Мажоритарный модуль

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство предварительной обработки информации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, а именно в реализации мажоритарной функции нескольких аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же аргументов. Мажоритарный модуль содержит два элемента И (11, 12), два элемента ИЛИ (21, 22) и девять мажоритарных элементов (31, … , 39). За счет указанных элементов и новой схемы их соединения, глубина которой равна четырем, обеспечивается обработка пяти входных двоичных сигналов. В результате достигнуто расширение функциональных возможностей мажоритарного модуля и уменьшение относительного показателя схемной глубины. 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, патент РФ 2398265, кл. G06F 7/57, 2010 г.), которые с помощью константной настройки реализуют мажоритарную функцию Мaj(х₁,х₂,х₃)=х₁х₂ ∨ х₁х₃ ∨ х₂х₃ трех аргументов - входных двоичных сигналов х₁,х₂,х₃ ∈ {0,1} либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же трех аргументов. При этом , где n=3, h=3 и $$\tilde{h}$$ есть соответственно количество аргументов реализуемых функций, глубина схемы и относительный показатель схемной глубины.

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, и большая величина относительного показателя схемной глубины.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является принятый за прототип мажоритарный модуль (патент РФ 2249844, кл. G06F7/38, 2005 г.), который содержит элемент И, элемент ИЛИ, два мажоритарных элемента и реализует мажоритарную функцию Maj(x₁,x₂,x₃)=х₁х₂ ∨ х₁х₃ ∨ х₂х₃ трех аргументов - входных двоичных сигналов х₁,х₂,х₃ ∈ {0,1} либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же трех аргументов. При этом n=3, h=3 и .

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, обусловленные тем, что не допускается обработка пяти входных сигналов, и большая величина относительного показателя схемной глубины.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения реализации мажоритарной функции пяти аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкции (конъюнкции) тех же пяти аргументов и уменьшение относительного показателя схемной глубины.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в мажоритарном модуле, содержащем элемент И, элемент ИЛИ и два мажоритарных элемента, первый вход первого, первый и второй входы второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым настроечными входами мажоритарного модуля и выходом первого мажоритарного элемента, особенность заключается в том, что в него дополнительно введены элемент И, элемент ИЛИ и семь мажоритарных элементов, объединенные третий вход второго, второй вход пятого мажоритарных элементов, объединенные первый вход первого элемента ИЛИ, второй вход четвертого, третий вход шестого мажоритарных элементов, объединенные второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход первого, третий вход пятого мажоритарных элементов, объединенные второй вход первого элемента И, третий вход первого, второй вход восьмого мажоритарных элементов и объединенные второй вход второго элемента И, третьи входы четвертого, восьмого мажоритарных элементов образуют соответственно первый, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы мажоритарного модуля, выходы первого элемента ИЛИ и пятого мажоритарного элемента соединены соответственно с первым входом первого элемента И и объединенными первым входом второго элемента И, вторым входом шестого мажоритарного элемента, второй, третий входы i-го (i∈{3,7}) мажоритарного элемента и первый, второй входы второго элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам (i-1)-го, (i+1)-го мажоритарных элементов и выходам первого, второго элементов И, а первый, второй, третий входы и выход девятого мажоритарного элемента соединены соответственно с выходами третьего, седьмого мажоритарных элементов, второго элемента ИЛИ и выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого подключены соответственно к объединенным первым входам третьего, пятого, седьмого и объединенным первым входам четвертого, шестого, восьмого мажоритарных элементов.

На чертеже. представлена схема предлагаемого мажоритарного модуля.

