Асинхронный реверсивный двоичный счетчик

 

Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в трехмерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат в геометрический код и при разборке линейных и круговых интерполяторов Асинхронный реверсивный двоичный счетчик содержит п JK-триггеров , п-1 первых мультиплексоров , n-1 вторых мультиплексоров 3i-3n-i, 2 элемента ИЛИ 677 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-10, 7 элементов И 11-17 1 шину управления суммированием-вычитанием 18 1 шину сброса 19, 2 шины управления режимами работы 20, 21, 1 шину синхронизации 25 п входных шин 270 27п-1. 1 ил

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 23/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С>

С

Ql (Ь

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4870013/21 (22) 01,10.90 (46) 23.07.92. Бюл. M 27 (7 )) Винницкий политехнический институт (72) Н, А. Квитка, В. ) ), Кожемяко, А. И. Короновский, А. В, Вернигора и В, В. Бойко

{56) Авторское свидетельство СССР

N . 1115240, кл. HOK К 23/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N . 1555856, кл. Н 03 К 23/56, 1989. (54) АСИНХРОННЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ

ДВОИЧНЫЙ СЧЕТЧИК (57) Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть использовано для реверсивного счета импульсов в трех,...!Ж, „ l 750056 А1 мерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат в геометрический код и при разборке линейных и круговых интерполяторов . Асинхронный реверсивный двоичный счетчик содержит и

JK-триггеров 10-1п->, n — 1 первых мультиплексоров 2) — 2>-1, и-1 вторых мультиплексоров 3> — Зп-1, 2 элемента ИЛИ 6, 7, 7 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-10, 7 элементов И 11-17. 1 шину управления суммированием — вычитанием 18, 1 шину сброса t9, 2 шины управления режимами работы

20, 21, 1 шину синхройизации 25, и входных шин 270 — 27П-1. 1 ил.

1750056

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов, в трехмерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат в геометрический код и при разработке линейных и круговых интерполяторов, Цель изобретения — расширение области использования, заключающееся в обесйечении счета в трехмерных геометрических кодах с иррациональным основанием.

Предлагаемый счетчик предназначен для счета импульсов в геометрическом трехмерном коде, представляющем вектор следующим образом: у Эn — 1 Кд у — Эи — г }

X=V3 ß Х 2 + 2 ", X 2" +

k=2 =1 (1) эи-э

+ > Xi 2

Зи — З

;Я Х1 2 6, = о - 3 п — г 2 $ Х)2, i=1 направление второго вектора составляет с направлением координат прямоугольной системы угол 45 и его значение представляется в виде а направление третьего вектора с вторым вектором составляет угол arctg 2/2 и изображается следующим образом /3 ), Хк 2 ;

Код(1), используемый для записи вектора, является более. экономичным по сравнени ю с двоичным кодом в прямоугольной

1=о где Х,, Xj, Хь К, |, i — принимают значения:

Хк, Х), Х E (0,1};! (О, 3, 6, 9,..., Зп-3};

J 11,4,7, 10ÄÄ 3n — 2};

К (2, 5, 8, 11,..., Зп-1}.

Выражение (1): позволяет- любой вектор в пространстве изобразить в аиде трех составных векторов, направление одного из которых совпадает с координатной прямоугольной системы координат, а его величина равна системе координат. При переходе от двоичного представления координат вектора к представлению этого же вектора с помощью кода (1), необходимо осуществить формиро5 вание трех частей выражения (1), Этот процесс осуществляется с помощью предлагаемого реверсивного двоичното счетчика.

На чертеже представлена функциональ10 ная схема асинхронного реверсивного двоичного счетчика.

Асинхронный реверсивный двоичный счетчик содержит! К-триггер 1,-1и-i первые

21 — 2n-1 и вторые 31 — Зи-i мультиплексоры, 15 первый и второй элементы ЗАПРЕТ 4 и 5, первый и второй элементы ИЛИ 6-7, первый

-третийэлементы НŠ— РАВНОЗНАЧНОСТЬ

8-10, первый — седьмой 17 элементы И 1117, шину 18 управления суммированием-вы20 читанием, шину 19 сброса счетчика, первую вторую шины 20 и 21 управления режимами работы, первый — третий входы 22-24 счетчика, шину 25 синхронизации, выходы 26126и-> разрядов счетчика, входные шины

25 27о — 27и-1 поступления параллельного кода.

