Устройство для вычисления аддитивно симметрических булевых функций

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ АДДИТИВНО СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ(72) Авторы Авгуль Леонид Болеславович Булаш Юрий Леонидович Терешко Сергей Михайлович Усов Геннадий Иванович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для вычисления аддитивно симметрических булевых функций, содержащее два блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й вход, где 1, 2, 3,-го из которых, где 1, 2, соединен с -м входом -й группы информационных входов устройства, пятнадцать элементов 4-2 И-4 ИЛИ и третий блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й вход которого соединен с -м входом третьей группы 13043 1 2010.04.30 информационных входов устройства, выход которого соединен с выходом первого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, -й вход которого, где 1, 4 , соединен с выходом равно -1 первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, выход равно -1 второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций соединен -м входом (1)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ, где 1, 4 , выход равно -1 третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций соединен -м входом (5)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ, где 1, 10 , выход (1)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (4)-м входом первого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход (5)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (4)-м входом второго элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с седьмым входом второго элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом второго элемента 4-2 И 4 ИЛИ и шестым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход десятого элемента 4-2 И 4 ИЛИ соединен с седьмым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом четвертого элемента 4-2 И 4 ИЛИ, выход двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с седьмым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, выход (13)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (6)-м входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, -й настроечный вход устройства соединен с (4)-м входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, третий настроечный вход устройства соединен с седьмым входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, четвертый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, пятый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, шестой настроечный вход устройства соединен с восьмым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, седьмой настроечный вход устройства соединен с седьмым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, восьмой настроечный вход устройства соединен с восьмым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, девятый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, десятый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ,одиннадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, двенадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, тринадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, четырнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, пятнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, шестнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом тринадцатого элемента 4-2 И 4 ИЛИ, семнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, восемнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, девятнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом четырнадцатого эле 2 13043 1 2010.04.30 мента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, двадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, (20)-й настроечный вход устройства соединен с (6)-м входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. 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 ,информационных входов,1 настроечных входов и один выход 1. Недостатком устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно не реализует аддитивно симметрические булевы функции. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления бисимметрических булевых функций, которое содержит элементы И, элемент ИЛИ и два блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций 2. Недостатком известного устройства является невозможность вычисления аддитивно симметрических булевых функций, зависящих от трех кортежей попарно симметрических переменных. Изобретение направлено на решение задачи расширения функциональных возможностей устройства за счет вычисления аддитивно симметрических булевых функций, зависящих от трех кортежей попарно симметрических переменных. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций и использования элементов 4-2 И-4 ИЛИ для построения схемы устройства. Устройство для вычисления аддитивно симметрических булевых функций содержит два блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й вход, где 1, 2, 3, -го из которых, где 1, 2, соединен с -м входом -й группы информационных входов устройства. Устройство содержит пятнадцать элементов 4-2 И-4 ИЛИ и третий блок вычисления веса двоичных кодовых комбинаций, -й вход которого соединен с -м входом третьей группы информационных входов устройства, выход которого соединен с выходом первого элемента 4-2 И-4 ИЛИ, -й вход, где 1, 4 , которого соединен с выходом равно -1 первого блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций. Выход равно -1 второго блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций соединен -м входом (1)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ, где 1, 4 . Выход равно -1 третьего блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций соединен -м входом (5)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ, где 1, 10 . Выход (1)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (4)-м входом первого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход (5)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (4)-м входом второго элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с седьмым входом второго элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом второго элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с седьмым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом третьего элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. 3 13043 1 2010.04.30 Выход двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с седьмым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с восьмым входом четвертого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Выход (13)-го элемента 4-2 И-4 ИЛИ соединен с (6)-м входом пятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. В устройстве -й настроечный вход соединен с (4)-м входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Третий настроечный вход устройства соединен с седьмым входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Четвертый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом шестого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Пятый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Шестой настроечный вход устройства соединен с восьмым входом седьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Седьмой настроечный вход устройства соединен с седьмым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Восьмой настроечный вход устройства соединен с восьмым входом восьмого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Девятый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Десятый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом девятого элемента 4-2 И-4 ИЛИи шестым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Одиннадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Двенадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом десятого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Тринадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Четырнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом одиннадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Пятнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом двенадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Шестнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом двенадцатого элемента 4-2 И 4 ИЛИ и шестым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Семнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Восемнадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом тринадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Девятнадцатый настроечный вход устройства соединен с седьмым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и пятым входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. Двадцатый настроечный вход устройства соединен с восьмым входом четырнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ и шестым входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. В устройстве (20)-й настроечный вход соединен с (6)-м входом пятнадцатого элемента 4-2 И-4 ИЛИ. На фигуре представлена схема устройства для вычисления аддитивно симметрических булевых функций. Устройство содержит пятнадцать элементов 4-2 И-4 ИЛИ 1-15, три блока вычисления веса двоичных кодовых комбинаций 16, 17 и 18, девять информационных входов 19-27,двадцать два настроечных входа 28-49 и один выход 50. Поясним принцип построения и работы устройства. 4 Обозначим( ,, ,) - некоторый кортеж длины , содержащий только эле менты 0, 1, и 0. Булева функция,(х 1, х 2 х), называется симметрической (с.б.ф.), если она симметрична относительно любой пары переменных из . Нетривиальная частичная симметрия индуцирует разбиение вектора переменных(х 1, х 2 х) частично симметрической булевой функции (ч.с.б.ф.)накортежей Х, Х 2 , 1. При этомсимметрична относительно любой пары переменных, принадлежащих одному и тому же кортежу , 1. В классе ч.с.б.ф. выделяется подкласс функций, обладающих так называемой аддитивной симметрией. Пусть- ч.с.б.ф., зависящая откортежей попарно симметрических перемен Определение 1. Частично симметрическая булева функцияобладает аддитив Определение 2. Свернутым локальным кодом а.с.б.ф.называется двоичный вектор(0, 1 ), в котором элементравен значениюна наборах переменных из , 2 , удовлетворяющих условию Предлагаемое устройство реализует 212224194304 аддитивно симметрические булевы функции(1, 2, 3) девяти переменных при настройке сигналами из множества 0, 1, где Х 1(х 1, х 2, х 3), Х 2(х 4, х 5, х 6), Х 3(х 7, 8, 9). При этом вектором настройки устройства на реализацию конкретной а.с.б.ф.является ее свернутый локальный код(0, 1 2). Согласно (1) некоторый элемент , 021, локального кодаравен значению а.с.б.ф.на наборах переменных из Х 1, Х 2, Х 3 при условии 4(1 х 2 х 3)2(х 4 х 5 х 6)х 7 х 8 х 9. Устройство (фигура) работает следующим образом. На информационные входы 19, 20 и 21 подаются двоичные переменные х 1, х 2 и х 3 кортежа 1 (в произвольном порядке), на информационные входы 22, 23 и 24 - двоичные переменные х 4, х 5 и х 6 кортежа Х 2 (в произвольном порядке), на информационные входы 25,26 и 27 - двоичные переменные х 7, 8 и х 9 кортежа Х 3 (в произвольном порядке), на настроечные входы 28, 29 49 - соответственно компоненты 0, 1 21 локального кода а.с.б.ф.(1, 2, 3), значения которой реализуются на выходе 50 устройства. Достоинствами устройства являются простая конструкция, высокое быстродействие и широкие функциональные возможности. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6