ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬ
LOGICAL COMPUTING MACHINE

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
Известны логические вычислители (см., например, патент 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.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических вычислителей, относится неоднородность состава, обусловленная тем, что, в частности, упомянутый аналог состоит из элементов И, элементов ИЛИ и D-триггеров.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический вычислитель (патент РФ 2294558, кл. G06F 7/57, 2007 г.), который содержит n-разрядный регистр и реализует параллельный набор n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится неоднородность состава, обусловленная тем, что прототип состоит из элементов И, элементов ИЛИ и регистра.
Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет повышения однородности состава при сохранении функциональных возможностей прототипа.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом вычислителе, содержащем n-разрядный регистр, i-й  вход и вход сброса, вход записи которого соединены соответственно с i-м выходом и первым, вторым управляющими входами логического вычислителя, особенность заключается в том, что в него введены n мажоритарных элементов, причем второй, третий входы и выход i-го мажоритарного элемента соединены соответственно с i-м выходом n-разрядного регистра, информационным входом и i-м выходом логического вычислителя, второй вход предыдущего мажоритарного элемента подключен к первому входу последующего мажоритарного элемента, а первый вход первого мажоритарного элемента соединен с шиной единичного потенциала.
На фиг. 1 и фиг. 2 представлены соответственно схема предлагаемого логического вычислителя и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы.
1
n
i
k
k+1
1
Логический вычислитель содержит n-разрядный регистр 1 и мажоритарные элементы 2, …, 2, причем i-й  вход и вход сброса, вход записи регистра 1 соединены соответственно с i-м выходом и первым, вторым управляющими входами логического вычислителя, второй, третий входы и выход элемента 2 соединены соответственно с i-м выходом регистра 1, информационным входом и i-м выходом логического вычислителя, второй вход элемента 2 подключен к первому входу элемента 2, а первый вход элемента 2 соединен с шиной единичного потенциала.
2
Р
Э
Р
Э
1
2
1
2
n
i
Работа предлагаемого логического вычислителя осуществляется следующим образом. На его первый, второй управляющие входы подаются соответственно импульсные сигналы  (фиг. 2), причем период Т сигнала y должен удовлетворять условию Т>Δt, где Δt=Δt+Δt, а Δt и Δt есть длительности задержек, вносимых регистром 1 и мажоритарным элементом. Синхронно с передним фронтом импульса сигнала y и передними фронтами первого, …, (n-1)-го импульсов сигнала y на информационный вход логического вычислителя последовательно подаются двоичные сигналы х и х, …, x соответственно (фиг. 2). Тогда сигнал на выходе элемента 2 будет определяться рекуррентным выражением
j
i0
0(j-1)
где  есть номер момента времени t (фиг. 2); W=0; W=1. В представленной ниже таблице приведены значения выражения (1) при n=4.
Таким образом, на первом, втором, …, n-м выходах предлагаемого логического вычислителя при j=n соответственно имеем
1
n
где τ, …, τ есть простые симметричные булевы функции (см. стр. 126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. - М.: Энергия, 1974). Отметим, что обнуление выходных сигналов регистра 1 и загрузка в него данных происходят соответственно по низкому уровню сигнала на входе сброса и по положительному перепаду (из «0» в «1») сигнала на входе записи, поэтому указанный регистр может быть аппаратно выполнен с помощью, например, микросхемы КР1533ИР38.
Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый логический вычислитель реализует параллельный набор n простых симметричных булевых функций, зависящих от последовательного набора n аргументов - входных двоичных сигналов, и имеет более однородный по сравнению с прототипом состав.