Прямой и инверсный выходы К-триггера 1i подсоединены соответственно к первому и второму информационным входам мультиплексора 2 +1, управляющий вход ко30 торого соединен с шиной 18 управления суммированием-вычитанием, а его выход подключен к первому —. третьему информационным входам соответственно мультиплексоров Зн-1, 3+г и 3+э, причем выход

35 мультиплексора 3i+> подключен к С-входу

JK-триггера 1н управляющие входы мультиплексоров 31 — 3и-1 соединены с шинами

20 и 21 управления режимами работы. Выход мультиплексора 2и-1 подключен лишь к

40 первому информационному входу мультиплексора 3и-1, второй и третий информационный вход мультиплексора 31 подключены к выходу второго 5 элемента ЗАПРЕТ, а третий информационный вход мультиплексора

45 Зг подключен к выходу четвертого элемента

И 14 и инверсному входу второго элемента

ЗАПРЕТ 5, к первому — третьему входам первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно первого

50 — третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8 — 10 и первого третьего элементов

И 11 — 13.

Асинхронный реверсивный двоичный счетчик может работать в трех режимах:.ре55 жиме реверсивного счета импульсов по одному иэ входов в двоичном коде; режиме реверсивйого счета импульсов по одному И (или) двум входам в коде с основанием /2; режиме реверсивного счета импульсов по

1750056

n — 2, Г Х! г

35

40 пишется информация

55 одному, двум и (или) трем входам в трехмерном геометрическом коде. Первый режим обеспечивается приложением к шинам 20 и

21 управления режимами работы сигналов нулевого уровня, второй — приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логической единицы и логического нуля, третий — приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логического нуля и логической единицы. . При этом независимо от режима работы суммирование импульсов происходит в случае присутствия в шине 18 управления суммированием-вычитанием нулевого потенциала, а вычитание — единичного потенциала, Реверсивный двоичный счетчик при счете импульсов (суммировании) в двоичном коде работает следующим образом.

Подсчету импульсов предшествует установка реверсивного счетчика в исходное состояние путем приложения к шинам 1821 сигнала нулевого уровня, вследствие чего IK-триггеры 1Π— 1 и-i устанавливаются в нулевое состояние и одновременно с этим обеспечивается подключение с помощью мультиплексоров 21 — 2п-1 прямых выходов триггеров к первым информационным входам мультиплексоров 3>-3п-1 с последую-. щим подсоединением их к счетным входам ,соответствующих IK-триггеров 1о — 1п-1. Импульс, появившийся на входе 22 (23 или 24), поступает через пятый 15 (или шестой 16 или седьмой 17) элемент И на вход первого

8 (или второго 9, или третьего 10) элемента

НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, пройдя через него попадает на первый или второй, или третий вход первого 6 элемента ИЛИ, затем с eto выхода поступает, пройдя через первый 4 элемент ЗАПРЕТ, на С-вход триггера 1<. переводя в инверсное (a данном случае) состояние. Вследствие того, что С-вход триггера

11 через мультиплексоры 3 и 2i соединен с прямым выходом триггера 1О, то каждый переход последнего в нулевое состояние переводит триггер в инверсное состояние, Аналогично работают остальные IK-триггеры при счете импульсов. После каждого так- . та счета на выходах 26р-26п 1 реверсивного двоичного счетчика присутствует двоичный код, соответствующий количеству импульсов, поступивших на вход 22 (23 или 24) счетчика. Таким же образом работает счетчик при вычитании импульсов в двоичном коде. Предварительно исходный двоичный код, поступивший к выходным шинам 27О27п-q записывается в реверсивный счетчик, к шинам 19 — 21 прилагаются соответственно высокий и низкий потенциалы, В данном случае к С-входу!К-триггера 1i с помощью мультиплексоров 3 и 2 подключается инверсный выход IK-триггера 1 -1. Счетные импульсы поступают на вход 22 (23 или 24) реверсивного счетчика, а результат счета (вычитания) присутствует на выходах 26о26п-1.

В режиме счета (суммирования) в кодах с основанием У2 работе счетчика, предшествует установка его в исходное (нулевое состояние) подачей-в шину 19 нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 21 подается нулевой, а в шину 20 — единичный потей1 иалы, благодаря чему обеспечивается соединение прямого выхода триггера 1i через мультиплексор 2j+> и 3j+> с С-выходом триггера 1н2. При поступлении на вход 22 (23 или 24) Импульса, он (аналогично работе в первом режиме) поступает на счетный вход It -триггера 1р, переключая его в инверсное состояние. Каждое переключение триггера 1О в нулевое состояние приводит к переключению триггера 12 в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах

1О, 12, 14....1ь...1п-2 счетчика фиксируется информация которая присутствует на выходах 26О.

