Ячейка однородной среды

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации, в контурах управления адаптивных промышленных роботов, в системах контроля знаний обучаемых, при проектировании БИС и СБИС. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет реализации бесповторных упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и бесповторных неупорядоченных формул с пропусками и без пропуска аргументов. Ячейка содержит входы 1-7, элементы И 8-20, элементы ИЛИ 21 и 22, выходы 23 и 24. Путем настройки ячейки предусмотрены различные комбинационные варианты соединения входов с выходами ячеек, чем обеспечивается вычисление как произвольных бесповторных нормальных формул из H букв, так и формул из классов повторных и бесповторных неупорядоченных булевых функций с пропусками аргументов и без них. 11 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„147645

А1

isa 4 С 06 F 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

5458 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4124982/24-24 (22) 26.09.86 (46) 30.04.89. Бюл, № 16 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) Ю.П.Шевелев и В.С.Шидловский (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №- 798804, кл. G 06 F 7/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1448344, кл. G 06 F 7/00, 1985. (54) ЯЧЕЙКА ОДНОРОДНОЙ СРЕДЫ (57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах обработки информации, в контурах управления адаптивных промышленных роботов, в системах контроля знаний обучаемых, при проектировании БИС и

СБИС. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет реализации бесповторных упорядоченных произвольных нормальных формул и г fq=yq(Z

= (Zq qYv2,,х VZ

Z =О, Z„„-=1

2) при Zq =О, Z =О, 3) при Z — -0

Л.", (фиг,2б)

Z =1, Z„,=0 учую

2 =0, у + х у (фиг,2в) 147 повторных и бесповторных неупорядоченных формул с пропусками и без пропуска аргументов. Ячейка содержит входы 1-7, элементы И 8-20, элементы

ИЛИ 21 и 22, выходы 23 и 24. Путем настройки ячейки предусмотрены различные комбинационные варианты соедиИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для построения линейных и плоскостных однородных структур Реализующих бесповторные упорядоченные произвольные (в том числе любые скобочные) нормальные формулы из h букв, а также формулы из классов повторных и бесповторных неупорядоченных 10 булевых функций как с пропусками аргументов, так и без них, заданных в базисе И, ИЛИ, НЕ при равной доступности прямых и инверсных выходов источников информации. 15

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет реализации бесповторных и упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и бесповторных неупорядочен-20 ных формул с пропусками и без пропуска аргументов, Булева формула называется нормальной, если знаки отрицаний расположены в ней лишь над одиночными переменными.

Определим подкласс I формул реализуемых ячейкой из класса бесповторных неупорядоченных булевых функций, Пусть дана функция, явно или не- 30 явно зависяшая от аргументов Х, Х, ...,X . Запишем эти аргументы в порядке возрастания их индексов слева направо. Аргумент, имеющий наименьший индекс будем называть минималь- 35 ным, а наибольший — максимальным.

Ячейка путем -настройки реализует следующие системы формул:

1) при Z<=0, 7 =0, Z =О, Z< О, — у(х 1 = уа нения входов с выходами ячеек, чем обеспечивается вычисление как произвольных бесповторных нормальных формул из h букв, так и формул из классов повторных и бесповторных неупорядоченных булевых функций с пропусками аргументов и без них, 11 ил.

Диапазоном функции будет называть замкнутый интервал, границы которого образуют индексы минимального и максимального аргументов, Бупем считать, что ин- åðâà.ëû двух различных функций пересекаются, если минимальный а.ргумент одной из функций .входит в интервал другой.

Если функпия f представима в вице то она входит в подкласс где с „ и — упорядоченные функпии с пересекающимися диапазонами; упорядоченная функция, минимальный аргумент которой не входит в диапазон функций Ж и Ь, В общем случае ! функция может быть тождественно равной нулю; — знак конъюнкции жпи дизъюнкции.

