Устройство для вычисления бисимметрических булевых функций n переменных

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 блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й (1,) вход которого соединен с -м информационным входом устройства, отличающееся тем, что содержит второй блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, элемент ИЛИ и 7592 1 2005.12.301 группу элементов И (1,2,3,) поэлементов в каждой (-1,,число переменных реализуемых функций), при этом -й информационный вход(1,) устройства соединен с -м входом второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й выход (1,) которого соединен с первым входом -го элемента И -й группы (1,1 ), второй вход которого соединен с -м выходом первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, третий вход соединен с -1-м настроечным входом устройства, а выход соединен с -1-м входом элемента ИЛИ,выход которого соединен с выходом устройства. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназначено для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных. Известно устройство для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных, содержащее два многовходовых одноразрядных сумматора и мультиплексор 1. Недостатком устройства является высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, содержащее пороговые элементы, элементы сложения по модулю два, элементы НЕ и элементы И 2. На выходах устройства формируются фундаментальные симметрические функциипеременных. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно не вычисляет бисимметрические булевы функциипеременных. Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства за счет реализации бисимметрических булевых функцийпеременных. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, элемента ИЛИ и элементов И. Устройство для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных содержит первый блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й (1,) вход которого соединен с -м информационным входом устройства. В отличие от прототипа, устройство содержит второй блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, элемент ИЛИ и 1 группу элементов И (1,2,3,) поэлементов в каждой (-1,,- число переменных реализуемых функций). При этом -й информационный вход (1,) устройства соединен с -м входом второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й выход (1,) которого соединен с первым входом -го элемента И -й группы (1,1 ). Второй вход -го элемента И -й группы соединен-м выходом первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций. Третий вход -го элемента И -й группы соединен с -1))-м настроечным входом устройства. Выход -го элемента И -й группы соединен с -1))-м входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом устройства. На фиг. 1 представлена схема устройства для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных. Устройство содержит два блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций 1 и 2,(1)(-1) элементов И 313 ( элементов И первой группы 313,элементов И второй группы 3 р 132 рэлементов И -й группы 3-13),элемент ИЛИ 4,информационных входов 515,настроечных входов 616, выход 7. Поясним принцип работы устройства для вычисления бисимметрических булевых функцийпеременных. Обозначим - некоторый кортеж длины , содержащий только элементы 7592 1 2005.12.30 Булева функция,(х 1,х 2 х) 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 1 ), 0. С.б.ф., 0, называется фундаментальной (ф.с.б.ф.), если в ее локаль ном коде только один элемент 1 (все остальные элементы 0, 0,) 1, если 12( 1,2 )0, если 120. Булева функцияназывается бисимметрической (б.с.б.ф.), если вектор ее переменныхдопускает разбиение на два кортежа Х 1 и 2, и при этомсимметрична относительно любой пары переменных, принадлежащих одному и тому же кортежу 1 и 2. Для определенности полагаем 1(1,2), 2(,2), 1. При 1, 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(1)(-1) бит(00,010,-,10,111,-0,1-),(1) 0 1 0 1 где С(,,,, 0 т, 0-. Число б.с.б.ф. класса (, -) равно 2. При этом любая б.ф.ч.с. класса (, -) может быть представлена в виде где(1),(2),0,,0,- ф.с.б.ф.- элементы локального кода (1). Устройство для вычисления б.с.б.ф.переменных построено в соответствии с выражением (2). На входы первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций подаются переменные 1(х 1,х 2 х), на входы второго блока - переменные 2(1,2). Входы первого и второго блоков вычисления веса двоичных кодовых комбинаций являются информационными входами устройства. На выходах первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций реализу 0 1 0 ются ф.с.б.ф.(1),(1)(1), на выходах второго блока - ф.с.б.ф.( 2 ),1( 2 )( 2 ) . Вектором настройки(0, 1 -1) устройства на реализацию конкретной б.с.б.ф.является ее локальный код , т.е.. Сигнал настройки(0, 0-) подается на вход элемента И, у которого другие входы соединены с выходами первого и второго блоков вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, на которых реализуются ф.с.б.ф.(1) и(2) соответственно. Устройство для вычисления б.с.б.ф.переменных работает следующим образом. На информационные входы 51-5 поступают переменные х 1-х первого кортежа Х 1, на входы 51-5 - переменные х 1- второго кортежа 2, на настроечные входы 61-6 - сигналы настройки 01 соответственно. На выходе 7 реализуется б.с.б.ф.(1,2), определяемая вектором настройки(0, 1-1). Рассмотрим следующий пример. При 5 и 2 предлагаемое устройство реализует 12 2 б.с.б.ф.(1,2), Х 1(х 1, 2), 2(3, 4, х 5) класса (2, 3). В этом случае устройство(фиг. 2) содержит два блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций (2 и 3),(1)(-1)12 элементов И и элемент ИЛИ. Переменные из Х 1 и 2 по 3 7592 1 2005.12.30 даются на входы блоков 2 и 3 соответственно. Число настроечных входов устройства равно 12. Найдем вектор настройкиустройства (фиг. 2) на реализацию б.с.б.ф.класса (2, 3)1 ,512(1212 )34512 (345345345345 ). Очевидно, локальный код заданной б.с.б.ф. имеет вид(00,01,С 02,С 03,С 10,С 11,С 12,С 13,С 20,С 21,С 22,С 23)(0,0,1,1,1,0,0,0,1,1,1,1). Поскольку, то 015670 2348910111. Устройство реализует также и все симметрические булевы функции отпеременных. На входы первого и второго блоков вычисления веса двоичных кодовых комбинаций (в произвольном порядке) переменные(х 1,х 2 х) реализуемой с.б.ф.. Сигналы настройки С устройства на реализацию конкретной с.б.ф. находятся из ее локального кодапо правилу С, где, 0, 0-. Достоинствами устройства для вычисления бисимметрических булевых функций являются простая конструкция и высокое быстродействие. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.