[go: up one dir, main page]

RU2353967C1 - Logical calculator - Google Patents

Logical calculator Download PDF

Info

Publication number
RU2353967C1
RU2353967C1 RU2007139814/09A RU2007139814A RU2353967C1 RU 2353967 C1 RU2353967 C1 RU 2353967C1 RU 2007139814/09 A RU2007139814/09 A RU 2007139814/09A RU 2007139814 A RU2007139814 A RU 2007139814A RU 2353967 C1 RU2353967 C1 RU 2353967C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
elements
parallel
arguments
Prior art date
Application number
RU2007139814/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Васильевич Андреев (RU)
Дмитрий Васильевич Андреев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет"
Priority to RU2007139814/09A priority Critical patent/RU2353967C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353967C1 publication Critical patent/RU2353967C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Logic Circuits (AREA)

Abstract

FIELD: information technologies.
SUBSTANCE: logical calculator is intended for implementation of n simple symmetric Boolean function depending on n arguments - input binary signals- and can be used in computer engineering digital systems as code conversion facility. The device contains n closing keys, n opening keys, n AND elements, n OR elements and n D-triggers.
EFFECT: device functionality enhancement due to implementation of parallel or sequential Boolean functions set depending on sequential or parallel set of specified arguments respectively.
2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.The invention relates to computer technology and can be used to build automation, functional units of control systems, etc.

Известны логические вычислители (см., например, фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2276399, кл. G06F 7/00, 2006 г.), которые реализуют параллельный набор n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов.Logic calculators are known (see, for example, Fig. 1 in the description of the invention to the patent of the Russian Federation 2276399, class G06F 7/00, 2006), which implement a parallel set of n simple symmetric Boolean functions depending on a sequential set of n arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация последовательного набора n простых симметричных булевых функций, зависящих от параллельного набора n аргументов - входных двоичных сигналов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using well-known logical computers is limited functionality due to the fact that the sequential set of n simple symmetric Boolean functions is not implemented, depending on the parallel set of n arguments - input binary signals.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический вычислитель (фиг.1 в описании изобретения к патенту РФ 2282234, кл. G06F 7/57, 2006 г.), который содержит n замыкающих, n размыкающих ключей, n элементов И, n элементов ИЛИ, n D-триггеров и реализует последовательный набор n простых симметричных булевых функций, зависящих от параллельного набора n аргументов - входных двоичных сигналов.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the logic calculator adopted as a prototype (Fig. 1 in the description of the invention to the patent of the Russian Federation 2282234, class G06F 7/57, 2006), which contains n locking, n disconnecting keys , n AND elements, n OR elements, n D-flip-flops and implements a sequential set of n simple symmetric Boolean functions depending on a parallel set of n arguments - input binary signals.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация параллельного набора n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the prototype is limited functionality due to the fact that the parallel set of n simple symmetric Boolean functions is not implemented, depending on a sequential set of n arguments - input binary signals.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации параллельного набора n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов либо последовательного набора этих функций, зависящих от параллельного набора указанных аргументов.The technical result of the invention is the expansion of functionality by providing the implementation of a parallel set of n simple symmetric Boolean functions depending on a sequential set of n arguments - binary input signals or a sequential set of these functions depending on a parallel set of these arguments.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом вычислителе, содержащем n замыкающих, n размыкающих ключей, n элементов И, n элементов ИЛИ и n D-триггеров, первый и второй входы i-го

Figure 00000001
элемента И соединены соответственно с вторым и первым входами i-го элемента ИЛИ, выход i-го замыкающего и выход i-го размыкающего ключей объединены, а их вход управления соединен с первым управляющим входом логического вычислителя, подсоединенного вторым управляющим входом к тактовому входу i-го D-триггера, особенность заключается в том, что выход k-го
Figure 00000002
Figure 00000003
элемента И и выход i-го элемента ИЛИ подключены соответственно к первому входу (k+1)-го элемента И и входу данных i-го D-триггера, неинвертирующий выход которого соединен с входом i-го размыкающего ключа, подсоединенного выходом к первому входу i-го элемента ИЛИ, выход которого соединен с i-ым параллельным выходом логического вычислителя, подключенного i-ым параллельным входом, последовательным входом и последовательным выходом соответственно к входу i-го замыкающего ключа, первому входу первого и выходу n-го элементов И.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a logical computer containing n locking, n opening keys, n AND elements, n OR elements and n D-flip-flops, the first and second inputs of the i-th
Figure 00000001
AND elements are connected respectively to the second and first inputs of the i-th OR element, the output of the i-th closing and the output of the i-th disconnecting keys are combined, and their control input is connected to the first control input of the logic computer connected to the second control input by the i-input th D-flip-flop, the peculiarity is that the output of the kth
Figure 00000002
Figure 00000003
element AND and the output of the i-th element OR are connected respectively to the first input of the (k + 1) -th element And and the data input of the i-th D-flip-flop, the non-inverting output of which is connected to the input of the i-th disconnect key, connected by the output to the first input of the i-th OR element, the output of which is connected to the i-th parallel output of the logic computer connected by the i-th parallel input, serial input and serial output, respectively, to the input of the i-th closing key, the first input of the first and the output of the nth elements I.

