Многофункциональный логический модуль

(71) Заявитель Белорусский государственный университет (ВУ)(73) Патентообладатель Белорусски государ ственный университет (ВУ)Многофункциональный логический модуль, содержащий семь элементов И, маж ритарный элемент с порогом два и два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, первый вх д первою из которых соединен с первым настроечньхм входом модуля, 1-й (1 2, 3,, 7) настроенный вход которою соединен с первым входом (1-1)-го элемента И, выход которого соед нен с 1 м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход которого соед нен с выходом модуля, 1-й (1 1, 2, 3) информационный вход которого соединен с к-ми входами седьмого элемента И, первого мажоритарного элемента с порогом два и второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход которого соединен со вторым входом ого элемента И, отличающийся тем, что содержит третий элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОД ЛЮ ДВА, Ш 30второй мажоритарный элемент с порогом два и с восьмого по семнадцатый элементы И, первый вход д-го (1 8, 9,, 16) из которых соединен с -м настроечным входом моду 451,. а выход соединен с д-м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, (13)- информаионньтй вход модуля соединен с К-ми входами третьего элемента СЛОЖЕНИЕ ПОМОДУЛЮ ДВА, второго мажоритарного элемента с порогом два и семнадцатого элемента И, ыход седьмого элемента И соединен со вторыми входами тринадцатого, четырнадцатого, пя надцатого,шестнадцатого элементов И, с инверсными входами девятого, десятого, двенадцат го элементови с первым инверсным входом одиннадцатого элемента И, выход первого ажоритарного элемента с порогом два соединен со вторыми входами девятого, десятого, оди надцатого и двенадцатого элементов И, выход второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ВА соединен со вторыми входами четвертого, шестого и восьмого элементов И, выход се надцатого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И, с третьими входам восьмого,двенадцатого и Шестнадцатого элементов И, с инверсными входами второго, шесто о,пятнадцатого элементов И и со вторым инверсным входом одиннадцатого элемента И, вы од второго мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом второго элементаИ, с третьими входами шестого, одиннадцатого и пятнадцатого элементов И, выход тр тьего элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен со вторым входом первого эле ента И, с третьими входами пятого, десятого и четырнадцатого элементов И. 3- Изобретение относится к микроэлектроникеи вычислительной технике и преднащначен для вычисления частично симметрических булевых функций шести переменных. Э р Известен многофункциональный логический модуль для вычисления симметричеЬких булевых функций шести переменных, содержащее два полусумматора, девятнадцать эле ентов И,семь элементов СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, шесть информационных входов, семь настроечных входов И выход 1. д Недостатком известного многофункционального логического модуля для вычисления симметрических булевых функций является низкие функциональные возможности. Наиболее близким по конструкции и. функциональным возможностям к предлаг емому является многофункциональный логический модуль для вычисления симметрическт/с булевых функций шести переменных, содержащее два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА,. мажоритарный элемент с порогом два, мажоритарный элемент с порогом четыре, семь элементов И, шесть информационных входов, семь настроечных входов и выход 2.4 Недостатком известного многофункционального логического модуля для вычисления симметрических булевых функций является низкие функциональные возможности, так иак оно не реализует частично симметрические булевы функции. 1 Изобретение направлено на решение технической задачи расширения функц ональных возможностей многофункционального логического модуля (устройства для в числения симметрических булевых функций четырех переменных) за счет вычисления (ре изации) булевых функций, обладающих частичной симметрией. Многофункциональный логический модуль содержит семь элементов И, мажоритарный элемент с порогом два и два элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Первый вход первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен с первым настроечньтм входом модуля, 1 й (1 2,3,,7) настроечный вход которого соединен с первым входом (1-1)-го элемента И,выход которого соединен с й-м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. Выход первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен с выходом модуля, К-Й(к 12,3) информационный вход которого соединен с К-ми входами седьмого эл мента И,первого мажоритарного элемента с порогом два и второго элемента СЛОЖЕ ИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, выход которого соединен. со вторым входом пятого элемента И. В личие от прототипа содержит третий элемент СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, второй мажщитарный элемент с порогом два и с восьмого по семнадцатый