Реверсивный счетчик импульсов

 

Изобретение может быть использовано при проектированииреверсивных цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления. Цель изобретения - повышение надежности устройства - достигается путем сокращения на две межэлементные связи общего количества межэлементных связей устройства и выполнения устройства по схеме, приведенной на чертеже. Устройство содержит входные шины 28 и 29 и разряды 1, 2 и 3, каждый из которых выполнен на троичных элементах 4-15, 16-21 и 22-27. Система тактового питания счетчика - трехфазная . С тактовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные импульсы на шины 28 и 29, а также считывается информация с элементов 7-9, 18, 19,26 и 27; тактовыми импульсами второй и третьей фаз считывается информация соответственно с элементов 4, 5, 10, 11, 15, 20-23 и 6, 12-14, 16, 17, 24 и 25. Каждый следующий импульс поступает на шины 28 и 29 через три фазы или один такт. Работа устройства поясняется таблицей и временными диаграммами , приведенными в описании изобретения . 1 табл.,2 ил. (Л 28 со 4 ОО СО со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1348997 (51) 4 ц 03 К 23/76

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4058155/24-21 (22) 17.04. 86 (46) 30.10,87. Бюл. М - 40 (72) С.И. Шароватов и В.П. Гришанов (53) 621.374.32(088.8) (5e) Авторское свидетельство СССР

У 945999, кл. Н 03 К 23/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф- 1266000, кл. Н 03 К 23/76, 1985. (54) РЕВЕРСИВИ11Й СЧЕТЧИК К1НУЦЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано при проектировании реверсивных цифровьгх вычислительных устройств с двоичной системой счисления. Цель изобретения — повышение надежности устройства — достигается путем сокращения на две межзлементные связи общего количества межэлементных связей устройства и выполнения устройства по схеме, приведенной на чертеже.

Устройство содержит входные шины 28 и 29 и разряды 1, 2 и 3, каждый из которых выполнен на троичных элементах 4-15, 16-21 и 22-27. Система тактового питания счетчика — трехфазная. С тактовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные ю пульсы на шины 28 и 29, а также считывается информация с элементов 7-9, 18, 19,26 и 27; тактовыми импульсами второй и третьей фаз считывается информация соответственно с элементов 4, 5, 10, 11 15, 20-23 и 6, 12-14, 16, 17, 24 и 25.

Каждый следующий импульс поступает на шины 28 и 29 через три фазы или один такт. Работа устройства поясняется таблицей и временными диаграммами, приведенными в описании изобретения. 1 табл., 2 ил.

1 13

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании реверсивных цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления.

Цель изобретения — повышение надежности устройства.

Цель изобретения — повышение надежности за счет сокращения на две межэлементные связи общего количества межэлементных связей устройства.

На фиг. 1 приведена (в качестве примера) схема трехразрядного реверсивного счетчика импульсов; на фиг. 2 — временные диаграммы работы предлагаемого счетчика.

Схема (фиг. 1) содержит разряды

1-3. Раэряд 1 Содержит первый-двенадцатый троичные элементы 4-15; разряд 2 — первый-шестой троичные элементь 16-21, разряд 3 — первый-шестой троичные элементы 22-27.

Схема содержит также входные шины

28 и 29.

Выходы троичных элементов 4, 16 и

22 соединены соответственно с положительнымй суммирующими входами троичных элементов 6, 18 и 24, с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 6, 18 и 24 и с первыми положительными вычитающими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 5, 17 и 23 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов 6, 18 и 24, с отрицательными вычитающими входами троичных элементов 6, 18 и 24 и с первыми положительными суммирующими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 6, 18 и 24 соединены соответственно с положительными суммирующими входами троичных элементов 8, 20 и 26 и с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 9, 21 и 27; положительные суммирующие входы троичных элементов

4, 16 и 22 соединены соответственно с отрицательными суммирующими входами троичных элементов 5, 17 и 23; вторые положительные суммирующие входы троичных элементов 7, 19 и 25 соединены соответственно с отрицательными вычитающими входами троичных элементов 7, 19 и 25; выходы троичных элементов 20 и 26 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов 16

48997 2 и 22; выходы троичных элементов 21 и

27 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов 17 и 23; выход троичного элемента 19 соединен с положительным суммирующим входом троичного элемента 22; положительный суммирующий вход троичного элемента 22 соединен с вторым положительным суммирующим входом троичного элемента

25. В разряде 1 входная шина 28 соединена с положительным суммирующим входом троичного элемента 4; входная шина 29 соединена с положительным вычитающим входом троичного элемента

4 и отрицательным вычитающим входом троичного элемента 5; выходы троичных элементов 8 и 9 соединены соответственно с положительным суммирующим и положительным вычитающим вхо( дами троичного элемента 10, выход коI торого соединен с положительным суммирующим входом троичного элемента

