RU2626345C1 - Logical calculator - Google Patents
Logical calculator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626345C1 RU2626345C1 RU2016107582A RU2016107582A RU2626345C1 RU 2626345 C1 RU2626345 C1 RU 2626345C1 RU 2016107582 A RU2016107582 A RU 2016107582A RU 2016107582 A RU2016107582 A RU 2016107582A RU 2626345 C1 RU2626345 C1 RU 2626345C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- switch
- inputs
- multiplexer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
- G06F17/10—Complex mathematical operations
- G06F17/15—Correlation function computation including computation of convolution operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/30—Circuit design
- G06F30/36—Circuit design at the analogue level
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/383—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using magnetic or similar elements
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
- G06F7/575—Basic arithmetic logic units, i.e. devices selectable to perform either addition, subtraction or one of several logical operations, using, at least partially, the same circuitry
Landscapes
- Manipulation Of Pulses (AREA)
Abstract
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 2282234, кл. G06F 7/57, 2006 г.), который содержит n логических модулей и реализует n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов.Logical calculators are known (see, for example, Fig. 1 in the description of the invention to RF patent 2282234, class G06F 7/57, 2006), which contains n logical modules and implements n simple symmetric Boolean functions depending on n arguments - input binary signals.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, относится сложное управление, обусловленное тем, что для настройки требуется подача соответствующей импульсной последовательности, а также низкие функциональные возможности.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using well-known logical calculators for implementing n simple symmetric Boolean functions depending on n arguments - input binary signals is complicated control, because the setting requires the supply of the corresponding pulse sequence, as well as low functionality.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический вычислитель (патент РФ 2324219, кл. G06F 7/57, 2008 г.), который содержит n логических модулей, каждый из которых содержит элемент И, элемент ИЛИ, замыкающий и размыкающий ключи, D-триггер.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the logic calculator adopted for the prototype (RF patent 2324219, class G06F 7/57, 2008), which contains n logical modules, each of which contains an AND element, an OR element , closing and opening keys, D-trigger.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, относится сложное управление, обусловленное тем, что для настройки требуется подача соответствующей импульсной последовательности, а также низкие функциональные возможности.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using well-known logical calculators for implementing n simple symmetric Boolean functions depending on n arguments - input binary signals is complicated control, because the setting requires the supply of the corresponding pulse sequence, as well as low functionality.
Техническим результатом изобретения является упрощение управления за счет обеспечения реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, с помощью настройки на реализацию требуемой симметрической функции путем подачи на настроечные входы соответствующего двоичного кода, а также расширение функциональных возможностей за счет формирования сигнала готовности результата, что позволяет использовать логический вычислитель как в синхронных, так и в асинхронных схемах.The technical result of the invention is to simplify control by ensuring the implementation of n simple symmetric Boolean functions, depending on n arguments - input binary signals, by tuning to implement the desired symmetric function by submitting the corresponding binary code to the tuning inputs, as well as expanding functionality by generating the signal of readiness of the result, which allows the use of a logical computer in both synchronous and asynchronous circuits.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом вычислителе, содержащем управляющий вход, выход, входы значений аргументов, элемент И, два D-триггера, элемент ИЛИ, n двухвходовых коммутаторов, каждый из которых имеет два входа, выход, управляющий вход, нормально замкнутый контакт, подключенный к первому входу коммутатора и выходу коммутатора, нормально разомкнутый контакт, подключенный ко второму входу коммутатора и выходу коммутатора, i-ый вход значений аргументов соединен с управляющим входом i-го коммутатора, i=l,…, n, особенность заключается в том, он дополнительно содержит второй выход, две группы элементов задержки по n элементов в каждой, формирователь фронта, настроечные входы, элемент НЕ, мультиплексор, формирователь спада, причем управляющий вход соединен с входом формирователя фронта, через первый элемент задержки первой группы с первым входом первого коммутатора, вторым входом первого коммутатора, входом первого элемента задержки второй группы, выход i-го коммутатора соединен со вторым входом i+1-го коммутатора и через i+1-ый элемент задержки первой группы соединен с первым входом i+1-го коммутатора, i=l…n-1, выход n-го коммутатора соединен с первым входом элемента И, выход формирователя фронта соединен с входами «Сброс» первого и второго D-триггеров, настроечные входы соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора, выход мультиплексора соединен через элемент НЕ со вторым входом элемента И и входом формирователя спада, выход элемента И соединен с входами данных и записи первого D-триггера и первым входом элемента ИЛИ, выход первого D-триггера соединен с первым выходом устройства, выход второго D-триггера соединен со вторым выходом устройства, выход i-го элемента задержки второй группы соединен с входом i+1-го элемента задержки второй группы и i-ым информационным входом мультиплексора (i=l…n-l), выход n-го элемента задержки второй группы соединен с n-ым информационным входом мультиплексора, выход детектора спада соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входами данных и записи второго триггера.