RU2626346C1 - Multifunctional majoritary module - Google Patents
Multifunctional majoritary module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2626346C1 RU2626346C1 RU2016119223A RU2016119223A RU2626346C1 RU 2626346 C1 RU2626346 C1 RU 2626346C1 RU 2016119223 A RU2016119223 A RU 2016119223A RU 2016119223 A RU2016119223 A RU 2016119223A RU 2626346 C1 RU2626346 C1 RU 2626346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- majority
- elements
- information
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F7/00—Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled
- G06F7/38—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation
- G06F7/48—Methods or arrangements for performing computations using exclusively denominational number representation, e.g. using binary, ternary, decimal representation using non-contact-making devices, e.g. tube, solid state device; using unspecified devices
- G06F7/57—Arithmetic logic units [ALU], i.e. arrangements or devices for performing two or more of the operations covered by groups G06F7/483 – G06F7/556 or for performing logical operations
- G06F7/575—Basic arithmetic logic units, i.e. devices selectable to perform either addition, subtraction or one of several logical operations, using, at least partially, the same circuitry
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K19/00—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits
- H03K19/20—Logic circuits, i.e. having at least two inputs acting on one output; Inverting circuits characterised by logic function, e.g. AND, OR, NOR, NOT circuits
- H03K19/23—Majority or minority circuits, i.e. giving output having the state of the majority or the minority of the inputs
Landscapes
- Hardware Redundancy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.The invention relates to computer technology and can be used to build automation, functional units of control systems, etc.
Известен мажоритарный модуль (см., например, патент РФ №2249844, кл. G06F 7/38, 2005 г.), который содержит элемент И, элемент ИЛИ, два мажоритарных элемента, который реализует мажоритарную функцию Maj(x1,x2,x3)=x1x2 v x1x3 v x2x3 трех аргументов - входных двоичных сигналов x1,x2,x3 ∈ {0, 1} либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же трех аргументов.Known majority module (see, for example, RF patent No. 2249844, class G06F 7/38, 2005), which contains an AND element, an OR element, two majority elements that implements the majority function Maj (x 1 , x 2 , x 3 ) = x 1 x 2 vx 1 x 3 vx 2 x 3 three arguments - input binary signals x 1 , x 2 , x 3 ∈ {0, 1} or a disjunction (conjunction) of the same three arguments.
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка пяти входных сигналов.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using known majority modules includes limited functionality due to the fact that five input signals are not allowed to be processed.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2580801, кл. Н03K 19/23, G06F 7/38, G06F 7/57, 2016 г.), который содержит пять информационных входов, два настроечных входа, выход модуля, мажоритарный элемент, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, причем второй информационный вход соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, четвертый информационный вход соединен с первым входом мажоритарного элемента, пятый информационный вход соединен со вторым входом мажоритарного элемента, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемент ИЛИ, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, который реализует мажоритарную функцию Maj(x1,x2,x3,x4,x5) пяти аргументов - входных двоичных сигналов x1,x2,x3,x4,x5 ∈ {0, 1} либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is the majority module adopted as a prototype (RF patent 2580801, CL H03K 19/23, G06F 7/38, G06F 7/57, 2016), which contains five information inputs , two tuning inputs, module output, majority element, first and second elements OR, first and second elements AND, the second information input connected to the first input of the first OR element, the fourth information input connected to the first input of the majority element, the fifth information input One is connected to the second input of the majority element, the output of the first OR element is connected to the first input of the first AND element, the output of the first AND element is connected to the first input of the second OR element, the output of the second AND element is connected to the second input of the second OR element, which implements the majority function Maj ( x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 ) five arguments - input binary signals x 1 , x 2 , x 3 , x 4 , x 5 ∈ {0, 1} or a disjunction (conjunction) of the same five arguments .
К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известного мажоритарного модуля для реализации мажоритарной функции, дизъюнкции, конъюнкции пяти аргументов относятся низкое быстродействие, обусловленное тем, что в нем максимальное время задержки сигнала равно 4Тмаж, где Тмаж - время задержки в мажоритарном элементе и большая сложность, обусловленная большим количеством входов в элементы при его реализации в базисе И, ИЛИ, НЕ.The reason that impedes the achievement of the technical result indicated below when using the well-known majority module for implementing the majority function, disjunction, and conjunction of the five arguments is the low speed due to the fact that the maximum signal delay time in it is 4T maz , where T mazh is the delay time in the majority element and the great complexity due to the large number of inputs to the elements when it is implemented in the basis of AND, OR, NOT.
