Універсальний логічний елемент

1. Універсальний логічний елемент, який містить дві частини - блок формування кон'юнкцій, на вхід якого подають вхідні аргументи, та блок додавання кон'юнкцій, який своїми входами підключе 3 Вказана задача вирішується тим, що ЕДК в УЛЕ реалізується як суматор по mod 2 на велику кількість доданків. Це дозволяє розширити кількість оптимально реалізованих ЛФ до 67,8 % [2], відмовитися від дублювання вхідних шин Xі та раціонально реалізувати додавання по mod 2. Корисна модель пояснюється кресленням, де: на фіг. 1 показана загальна структура УЛЕ; на фіг. 2 показана реалізація ЕДК УЛЕ. УЛЕ складається з двох частин - блок формування кон'юнкцій 1 та елементи додавання кон'юнкцій 2, в кожному з яких формується окрема ЛФ (на фіг. 1, як приклад, три ЛФ - z1, z2, z3). На вхідні вертикальні шини блока 1 подаються вхідні змінні Х1, Х2, ..., Хn. Важливо відмітити перевагу запропонованого УЛЕ, яка полягає в тому, що для кожної змінної X, потрібна тільки одна вертикальна шина. Кожна точка перетину вхідних вертикальних шин з вихідними горизонтальними шинами блока 1 з'єднується плавкими перемичками 3 та діодами (або транзисторами) 4. Перемички 3 програмуються (виплавляються) на заводі або безпосередньо у користувача. Таким чином, на виходах у1, у2, ..., уm блока 1 формуються необхідні кон'юнкції для реалізації заданих ЛФ (на фіг. 1 ЛФ z1, z2, z3). Елементи додавання кон'юнкцій в частині 2 УЛЕ (фіг. 2) складаються кожен з двовходового елементу XOR 5 з логічним інвертором 6, та з дешифратор 7 разом з вихідними ключами 8 в вигляді двовходових елементів І і вихідного елементу АБО 9. Входи елементу XOR 5 підключені до двох довільних виходів блока 1 (на фіг. 1 - це, як приклад, у1 та у2). Решта виходів уі блока 1 підключається до входів дешифратора 7, який формує m-2 базисні функції Фі, кількість яких складає 2 ЛФ. Виходи дешифратора 7 є управляючими сигналами Фi для ключів 8, а інформаційні сигнали для цих ключів є вихід F елементу XOR 5 або його інверсія F через інвертор 6. Виходи ключів 8 підключені до елементу 9 АБО, який є виходом всього пристрою, тобто елементу УЛЕ. Модифікація ЕДК в порівнянні з ЕДК найближчого аналога є необхідними та достатніми ознаками для досягнення наступних технічних результатів - зменшення в 2 рази кількості вхідних шин УЛЕ, збільшення до 67,8 % кількості ЛФ, які реалізуються оптимальним чином та ефективна реалізація суматора по mod 2 на велику кількість доданків. Запропонований УЛЕ працює таким чином. Задана для реалізації ЛФ перевіряється на доцільність застосування Ріда-Мюлерівської ФП 60635 4 шляхом порівняння показників складності реалізації ЛФ в КФП та РМФП. В разі доцільності ЛФ представляється у вигляді ряду z  y1  y2  ...  ym mod2 , (1) де уі - кон'юнкції вхідних аргументів Xi, які необхідні для реалізації ЛФ. Кон'юнкції формуються по горизонтальних шинах блока формування кон'юнкцій 1. Далі задана ЛФ представляється в вигляді ортогонального ряду z  F1Ф1  F2Ф 2  ...  F2n Ф 2n (2) , де Фi- базисні ортогональні ЛФ, які представляють собою кон'юнкції від yi, що не перетинаються, тобто в будь якому випадку тільки одна ЛФ дорівнює одиниці. Це і є умовою ортогональності Фi. Fi - інформаційні ЛФ, які дорівнюють заданій ЛФ на інтервалі, коли відповідна Фi дорівнює одиниці. Враховуючи ортогональність членів ряду (2), додавання здійснюється у найпростіший спосіб за допомогою елемента АБО. Дослідження таблиць істинності ЛФ з різним значенням n показали, що функції Fі в (2) мають всього два варіанти: Fi  yi  y2 (mod 2) Fi  yi  y 2  Fi (mod 2) Таким чином всі функції Fi реалізуються всього одним двовходовим елементом XOR з логічним інвертором (функції Fi ). Базисні ортогональні ЛФ Фi формуються за допомогою дешифратора 7, виходи якого через ключі 8 підключають до вихідного елементу АБО 9 прямі F або інверсні функції F , а елемент АБО 9 здійснює логічне додавання членів ряду (2), яке з урахуванням ортогональності Фi зводиться до вибору одного доданку, який дорівнює одиниці. Література: 1. Алексеенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехніка (рус), Москва, «Радио и связь», 1982, 414 с. 2. Кочкарев Ю.А., Казаринова Н.Л., Пантелеева Н.Н., Шакун С.А. Классические и альтернативные минимальные формы логических функций. Каталог-справочник, Черкасский институт управления, Институт проблем моделирования в энергетике НАНУ, 1999, 195 с. + CD. 5 Комп’ютерна верстка Л. Купенко 60635 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601