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in a logical computer containing a control input, output, inputs of argument values, AND element, two D-flip-flops, OR element, n two-input switches, each of which has two inputs, output, control input , a normally closed contact connected to the first input of the switch and the output of the switch, a normally open contact connected to the second input of the switch and the output of the switch, the i-th input of the argument values is connected to the control input the house of the i-th switch, i = l, ..., n, the feature is that it additionally contains a second output, two groups of delay elements of n elements each, a front shaper, tuning inputs, a NOT element, a multiplexer, a fall shaper, and the control input is connected to the input of the front shaper, through the first delay element of the first group with the first input of the first switch, the second input of the first switch, the input of the first delay element of the second group, the output of the i-th switch is connected to the second input of the i + 1-th switch and through s i + 1-st delay element of the first group is connected to the first input of the i + 1-th switch, i = l ... n-1, the output of the n-th switch is connected to the first input of the And element, the output of the front shaper is connected to the “Reset” inputs of the first and second D-flip-flops, the tuning inputs are connected to the corresponding address inputs of the multiplexer, the multiplexer output is connected via the NOT element to the second input of the And element and the input of the falloff driver, the output of the And element is connected to the data and recording inputs of the first D-trigger and the first input of the OR element , output of the first D trigger connected to the first output of the device, the output of the second D-trigger is connected to the second output of the device, the output of the i-th delay element of the second group is connected to the input of the i + 1-th delay element of the second group and the i-th information input of the multiplexer (i = l ... nl ), the output of the nth delay element of the second group is connected to the nth information input of the multiplexer, the output of the decay detector is connected to the second input of the OR element, the output of which is connected to the data and recording inputs of the second trigger.
На чертеже представлена функциональная схема логического вычислителя.The drawing shows a functional diagram of a logical computer.
Логический вычислитель, предназначенный для реализации n простых симметричных булевых функций, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, содержит управляющий вход 1, входы значений аргументов 2, n двухвходовых коммутаторов 31…3n, каждый из которых имеет два входа, выход, управляющий вход, нормально замкнутый контакт, подключенный к первому входу коммутатора и выходу коммутатора, нормально разомкнутый контакт, подключенный ко второму входу коммутатора и выходу коммутатора, i-ый вход значений аргументов 2i соединен с управляющим входом i-го коммутатора 3i, i=l,…,n, выходы 4 и 5, два D-триггера 6 и 7, элемент И 8, две группы элементов задержки по n элементов в каждой 91…9n, 101…10n, формирователь фронта 11, настроечные входы 12, элемент НЕ 13, мультиплексор 14, формирователь спада 15, элемент ИЛИ 16, управляющий вход 1 соединен с входом формирователя фронта 11, через первый элемент задержки первой группы 91 с первым входом первого коммутатора 31, вторым входом первого коммутатора 31, входом первого элемента задержки второй группы 101, выход i-го коммутатора 3i соединен со вторым входом i+1-го коммутатора 3i+1 и через i+1-ый элемент задержки первой группы 9i+1 с первым входом i+1-го коммутатора 3i+1, i=l...n-l, выход n-го коммутатора 3n соединен с первым входом элемента И 8, выход формирователя фронта 11 соединен с входами «Сброс» первого и второго D-триггеров 6 и 7, настроечные входы 12 соединены с соответствующими адресными входами мультиплексора 14, выход мультиплексора 14 соединен через элемент НЕ 13 со вторым входом элемента И 8 и входом формирователя спада 15, выход элемента И 8 соединен с входами данных и записи первого D-триггера 6 и первым входом элемента ИЛИ 16, выход первого D-триггера 6 соединен с первым выходом 4 устройства, выход второго D-триггера 7 соединен со вторым выходом 5 устройства, выход i-го элемента задержки второй группы 10i соединен с входом i+1-го элемента задержки второй группы 10i+1 и i-ым информационным входом мультиплексора 14 (i=l...n-l), выход n-го элемента задержки второй группы 10n соединен с n-ым информационным входом мультиплексора 14, выход детектора спада 15 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с входами данных и записи второго триггера 7.The logic computer designed to implement n simple symmetric Boolean functions depending on n arguments - input binary signals contains a
Работа логического вычислителя осуществляется следующим образом.The operation of the logical computer is as follows.
