Устройство для вычисления бисимметрических булевых функций n переменных

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ БИСИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙПЕРЕМЕННЫХ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Супрун Валерий Павлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных, содержащее первый многовходовый одноразрядный сумматор и мультиплексор, выход которого соединен с выходом устройства, -й (1, 21) настроечный вход которого соединен с м входом данных мультиплексора,-й (1, 21) информационный вход соединен с -м входом первого многовходового одноразрядного сумматора, -й (1, 22(1 выход которого соединен с -м адресным входом мультиплексора, отличающееся тем, что дополнительно содержит второй многовходовый одноразрядный сумматор, -й (1, 2 -) вход которого соединен с -м информационным входом устройства, а -й (1, 22(-1 выход соединен -м адресным входом мультиплексора, (1)-й (1, 2 1(1)( -1 вход данных которого соединен с (1)-м настроечным входом устройства. 5171 11767495 1, 1992.1765818 1, 1992.55004691 , 1980.55043612 , 1980.4417305 , 1983. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназначено для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных. Известно устройство для вычисления произвольных булевых функцийпеременных(универсальный логический модуль), содержащееэлементов НЕ и 1 группу элементов И и ИЛИ 1. Устройство работает также в режиме 2-канального мультиплексора. Недостатком устройства является высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления симметрических булевых функцийпеременных, содержащее много-входовый одноразрядный сумматор и мультиплексор 2. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не вычисляет бисимметрические булевы функциипеременных. Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства дополнительно второго многовходового одноразрядного сумматора, а также изменением связей между элементами устройства. Устройство для вычисления бисимметрических булевых функций содержит первый многовходовый одноразрядный сумматор и мультиплексор. Выход мультиплексора соединен с выходом устройства, -и (1, 21) настроечный вход которого соединен с-м входом данных мультиплексора. В устройстве -й (1,21) информационный вход соединен с -м входом первого многовходового одноразрядного сумматора, -й(1,2 р 2(1 выход которого соединен с -м адресным входом мультиплексора. В отличие от прототипа, в устройство дополнительно введен второй многовходовый одноразрядный сумматор, -й (1, 2 -) вход которого соединен с -м информационным входом устройства. При этом -й (, 22(-1 выход второго многовходового одноразрядного сумматора соединен (р)-м адресным входом мультиплексора, (1)-й (1, 2 1(1)(-1 вход данных которого соединен с (1)-м настроечным входом устройства. На фиг. 1 представлена схема устройства для вычисления бисимметрических булевых функций. Устройство содержит два многовходовых одноразрядных сумматора 1 и 2, мультиплексор 3,информационных входов 41-4,настроечных входов 515, и один выход 6. Поясним принцип работы устройства для вычисления бисимметрических булевых функций. Обозначим - некоторый кортеж длины , содержащий только элемен ты 0,1, и. 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, 1), где( 1 ,0), 0. Булева функция, Х(х 1, х 2 х) называется бисимметрической (б.с.б.ф.), если вектор ее переменныхдопускает разбиение на два кортежа 1 и Х 2, и при этом 5171 1 симметрична относительно любой пары переменных, принадлежащих одному и тому же кортежу Х 1 и Х 2. Для определенности полагаем 1(1, 2 х), Х 2(х 11, х 2 х, 1. При Х 1, Х 2 будем говорить, что б.с.б.ф.отпеременных принадлежит классу (, -). Б.с.б.ф.