Функции Ц и Ь могут быть любого порядка, графическая схема которых имеет древовидную структуру, На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемой ячейки; на фиг.2— коммутационные и функциональные схемы, реализуемые ячейкой путем настройки; на фиг,3 — графическая схема функций Ы и ; на фиг.4-11 — возможные соединения ячеек в среде, Ячейка (фиг.1) содержит настроечные входы 1-4, информапионные входы

5-7, элементы И 8-20, элементы ИЛИ

21 и 22, выходы 23 и 24, Структура предлагаемой ячейки описывается следующей системой формул:

Е Ед хасэ) (Х Zg)+ Еэ, Z y,vZ, Z, i Z,Z,) y,vxZ vy,Z,, Zq

1476456

10!

25

35

4) ири Z =0» Е "0» Z =1 < - < = l <

f1 = х

Е = у, + у (фиг.2г)

5) ири Z4 =0, Z» = l, Е =0 Е, =О

f» = у

f = у х (фиг,2д)

6) при Z4=0, Е =1, Е(=0, Z< =1, f< = О

Й = ху((фиг.2е)

7) при Е (=О, Zb-=l, Е»=1, Z< =О

Х» = y

= уа (фиг.2ж)

8) при Е((=0, Z>=1, Zg-=l, Z(=l с

f» =0

Е = у» + уя (фиг ° 2з}

9) при Z 4=1, Z»b=0, Ед=О, Z(=О, с

1» -" у»х

fz = у + х (фиг,2и)

10) при Z4=1, Е«=0, Zg=O, Z(=1, f(=х

= у, у + х (фиг,2к)

11) при- Е4» Е3 0s Z2 1 Е< 0»

=у» +х

f »z = y»z + х (фиг. 2л)

12) при Е4=1, Е =О, Zg=l, Е(=1, f< =х

= у< + у +х (фиг.2м)

13) при Е 4 1 Е«=1, Е(=0« Е(=0»

f(=0

f = ур + х (фиг,2н)

14) при Е4=1, Zb=l, ZZ-О, Е<=1, r

f< =О 2 (фиг.2п)

15) при Z „=1, Zn-=l, Z -1, Z» =О, l

f< y, f = у(+ х (фиг,2р)

l6) при Е4=1, Е«=1, Ед=1, Z<=1, á

f» =0

= у< +у +х (фиг.2с) Проиллюстрируем работу однородных сред, построенных из предлагаемых ячеек на следующих примерах.

Пример 1, Цля реализации 45 бесповторной упорядоченной функции вида

К < =((Х< К X»z) (Х1к Х4) Ч(Х »Хь)("(XyYXg) ) ((Х«<ч Х <а ) 5»(v X<«Z}v (X(»vX (4 )»

"(Х»5 К Х<6))

50 строится древовидная схема с выделенными каскадами (фиг,4), Схема каскада и настроечные коды для ега ячеек показаны на фиг.5, Пример 2, Реализация бесповторной неупорядоченной функции вида

=(Х<Х Х )х представлена на фиг,6, где для каждой ячейки указаны настроечные коды, функция fq принадлежит подклассу I, поскольку с(=

=Х» Х ч Х,<, СЬ =Х», р =О, а минимальный аргумент функции Р входит в диапазон функции М . Нетрудна убедиться в там, чта функция является неупорядоченной, так как среди всех формул, получаемых путем тождественных преобразований, упорядаченнь»е записи отсутствуют.

Пример 3. Аналогично для беспавторной неупорядоченной функции

f(1 = X«Х > V XqX4 Y ХьХ v Хз, содержащей пропуски аргументов Х; и Хр, и

> неупорядочиваемой ни при каких тождественнь(х преобразованиях имеем а(=

=Х(Х » Р =ХрХ4» g =ХьХ,< V Х, Струк— тура и настроечные коды ячеек приведены на фиг.7, Пример 4. Рассмотрим случай реализации функции f4 — X» X((YÕ bX Ч Х Х

VX4X . Функция fq является повторной, так как не существует никаких. тождественных преобразований, в результате которых получалась бы запись с однократным вхождением в нее каждого аргумента. Настроечные коды для каждой ячейки однородной среды, реализующей функцию fq, представлены на фиг.8.