При описании работы введены следующие обозначения:When describing the work, the following notation is introduced:
n - количество аргументов (переменных) в симметрической функции;n is the number of arguments (variables) in a symmetric function;
X={X1, Х2, …, Хn} - текущие значения аргументов, Xi∈{0,1}, i=l, …, n;X = {X 1 , X 2 , ..., X n } are the current values of the arguments, X i ∈ {0,1}, i = l, ..., n;
k - количество настроечных входов (поз. 12); k=]log2n[, где]…[означает ближайшее целое, не меньшее, чем выражение в скобках. Например, для n=4 значение k=2, а для n=5 значение k=3.k is the number of tuning inputs (pos. 12); k =] log 2 n [, where] ... [means the nearest integer, not less than the expression in brackets. For example, for n = 4, the value of k = 2, and for n = 5, the value of k = 3.
r - количество аргументов, входящих в конъюнкции в дизъюнктивной нормальной форме симметрической функции. Например, для симметричной булевой функции, для n=5r is the number of arguments included in the conjunction in the disjunctive normal form of the symmetric function. For example, for a symmetric Boolean function, for n = 5
, значение r=3. , the value of r = 3.
Тз - время задержки в элементах задержки 91-9n и 102-10n..T3 is the delay time in the delay elements 9 1 -9 n and 10 2 -10 n ..
Тк - время задержки в коммутаторах 3Tk - delay time in the switches 3
Тмпл - время задержки в мультиплексоре 14,Tmpl - the delay time in the
Тне - время задержки в элементе НЕ 13,Tne - delay time in the
То - время задержки элемента задержки 101,That is the delay time of the delay element 10 1 ,
Тз>То≥nТк+Тмпл+Тне.T3> T n nTk + Tmpl + Tne.
На настроечные входы 12 подается k-разрядный двоичный код десятичного числа h=n-r+l.The k-bit binary decimal number code h = n-r + l is supplied to the
В табл. 1 приведен пример значений сигналов для реализации соответствующих симметрических функций для n=5.In the table. Figure 1 shows an example of signal values for the implementation of the corresponding symmetric functions for n = 5.
На входы значений аргументов 2 подаются значения, текущие значения аргументов X1, Х2, …, Хn. На управляющий вход 1 подается сигнал «1».The inputs of the values of
Формирователь фронта 11 формирует импульс, поступающий на входы R - «Сброс» D-триггеров 6 и 7 и они устанавливаются в состояние «0». С управляющего входа 1 сигнал поступает на первый вход элемента И 8 через время Т8-1, определяемое значениями аргументов:Shaper
В зависимости от заданного значения r, после подачи управляющего сигнала 1 на втором входе элемента И 8 в течении времени T9-2 сигнал «1», гдеDepending on the set value of r, after the supply of the
Если T8-1<T8-2, то на выходе элемента И 8 после времени T8-1 формируется сигнал «1», который:If T 8-1 <T 8-2 , then at the output of the element And 8 after the time T 8-1 the signal "1" is formed, which:
- устанавливает первый D-триггер 6 в состояние «1», что свидетельствует о значении симметричной функции для текущих значений аргументов,- sets the first D-
- проходит через элемент ИЛИ 16 и устанавливает второй D-триггер 7 в состояние «1», что свидетельствует о готовности результата.- passes through the
Если T8-1>T8-2, то на выходе элемента НЕ 13 устанавливается после времени T8-2 сигнал «0», который не меняет значение первого D-триггера 6, что свидетельствует о значении «0» симметричной функции для текущих значений аргументов. Изменение значения выходного сигнала на выходе элемента НЕ 13 с «1» на «0» фиксирует формирователь спада 15, который формирует сигнал «1», который проходит через элемент ИЛИ 16 и устанавливает второй D-триггер 7 в состояние «1», что свидетельствует о готовности результата.If T 8-1 > T 8-2 , then at the output of the element NOT 13 a signal “0” is set after time T 8-2 , which does not change the value of the first D-
Таким образом, значение сигнала «1» на выходе 5 свидетельствует о готовности результата, а значение сигнала на выходе 4 указывает на его значение.Thus, the value of the signal “1” at the