(1,2), принадлежащая классу (, -), однозначно определяется своим локальным кодом С, который представляет собой булев вектор длины(-) бит С(С 00, С 01 С 0, -, С 10, С 11 С 1, - С 0, , -),где( 1 ,0, 1 ,0), 0, 0-. Число б.с.б.ф. класса (, -) равно 2. В общем случае многовходовый одноразрядный сумматор (МОС) имеетвходов и 2(1) выходов. На входы МОС подаются двоичные переменные(1, 2), на выходах МОС реализуются с.б.ф. 0, -, значения которых составляют позиционный двоичный код, содержащихся в векторе входных переменных . Пусть 1 х 2 х, 0. Тогда, очевидно, что 0( 1 ,0)21( 1 ,0)2-1 -1( 1 ,0). Устройство для вычисления б.с.б.ф. содержит два МОС (-входовый и (-)входовый) и 2-канальный мультиплексор, где М,2(1),2(-1). На входы первого (-входового) МОС подаются переменные 1(1, х 2 ), на входы второго -)-входового) МОС - переменные Х 2(х 1, 2 ). Выходы первого МОС, на которых реализуются с.б.ф, 0(Х 1), 1(Х 1) -1(1) соединяются соответственно с адресными входами мультиплексора, имеющими веса 2 М-, 2 М-1 2-1. Выходы второго МОС, на которых реализуются с.б.ф. 0(2), (2) -(2), соединяются соответственно с адресными входами мультиплексора, имеющими веса 20, 212 М-р-1. Входы первого и второго МОС являются информационными входами устройства. Вектором настройки(0, 1 -1) устройства на реализацию конкретной б.с.б.ф.является ее локальный код , т.е.С. При этом вход настройки устройства, на который подается сигнал настройки ,0, 0-, соединяется с входом данных мультиплексора, имеющим номер 2,о 2(-1). Отметим, что длинавектора настройкине превышает число 2 входов данных мультиплексора (с нулевого по (2 М-1)-й). Поэтому, в общем случае, 2 М- входов данных мультиплексора являются неиспользуемыми. Устройство для вычисления бисимметрических булевых функций работает следующим образом. На входы 41-4 поступают переменные 1-, первого кортежа 1, на входы 41-4 переменные 1-х второго кортежа 2, на настроечные входы 51-5 - компоненты вектора настройки 0-1 соответственно. На выходе 6 реализуется значение бисимметрической булевой функции(1,2), определяемое вектором настройки(0, 1 -1). Рассмотрим следующий пример. При 8 и 3 предлагаемое устройство реализует 24 2 б.с.б.ф.(1,Х 2), 1(х 1 х 2,х 3), Х 2(х 4,х 5,х 6,х 7,х 8) класса (3, 5). В этом случае устройство (фиг. 2) содержит трехвходовый одноразрядный сумматор 3, пятивходовый одноразрядный сумматор 5 и мультиплексор . Переменные из 1 и Х 2 подаются на входы сумматоров 3 и 5 соответственно. Число настроечных входов устройства равно 24. При этом сигналы настройки 0-5 подаются на входы данных мультиплексора с нулевого по пятый соответственно, сигналы настройки 6-11 - на входы данных мультиплексора с восьмого по тринадцатый соответственно, сигналы настройки 12-17 - на входы 3 5171 1 данных мультиплексора с шестнадцатого по двадцать первый соответственно, сигналы настройки - - на входы данных мультиплексора с двадцать четвертого по двадцать девятый соответственно. Найдем вектор настройкиустройства (фиг. 2) на реализацию б.с.б.ф. класса (3, 5)( 1,8 )х 1 х 2 х 3(1 х 2 х 31 х 2 х 3 х 1 х 2 х 3) х 4 5 х 6 х 7 8123(45674568 х 4 х 5 х 7 х 846785678). Очевидно, локальный код заданной б.с.б.ф. имеет вид(00, С 01 С 02, 03, 04, 05, С 10, С 11, С 12, С 13, С 14, С 15,С 20, С 21, 22, С 23, С 24, С 25, С 30, С 31, С 32, С 33, С 34, С 35)(1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1). ПосколькуС, то 0123451222231 678910111314151617181920210. Устройство реализует также и все симметрические булевы функции отпеременных. На входы первого и второго МОС подаются (в произвольном порядке) переменные(1, 2 ) реализуемой с.б.ф.. локального кодапо правилу, где, 0, 0-. Достоинствами устройства для вычисления бисимметрических булевых функций являются простая конструкция и высокое быстродействие. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4