262 ..26I,...26п 2 асинхронного реверсивного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 24, или 22 и 23, или 23 и 24 импульсы через пятый 15 и: . шестой 16 или пятый 15 и седьмой 17, или шестой 16 и седьмой 17 элементы И пройдут через первый 11 или второй 12. или третий

13 элементы И, через второй элемент ИЛИ

7 через второй элемент ЗАПРЕТ 5, поступят на второй информационный вход мультиплексора 31, а с выхода которого — на С-вход триггера 11, переводя eto в инверсное (единичное) состояние. При этом импульс с выхода второго элемента И 7, поступая на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ

4, вызывает запрещение прохождения импульса с выхода первого элемента ИЛИ 6 на

50 С-вход триггера 1 . Переход триггера 11 в нулевое состояние переводит триггер 1з в инверсное состояние и т. д. В данном случае в нечетных триггерах 1>, 1з, 1s...,11,...1п-т заи — 1 2 $ Xj 2 хI =1 которая будет присутствовать на выходах

261, 26з. 265,..., 26!....,26 -> реверсивного

1750056

20

Зn — 1

ЧЗ Х 2"-.- .

40

Зп — 3

Х 2

3n — 3

+Х Xk.2 3

i=o

55 и-1

Ч2 $ Х1 2а, ) =-1.счетчика. При счете (вычитании) необходимо и тРиггеРы 1р-1 -1 записать исхоДный код с основанием Ч2

Ч2 g X1 2 ° +, Х

i=o и приложить к шинам 18 и 20 единичные потейциалы, благодаря чему инверсный выход I К-триггера 11с помощью мультиплексора 21 и мультиплексора 3i+> подсое- диняется к С-входу IK-триггера 1, а инверсный выход

IK-триггера 11 через мультиплексор 2 и мультиплексор 31+1 приложится к С-входу триггера 11+1. Процесс вычитания импульсов в коде с основанием 2происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в этом же коде.

В режиме счета (суммирования) в трехмерном геометрическом коде работе счетчйка предшествует установка его в исходное(нулевое) состояние подачей в шину 19 сброса нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 20 подаются нулевые потенциалы, а в шину 21 — едийичный потенциал благодаря чему обеспечивается соединение прямого выхода триггера 1i через мультиплексоры 2н- и 3+э с С-выходом триггера 1нз, При поступлении на вход 22 (23 или

24) его поступление на С-вход I К-триггера 1р происходит аналогично первому режиму, переключая триггер 1q в инверсное (единичное в д.сл.) состояния. Каждое переключение триггера 1р в нулевое состояние приводит к переключению триггера 1з в инверсное состояние и т. д, Таким образом, в триггерах 1р, 1з, 1г„...1п-з счетчика фиксируется информация которая на 26р, 26з, 26i,...,26п-з асинхронного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 23 или 22 и 24, или 23 и 24 поступление на С-вход триггера 1i импульса, формируемого первым 11 или вторым 12, или третьим 13 элементами И, происходит аналогично второму режиму. Переход триггера 1> в нулевое состояние переводит триггер 14 и инверсное состояние и т. д. В данном случае в триггерах 1i, 1л, 1г„,., lI, 1n-2 запишется информация которая присутствует на выходах 26i. 264, 267,...,26,...,26n-р реверсивного счетчика.

При одновременном наличии импульсов на входах 22 — 24 они, пройдя через пятыйседьмой элементы И 15-17 поступят на первый — третий входы четвертого элемента И

14, сформировавшийся на его выходе импульс поступит на инверсный вход второго элемента ЗАПРЕТ 5 и третий информационный вход мультиплексора Зъ пройдя через который поступ< т на С-вход триггера 1, переключая его в инверсное состояние. Появление импульса на инверсном входе второго

5 элемента ЗАПРЕТ вызовет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе второго элемента

ИЛИ 7, импульс с которого, придя на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ 4, вызбвет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе первого элемента ИЛИ 6. Каждое переключение триггера 1 в нулевое состояние приводит к переключению триггер 1 в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах 1г, 1р, 1в,...1,,...1,-> счетчика фиксируется информация которая присутствует на выходах 262, 26, 28з,...,26„...26р-1 реверсивного счетчика, При счете (вычитании) в трехмерном геометрическом коде необходимо е триггеры 1р1р- записать исходный трехмерный геометрический код Зп — 1 yg . Зn — 2

