Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций n переменных

Номер патента: 15624

Опубликовано: 30.04.2012

Автор: Авгуль Леонид Болеславович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ МОДУЛЯРНЫХ СИММЕТРИЧЕСКИХ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙПЕРЕМЕННЫХ(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(72) Автор Авгуль Леонид Болеславович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научнотехнический центр ДЭЛС(57) Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 12, 13, 14, , содержащее блок вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 6-6, выход которого соединен с выходом устройства, а его -й информационный вход, где 1,, соединен с -м информационным входом устройства, отличающееся тем, что содержит семь блоков вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, выход -го из которых, где 15624 1 2012.04.301, 7 , соединен с -м настроечным входом блока вычисления модулярных симметриче ских булевых функцийпеременных,-й информационный вход, где 1,, соединен с -м информационным входом устройства первый настроечный вход устройства соединен с первым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и вторым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных второй настроечный вход устройства соединен со вторым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, пятым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и третьим настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных третий настроечный вход устройства соединен с третьим настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, седьмым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и четвертым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных четвертый настроечный вход устройства соединен с четвертым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и пятым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных пятый настроечный вход устройства соединен с пятым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых 2 15624 1 2012.04.30 функций - переменных, первым настроечным входом пятого блокавычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных и шестым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных шестой настроечный вход устройства соединен с шестым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, первым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и седьмым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных седьмой настроечный вход устройства соединен с седьмым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, третьим настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и первым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано для построения широкого класса цифровых устройств. Известно устройство для вычисления симметрических булевых функцийпеременных, содержащее многофункциональный логический модуль синформационными входами (1, 2, 3, ) и 1 многофункциональных логических модулей с информационными входами 1. Устройство реализует симметрические булевы функциипеременных, включая модулярные симметрические булевы функции. Недостатком устройства является высокая конструктивная сложность. Наиболее близким по конструкции и функциональным возможностям техническим решением к предлагаемому является устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, содержащее блок вычисления симметрических булевых функций -1 переменной (- величина модуля), -1 групп элементов 2-2 И-2 ИЛИ поэлементов в каждой,-1 элементов НЕ,информационных входов, настроечных входов и один выход 2. Недостатком устройства является низкое быстродействие, определяемое большой глубиной схемы. Изобретение направлено на решение задачи повышения быстродействия устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных. Названный технический результат достигается путем введения в состав устройства семи блоков для вычисления модулярных симметрических булевых функций, а также изменением межсоединений элементов в схеме устройства. 15624 1 2012.04.30 Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 12, 13, 14, , содержит блок вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, где 6-6, выход которого соединен с выходом устройства, а его -й информационный вход, где 1,, соединен с -м информационным входом устройства. В отличие от прототипа, устройство содержит семь блоков вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, выход -го из которых, где 1, 7 , соединен с -м настроечным входом блока вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных, а -й информационный вход, где 1,, соединен с-м информационным входом устройства. Первый настроечный вход устройства соединен с первым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных,седьмым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, четвертым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и вторым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Второй настроечный вход устройства соединен со вторым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных,первым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и третьим настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Третий настроечный вход устройства соединен с третьим настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных,вторым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, шестым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и четвертым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Четвертый настроечный вход устройства соединен с четвертым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом пятого блока вычисления моду 4 15624 1 2012.04.30 лярных симметрических булевых функций - переменных, шестым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и пятым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Пятый настроечный вход устройства соединен с пятым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, первым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, седьмым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и шестым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Шестой настроечный вход устройства соединен с шестым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, третьим настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций- переменных, вторым настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, первым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и седьмым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. Седьмой настроечный вход устройства соединен с седьмым настроечным входом первого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных,шестым настроечным входом второго блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, пятым настроечным входом третьего блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, четвертым настроечным входом четвертого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций переменных, третьим настроечным входом пятого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных, вторым настроечным входом шестого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных и вторым настроечным входом седьмого блока вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных. На фигуре представлена схема устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных. Устройство содержит семь блоков вычисления модулярных симметрических булевых функций - переменных 1-7, блок вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных 8,информационных входов 91-9, семь настроечных входов 1016, выход 17. Поясним принцип построения и работы предлагаемого устройства. Пусть( ,) - некоторый кортеж длины , содержащий только элементы 0, 1, и 0. Булева функция,(1, 2, , ), называется симметрической (с.