ЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
LOGICAL CONVERTER

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.
1
2
n-1
n
Известны логические преобразователи (см., например, патент РФ 2417404, кл. G06F 7/57, 2011 г.), которые с помощью константной настройки реализуют любую из простых симметричных булевых функций τ, τ, τ, τ, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=4.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных логических преобразователей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка пяти входных сигналов.
1
2
n-1
n
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2281545, кл. G06F 7/57, 2006 г.), который содержит семь мажоритарных элементов и с помощью константной настройки реализует любую из простых симметричных булевых функций τ, τ, τ, τ, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=4.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка пяти входных сигналов.
1
2
n-1
n
Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации с помощью константной настройки любой из простых симметричных булевых функций τ, τ, τ, τ, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=5.
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>3</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>5</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>7</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>3</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем семь мажоритарных элементов, второй вход первого, третий вход i-го
мажоритарных элементов и первые входы i-го, четвертого мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, (i+1)-м информационными и первым, вторым настроечными входами логического преобразователя, отличающемся тем, что в него введен восьмой мажоритарный элемент, выходы j-го
, m-го
и второго мажоритарных элементов соединены соответственно с вторым входом (j+1)-го, третьим входом (m-2)-го и вторым входом седьмого мажоритарных элементов, а третьи входы седьмого, четвертого, r-й
вход восьмого мажоритарных элементов и первые входы (m-2)-го, седьмого мажоритарных элементов подключены соответственно к четвертому, пятому, r-му информационным и первому, второму настроечным входам логического преобразователя, выход которого соединен с выходом шестого мажоритарного элемента.
На чертеже представлена схема предлагаемого логического преобразователя.
1
8
1
i
i
4
j
m
2
j+1
m-2
7
7
4
8
m-2
7
6
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>3</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>5</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>7</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>3</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Логический преобразователь содержит мажоритарные элементы l, …, l, причем второй вход элемента l, третий вход элемента 1
и первые входы элементов l, l соединены соответственно с первым, (i+1)-м информационными и первым, вторым настроечными входами логического преобразователя, выходы элементов l
, l
и l соединены соответственно с вторым входом элемента l, третьим входом элемента l и вторым входом элемента l, а третьи входы элементов l, l, r-й
вход элемента l и первые входы элементов l, l подключены соответственно к четвертому, пятому, r-му информационным и первому, второму настроечным входам логического преобразователя, выход которого соединен с выходом элемента l.
1
2
1
5
k
k1
k2
k3
k1
k2
k1
k3
k2
k3
k1
k2
k3
6
<mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mover accent="true"><mrow><mn>1</mn><mo>,</mo><mn>8</mn></mrow><mo stretchy="true">¯</mo></mover></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, втором настроечных входах фиксируются соответственно необходимые сигналы f, f∈{0,1} константной настройки. На его первый, …, пятый информационные входы подаются соответственно подлежащие обработке двоичные сигналы х, …, х∈{0,1}. На выходе мажоритарного элемента l
имеем Maj(α, α, α)=αα∨αα∨αα, где α, α, α и ∨, • есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента l определяется выражением
в котором
Таким образом, на выходе предлагаемого преобразователя получим
1
2
4
5
1
5
где τ, τ, τ, τ есть простые симметричные булевы функции пяти аргументов x, …, x (см. стр.126 в книге Поспелов Д.А. Логические методы анализа и синтеза схем. М.: Энергия, 1974).
1
2
n-1
n
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 простых симметричных булевых функций τ, τ, τ, τ, зависящих от n аргументов - входных двоичных сигналов, при n=5.