ЧЗ g Хк.2ь+Ч2 ) Xk 23+

k=2 J — — 1 и приложить к шинам 18 и 21 единичные потенциалы, благодаря чему инверсный выход IK-триггера 1; с помощью мультиплексора 2I и мультиплексора 3;+ присоединяется к С-входу триггера 1ь инверсный выход IKтриггера 1 через мультиплексор 2, мультиплексор 3I+> присоединится к С-входу триггера 11+>. а инверсный выход триггера

1к через мультиплексор 2;+ и мультиплексор 3 +1 подсоединится к С-входу триггера

1 + . Процесс вычитания импульсов в трехмерном геометрическом коде происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в том же коде.

1750056

Составитель Н. Квытка

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор Э.Лончакова

Заказ 2604 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я которых подсоединены соответственно к САсинхронный реверсивный двоичный входу!К-триггера первого разряда и второсчетчик, содержащий первый элемент И и му и третьему информационным входам первый элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, в второго мультиплексора второго разряда, каждом 1-м разряде счетчика, начиная со 5 прямой и инверсный входы первогоэлеменвторого младшего, первый и второй мульти- ты ЗАПРЕТ подсоединены к выходам соотплексоры и в каждом I-ом разряде(1=0, и — 1, ветственно первого и второго элементов

n — разрядность счетчика) IK-триггер, пря- ИЛИ, при этом прямой вход второго элеменмой выход которого соединен с выходом та ЗАПРЕТ подключен к выходу второгоэледанного разряда счетчика, а R-входы и S- 10 ментаИЛИ,аегоинверсныйвходсовместно входы триггеров всех разрядов подсоедине- . с третьим информационным входом второю ны соответственно к шине сброса счетчика мультиплексора третьего разряда подсоеи входным шинам поступления параллель- динен к выходу четвертого элемента И, к ного кода, первый и второй информацион- первому, второму и третьему входам первоные входы первого мультиплексора i-го 15 ro и второгоэлементов ИЛИ подсоединены разряда подсоединены соответственно к выходы соответственно первого, второго, прямому и инверсному выходам IK-триггера третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ (-1-го разряда, управляющий вход данногд и первого, второго, третьего элементов И, мультиплексора соединен с шиной управле- первые входы первого и второго элементов ния суммированием — вычитанием, а выход 20 НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первого второго, ервого мультиплексора i-го разряда под- четвертого элементов И соединены с выхоключен к первому информационному входу дом пятого элемента И, вторые входы первторого мультиплексора l-ro разряда и к вто- ваго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, рому информационному входу второго первого, четвертого элементов И и первые мультиплексора (i+1)-го разряда, выход вто- 25 входы третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧрого мультиплексора i-ro разряда соединен НОСТЬ и третьего элемента И подключены с С-входом данного разряда IK-триггера, а к выходу шестого элемента И, а к выходу первые управляющие входы всех вторых седьмого элемента И подсоединены вторые мультиплексоров соединены с первой ши- входы второго и третьего элементов НЕной управления режимами, при этом выход 30 РАВНОЗНАЧНОСТЬ и второго и третьего первого мультиплексора (п-1)-ro разряда элементов И и третий вход четвертого элесчетчика подсоединен только к первому ин- мента И, первые входы пятого, шестого и формационному входу второго мультиплек- . седьмого элементов И являются соответстсора данного разряда, отличающийся венно первым. вторым и третьим входами тем, что, с целью расширения области ис- 35 счетчика, а их вторые входы объединены и пользования, заключающегося в обеспече- подсоединены к шине синхронизации, атонии счета в трехмерных геометрических рые управляющие входы всех вторых мулькодах с иррациональным основанием, в не- типлексоров подсоединены к второй шине

ro введены второй и третий элементы НЕ- управления режимами, а выход первого

РАВ НО 3 НАЧ НОСТЬ, второй. третий, 40 мультиплексора I-го разряда подключен такчетвертый, пятый, шестой и седьмой эле- же к третьему информационному входу втоменты И, первый и второй элементы ИЛИ, рого мультиплексора (i+2)-го разряда первый и второй элементы ЗАПРЕТ, выходы счетчика.