Техническим результатом изобретения является повышение быстродействия устройства и уменьшение его сложности при реализации мажоритарной функции, дизъюнкции, конъюнкции пяти аргументов.The technical result of the invention is to increase the speed of the device and reduce its complexity in the implementation of the majority function, disjunction, conjunction of the five arguments.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в многофункциональный мажоритарный модуль, предназначенный для реализации мажоритарной функции, конъюнкции и дизъюнкции пяти переменных, содержащий пять информационных входов, два настроечных входа, выход модуля, мажоритарный элемент, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, причем второй информационный вход соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, четвертый информационный вход соединен с первым входом мажоритарного элемента, пятый информационный вход соединен со вторым входом мажоритарного элемента, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом второго элемент ИЛИ, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, введены дополнительно третий элемент ИЛИ, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы НЕ, причем первый информационный вход соединен с вторым входом первого элемента И, первыми входами третьего элемента И, четвертого элемента И и третьего элемента ИЛИ, второй информационный вход соединен с третьим входом мажоритарного элемента и первым входом пятого элемента И, третий информационный вход соединен с третьим входом первого элемента И, вторым входом четвертого элемента И, первым входом шестого элемента И и вторым входом третьего элемента ИЛИ, четвертый информационный вход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом пятого элемента И, пятый информационный вход соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и третьим входом пятого элемента И, первый настроечный вход соединен со вторым входом третьего элемента И, вторым входом шестого элемента И, четвертым входом первого элемента И, первым входом второго элемента И и через первый элемент НЕ с третьим входом четвертого элемента И и первым входом седьмого элемента И, второй настроечный вход соединен с четвертым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ со вторым входом седьмого элемента И, выход мажоритарного элемента соединен с третьим входом третьего элемента И и третьим входом шестого элемента И, выход первого элемента ИЛИ соединен с третьим входом третьего элемента ИЛИ, выход пятого элемента И соединен с вторым входом второго элемента И и пятым входом четвертого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с третьим входом седьмого элемента И, выход третьего элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ, выход шестого элемента И соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с пятым входом второго элемента ИЛИ, выход седьмого элемента И соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с выходом устройства.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in a multifunctional majority module designed to implement the majority function, conjunction and disjunction of five variables, containing five information inputs, two tuning inputs, module output, majority element, the first and second elements OR, the first and the second AND element, with the second information input connected to the first input of the first OR element, the fourth information input connected to the first input of the majority element, fifth the fifth information input is connected to the second input of the majority element, the output of the first OR element is connected to the first input of the first AND element, the output of the first element AND is connected to the first input of the second OR element, the output of the second AND element is connected to the second input of the second OR element, an additional third element is introduced OR, the third, fourth, fifth, sixth and seventh elements AND, the first and second elements are NOT, and the first information input is connected to the second input of the first element And, the first inputs of the third element And, the fourth e element And and the third element OR, the second information input is connected to the third input of the majority element and the first input of the fifth element And, the third information input is connected to the third input of the first element And, the second input of the fourth element And, the first input of the sixth element And and the second input of the third element OR, the fourth information input is connected to the second input of the first OR element and the second input of the fifth AND element, the fifth information input is connected to the third input of the first OR element and the third input of the fifth element that And, the first tuning input is connected to the second input of the third element And, the second input of the sixth element And, the fourth input of the first element And, the first input of the second element And and through the first element NOT with the third input of the fourth element And and the first input of the seventh element And, the second the tuning input is connected to the fourth input of the fourth element And and through the second element NOT to the second input of the seventh element And, the output of the majority element is connected to the third input of the third element And and the third input of the sixth element And, the output is first about the OR element is connected to the third input of the third OR element, the output of the fifth AND element is connected to the second input of the second AND element and the fifth input of the fourth AND element, the output of the third OR element is connected to the third input of the seventh AND element, the output of the third AND element is connected to the third input of the second OR element, the output of the sixth AND element is connected to the fourth input of the second OR element, the output of the fourth AND element is connected to the fifth input of the second OR element, the output of the seventh element And is connected to the sixth input of the second OR element, output One of the second OR element is connected to the output of the device.
