Вычислительное устройство унитарных кодов по модулю три

/ соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два И первым входом третьего элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй вход которого соединен со вторым входом второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ И выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, отличающееся тем, что содержит третий и Четвертый элементы ЗАПРЕТ, вход запрета (2 3)-го из которых соединен с 3-м входом мажоритарного элемента с порогом два и со входом устройства равно нулю 3-го операнда, вход устройства равно двум 3-го операнда соединен с первым прямым входом (2 3)-го элемента ЗАПРЕТ, второй прямой вход которого соединен с(1 3)-м управляющим входом устройства, а выход - с (2 3)-м входом мажоритарного элемента с порогом два и с третьим входом 3-го элемента ИЛИ-НЕ.Изобретение относится К области вычислительной техники и микроэлектроники и может быть использовано для построения средств аппаратурного контроля и Цифровых устройств, работающих в системе остаточных классов.Известно вычислительное устройство, которое содержит два элемента ЗАПРЕТ, два элемента ИЛИ-НЕ, мажоритарный элемент с порогом два, три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, два управляющих входа, четыре информационных входа и три выхода 1. Сложность устройства по числу входов логических элементов равна 20, а быстродействие,определяемое глубиной схемы, равно 313, где т - усредненная задержка на один логический элемент.Недостатком известного вычислительного устройства являются низкие функциональные возможности. Вычислительное устройство, как и изобретение, выполняет операцию А Вт 5 в унитарных кодах по модулю три, а также содержит два элемента ЗАПРЕТ,два элемента ИЛИ-НЕ, мажоритарный элемент с порогом два и три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ.Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим решением к предлагаемому устройству является вычислительное устройство унитарных кодов по модулю три, которое содержит два элемента ЗАПРЕТ, два элемента И, два элемента ИЛИ-НЕ, мажоритарный элемент с порогом два, три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, один управляющий вход, четыре информационных входа и три выхода 2.Выход 3-го (3 1, 2) элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с 3-м выходом устройства. Первый вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с первым входом второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и с выходом первого элемента ИЛИ-НЕ, второй вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с первым входом третьего элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и с выходом мажоритарного элемента с порогом два. Второй вход второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен со вторым входом третьего элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ. Вход равно нулю 3-го операнда соединен с 3-м входом 3-го элемента И, с прямым входом 3-го элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и с 3-м входом мажоритарного элемента с порогом два. Инверсный вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с инверсным входом второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, со вторым входом первого элемента И, с первым входом второго элемента И и с управляющим входом устройства. Выход 3-го элемента И соединен с первым входом (2 3)-го элемента ИЛИ-НЕ. Второй вход 3-го элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом 3-го элемента ЗАПРЕТ. Третий вход 3-го элемента ИЛИ-НЕ соединен с входом равно двум 3-го операнда и с (2 3)-м входом мажоритарного элемента с порогом два. Сложность вычислительного устройства по числу входов логических элементов равна 24,а быстродействие - 313, где т - задержка на логический элемент.Недостатком вычислительного устройства - прототипа являются низкие функциональные возможности, поскольку оно ориентировано на реализацию операций А В 5 (шоб 3) и А - В К (шоб 3). Как и изобретение, устройство-прототип содержитИзобретение направлено на решение технической задачи - расширение функциональных возможностей вычислительного устройства за счет выполнения операций сложения А Вт 5 (шоб 3) и вычитания А - Вт К (шоб 3) в унитарных кодах.Вычислительное устройство унитарных кодов по модулю три содержит два элемента ЗАПРЕТ, два элемента И, два элемента ИЛИ-НЕ, Мажоритарный элемент с порогом два и три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход 1-го, где 1 1, 2, 3, из Которых соединен с 1-111 выходом устройства.