На фиг.1 и фиг.2 представлены соответственно схема предлагаемого логического вычислителя и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.Figure 1 and figure 2 presents, respectively, a diagram of the proposed logical computer and timing diagrams explaining the principle of its operation.

Логический вычислитель содержит n замыкающих ключей 11,…,1n, n размыкающих ключей 21,…,2n, n элементов И 31,…,3n, n элементов ИЛИ 41,…,4n и n D-триггеров 51,…,5n, причем выход элемента

Figure 00000004
первый и второй входы элемента
Figure 00000005
соединены соответственно с первым входом элемента 3k+1, вторым и первым входами элемента 4i, выход которого подключен к входу данных D-триггера 5i, подсоединенного неинвертирующим выходом к входу ключа 2i, выход которого соединен с выходом ключа 1i и первым входом элемента 4i, подсоединенного выходом к i-му параллельному выходу логического вычислителя, i-й параллельный вход, последовательный вход, последовательный выход, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с входом ключа 1i, первым входом элемента 3i, выходом элемента 3n, входом управления ключей 1i, 2i и тактовым входом D-триггера 5i.The logic computer contains n closing keys 1 1 , ..., 1 n , n breaking keys 2 1 , ..., 2 n , n elements AND 3 1 , ..., 3 n , n elements OR 4 1 , ..., 4 n and n D- triggers 5 1 , ..., 5 n , and the output of the element
Figure 00000004
first and second inputs of an element
Figure 00000005
connected respectively to the first input of the element 3 k + 1 , the second and first inputs of the element 4 i , the output of which is connected to the data input of the D-trigger 5 i , connected by a non-inverting output to the input of the key 2 i , the output of which is connected to the output of the key 1 i and the first an input member 4 i, connected to the output of i-th parallel output logic solver, i-th parallel input, a serial input, a serial output, the first and second control inputs of which are respectively connected to the input of the switch 1 i, the first input member 3 i, yield element 3 n, keys control input 1 i, 2 i and a clock input of D-flip-flop 5 i.

Работа предлагаемого логического вычислителя осуществляется следующим образом. На его первый, второй управляющие входы подаются соответственно импульсные сигналы у1, у2∈{0,1} (фиг.2), причем длительность Т* высокого уровня сигнала у1 и период Т сигнала у2 должны удовлетворять условиям Т*>Δt* и Т>Δt, гдеThe work of the proposed logical computer is as follows. Pulse signals y 1 , y 2 ∈ {0,1} (figure 2) are respectively supplied to its first and second control inputs, and the duration T * of the high signal level at 1 and the period T of the signal at 2 must satisfy the conditions T * > Δt * and T> Δt, where

Δt*=nΔtИ, Δt=ΔtTp+nΔtИ, a ΔtТр и ΔtИ есть длительности задержек, вносимых D-триггером и элементом И. Аргументы реализуемых функций - входные двоичные сигналы х1,…,хn∈{0,l} либо последовательно подаются согласно фиг.2 на последовательный вход логического вычислителя (при этом на его первом,…, n-ом параллельных входах фиксируется логический «0»), либо параллельно подаются соответственно на первый,…, n-й параллельные входы логического вычислителя (при этом на его последовательном входе фиксируется логическая «1»). Если у1=1 (y1=0), то ключ