12 и отрицательным суммирующим входом троичного элемента 13, выходы троичных элементов 12 и 13 соединены соответственно с положительными вычитающими входами троичных элементов Я и 9; первый положительный суммирующий вход и первый отрицательный вычитающий вход троичного элемента 14 соединены между собой; выход троичного элемента 14 соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 19; выход троичного элемента 6 соединен с первым положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами троичного элемента 11, выход троичного элемента 8 соединен с отрицательным суммирующим входом троичного элемента 10 и пОложительным вычитающим входом троичного элемента 1I, выход троичного элемента 9 соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 10 и вторым положительным суммирующим входом троичного элемента 11, выход которого соединен с первым положительным суммирующим входом троичного элемента 16 и с вторым положительным суммирующим и вторым отрицательным вычитающим входами троичного элемента

14. Входная шина 28 соединена с положительным суммирующим и отрицательным вычитающими входами троичного элемента 15, выход которого соединен с отрицательным вычитающим входом троичного элемента 7, выход которо1348997

20

25 кода. го соединен с вторым положительным суммирующим входом троичного элемента 16, вторым отрицательным суммирующим входом троичного элемента 17 и с первым положительным суммирующим входом троичного элемента 14.

На фиг. 2 обозначено: временные диаграммы 30-32 соответственно импульсов первой-третьей фаз тактового питания; временные диаграммы 33 и 34 соответственно импульсов на шинах

28 и 29; временные диаграммы 35-58 соответственно импульсов записи и считывания на элементах 4-27.

Система тактового питания счетчика — трехфазная. Тактовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные импульсы на шины 28 и 29, а также считывается информация с элементов 7-9, 18, 19, 26 и

27; тактовыми импульсами второй и третьей фаз считывается информация соответственно с элементов 4, 5, 10, 11, 15, 20-23 и 6, 12-14, 16, 17, 24, 25. Каждый следующий импульс поступает на шины 28 и 29 через три фазы или один такт.

Счетчик реализован на троичных эле-З0 ментах, которые выполняют операции, описываемые в таблице. Суммирующие входы эквивалентны вычитающим входам за исключением знака выходного импульса, который является противоположным, а первый и второй суммирующие (вычитающие) входы эквивалентны между собой (см. таблицу).

На элементах 12(13), 20(21) и 4

26(27) положительные импульсы формируют состояние "+1" ("-1") счетчика соответственно первого, второго и третьего разрядов. На элементах 7, 11 и 19 формируются импульсы переноса первого и второго разрядов соответственно.

Для представления чисел в счетчике используется двоичная система счисления с числами 1,0,1, где знак числа определяется знаком старшего разряда.

Поступление положительного импульса ("+1") на шину 28 или 29, которые эквивалентны между собой, прибав55 ляет к содержимому счетчика положительную единицу, поступление отрицательного импульса ("-1") прибавля— ет отрицательную единицу.

Если счетчик находится в нулевом состоянии, то первый положительный импульс, поступаюший на одну из входных шин,устанавливает его первый разряд в состояние "+1", а второй положительный импульс переводит первый разряд в состояние "0" и, пройдя через выход переноса первого разряда (положительный импульс с элемента 11) во второй разряд, устанавливает его в состояние "+1" и т.д.

Поступление отрицательных импульсов на одну из входных шин вызывает последовательное убывание накопленного в нем положительного числа, а затем после перехода через нуль— накапливание отрицательного числа.

Одновременное поступление на шины

28 и 29 разнополярных импульсов не изменяет состояние разрядов счетчика, так как эти импульсы компенсируют друг друга. Одновременное поступление двух положительных (отрицательных) импульсов не изменяет состояние первого разряда, а приводит к появлению положительного (отрицательного) импульса переноса на выходе элемента 7, который поступает во второй разряд.

Выходы элементов 7 и 11 эквивалентны между собой по взаимопействию на состояние второго разряда.

Наличие обратной связи позволяет хранить результаты сложения (вычитания), т.е. обеспечивает хранение состояния "+1 ("-1") разряда счетчика в виде генерации импульсов положитель- ной полярности на его выходе.

Для обнуления счетчика необходимо ввести в каждый разряд шину обнуления: первая, вторая и третья шины обнуления подключаются к вычитающим входам элементов 12-13, 20-21 и 2627 соответственно.

При поступлении импульсов. на шины обнуления происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т.е. их обнуление.

При записи кода необходимо в каждый разряд счетчика ввести установоч ную шину, соединенную с вторым положительным складывающим входом элемента 12 (20, 26) и вторым отрицательным складывающим входом элемента 13 (21, 27) для первого (второго, третьего) разряда. На указанные шины подаются значения разрядов записываемого

1348997

На фиг. 2 показана временная диаграмма счета импульсов, поступающих на входные шины:

+1, +1, +1, — 1, +1, — 1 — на шину

28;

О, +1, +1, -1, О, Π— на шину 29, в результате состояние разрядов счетчика меняется следующим образом:

001=1; 011=3„; 101=5,; 111-3,;

100=4„; 101=3, .

Устройство работает следующим образом.

