( ). Предлагаемое устройство построено в соответствии с выражением (6), которое и является первообразной (порождающей) функцией. При этом вектором настройки устройства на реализацию конкретной м.с.б.ф ФФ является ее модулярный локальный код(Ф)(0, 1, 2, 3, 4). Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных (фигура) работает следующим образом. На информационные входы 81-8 подаются двоичные переменные 1- (в произвольном порядке), на настроечные входы 9-13 - соответственно компоненты 0-4 модулярного локального кода (Ф)(0, 1, 2, 3, 4) м.с.б.ф. ФФ, значения которой реализуются на выходе 14 устройства. Таким образом, предлагаемое устройство при настройке сигналами из множества 0, 1 реализует 22532 модулярных симметрических булевых функцийпеременных для величины модуля 5. Достоинствами устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных являются высокое быстродействие, простая конструкция, широкие функциональные возможности. 1. Патент РБ 11888, МПК 06 7/00 // Бюл.2 (67). - 30.04.2009. 2. Патент РБ 7588, МПК 06 7/49, 7/50 // Бюл.4 (47). - 30.12.2005 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4