Мажоритарный модуль

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации мажоритарной функции n аргументов, где n≠1 есть любое нечетное натуральное число. Устройство содержит мажоритарные элементы, сгруппированные в N+1 групп так, что i-я (i=1, N) и (N+1)-я группы содержат соответственно m-1 и N-1 мажоритарных элементов. 1 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения средств автоматики, функциональных узлов систем управления и др.

Известны мажоритарные модули (см., например, рис. 18.2а на стр. 315 в книге Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники. М.: Высш. шк., 1988.), которые реализуют мажоритарную функцию maj(х₁,х₂,х₃)=х ₁х₂∨ x₁x₃∨ х₂x₃ трех аргументов - входных двоичных сигналов x₁, х₂, х₃ ∈ {0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных мажоритарных модулей, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка любого нечетного количества входных сигналов.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (см. рис.83 на стр. 133 в книге Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / С.В.Якубовский, Л.И.Ниссельсон, В.И.Кулешова и др. М.: Радио и связь, 1989.), содержащий три мажоритарных элемента, каждый из которых реализует мажоритарную функцию трех аргументов (входных двоичных сигналов).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка любого нечетного количества входных сигналов.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации мажоритарной функции n аргументов (входных двоичных сигналов), где n n≠ 1 есть любое нечетное натуральное число.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем три мажоритарных элемента, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены аналогичные упомянутым мажоритарные элементы, причем все мажоритарные элементы сгруппированы в N+1 групп так, что i-я (i= ) и (N+1)-я группы содержат соответственно m-1 и N-1 мажоритарных элементов, в i-й группе выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход (m-1)-го мажоритарного элемента первой и выходы (m-1)-х мажоритарных элементов второй,... , N-й групп подключены соответственно к второму входу первого и третьим входам первого,... , (N-1)-го мажоритарных элементов (N+1)-й группы, в которой выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход (N-1)-го мажоритарного элемента является выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов первой,... , N-й групп и объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов (N+1)-й группы, при этом , m=0,5(n+1), n≠ 1 есть любое нечетное натуральное число.

На чертеже представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит мажоритарные элементы 1₁₁,... ,1 _(N-1)(N-1), где , m=0,5(n+1), n≠ 1 есть любое нечетное натуральное число. Все мажоритарные элементы сгруппированы в N+1 групп так, что i-я (i= ) и (N+1)-я группы содержат соответственно элементы 1_i1 ,... ,1_i(m-1) и 1_(N+1)1,... 1_(N+1)(N-1) , в i-й группе выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход элемента 1_1(m-1) и выходы элементов 1_2(m-1),... ,1_N(m-1) подключены соответственно к второму входу элемента 1_(N+1)1 и третьим входам элементов i_(N+1)1,... ,1_(N+1)(N-1), в (N+1)-й группе выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход элемента i_(N+1)(N-1) является выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми входами элементов 1 ₁₁,... ,1_N(m-1) и объединенными первыми входами элементов 1_(N-1)1,... ,1_(N-1)(N-1).

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом. На второй вход элемента 1_i1 и третьи входы элементов 1_i1,... ,1_i(m-1) (i= ) подаются соответственно входные двоичные сигналы x_i1 и х_i2,... ,х_im (х_i1,... ,х _im ∈ ={x₁,... ,x_n}, m=0,5(n+1), 1≤ i1<... <im≤ n, n≠ 1 есть любое нечетное натуральное число) так, чтобы наборы x ₁₁,... ,x_1m-x_N1,... ,x_Nm были неповторяющимися. На первом и втором настроечных входах модуля фиксируются соответственно двоичные сигналы f₁ и f₂. Сигнал на выходе мажоритарного элемента равен 1 (0) только тогда, когда на двух или на всех входах этого элемента действуют сигналы, равные 1 (0). Следовательно, если на первом входе мажоритарного элемента присутствует 1 (0), то этот элемент будет выполнять операцию ИЛИ (И) над сигналами, действующими на его втором и третьем входах. Таким образом, операция, воспроизводимая предлагаемым модулем, определяется выражением

где символом ∨ и либо ∧ обозначены соответственно операции ИЛИ и И.

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как обеспечивает реализацию мажоритарной функции n аргументов (входных двоичных сигналов), где n≠ 1 есть любое нечетное натуральное число. Кроме того, в отличие от прототипа предлагаемый мажоритарный модуль может выполнять операцию ИЛИ либо И над n-входными двоичными сигналами, что также расширяет функциональные возможности мажоритарного модуля.

Формула изобретения

Мажоритарный модуль, содержащий три мажоритарных элемента, отличающийся тем, что в него дополнительно введены аналогичные упомянутым мажоритарные элементы, причем все мажоритарные элементы сгруппированы в N+1 групп так, что i-я и (N+1)-я группы содержат соответственно m-1 и N-1 мажоритарных элементов, в i-й группе выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход (m-1)-го мажоритарного элемента первой и выходы (m-1)-ых мажоритарных элементов второй,..., N-й групп подключены соответственно к второму входу первого и третьим входам первого,..., (N-1)-го мажоритарных элементов (N+1)-й группы, в которой выход каждого предыдущего мажоритарного элемента соединен с вторым входом последующего мажоритарного элемента, а выход (N-1)-го мажоритарного элемента является выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого образованы соответственно объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов первой,..., N-й групп и объединенными первыми входами всех мажоритарных элементов (N+1)-й группы, при этом

m=0,5(n+1), n≠1 есть любое нечетное натуральное число.

РИСУНКИ