ЛОГИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

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 2281545, кл. G06F 7/57, 2006 г.), которые 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, обусловленные тем, что не выполняется реализация любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип логический преобразователь (патент РФ 2294007, кл. G06F 7/57, 2007 г.), который имеет четыре настроечных входа, выход и реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций τ₁, …, τ₅, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов х₁, …, х₅∈{0,1}. Отметим, что для функции τ_j () справедливо равенство

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относится сложность устройства, обусловленная тем, что в прототипе имеется двадцать выводов, на которые подаются входные двоичные сигналы, и не менее восьми мест пересечения соединений.

Техническим результатом изобретения является упрощение устройства за счет сокращения количества выводов, на которые подаются входные двоичные сигналы, и уменьшения числа мест пересечения соединений при сохранении функциональных возможностей прототипа.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в логическом преобразователе, содержащем четыре настроечных входа и выход, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены пять элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, резистор и двадцать один ключ, причем все ключи сгруппированы в пять групп так, что k-я (), четвертая и пятая группы содержат соответственно пять, четыре и два ключа, в m-й () группе нечетные и четные, а в пятой группе первый и второй ключи выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, в k-й группе вход и выход второго, вход и выход четвертого ключей соединены соответственно с входом третьего и выходом первого, входом пятого и выходом третьего ключей, в четвертой группе вход и выход второго, выход четвертого ключей соединены соответственно с входом третьего и выходом первого, выходом третьего ключей, в пятой группе выход второго ключа соединен с выходом первого ключа и выходом логического преобразователя, выход нечетного ключа предыдущей группы соединен с входом одноименного нечетного ключа последующей группы, выход пятого ключа третьей и выход третьего ключа четвертой групп соединены соответственно с входом четвертого ключа четвертой и входом второго ключа пятой групп, а входы первого, третьего и пятого ключей первой группы соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым настроечными входами логического преобразователя, i-й () информационный вход которого образован первым входом i-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенного выходом и вторым входом соответственно к управляющему входу ключей i-й группы и первому настроечному входу логического преобразователя, подсоединенному через резистор к выходу логического преобразователя.

На чертеже представлена схема предлагаемого логического преобразователя.

Логический преобразователь содержит пять элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1₁, …, 1₅, резистор 2 и двадцать один ключ 3₁₁, …,3₂₅, причем все ключи сгруппированы в пять групп так, что k-я четвертая и пятая группы содержат соответственно ключи 3_1k, …, 3_5k, ключи 3₁₄, …, 3₄₄ и ключи 3₁₅, 3₂₅, а ключи 3_1k, 3_3k, 3_5k, 3₁₄, 3₃₄, 3₁₅ и 3_2k, 3_4k, 3₂₄, 3₄₄, 3₂₅ выполнены соответственно замыкающими и размыкающими, вход и выход ключа 3_2k, вход и выход ключа 3_4k соединены соответственно с входом ключа 3_k и выходом ключа 3_1k, входом ключа 3_5k и выходом ключа 3_3k, вход и выход ключа 3₂₄, выход ключа 3₄₄ соединены соответственно с входом ключа 3₃₄ и выходом ключа 3₁₄, выходом ключа 3₃₄, выход ключа 3₂₅ соединен с выходом ключа 3₁₅ и выходом логического преобразователя, выход нечетного ключа предыдущей группы соединен с входом одноименного нечетного ключа последующей группы, выходы ключей 3₅₃ и 3₃₄ соединены соответственно с входами ключей 3₄₄ и 3₂₅, а входы ключей 3₁₁, 3₃₁ и 3₅₁ соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым настроечными входами логического преобразователя, i-й () информационный вход которого образован первым входом элемента 1_i, подсоединенного выходом и вторым входом соответственно к управляющему входу ключей i-й группы и первому настроечному входу логического преобразователя, подсоединенному через резистор 2 к выходу ключа 3₁₅.

Работа предлагаемого логического преобразователя осуществляется следующим образом. На его первом, …, четвертом настроечных входах фиксируются соответственно необходимые управляющие сигналы f₁, …, f₄∈{0,1}; на его первый, …, пятый информационные входы подаются соответственно входные двоичные сигналы х₁, …, х∈{0,1}. Если на управляющем входе ключей m-й {) группы присутствует логическая «1» либо логический «0», то нечетные ключи этой группы соответственно замкнуты либо разомкнуты, а четные - соответственно разомкнуты либо замкнуты. Если на управляющем входе ключей пятой группы присутствует логическая «1» либо логический «0», то ключ 3₁₅ (3₂₅) соответственно замкнут (разомкнут) либо разомкнут (замкнут). Таким образом, имеем следующую таблицу

f1 f2 f3 f4 Z         1 0 1 1                                 1 0 0 1                                 0 1 1 1                                 0 1 1 0                                 0 1 0 0

С учетом равенства (1) и данных, приведенных в таблице, операция, воспроизводимая предлагаемым логическим преобразователем, определяется выражением

При этом он имеет пять выводов, на которые подаются входные двоичные сигналы, и четыре места пересечения соединений.

Вышеизложенные сведения позволяют заключить, что предлагаемый логический преобразователь реализует любую из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов, и устроен проще чем прототип, поскольку имеет меньшее количество выводов, на которые подаются входные двоичные сигналы, и меньшее число мест пересечения соединений.