Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных

Номер патента: 17699

Опубликовано: 30.12.2013

Автор: Супрун Валерий Павлович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПОЛИНОМИАЛЬНЫХ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ ДЕСЯТИ ПЕРЕМЕННЫХ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Автор Супрун Валерий Павлович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных, характеризующееся тем, что содержит первый и второй элементы СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с первого по шестой элементы И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом два, мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть и мажоритарный элемент с порогом восемь, -й вход которого, где 1, 2 10, соединен с -м входом устройства, с -м входом первого элемента И, с -м входом мажоритарного элемента с порогом два, с -м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, с -м входом мажоритарного элемента 17699 1 2013.12.30 с порогом шесть и с -м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход которого соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, с первым входом третьего, пятого и шестого элементов И и с первым выходом устройства, второй выход которого соединен с выходом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два и со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре,выход которого соединен с третьим выходом устройства, четвертый выход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом четыре, со вторым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с первым инверсным входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре и со вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с пятым выходом устройства, шестой выход которого соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом шесть, с третьим входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с третьим входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре и со вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с седьмым выходом устройства, восьмой выход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом восемь, с четвертым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, со вторым инверсным входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, с инверсным входом второго,третьего, четвертого и пятого элементов И и со вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с девятым выходом устройства, десятый выход которого соединен с пятым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и с выходом первого элемента И. Изобретение относится к области вычислительной техники и микроэлектроники и предназначено для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных. Известно устройство для вычисления фундаментальных симметрических булевых функцийпеременных, содержащее при 10 три элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, элемент И, мажоритарный элемент с порогом восемь и мажоритарный элемент с порогом десять 1. Известное и заявляемое устройства содержат элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и мажоритарный элемент с порогом восемь. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку устройство не позволяет вычислять полиномиальные симметрические булевы функции десяти переменных. Наиболее близким по функциональным возможностям и конструкции техническим решением к предлагаемому устройству является устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных, которое содержит элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом пять, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом восемь, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом девять, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом одиннадцать, элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, десять информационных и восемь настроечных входов,выход 2. Устройство-прототип и заявляемое устройство содержат элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре и элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход которого соединен с выходом устройства. Недостатком устройства-прототипа являются ограниченные функциональные возможности, поскольку устройство не позволяет одновременно вычислить (реализовать) все 10 полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных. 2 17699 1 2013.12.30 Изобретение направлено на решение технической задачи расширения функциональных возможностей устройства за счет одновременного вычисления (реализации) всех десяти полиномиальных симметрических булевых функций, зависящих от десяти переменных. Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных характеризуется тем, что содержит первый и второй элементы СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с первого по шестой элементы И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом два, мажоритарный элемент с порогом четыре, мажоритарный элемент с порогом шесть и мажоритарный элемент с порогом восемь. Причем -й вход мажоритарного элемента с порогом восемь, где 1,210, соединен с -м входом устройства, с -м входом первого элемента И, с -м входом мажоритарного элемента с порогом два, с -м входом мажоритарного элемента с порогом четыре, с -м входом мажоритарного элемента с порогом шесть и с -м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Выход первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, с первым входом третьего, пятого и шестого элементов И и с первым выходом устройства. Второй выход устройства соединен с выходом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом два и со вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре,выход которого соединен с третьим выходом устройства. Четвертый выход устройства соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом четыре, со вторым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с первым инверсным входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре и со вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с пятым выходом устройства. Шестой выход устройства соединен с выходом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом шесть, с третьим входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, с третьим входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре и со вторым входом пятого элемента И, выход которого соединен с седьмым выходом устройства. Восьмой выход устройства соединен с выходом мажоритарного элемента с порогом восемь, с четвертым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, со вторым инверсным входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре, с инверсным входом второго, третьего, четвертого и пятого элементов И и со вторым входом шестого элемента И. Выход шестого элемента И соединен с девятым выходом устройства, десятый выход которого соединен с пятым входом второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА и с выходом первого элемента И. Основной технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей устройства для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных. Названный эффект достигается путем введения в логическую схему устройствапрототипа новых логических элементов (мажоритарных элементов с порогами два, четыре, шесть и восемь), а также изменением связей между элементами в логической схеме устройства. На фигуре представлена логическая схема устройства для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных. Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных содержит два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 1 и 2, мажори 3 17699 1 2013.12.30 тарный элемент с порогом два 3, мажоритарный элемент с порогом четыре 4, мажоритарный элемент с порогом шесть 5, мажоритарный элемент с порогом восемь 6, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с порогом четыре 7, шесть элементов И 8, 9 13, десять входов 14,15 23 и десять выходов 24, 25 33. Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных работает следующим образом. На входы устройства 14, 15 23 поступают (в произвольном порядке) значения переменных 1, 2, , 10. На выходах устройства 24, 25 33 реализуются полиномиальные симметрические булевы функции 110, 210, , 1010 соответственно. Поясним принцип построения и работы устройства для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных. Известно, что произвольная симметрическая булева функцияпеременных(1, 2, , ) с рабочими числами 1, 2, ,(0) принимает значение 1 на тех и только тех наборах значений переменных 1,2 которые содержат ровно(1, 2 ) единиц. Симметрическая булева функцияс рабочими числами 1,2 обозначается через 1, 2. Если 1, то симметрическая булева функцияназывается фундаментальной (или элементарной). Симметрическая булева функция(1,2) называется полиномиальной, если ее полином Жегалкинасодержит(число сочетаний изпо ) элементарных конъюнкций ранга , где 1. Такая булева функция обозначается через. Полиномиальные симметрические булевы функции десяти переменных 10,где 1, 2, , 10 и 1, 2, , 10, выражаются через фундаментальные симметрические булевы функции 110, 210, , 1010 посредством формул 1 3 5 7 911010101010 ,10 2 2 3 6 7 10101010101010 ,3 3 7 4 4 5 6 7101010 ,1010101010 ,5 5 7 6 6 7101010 ,101010 ,7 7 8 8 9 101010 ,10101010 , 9 9 9 1010 и 1010 . 10 При синтезе заявляемого устройства (фигура) были использованы следующие аналитические представления реализуемых полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных 2 2 4 6 8110 ,101010101010 ,10 17699 1 2013.12.30 1, если 123456789106,6 100 в противном случае,1, если 123456789108,8 100 в противном случае, 1012345678910 . Основным достоинством заявляемого устройства являются широкие функциональные возможности, поскольку устройство позволяет одновременно реализовать (вычислить) все 10 полиномиальных симметрических булевых функций, зависящих от десяти переменных. Кроме того, устройство имеет относительно невысокую конструктивную сложность,которая (по числу входов логических элементов) равна 82. Устройство, как и устройствопрототип, имеют одинаковое быстродействие, определяемое глубиной схемы, и равное 2,где- задержка на один логический элемент. Источники информации 1. Патент РБ 2117, МПК 06 7/00, 1998. 2. Патент РБ 13969, МПК 06 7/00, 2011 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: G06F 7/00

Метки: булевых, переменных, полиномиальных, устройство, функций, десяти, вычисления, симметрических

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-17699-ustrojjstvo-dlya-vychisleniya-polinomialnyh-simmetricheskih-bulevyh-funkcijj-desyati-peremennyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для вычисления полиномиальных симметрических булевых функций десяти переменных</a>

Похожие патенты