Особенностью работы устройства является то, что время готовности результата зависит от значений аргументов X и для большинства значений меньше чем Тз×n. Это может быть использовано в асинхронных схемах. Следовательно, предлагаемое устройство имеет более широкие функциональные возможности, чем прототип. Подача двоичного кода настройки на настроечные входы устройства осуществляется проще, чем импульсная настройка.A feature of the operation of the device is that the time the result is ready depends on the values of the arguments X and for most values less than T3 × n. This can be used in asynchronous circuits. Therefore, the proposed device has wider functionality than the prototype. Submitting a binary setup code to the device configuration inputs is simpler than a pulse setup.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016107582A RU2626345C1 (en) | 2016-03-02 | 2016-03-02 | Logical calculator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016107582A RU2626345C1 (en) | 2016-03-02 | 2016-03-02 | Logical calculator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626345C1 true RU2626345C1 (en) | 2017-07-26 |
Family
ID=59495794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016107582A RU2626345C1 (en) | 2016-03-02 | 2016-03-02 | Logical calculator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626345C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758188C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-10-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logic module |
RU2758187C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-10-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logic module |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4617475A (en) * | 1984-03-30 | 1986-10-14 | Trilogy Computer Development Partners, Ltd. | Wired logic voting circuit |
RU2242044C1 (en) * | 2003-06-16 | 2004-12-10 | Ульяновский государственный технический университет | Majority module |
US7129742B1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-10-31 | The United States Of America As Represented By The National Security Agency | Majority logic circuit |
RU2533079C1 (en) * | 2013-07-09 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
-
2016
- 2016-03-02 RU RU2016107582A patent/RU2626345C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4617475A (en) * | 1984-03-30 | 1986-10-14 | Trilogy Computer Development Partners, Ltd. | Wired logic voting circuit |
RU2242044C1 (en) * | 2003-06-16 | 2004-12-10 | Ульяновский государственный технический университет | Majority module |
US7129742B1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-10-31 | The United States Of America As Represented By The National Security Agency | Majority logic circuit |
RU2533079C1 (en) * | 2013-07-09 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2758188C1 (en) * | 2020-09-24 | 2021-10-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logic module |
RU2758187C1 (en) * | 2020-10-28 | 2021-10-26 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logic module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9319040B2 (en) | Distributing multiplexing logic to remove multiplexor latency on the output path for variable clock cycle, delayed signals | |
JP2001332961A (en) | Clock-switching circuit | |
RU2626345C1 (en) | Logical calculator | |
RU2373564C2 (en) | Modular calculator of boolean function systems | |
RU2517295C1 (en) | Pulse selector | |
RU2542916C1 (en) | Pulse selector | |
RU2580804C1 (en) | Pulse selector | |
KR20170051490A (en) | Programmable delay circuit block | |
RU2469470C1 (en) | Paraphase signal generator with control input high active level | |
RU2621376C1 (en) | Logic module | |
RU2273090C2 (en) | Pulse selector | |
RU2717628C1 (en) | Pulse selector | |
RU2479023C1 (en) | Pulse selector | |
RU2353967C1 (en) | Logical calculator | |
RU2641446C2 (en) | Logic calculator | |
RU2300138C1 (en) | Logical calculator | |
RU2504826C1 (en) | Logic computer | |
KR940001556B1 (en) | Digital signal processing apparatus | |
US20100254197A1 (en) | Latch Pulse Delay Control | |
RU2626347C1 (en) | Majoritary module for fault-tolerant systems | |
RU2595958C1 (en) | Logical computing machine | |
RU2702972C1 (en) | Pulse selector | |
JP6731220B2 (en) | Arbitration and multiplexing circuit | |
RU2211481C2 (en) | Random-number generator | |
RU2705471C1 (en) | Pulse selector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180303 |