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 21,1, 2, 3, , а 3, содержащее блок вычисления симметрических булевых функций ( 1)-й переменной, выход которого соединен с выходом устройства, а -й информационный вход, где 1,1 , соединен с -м информационным входом 18012 1 2014.02.28 устройства,групп элементов 3-2 И-3 ИЛИ поэлементов в каждой,элементов И,элементов сложения по модулю два иэлементов ИЛИ-НЕ, -й, где 1, 2, вход -го из которых, где 1,, соединен с -м входом -го элемента И, -м входом -го элемента сложения по модулю два и (23)-м информационным входом устройства, а выход соединен с первым входом -го, где 1,, элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы, второй вход которого соединен с выходом -го элемента сложения по модулю два, третий вход соединен с выходом -го элемента И, первый настроечный вход устройства соединен с четвертым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, шестым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы и пятым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, второй настроечный вход устройства соединен с пятым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, четвертым входом второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы и шестым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, (2)-й настроечный вход устройства, где 1,2 , соединен с четвертым входом (2)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, пятым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы и шестым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, выход первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ-й группы, где 1,1 , соединен с четвертым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ(1)-й группы, шестым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы и пятым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы, выход второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ-й группы соединен с пятым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы, четвертым входом второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы и шестым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы, выход (2)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы соединен с четвертым входом (2)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы, пятым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы и шестым входом -го элемента 3-2 И 3 ИЛИ (1)-й группы, выход -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы соединен с -м настроечным входом блока вычисления симметрических булевых функций (1)-й переменной. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения широкого класса цифровых устройств. Известно устройство (модулярный детектор), которое содержит -входовый одноразрядный сумматор по модулю , -канальный мультиплексор,информационных входов,настроечных входов и один выход 1. При настройке сигналами из множества 0,1 устройство реализует 2 модулярных симметрических булевых функцийпеременных для произвольной величины модуля . Недостатком 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 блок вычисления симметрических булевых функций 1 переменной ( - величина модуля),1 групп элементов 2-2 И 2 ИЛИ, поэлементов в каждой,1 элементов НЕ,информационных входов,настроечных входов и один выход 2. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие. Изобретение направлено на решение задачи повышения быстродействия устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функций. Названный технический результат достигается путем включения в состав устройства элементов 3-2 И-3 ИЛИ, ИЛИ-НЕ, И, сложения по модулю два, а также изменением межсоединений логических элементов в схеме устройства. Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 21,1, 2, 3 а 3, содержит блок вычисления симметриче 2 18012 1 2014.02.28 ских булевых функций 1 переменной, выход которого соединен с выходом устройства,а -й информационный вход, где 1,1 , соединен с -м информационным входом устройства. Устройство содержит такжегрупп элементов 3-2 И-3 ИЛИ, поэлементов в каждой,элементов И,элементов сложения по модулю два иэлементов ИЛИ-НЕ. В устройстве -й, где 1, 2, вход -го, где 1,, элемента ИЛИ-НЕ соединен с -м входом -го элемента И, -м входом -го элемента сложения по модулю два и (23)-м информационным входом устройства, а выход соединен с первым входом -го, где 1,,элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы. Второй вход -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы соединен с выходом -го элемента сложения по модулю. Третий вход -го элемента 3-2 И 3 ИЛИ -й группы соединен с выходом -го элемента И. Первый настроечный вход устройства соединен с четвертым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, шестым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы и пятым входомэлемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы. Второй настроечный вход устройства соединен с пятым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, четвертым входом второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы и шестым входомэлемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы. В устройстве (2)-й, где 1,2 , настроечный вход соединен с четвертым входом(2)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы, пятым входом (1)-го элемента 3-2 И 3 ИЛИ первой группы и шестым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ первой группы. Выход первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й, где 1,1 , группы соединен с четвертым входом первого элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы, шестым входом (1)-го элемента 3-2 И 3 ИЛИ (1)-й группы и пятым входомэлемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы. Выход второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы соединен с пятым входом первого элемента 32 И-3 ИЛИ (1)-й группы, четвертым входом второго элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы и шестым входомэлемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы. Выход (2)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ -й группы соединен с четвертым входом (2)-го элемента 3-2 И 3 ИЛИ (1)-й группы, пятым входом (1)-го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы и шестым входом -го элемента 3-2 И-3 ИЛИ (1)-й группы. Выход -го элемента 3-2 И 3 ИЛИ -й группы соединен с -м настроечным входом блока вычисления симметрических булевых функций 1 переменной. На фигуре представлена схема предлагаемого устройства при 2112(3) для величины модуля 7. Устройство содержит 21 элемент 3-2 И-3 ИЛИ,3 элемента ИЛИ-НЕ 22, 23 и 24,3 элемента сложения по модулю два 25, 26 и 27,3 элемента И 28, 29 и 30, блок вычисления симметрических булевых функций 16 переменных 31,2112 информационных входов 32-43,7 настроечных входов 44-50, выход 51. Обозначим( ,) - некоторый кортеж длины , содержащий только элемен ты 0,1, и 0. Булева функция,(1, 2 ), называется симметрической (с.б.ф.), если она симметрична относительно любой пары переменных из . С.б.ф.однозначно определяется своим локальным кодом, 0, называется фундаментальной (ф.с.б.ф.), если 1, если 120, если 120. Очевидно, что произвольная с.б.ф.отпеременных может быть однозначно представлена посредством ф.с.б.ф в виде С.б.ф. С.б.ф. 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)(4) Из (1) и (3) непосредственно следует, что при выполнении условия (4) в локальном коде (Ф)(0, 1 ) м.с.б.ф. ФФ элементы. Тогда локальный код м.с.б.ф. ФФ можно представить в виде где(1)/. Принимая во внимание (5), м.с.б.ф. ФФ можно задавать -разрядным модулярным локальным кодом В классе с.б.ф.переменных количество (2) различных м.с.б.ф. определяется только величиной модуляи не зависит от . Предлагаемое устройство реализует 2 модулярных симметрических булевых функцийпеременных для произвольной величины модуля . В устройстве блок вычисления симметрических булевых функций реализует все м.с.б.ф. от 1 переменной, а каждая изгрупп логических элементов обеспечивает увеличение числа обрабатываемых переменных на две единицы. При этом вектором настройки устройства на реализацию конкретной м.с.б.ф ФФ является ее -разрядный модулярный локальный код (Ф)(0, 1 р-1). Устройство при 2612 и величине модуля 7 (фиг. 1) работает следующим образом. На информационные входы 32-43 подаются двоичные переменные х 1-х 12 (в произвольном порядке), на настроечные входы 44, 45 50 - соответственно компоненты 0,1 6 модулярного локального кода (Ф)(0, 1 6) м.с.б.ф. ФФ, значения которой реализуются на выходе 51 устройства. Достоинствами устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных являются простая конструкция, регулярная и однородная структура и широкие функциональные возможности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4