Вход устройства равно нулю 3-го, где 3 1, 2, операнда соединен с 3-м входом мажоритарного элемента с порогом два, прямым входом 3-го элемента ЗАПРЕТ и 3-м входом 3 го элемента И, (3 3)-й вход которого соединен с первым управляющим входом устройства и входом запрета 3-го элемента ЗАПРЕТ.Выход 3-го элемента ЗАПРЕТ соединен с 3-м входом 3-го элемента ИЛИ-НЕ, (3 3)-й вход которого соединен с выходом (3 3)-го элемента И, выход первого элемента ИЛИНЕ соединен с первыми входами первого и второго элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ.Второй вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два и первым входом третьего элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ,второй вход которого соединен со вторым входом второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и выходом второго элемента ИЛИ-НЕ.В отличие от прототипа устройство содержит третий и четвертый элементы ЗАПРЕТ,вход запрета (2 3)-го из которых соединен с 3-м входом мажоритарного элемента с порогом два и с входом устройства равно нулю 3-го операнда.Вход устройства равно двум 3-го операнда соединен с первым прямым входом(2 3)-го элемента ЗАПРЕТ, второй прямой вход которого соединен с (1 3)-м управляющим входом устройства, а выход - с (2 3)-м входом мажоритарного элемента с порогом два и с третьим входом 3-го элемента ИЛИ-НЕ.На чертеже (фигура) представлена схема вычислительного устройства унитарных кодов по модулю три. Вычислительное устройство содержит четыре элемента ЗАПРЕТ 14,два элемента И 5 и 6, два элемента ИЛИ-НЕ 7 и 8, мажоритарный элемент с порогом два 9,три элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 10, 11 и 12, три управляющих входа 13, 14 и 15, четь 1 ре информационных входа 1619 и три выхода 20, 21 и 22.Вычислительное устройство унитарных кодов по модулю три работает следующим образом. На информационные входы 16 и 17 устройства поступают разряды равно нулю и равно двум первого операнда А (ад, а 1, а 2), на входы 18 и 19 - разряды равно нулю и равно двум второго операнда В (Ьо, Ь 1, Ь 2), где ао, а 1, а 2, Ьо, Ь 1, Ь 2 Е О, 1. При этом 211 1 и Ьк 1 тогда и только тогда, когда А 1 (шоб 3) и В 1 (шоб 3), где 1 О, 1, 2.На управляющие входы 13, 14 и 15 подаются значения логических переменныхЕсли 113 О, то на выходах вычислительного устройства 21, 20 и 22 формируется унитарный двоичный код 5 (50, 51, 52) результата выполнения операции А Вт 5 (шо 3) если 113 1, то на выходах вычислительного устройства 20, 22 и 21 формируется унитарнь 1 й двоичный код К (11), 11, 12) результата выполнения операции А - Вт К (шоб 3), где 50, 51, 52, 10, 11, 12 Е О, 1. Причем 51 1 и 11 1 тогда и только тогда, когда А Вт 1 (шоб 3) и А - Вт 1 (шоб 3) соответственно, где 1 О, 1, 2.Первообразные функции вычислительного устройства унитарных кодов по модулю три имеют вид133011, 112, 113) Г 011, 210, 212)/ 113 210 / 113 ЬО м 3012, ЬО, Ь 2)/ 113 210 / 113 ЬО , 2 где 011, 210, 212) 111210212 , 3012, Ьо, Ь 2) 112 Ь 0 Ь 2 , М 4(а 0, ЬО, Г, 5) - функция, реализуемая на выходе 4-входового мажоритарного элемента с порогом два, т.е.Работа вычислительного устройства унитарных кодов по модулю три описывается таблицей истинности логических функций 50, 51, 52, го, 11 и 12 (таблица).Отметим, что при реализации операции возведения в степень возникает неопределенность вида 00. Так как в модулярной арифметике О р (шоб р), то 00 рр О (шоб р). Следовательно, здесь 00 О (шоб 3).Основными достоинствами вычислительного устройства унитарных кодов по модулю три являются Широкие функциональные возможности, поскольку устройство реализует операции сложения А Вт 5 (шоб 3) и вычитания А Вт К (шоб 3).Кроме того, устройство имеет небольшую конструктивную сложность (по числу входов логических элементов), равную 30, а его быстродействие, определяемое глубиной схемы, составляет 31, где т - задержка на логический элемент. При этом число внешних выводов устройства равно десяти.Вь 1 числительное устройство унитарных кодов по модулю три Таблица 1Унитарный двоичный Унитарный двоичный Унитарный двоичный код первого операнда код второго операнда код результата слоВ (Ь 0 Ь 1 Ь 2) ЖеНИя 5 (во, 51, 52)Ш) 2 Ш мм щиты ЧСЬ ИЧЬ,Иа 5 ЛИВЙ ыютш гжюаш Щдшб ТДШН штш ШЬ шила шк Рея Ршя аРИ аРИ Т Н Т Н иДе иД Но Ноа кж т У Ук Шш Шш Ь Ь Н Н шиш ш 610 же Ешь вш Д Ь Д шюш шт шиш шт рО 010 шшв ты Д Д НО НО Ук Ук Йа Йа Щ Щ ЧМ чш Иеа ИВ п, юп Дощ До Шт м 010. рр ае ае ПА мы о Д Д НО НО Ук Ук т т Н Н Г Г И И с с е е Ь О Ш их Ю юл я я л л В В И 3 И 13 п 1 1110 п и 1 ООООО У У