При поступлении положительного импульса на шину 28 во время тактового импульса первой фазы первого такта согласно логике работы элемента, записанной в таблице, производится запись на складывающие входы элементов 4 и 15; импульсом второй фазы положительный импульс с элемента 4 передается на положительный складывающий вход элемента 6 и положительный вычитающий вход элемента

7, а положительный импульс с элемента 15 передается на второй положительный складывающий вход элемента

7; импульсом третьей фазы положительный импульс с элемента 6 передается на складывающий вход элемента 11. Импульсом первой фазы второго такта положительный импульс с элемента 8 передается на положительный складывающий вход элемента

10 и положительный вычитающий вход элемента 11; импульсом второй фазы положительный импульс с элемента

10 передается на складывающий вход элемента 12; импульсом третьей фазы с элемента 12 считывается положительный импульст который образует состояние "+1" первого разряда счетчика. Результирующее состояние выходов трехразрядного счетчика 001=1»o.

При поступлении во втором — шестом тактах последующих импульсов на входные шины 28 и 29 счетчик работает аналогично. формула изобретения

Реверсивный счетчик импульсов, содержащий первую и вторую входные шины и разряды, первый разряд содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый троичные элемента, каждый разряд, кроме первого, содержит первый, второй, третий, четвертый, пя30

» 0

55 первого и второго троичных элементов, выход четвертого троичного элемента соединен с положительным суммирующим входом первого троичного элемента следующего разряда, в каждом разряде, кроме первого и второго, положительный суммирующий вход первого и второй положительный суммирующий вход четвертого троичных элементов соединены между собой, в первом разряде первая входная шина соединена с положительным суммирующим входом первого троичного элемента, вторая входная шина соединена с положительным вычитающим входом первого и отрицательным вычитающим входом второго троичных элементов, выходы пятого и шестого троичных элементов соединены соответственно с положительным

cóììèðóþùèì и положительным вычитающим входами седьмого троичного элемента, выход которого соединен с положительным cóììèðуюшим входом девято— го и отрицательным суммирующим входом десятого траичных элементов, выходы которых соединены соответственно с положительнымн вычитающими входами пятого и шестого троичных элементов, первый положительный суммирующий вход и первый отрицательный вычитающий вход одиннадцатого троичного тый и шестой троичные элементы, в каждом разряде выход первого троичного элемента соединен с положительным и отрицательным суммирующими

5 входами третьего и первым положительным вычитающим входом четвертого троичных элементов, выход второго троичного элемента соединен с положительным и отрицательным вычитающими входами третьего и первым положительным суммирующим входом четвертого троичных элементов, выход третьего троичного элемента соединен с положительным суммирующим входом пятого и с отрицателным суммирующим входом шестого троичных элементов, положительный суммирующий вход первого и отрицательный суммирующий вход второго троичных элементов соединены между собой, вгорой положительный суммирующий вход и отрицательный вычитающий вход четвертого троичного элемента соединены между собой, в

25 каждом разряде, кроме первого, выходы пятого и шестого троичных элементов соединены соответственно с положительными вычитающими входами

Общее количество импульсов (1) поступающих на входы

Состояние выхода элемента

Складывающие Вычитающие

О

1,2

1,2

7 13 элемента соединены между собой, выход одиннадцатого троичного элемента соединен отрицательным вычитающим входом четвертого троичного элемента второго разряда, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в первом разряде выход третьего троичного элемента соединен с первым положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами восьмого троичного элемента, выход пятого троичного элемента соединен с отрицательным суммирующим входом седьмого и положительным вычитающим входом восьмого троичных элементов, выход шестого троичного элемента соединен с отрицательным вычитающим входом седьмого троичного элемента и вторым положительным суммирующим входом восьмого троичного элемента, выход которого соединен с первым

48997 8 положительным суммирующим входом первого троичного элемента второго разряда и с вторым положительным

5 суммирующим и вторым отрицательным вычитающим входами одиннадцатого троичного элемента первого разряда, первая входная шина соединена с положительным суммирующим и отрицательным вычитающим входами двенадцатого троичного элемента, выход которого соединен с отрицательным вычитающим входом четвертого троичного элемента, выход которого соединен с вторым положительным суммирующим входом первого и вторым отрицательным суммирующим входом второго троичных элементов второго разряда и с первым положительным суммирующим входом одиннадцатого троичного элемента первого разряда.

1348997

Ю

31

3Z

33

Зф

36

37

38

39

41 г

М

И

g$ ф7

И

99 зо

51

Ы

Л

5Ф

Я

57

58 импупьсь/ п ргщп н го исп ачника питания — — считьйание „- 1 "

II с ить/дани -0

1 счищы3анир„+1"

ЛУпи ь „ 1

3dnucp „-1"

Составитель А. Ранов

Техред 1.0ëèéöüäñ

Редактор M. Петрова

КоРРектоР Г. Решетник

Заказ 5199/56

Тираж 899 Подписное

БНИИ11И Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4