Мажоритарный модуль содержит элементы И 1₁, 1₂, элементы ИЛИ 2₁, 2₂ и мажоритарные элементы 3₁,…,3₉, причем объединенные третий вход элемента 3₂, второй вход элемента 3₅, объединенные первый вход элемента 2₁, второй вход элемента 3₄, третий вход элемента 3₆, объединенные третий вход элемента 3₅, вторые входы элементов 2₁, 3₁, объединенные третий вход элемента 3₁, вторые входы элементов 1₁, 3₈ и объединенные второй вход элемента 1₂, третьи входы элементов 3₄, 3₈ образуют соответственно первый, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы мажоритарного модуля, выходы элементов 2₁, 3₁ и 3₅ соединены соответственно с первым входом элемента 1₁, вторым входом элемента 3₂ и объединенными первым входом элемента 1₂, вторым входом элемента 3₆, второй, третий входы элемента 3_i (i∈{3,7}) и первый, второй входы элемента 2₂ подключены соответственно к выходам элементов 3_i-1, 3_i+1 и 1₁, 1₂, а первый, второй, третий входы и выход элемента 3₉ соединены соответственно с выходами элементов 3₃, 3₇, 2₂ и выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого подключены соответственно к объединенным первым входам элементов 3₁, 3₃, 3₅, 3₇ и объединенным первым входам элементов 3₂, 3₄, 3₆, 3₈.

Работа предлагаемого мажоритарного модуля осуществляется следующим образом.

На его первый,…,пятый информационные и первый, второй настроечные входы подаются соответственно двоичные сигналы х₁,…,х₅ ∈ {0,1} и у₁,у₂ ∈ {0,1}. На выходе мажоритарного элемента имеем a_j1#a_j2#a_j3=a_j1a_j2∨а_j3∨a_j2a_j3, где а_j1,а_j2,а_j3 и #,∨, • есть соответственно сигналы на его первом, втором, третьем входах и символы операций Maj, ИЛИ, И. Следовательно, сигнал на выходе элемента 3₉ определяется выражением

где Таким образом, на выходе предлагаемого модуля получим

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый мажоритарный модуль обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями, так как реализует мажоритарную функцию n=5 аргументов - входных двоичных сигналов либо дизъюнкцию (конъюнкцию) тех же пяти аргументов. При этом глубина h схемы предлагаемого мажоритарного модуля и относительный показатель $$\tilde{h}$$ схемной глубины составляют h=4 и .

Мажоритарный модуль, содержащий элемент И, элемент ИЛИ и два мажоритарных элемента, причем первый вход первого, первый и второй входы второго мажоритарных элементов соединены соответственно с первым, вторым настроечными входами мажоритарного модуля и выходом первого мажоритарного элемента, отличающийся тем, что в него дополнительно введены элемент И, элемент ИЛИ и семь мажоритарных элементов, объединенные третий вход второго, второй вход пятого мажоритарных элементов, объединенные первый вход первого элемента ИЛИ, второй вход четвертого, третий вход шестого мажоритарных элементов, объединенные второй вход первого элемента ИЛИ, второй вход первого, третий вход пятого мажоритарных элементов, объединенные второй вход первого элемента И, третий вход первого, второй вход восьмого мажоритарных элементов и объединенные второй вход второго элемента И, третьи входы четвертого, восьмого мажоритарных элементов образуют соответственно первый, второй, третий, четвертый и пятый информационные входы мажоритарного модуля, выходы первого элемента ИЛИ и пятого мажоритарного элемента соединены соответственно с первым входом первого элемента И и объединенными первым входом второго элемента И, вторым входом шестого мажоритарного элемента, второй, третий входы i-го (i∈{3,7}) мажоритарного элемента и первый, второй входы второго элемента ИЛИ подключены соответственно к выходам (i-1)-го, (i+1)-го мажоритарных элементов и выходам первого, второго элементов И, а первый, второй, третий входы и выход девятого мажоритарного элемента соединены соответственно с выходами третьего, седьмого мажоритарных элементов, второго элемента ИЛИ и выходом мажоритарного модуля, первый и второй настроечные входы которого подключены соответственно к объединенным первым входам третьего, пятого, седьмого и объединенным первым входам четвертого, шестого, восьмого мажоритарных элементов.