элементы И. Первый вход -го(1 8,9,,16) из которых соединен ум настроечным входом модуля, а выход соединен с 3-м входом первого элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА. (13)-й информационный вход модуля соединен с 1-ми входами третьего элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА, второго мажоритарного элемента с порогом два и семнадцатого элемента И. Выход седьмого элементаИ соединен со вторыми входами тринадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого элементов И, с инверсными входами девятого, десятого, двенадцатого элементов И и с первым инверсным входом одиннадцатого элемента И. Выход первого мажоритарного элемента с порогом два соединен со вторыми входами девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И. Выход второго элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен фо вторыми входами четвертого, шестого и восьмого элементов И. Выход семнадцатого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента И, с третьими входами восьмого, двенадцатого и шестнадцатого элементов И, с инверсными входами второго, шестого, пятнадцатогоэлементов И и со вторым инверсным входом одиннадцатого элемента И. Выход второго маж ритарного элемента с порогом два соединен со вторым входом второго элемента И, с третьи входами шестого, одиннадцатого и пятнадцатого элементов И. Выход третьего элемента р ОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА соединен со вторым входом первого элемента И, с третьими входам пятого, десятого и четырнадцатого элементов И. - Основной технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей многофункционального логического-модуля за счет вычисления (реализации) булевых функций, обладающих частичной симметрией шести переменных. Назван ый технический результат достигается путем увеличения числа настроечных входов и увелич, нием числа логических элементов, а также изменением межсоединении в логической схеме устройства. На фигуре представлена схема многофункциональногологического модуля. д . Многофункциональный логический модуль содержит три элемента СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА 12,3, два мажоритарных элемента с порогом 4,5, семнадцать э ементов И 6,7,22, шесть информационных входов 23,24,28, шестнадцать настроечдых входов 2930,,44 И выход 45. 3 Многофункциональный логический модуль работает следующим образом. На нформационные входы 23,24,,28 поступают двоичные переменные хд,х,,х 6 на настрое ные входы 2930,,44 - сигналы настройки иоц 1,,и 15, значения которых принадлежат множес ву О,1. На выходе 45 модуля реализуется частично симметрическая булева функция Р Х 1 ) определяемая вектором настройки П (по, и 1,,и 15), где Х 1 Х классы симметрии и Хр х 1,х,х 3 и Х х 4,х 5,х 6. Первообразная многофункционального логического модуля имеет следующий в Р(х 1 х,, ха, по, 11 , 1115) по Ф 111(х 4 Ф х 5 Ф х 6)Ф 3 Ф и(Е у Е / (х 4 х 5 / х 4 х 6 х/ х 5 х 6)Ф 113 х 4 х 5 х 6 Ф 114(х 1 Ф х Ф х 3)Ф А Ф 115(х 1 Ф х Ф х 3)(х 4 Ф х 5 Ф х 6)Ф Ф 116(х 1 Ф х Ф хз) (Е х/ Д х/ Джщхд х/ х 4 х 6 х/ х 5 х 6)Ф Ф 117(х, Ф х Ф х 3)х 4 х 5 х 6 Ф вы Е х/ (х 1 х х/ хдх х/ хх 3)Ф В 11 У Е У Е)(41 Х 2 У 341343 У Х 2 Х 3) (7449 Х 5 59 7409 59 И У Я У(Х 1 Х 2 У 4174 з У 742743)У Д У (744345 У Х 4 Хв У Х 5 Х 6) 9 о э м У Е У (Х 1 Х 2 У хтхз У Х 274 з)744454 в 69 12741742743 9 В 113741742743044 9 745 9 Х 6) 14 Х 1 Х 2 Х 3(Д У Е У (344745 У Х 4746 У 74574059 Ф 1115 х 1 хх 3 х 4 х 5 х 6. т Поясним алгоритм настройки многофункционального логического модуля Частично симметрическая булева функция Р Р(Х 1,Х), где Х х 1,х,х 3 и Х х 4,х 5,х 5, цназывается иначе бисимметрической. Булева функция Р Р(Х 1 Х) представима в видепеременных множества Хд, рабочее число которой равно (1 1,2 О 3 5 3) щ е О 1 1 01,,15.БУЛСВ вектор (МГ) (шош 1,а 15) Называется двоичным кодом симметрической булевой функции Р Р(Х 1,Х 2).Наряду с ( 1) существует полиномиальное разложение бисимметрической булевой функции Р(Х 1 Х 2) следующего вида кРшьха) поЕ 9(Х 1)Е 2(Х 2)Ф ицвжхдвдхде и 2 Е 2(х.)Е(х 2)е В зЕ)(Х 1)Е(Х 2) 4 Е(Х 1)Е)(Х 2) 5 Е(Х 1)Е(Х 2) Ф НвЕцХЙЕДХНФ 7 Е(Х 1)Е(Х 2)9 ЕЖХЙЕКХЦФ 9 119 Е(ХОЕ(Х 2) 111 оЕ(Х 1)Е(Х 2) 1111(Хл)Е(Х 2) 9 1112 Е(Х 1)Е)(Х 2) 1 зЕ(Х 1)Е(Х 2) 114 Е(Х 1)Е(Х 2) 93 15 Е(Х 1)Е(Х 2) Где 452041) 5 1 Е(Х 1) Х 1 Х 2 9 Хзэ Е(Х 2). Х 4 9 Х 5 9 Хе,Е(Х 1) х 1 х 2 Вх 1 х 3 ЕВ хдхд ,Е(Х 2) х 4 х 5 (Вхдхб 6 Вх 5 и 5 ,Е(Х 1) х 1 х 2 х 3 ихдхдхб,Здесь (КР) (ц 0,и 1,и 15) - вектор коэффициентов полиномиального разложения (2) функ ции Р. . При этом компоненты векторов (Р) и и(Р) связаны между собой следующими формуламиНа фигуре ПРСДСТЗВЛСНЗ ЛОГИЧВСКЯЯ схема МНОГОФУНКЦИОНЗЛЬНОГО ЛОГИЧОСКОГО МОДУЛЯ, СИН тезированная по формуле (4). . Поясним принцип работы многофункционального логического модуля на следующемпримере. Допустим, требуется реализовать лчислить) булеву функцию Р(Х 1 Х 2) 5 (Х 1 У 742 У Хз) хд УУ ХЭУ Х 1 Х 2 Х 3(Х 4 У х 5 У Ха). Очевидно, что Р бисимметрическая булева функция и Р Р(Х 1 Х 2), где Х К 1 Х 2 Х 3.И Х 5 х 4 х 5 х 6.В таком случае разложение (1) принимает вид .