На фиг.1 представлена схема многофункционального мажоритарного модуля. Многофункциональный мажоритарный модуль, содержащий пять информационных входов 1, 2, 3, 4, 5, два настроечных входа 6, 7, выход модуля 8, мажоритарный элемент 9, первый, второй и третий элементы ИЛИ 10, 11, 12, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И 13-19, первый и второй элементы НЕ 20, 21. Элементы схемы соединены следующим образом. Первый информационный вход 1 соединен с вторым входом первого элемента И 13, первыми входами третьего элемента И 15, четвертого элемента И 16 и третьего элемента ИЛИ 12. Второй информационный вход 2 соединен с третьим входом мажоритарного элемента 9, с первым входом первого элемента ИЛИ 10 и первым входом пятого элемента И 17. Третий информационный вход 3 соединен с третьим входом первого элемента И 13, вторым входом четвертого элемента И 16, первым входом шестого элемента И 18 и вторым входом третьего элемента ИЛИ 12. Четвертый информационный вход 4 соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 10 и вторым входом пятого элемента И 17, с первым входом мажоритарного элемента 9. Пятый информационный вход 5 соединен со вторым входом мажоритарного элемента 9, с третьим входом первого элемента ИЛИ 10 и третьим входом пятого элемента И 17. Первый настроечный вход 6 соединен со вторым входом третьего элемента И 15, вторым входом шестого элемента И 18, четвертым входом первого элемента И 13, первым входом второго элемента И 14 и через первый элемент НЕ 20 с третьим входом четвертого элемента И 16 и первым входом седьмого элемента И 19. Второй настроечный вход 7 соединен с четвертым входом четвертого элемента И 16 и через второй элемент НЕ 21 со вторым входом седьмого элемента И 19. Выход первого элемент ИЛИ 10 соединен с первым входом первого элемента И 13 и третьим входом третьего элемента ИЛИ 12, выход первого элемента И 13 соединен с первым входом второго элемент ИЛИ 11. Выход второго элемента И 14 соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ 11. Выход мажоритарного элемента 9 соединен с третьим входом третьего элемента И 15 и третьим входом шестого элемента И 18. Выход пятого элемента И 17 соединен с вторым входом второго элемента И 14 и пятым входом четвертого элемента И 16. Выход третьего элемента ИЛИ 12 соединен с третьим входом седьмого элемента И 19. Выход третьего элемента И 15 соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 11. Выход шестого элемента И 18 соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ 11. Выход четвертого элемента И 16 соединен с пятым входом второго элемента ИЛИ 11. Выход седьмого элемента И 19 соединен с шестым входом второго элемента ИЛИ 11. Выход второго элемента ИЛИ 11 соединен с выходом устройства 8.Figure 1 presents a diagram of a multifunctional majority module. A multifunctional majority module containing five
Работа многофункционального мажоритарного модуля осуществляется следующим образом.The operation of the multifunctional majority module is as follows.
На входы 1, 2, 3, 4, 5 устройства подаются значения входных двоичных сигналов x1,x2,x3,x4,x5 ∈ {0, 1}. На вход 6 подается значение первого настроечного сигнала Y1, на вход 7 подается значение второго настроечного сигнала Y2, где Y1,Y2 ∈ {0, 1}. В таблице приведены значения настроечных сигналов для реализации соответствующих логических функций.
На выходе 8 реализуется выбранная для реализации логическая функция.
Заявленное устройство имеет те же функциональные возможности, как и прототип.The claimed device has the same functionality as the prototype.
Сравним быстродействие прототипа и заявляемого устройства.Compare the speed of the prototype and the claimed device.
Мажоритарный элемент реализует логическую функцию Х1Х2 v Х1Х3 v Х2Х3, и при его реализации на элементах И и ИЛИ задержка сигнала в немThe majority element implements the logical function X 1 X 2 v X 1 X 3 v X 2 X 3 , and when it is implemented on the AND and OR elements, the signal delay in it
Тмаж=Ти+Тили.T maz = T and + T or .
В заявленном устройстве максимальная задержка сигнала будет по цепи: входы устройства 2, 4, 5, мажоритарный элемент 9, элемент И 15 (или элемент И 18), элемент ИЛИ 11, выход 8 устройстваIn the claimed device, the maximum signal delay will be along the circuit: inputs of the
Тзаяв=Тмаж+Ти+Тили=2Тмаж.T application = T mage + T and + T or = 2T mage .
Такая же задержка будет и по цепи: входы устройства 2, 4, 5, элемент ИЛИ 10, элемент ИЛИ 12, элемент И 19, элемент ИЛИ 11, выход 8 устройства.The same delay will be along the circuit: the inputs of the
В прототипе максимальная задержка Тпрот=4Тмаж.In the prototype, the maximum delay T prot = 4T maj .
Следовательно, заявленное устройство имеет большее быстродействие.Therefore, the claimed device has a higher speed.
