ЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
LOGIC CONVERTER

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны логические преобразователи (см., например, патент РФ 2248034, кл. G06F 7/38, 2005 г.), которые с помощью константной настройки реализуют любую из четырех простых симметричных булевых функций, зависящих от четырех аргументов - входных двоичных сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности и схемная сложность, обусловленные соответственно тем, что не выполняется реализация любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов, и цена по Квайну схемы, в частности, упомянутого аналога равна 33.
1
2
5
6
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2641454, кл. G06F 7/00, 2018 г.), который содержит мажоритарные элементы и с помощью константной настройки реализует любую из четырех простых симметричных булевых функций τ, τ, τ, τ, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов.
При этом цена по Квайну схемы прототипа равна 27.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов.
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов, при сохранении цены по Квайну схемы прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем семь мажоритарных элементов, которые имеют по три входа, выход шестого и первый вход пятого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом седьмого мажоритарного элемента и первым настроечным входом логического преобразователя, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, которые имеют по три входа, выходы пятого, m-го  и (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с вторыми входами шестого, (m+2)-го и третьим входом (m+5)-го мажоритарных элементов, (m+1)-й вход пятого и третий вход (m+2)-го мажоритарных элементов соединены соответственно с выходом m-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и выходом (3-m)-го мажоритарного элемента, а первые входы четвертого, шестого и выход седьмого мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, третий настроечный вход которого подключен к первым входам третьего, седьмого мажоритарных элементов.
На чертеже представлена схема предлагаемого логического преобразователя.
1
7
1
2
5
m
m+2
6
m+2
m+5
5
m+2
6
m
3-m
7
4
6
7
3
7
Логический преобразователь содержит мажоритарные элементы 1, …, 1 и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2, 2, причем все элементы имеют по три входа, выходы элементов 1, 1 и 1 соединены соответственно с вторыми входами элементов 1, 1 и третьим входом элемента 1, (m+1)-й вход элемента 1, третий вход элемента 1 и выход элемента 1 соединены соответственно с выходами элементов 2, 1 и вторым входом элемента 1, а первые входы элементов 1, 1 и выход элемента 1 соединены соответственно с вторым настроечным входом и выходом логического преобразователя, первый и третий настроечные входы которого подключены соответственно к первому входу элемента 15 и первым входам элементов 1, 1.
1
2
3
m
m
3×m-2
3×m-1
3×m
1
6
k
1
2
Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, втором, третьем настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы f, f, f ∈ {0,1} константной настройки. На первые, вторые и третьи входы элементов 1 2 подаются соответственно подлежащие обработке двоичные сигналы х, х и х (х, …, х ∈ {0,1}). На выходах элементов 1 2, 2 имеем
k
7
где  есть соответственно сигналы на первом, втором, третьем входах элемента 1 и символы операций Maj, ИЛИ, И, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ. Следовательно, сигнал на выходе элемента 1 определяется выражением
в котором  Таким образом, на выходе предлагаемого логического преобразователя получим
1
6
1
6
где τ, …, τ есть простые симметричные булевы функции шести аргументов х, …, х (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974 г.).
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический преобразователь обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как с помощью константной настройки реализует любую из шести простых симметричных булевых функций, зависящих от шести аргументов - входных двоичных сигналов. При этом цена по Квайну схемы предлагаемого логического преобразователя равна цене по Квайну схемы прототипа.