Параллельный счетчик единичных сигналов

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 определения числа единичных сигналов входного кортежа (x₁,..., x₈) (x_q∈{0,1}) и уменьшение аппаратурных затрат. Устройство содержит семнадцать элементов "исключающее ИЛИ" и тринадцать элементов "И". 1 ил.

 

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

Известны параллельные счетчики единичных сигналов входного кортежа (x₁,..., x₈), где х_q∈{0,1} (см., например, рис.8.12 на стр.479 в книге Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. М.: Радио и связь, 1990.).

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании известных параллельных счетчиков единичных сигналов, относятся большие аппаратурные затраты.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является, принятый за прототип, параллельный счетчик единичных сигналов (см. рис.2 в статье Новиков Л.Г. Преобразователи синхронного унитарного импульсного сигнала// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2002. №8. С.34-35.), который содержит элементы «исключающее ИЛИ», элементы «И» и определяет число единичных сигналов входного кортежа (x₁,..., x₇), где х_q∈{0,1}.

К причине, препятствующей достижению указанного ниже технического результата при использовании прототипа, относятся ограниченные функциональные возможности, поскольку не допускается обработка кортежа (x₁,..., x₈), и большие аппаратурные затраты.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения определения числа единичных сигналов входного кортежа (x₁,...,x₈)(х_q∈{0,1}) и уменьшение аппаратурных затрат.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в параллельном счетчике единичных сигналов, содержащем семнадцать элементов «исключающее ИЛИ» и тринадцать элементов «И», первый и второй входы r-го элемента «исключающее ИЛИ» соединены соответственно с первым и вторым входами r-го элемента «И», подключенного первым входом к (r+1)-му входу параллельного счетчика единичных сигналов, первые выход и вход которого соединены соответственно с выходом седьмого элемента «исключающее ИЛИ» и вторым входом первого элемента «И», подключенного выходом к второму входу восьмого элемента «исключающее ИЛИ», выходы первого - пятого и шестого элементов «исключающее ИЛИ» соединены соответственно с вторыми входами второго - шестого и седьмого элементов «И», подключенных выходами соответственно к первым входам восьмого - двенадцатого и тринадцатого элементов «исключающее ИЛИ», выходы которых соединены соответственно с вторыми входами девятого - тринадцатого элементов «И» и вторым выходом параллельного счетчика единичных сигналов, первый и второй входы r-го элемента «исключающее ИЛИ» соединены соответственно с первым и вторым входами r-го элемента «И», а выходы десятого-двенадцатого и тринадцатого элементов «И» подключены соответственно к первым входам четырнадцатого - шестнадцатого и семнадцатого элементов «исключающее ИЛИ», подсоединенных выходами соответственно к вторым входам пятнадцатого - семнадцатого элементов «исключающее ИЛИ» и третьему выходу параллельного счетчика единичных сигналов, особенность заключается в том, что второй вход четырнадцатого элемента^; «исключающее ИЛИ» соединен с выходом девятого элемента «И», а первый, второй входы и выход восьмого элемента «И» подключены соответственно к первому, второму входам семнадцатого элемента «исключающее ИЛИ» и четвертому выходу параллельного счетчика единичных сигналов.

На чертеже представлена схема предлагаемого параллельного счетчика единичных сигналов.

Параллельный счетчик единичных сигналов содержит элементы «исключающее ИЛИ» 1₁,..., 1₁₇ и элементы «И» 2₁,..., 2₁₃, причем первый и второй входы элемента 1_r соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2_r, подключенного первым входом к (r+1)-му входу параллельного счетчика единичных сигналов, первые выход и вход которого соединены соответственно с выходом элемента 1₇ и вторым входом элемента 2₁, подключенного выходом к второму входу элемента 1₈, выходы элементов 1₁-1₅ и 1₆ соединены соответственно с вторыми входами элементов 2₂-2₆ и 2₇, подключенных выходами соответственно к первым входам элементов 1₈-1₁₂ и 1₁₃, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами элементов 2₉-2₁₃ и вторым выходом параллельного счетчика единичных сигналов, первый и второй входы элемента 1_r соединены соответственно с первым и вторым входами элемента 2_r, а выходы элементов 2₁₀-2₁₂ и 2₁₃ подключены соответственно к первым входам элементов 1₁₄-1₁₆ и 1₁₇, подсоединенных выходами соответственно к вторым входам элементов 1₁₅-1₁₇ и третьему выходу параллельного счетчика единичных сигналов, второй вход элемента 1₁₄ соединен с выходом элемента 2₉, а первый, второй входы и выход элемента 2₈ подключены соответственно к первому, второму входам элемента 1₁₇ и четвертому выходу параллельного счетчика единичных сигналов.

Работа предлагаемого параллельного счетчика единичных сигналов осуществляется следующим образом. На его первый,..., восьмой входы подаются соответственно подлежащие обработке сигналы x₁,..., x₈∈{0,1}. Тогда сигналы Z_ij (см. чертеж) будут определяться выражением где символами ⊕ и & обозначены соответственно операции «исключающее ИЛИ» («сложение по модулю 2») и «И»; m=2^i-1; х_k1,..., х_km∈{x₁,..., x_j+1}, 1≤k₁<...<km≤j+1; N=C^m _j+1 есть количество неповторяющихся конъюнкций х_k1&...&х_km, определяемое как число сочетаний из j+1 по m. В частности имеем Z₁₃=х₁⊕х₂⊕х₃⊕х₄, Z₂₃=x₁&x₂&⊕x₁&x₃⊕x₁&x₄⊕x₂&x₃⊕x₂&x₄⊕x₃&x₄, Z₃₃=x₁&x₂&x₃&x₄. Таким образом, на выходах предлагаемого счетчика получим Z₁₇=τ₀, Z₂₇=τ₁ Z₃₇=τ₂ и Z₄₇=τ₃, где τ₃τ₂τ₁τ₀ есть двоичный код числа единичных сигналов в кортеже (x₁,..., x₈).

Вышеизложенные сведения позволяют сделать вывод, что предлагаемый параллельный счетчик единичных сигналов обладает более широкими по сравнению с прототипом функциональными возможностями и меньшими аппаратурными затратами, так как определяет число единичных сигналов входного кортежа (x₁,..., x₈) и содержит 17 элементов «исключающее ИЛИ» и 13 элементов «И» (прототип содержит 18 элементов «исключающее ИЛИ» и 13 элементов «И»).

Параллельный счетчик единичных сигналов, содержащий семнадцать элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и тринадцать элементов И, причем первый и второй входы r-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами r-го элемента И, подключенного первым входом к (r+1)-му входу параллельного счетчика единичных сигналов, первые выход и вход которого соединены соответственно с выходом седьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вторым входом первого элемента И, подключенного выходом к второму входу восьмого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы первого - пятого и шестого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с вторыми входами второго - шестого и седьмого элементов И, подключенных выходами соответственно к первым входам восьмого - двенадцатого и тринадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами девятого - тринадцатого элементов И и вторым выходом параллельного счетчика единичных сигналов, первый и второй входы r-го элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами r-го элемента И, а выходы десятого - двенадцатого и тринадцатого элементов И подключены соответственно к первым входам четырнадцатого - шестнадцатого и семнадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подсоединенных выходами соответственно к вторым входам пятнадцатого - семнадцатого элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и третьему выходу параллельного счетчика единичных сигналов, отличающийся тем, что второй вход четырнадцатого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом девятого элемента И, а первый, второй входы и выход восьмого элемента И подключены соответственно к первому, второму входам семнадцатого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и четвертому выходу параллельного счетчика единичных сигналов.