Пример 5. Аналогично можно найти настроечные коды для повторной функции

f, =Х,Х,КХ,Х„ЧХ Х,ЧХ,К Х с пропусками аргументов X(, и Хь. Ее однородная среда и настроечные коды показаны на фиг.9, Пример б. Реализация неупо- . рядоченной функции высокого порядка

fg=(P(X, Х,кх,)Х(оч Х,(1 X((YX(A/I«

"$L(X«zХbX4 чХ )Хт Хдк Х(()

Ч (. (X (y Х (ь ч Х»;») X < b v Х р((1 Х д ( с пропуском аргумента Х(ч, настроечными кодами для каждой ячейки представлены на фиг.10.

Пример 7. На фиг. l l показаны настроечные коды каждой ячейки однородной среды, реализующей упорядо-.. ченную функцию:

К, = Х,Х,Х, Х, К Х ь с пропуском аргумента Хg.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Ячейка однородной среды, содержащая два элемента ИЛИ и четыре элемента И, причем первый информационный

5 14764 вход ячейки соединен с первым прямым входом первого элемента И и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым на- 5 строечным входом ячейки и инверсным входом первого элемента И, второй прямой вход которого соединен с третьим входом второго элемента И и вторым настроечным входом ячейки, вто- 10 рой информационный вход которой соединен с первым прямым входом третьего элемента И, инверсный вход которого соединен с третьим настроечным входом ячейки, третий информационный 15 вход которой соединен с первым прямым входом четвертого элемента И, выходы первого и третьего элементов

И соединены с первым и вторым входа ми первого элемента ИЛИ, выход кото- 20 рого соединен с первым выходом ячейки, второй выход которой соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы которого соединены с выходами второго и четвертого элемен- 25 тов И, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет реализации бесповторных упорядоченных произвольных нормальных формул и повторных и З0 бесповторных неупорядоченных формул с пропусками и без пропуска аргументов, в нее введено девять элементов

И, причем первый информационный вход ячейки соединен с вторым прямым вхо- З5 дом третьего элемента И первым прямым входом пятого элемента И и первым прямым входом шестого элемента И, первый инверсный вход которого соединен с первым инверсным входом четвер- 40 того элемента .И, первым прямым входом седьмого элемента И, первым инверсным входом восьмого элемента И, ин56 версным входом девятого элемента И и первым настроечным входом ячейки, второй информационный вход которой соединен с вторым прямым входом четвертого элемента И, вторым входом седьмого элемента И1 первым прямым входом десятого элемента И, первым входом одиннадцатого элемента И и первым входом двенадцатого элемента

И, второй вход которого соединен с вторым прямым входом пятого элемента И, прямым входом восьмого элемента И, первым прямым входом девятого элемента И, первым входом тринадцатого элемента И и третьим информационным входом ячейки, второй настроечный вход которой соединен с вторым прямым входом десятого элемента И и вторым входом тринадцатого элемента

И, третий настроечный вход ячейки соединен с инверсным входом пятого элемента И, вторым прямым входом шестого элемента И, инверсным входом седьмого элемента И, вторым инверсным входом восьмого элемента И, инверсным входом десятого элемента И и третьим входом двенадцатого элемента И, четвертый настроечный вход ячейки соединен с вторым инверсным входом шестого элемента И, вторым прямым входом девятого элемента И и вторым входом одиннадцатого элемента И, выходы шестого, седьмого и десятого элементов

И соединены с третьим, четвертым и пятым входами первого элемента ИЛИ соответственно, выходы пятого, восьмого, девятого, одиннадцатого, двенадцатого и тринадцатого элементов

И соединены с третьим, четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами второго элемента ИЛИ соответ ственно.

1476456

У2 3 Ч 7 8

l L. 7F:56

0100 1б 70 Ю11

ФР8,8

"0 0110 Ю7П gg ""7

ОР7д 0000 б_#_7

1476456 х ооо оооо оооо ам о со о оооо ооп

ФО8. 11

Составитель О.Березикова

Редактор Ю.Середа Техред М.Дидык Корректор M,Ïoæo

Закаа 2)57/49 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101