б.ф.), если она симметрична относительно любой пары переменных из . 15624 1 2012.04.30 С.б.ф. ФФ,(1, 2, , ), называется модулярной, если ее значение на любом наборе переменных изоднозначно определяется весом(12)двоичной кодовой комбинации по модулю ,Ф 1 ,0 Ф 1 ,0,где, 0, 0,. М.с.б.ф. ФФ может быть задана р-разрядным модулярным локальным кодом(Ф)(0, 1, , -1),1 0 гдеФ(,),, 0,0,1 . Один и тот же модулярный локальный код(Ф) могут иметь м.с.б.ф., зависящие от различного числапеременных. Количество различных м.с.б.ф.переменных не зависит от , а определяется только величиной модуляи равно 2. Модулярная симметрическая булева функцияпеременных ФФ( ) ,0,1 ,называется фундаментальной (ф.м.с.б.ф.), если 1, если ( 12) ФФ( )0, если (12),где- величина модуля. В дальнейшем будем рассматривать м.с.б.ф. ФФ, заданные своим модулярным локальным кодом (Ф)(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) только для величины модуля 7. Произвольная м.с.б.ф. ФФпеременных может быть однозначно представлена посредством ф.м.с.б.ф в виде Ф(1 ) - ф.м.с.б.ф. отпеременных. Локальные коды функций (2) могут быть определены из локального кода (Ф) м.с.б.ф. ФФ Первообразной функцией многофункционального логического модуля называется логическое (булево) выражение, устанавливающее связь между реализуемой на выходе модуля булевой функцией и элементами вектора входных переменных и вектора настройки. Многофункциональные логические модули, реализующие только все 2 м.с.б.ф.переменных (для рассматриваемой величины модуля ), назовем модулярными. Такие моду 6 15624 1 2012.04.30 ли являются универсальными в классе м.с.б.ф. и имеютинформационных входов инастроечных входов. Модулярные логические модули, вектором настройки которых на реализацию конкретной м.с.б.ф. ФФ является ее локальный код (Ф)(0, 1, , -1), назовем модулями -типа. Пусть (, ((, (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) - первообразная функция модуля-типа, реализующего все м.с.б.ф.переменных при 7. При описании модулей -типа как черных ящиков в качестве первообразной функции (, ( может выступать выражение (1), т.е.(, (Ф. 6 Первообразные функции всех модулей -типа, независимо от их конкретной структуры (схемотехнической реализации), путем тождественных преобразований могут быть сведены к виду (4), поскольку м.с.б.ф. ФФ однозначно определяется вектором (Ф). Из анализа выражений (1), (2) и (4) следует, что произвольная м.с.б.ф.переменных ФФ может быть реализована на выходе модуля -типа, имеющегоинформационных входов (на них подаются двоичные переменные 1 -из 1) и семь настроечных входов, на которые в качестве сигналов настройки должны подаваться значения остаточных м.с.б.ф. 0(2) - 6(2) на соответствующих наборах переменных из 2. В связи с этим первообразную функцию модуля -типа синформационными входами можно представить посредством первообразной функции модуля -типа синформационными входами(, ((1, 0(2), 1(2), , 6(2. Тогда, принимая во внимание (3), каждую м.с.б.ф.(2),0, 6 , можно реализовать модулем -типа с - информационными входами, а именно 0 ( 2 )( 2 , (0 ) )( 2 , 0 , 1 , 2 , 3 ,4 , 5 , 6 )0 Ф 0( 2 )1 Ф 1( 2 )2 Ф 2( 2 )3 Ф 3( 2 ) Следовательно, с учетом (5) первообразная функция примет вид(, (Ф(1, -(2, (0, -(2, (1, , -(2, (6. Таким образом, согласно (6) устройство для вычисления м.с.б.ф.переменных (модулярный логический модуль -типа синформационными входами) может быть построено по двухуровневой каскадной схеме, а именно первый уровень - модулярный логический модуль -типа синформационными входами (на них подаются переменные кортежа 1), выход которого соединен с выходом устройства второй уровень - семь модулярных логических модулей -типа с - информационными входами (на них подаются переменные кортежа 2), а их выходы соединены соответственно с настроечными входами модуля первого уровня. При этом настроечные входы устройства в целом организуются путем отождествления настроечных входов модулей второго уровня в соответствии с (3). Предлагаемое устройство построено в соответствии с первообразной функцией (6) и при настройке сигналами из множества 0, 1 реализует сто двадцать восемь м.с.б.ф.переменных при величине модуля р 7. Вектором настройки устройства на реализацию конкретной м.с.б.ф ФФ является ее модулярный локальный код (Ф). Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций (фигура) работает следующим образом. На информационные входы 91-9 подаются двоичные переменные 1- (в произвольном порядке), на настроечные входы 10-16 - соответственно компоненты 0-6 модулярного локального кода (Ф)(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6) м.с.б.ф. ФФ, значения которой реализуются на выходе 17 устройства. Рассмотренный принцип построения устройств для вычисления м.с.б.ф.переменных позволяет строить многоуровневые структуры модулярных логических модулей -типа. Следует отметить, что количество модулей на каждом уровне постоянно и равно величине модуля. При этом отождествление настроечных входов модулей на каждом уровне осуществляется аналогично, как и для двухуровневой структуры устройства. Достоинствами устройства для вычисления модулярных симметрических булевых функцийпеременных являются высокое быстродействие, простая конструкция, возможность увеличения числа переменных, реализуемых функций. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 8

МПК / Метки

МПК: G06F 7/00

Метки: переменных, функций, устройство, булевых, модулярных, вычисления, симметрических

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/8-15624-ustrojjstvo-dlya-vychisleniya-modulyarnyh-simmetricheskih-bulevyh-funkcijj-n-peremennyh.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для вычисления модулярных симметрических булевых функций n переменных</a>

Похожие патенты