Figure 00000006
замкнут (разомкнут), а ключ 2i разомкнут (замкнут). Тогда сигналы на выходах элементов 3i, 4i будут определяться рекуррентными выражениямиΔt * = nΔt And , Δt = Δt Tp + nΔt And , a Δt Tr and Δt And are the durations of the delays introduced by the D-trigger and element I. The arguments of the functions being implemented are binary input signals x 1 , ..., x n ∈ {0, l} either are fed sequentially according to FIG. 2 to the serial input of the logic computer (in this case, the logical “0” is fixed at its first, ..., nth parallel inputs), or parallelly fed to the first, ..., nth parallel inputs of the logical the calculator (in this case, a logical “1” is fixed on its serial input). If y 1 = 1 (y 1 = 0), then the key
Figure 00000006
closed (open), and key 2 i open (closed). Then the signals at the outputs of the elements 3 i , 4 i will be determined by recurrence expressions

Figure 00000007
Figure 00000007

где

Figure 00000008
есть номер момента времени tj (фиг.2); Vi0=xi, W0j=1 либо Vi0=0, W0j=xj. В представленных ниже табл.1 и табл.2 приведены значения выражений (1) при n=4, если соответственно Vi0i, W0j=1 и Vi0=0, W0j=xj.Where
Figure 00000008
there is the number of time t j (figure 2); V i0 = x i , W 0j = 1 or V i0 = 0, W 0j = x j . In the following table 1 and table 2, the values of expressions (1) are given for n = 4 if, respectively, V i0 = x i , W 0j = 1 and V i0 = 0, W 0j = x j .

Таблица 1Table 1 W11=x1
V11=1
W 11 = x 1
V 11 = 1
W21=x1x2

Figure 00000009
W 21 = x 1 x 2
Figure 00000009
W31=x1x2x3
Figure 00000010
W 31 = x 1 x 2 x 3
Figure 00000010
W41=x1x2x3x4
Figure 00000011
W 41 = x 1 x 2 x 3 x 4
Figure 00000011
W12=1
V12=1
W 12 = 1
V 12 = 1
Figure 00000012

V22=1
Figure 00000012

V 22 = 1
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000013

Figure 00000014
Figure 00000015

Figure 00000016
Figure 00000015

Figure 00000016
W13=1
V13=1
W 13 = 1
V 13 = 1
W23=1
V23=1
W 23 = 1
V 23 = 1
Figure 00000017
V33=1
Figure 00000017
V 33 = 1
Figure 00000018

Figure 00000019
Figure 00000018

Figure 00000019
W14=1
V14=1
W 14 = 1
V 14 = 1
W24=1
V24=1
W 24 = 1
V 24 = 1
W34=1
V34=1
W 34 = 1
V 34 = 1
Figure 00000020

V44=1
Figure 00000020

V 44 = 1

Таблица 2table 2 W11=0
V11=x1
W 11 = 0
V 11 = x 1
W12=x1x2

Figure 00000021
W 12 = x 1 x 2
Figure 00000021
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000022

Figure 00000023
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000024

Figure 00000025
W21=0
V21=0
W 21 = 0
V 21 = 0
W22=0
V22=x1x2
W 22 = 0
V 22 = x 1 x 2
W23=x1x2x3
Figure 00000026
W 23 = x 1 x 2 x 3
Figure 00000026
Figure 00000027

Figure 00000028
Figure 00000027

Figure 00000028
W31=0
V31=0
W 31 = 0
V 31 = 0
W32=0
V32=0
W 32 = 0
V 32 = 0
W33=0
V33=x1x2x3
W 33 = 0
V 33 = x 1 x 2 x 3
W34=x1x2x3x4
Figure 00000029
W 34 = x 1 x 2 x 3 x 4
Figure 00000029
W41=0
V41=0
W 41 = 0
V 41 = 0
W42=0
V42=0
W 42 = 0
V 42 = 0
W43=0
V43=0
W 43 = 0
V 43 = 0
W44=0
V44=x1x2x3x4
W 44 = 0
V 44 = x 1 x 2 x 3 x 4

Таким образом, при Vi0=xi и W0j=1 на последовательном выходе предлагаемого логического вычислителя имеемThus, with V i0 = x i and W 0j = 1 at the serial output of the proposed logical computer, we have

Figure 00000030
Figure 00000030

а при Vi0=0, W0jj и j=n на его первом, втором,…, n-ом параллельных выходах соответственно имеемand with V i0 = 0, W 0j = x j and j = n at its first, second, ..., n-th parallel outputs, respectively, we have

Figure 00000031
Figure 00000031

где τ1,…, τn есть простые симметричные булевы функции (см. стр.126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974).where τ 1 , ..., τ n are simple symmetric Boolean functions (see page 126 in the book Pospelov D. A. Logical methods of analysis and synthesis of circuits. M .: Energy, 1974).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический вычислитель обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает реализацию параллельного набора n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов, либо последовательного набора этих функций, зависящих от параллельного набора указанных аргументов.The above information allows us to conclude that the proposed logical computer has wider functionality compared to the prototype, as it provides a parallel set of n simple symmetric Boolean functions depending on a sequential set of n arguments - input binary signals, or a sequential set of these functions depending from a parallel set of specified arguments.