Сравним сложность реализации заявленного устройства и прототипа на элементах И, ИЛИ, НЕ, которая определяется суммарным количеством входов в используемые элементы.Compare the complexity of the implementation of the claimed device and the prototype on the elements AND, OR, NOT, which is determined by the total number of inputs to the elements used.
Мажоритарный элемент реализует булеву функцию Х1Х2 v Х1Х3 v Х2Х3, и при его реализации на элементах И и ИЛИ его сложность Смаж составляет 9 входов.The majority element implements the Boolean function X 1 X 2 v X 1 X 3 v X 2 X 3 , and when it is implemented on the AND and OR elements, its complexity C mage is 9 inputs.
Сложность прототипа:The complexity of the prototype:
Спрот=9Смаж+8=9×9+8=89.With prot = 9C maj + 8 = 9 × 9 + 8 = 89.
Сложность заявленного устройства:The complexity of the claimed device:
Сзаяв=Смаж+37=46.C application = C maj + 37 = 46.
Следовательно, заявленное устройство имеет меньшую сложность.Therefore, the claimed device has less complexity.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119223A RU2626346C1 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Multifunctional majoritary module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016119223A RU2626346C1 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Multifunctional majoritary module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2626346C1 true RU2626346C1 (en) | 2017-07-26 |
Family
ID=59495652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016119223A RU2626346C1 (en) | 2016-05-18 | 2016-05-18 | Multifunctional majoritary module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2626346C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759700C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-11-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Reconfigurable majority device |
RU2789728C1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1096637A1 (en) * | 1983-03-30 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я А-3500 | Polyfunctional logic module |
US5382950A (en) * | 1990-08-14 | 1995-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for implementing an interrupt distribution in a multi-computer system |
US20030014683A1 (en) * | 2001-03-27 | 2003-01-16 | Deas Alexander Roger | Receiver with automatic skew compensation |
RU52287U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJORITY ELEMENT "THREE OF FIVE" |
RU2294007C1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logical transformer |
RU81019U1 (en) * | 2008-10-06 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJOR ELEMENT |
RU81016U1 (en) * | 2008-10-06 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJOR ELEMENT |
RU2580801C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
-
2016
- 2016-05-18 RU RU2016119223A patent/RU2626346C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1096637A1 (en) * | 1983-03-30 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я А-3500 | Polyfunctional logic module |
US5382950A (en) * | 1990-08-14 | 1995-01-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for implementing an interrupt distribution in a multi-computer system |
US20030014683A1 (en) * | 2001-03-27 | 2003-01-16 | Deas Alexander Roger | Receiver with automatic skew compensation |
RU52287U1 (en) * | 2005-10-10 | 2006-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJORITY ELEMENT "THREE OF FIVE" |
RU2294007C1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Logical transformer |
RU81019U1 (en) * | 2008-10-06 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJOR ELEMENT |
RU81016U1 (en) * | 2008-10-06 | 2009-02-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | MAJOR ELEMENT |
RU2580801C1 (en) * | 2015-03-17 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2759700C1 (en) * | 2020-12-30 | 2021-11-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Reconfigurable majority device |
RU2789728C1 (en) * | 2022-03-18 | 2023-02-07 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Majority module |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2618899C1 (en) | Majoritary module | |
RU2701461C1 (en) | Majority module | |
RU2628117C1 (en) | Majority module "three of five" | |
RU2700554C1 (en) | Majority module | |
RU2647639C1 (en) | Logic converter | |
RU2286594C1 (en) | Logic module | |
RU2626346C1 (en) | Multifunctional majoritary module | |
RU2610678C1 (en) | Universal logic module | |
RU2621281C1 (en) | Logic converter | |
RU2417404C1 (en) | Logic converter | |
RU2622841C1 (en) | Device for selecting extreme number of two binary numbers | |
RU2703675C1 (en) | Logic converter | |
RU2580799C1 (en) | Logic transducer | |
RU2697727C2 (en) | Majority module | |
RU2616890C1 (en) | Symmetrical boolean function generator | |
RU2641454C2 (en) | Logic converter | |
RU2700553C1 (en) | Majority module | |
RU2610246C1 (en) | Universal majority module | |
RU2676888C1 (en) | Logical module | |
RU2609743C1 (en) | Logic module | |
RU2634229C1 (en) | Logical converter | |
RU2629452C1 (en) | Logic converter | |
RU2714216C1 (en) | Threshold module | |
RU2610676C1 (en) | Majoritarian module for systems with reconfiguration | |
RU2602331C1 (en) | Logic transducer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180519 |