Claims (1)

Логический вычислитель, предназначенный для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, содержащий n замыкающих, n размыкающих ключей, n элементов И, n элементов ИЛИ и n D-триггеров, причем первый и второй входы i-го
Figure 00000032
элемента И соединены соответственно с вторым и первым входами n-го элемента ИЛИ, выход i-го замыкающего и выход i-го размыкающего ключей объединены, а их вход управления соединен с первым управляющим входом логического вычислителя, подсоединенного вторым управляющим входом к тактовому входу i-го D-триггера, отличающийся тем, что выход k-го
Figure 00000033

элемента И и выход i-го элемента ИЛИ подключены соответственно к первому входу (k+1)-го элемента И и входу данных i-го D-триггера, неинвертирующий выход которого соединен с входом i-го размыкающего ключа, подсоединенного выходом к первому входу i-го элемента ИЛИ, выход которого соединен с i-м параллельным выходом логического вычислителя, подключенного i-м параллельным входом, последовательным входом и последовательным выходом соответственно к входу i-го замыкающего ключа, первому входу первого и выходу n-го элементов И.
A logic computer designed to implement n simple symmetric Boolean functions depending on n arguments - input binary signals, containing n closing, n opening keys, n AND elements, n OR elements and n D-triggers, with the first and second inputs of the ith
Figure 00000032
AND elements are connected respectively to the second and first inputs of the nth OR element, the output of the i-th closing and the output of the i-th disconnecting keys are combined, and their control input is connected to the first control input of the logic computer connected to the second control input by the clock input i- th D-trigger, characterized in that the output of the kth
Figure 00000033

element AND and the output of the i-th element OR are connected respectively to the first input of the (k + 1) -th element And and the data input of the i-th D-flip-flop, the non-inverting output of which is connected to the input of the i-th disconnect key, connected by the output to the first input of the i-th OR element, the output of which is connected to the i-th parallel output of the logic computer connected by the i-th parallel input, serial input and serial output, respectively, to the input of the i-th closing key, the first input of the first and the output of the nth elements I.
RU2007139814/09A 2007-10-26 2007-10-26 Logical calculator RU2353967C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139814/09A RU2353967C1 (en) 2007-10-26 2007-10-26 Logical calculator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007139814/09A RU2353967C1 (en) 2007-10-26 2007-10-26 Logical calculator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2353967C1 true RU2353967C1 (en) 2009-04-27

Family

ID=41019127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007139814/09A RU2353967C1 (en) 2007-10-26 2007-10-26 Logical calculator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353967C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445679C1 (en) * 2011-01-31 2012-03-20 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logical calculator
RU2595958C1 (en) * 2015-03-13 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical computing machine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445679C1 (en) * 2011-01-31 2012-03-20 Закрытое акционерное общество "ИВЛА-ОПТ" Logical calculator
RU2595958C1 (en) * 2015-03-13 2016-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" Logical computing machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2595960C1 (en) Pulse selector
RU2417515C1 (en) Pulse selector
RU2647639C1 (en) Logic converter
RU2353967C1 (en) Logical calculator
RU2517295C1 (en) Pulse selector
RU2542916C1 (en) Pulse selector
RU2518638C1 (en) Pulse selector
RU2504826C1 (en) Logic computer
RU2300138C1 (en) Logical calculator
RU2324219C1 (en) Logic computing device
RU2336555C1 (en) Logical calculator
RU2626345C1 (en) Logical calculator
RU2335797C1 (en) Logical computing machine
RU2641446C2 (en) Logic calculator
RU2621376C1 (en) Logic module
RU2282234C1 (en) Logical computing device
RU2479023C1 (en) Pulse selector
RU2718209C1 (en) Logic module
RU2260837C1 (en) Logical calculator
RU2300172C1 (en) Pulse selector
RU2227931C1 (en) Logical computer
RU2595958C1 (en) Logical computing machine
RU2262734C1 (en) Logical calculator
RU2705471C1 (en) Pulse selector
RU2702972C1 (en) Pulse selector

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091027