Схема управления элементом манчестерской цепи переноса



Схема управления элементом манчестерской цепи переноса

 


Владельцы патента RU 2554853:

Акционерное общество "Новосибирский завод полупроводниковых приборов с ОКБ"(АО "НЗПП с ОКБ" (RU)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения надежных, портативных, многоразрядных, быстродействующих сумматоров, построенных по схеме «Манчестерская цепь переноса» (Manchester Carry Chain). Техническим результатом является повышение надежности и уменьшение массогабаритных показателей. Устройство содержит первый и второй инверторы, двухвходовой логический элемент И-НЕ, первый и второй двухвходовые логические элементы ИЛИ-НЕ. 1 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для формирования цифровых сигналов управления элементом манчестерской цепи переноса.

Известно электронное устройство «Манчестерская цепь переноса» (Manchester Carry Chain) (см. Рис.11.8 [1]). Это устройство предназначено для формирования быстродействующего сигнала переноса многоразрядных сумматоров. Указанное устройство в КМОП исполнении для правильного функционирования требует четырех сигналов, описываемых логическими функциями: ; D; Р; (см. Рис.11.8 [1]). Согласно Выражению (11.2) [1] G=А·В; ; Р=А⊕В. Для получения логических выражений четырех сигналов, необходимых для управления элементом манчестерской цепи переноса в статической реализации, преобразуем D по закону де Моргана [2] - , а от сигналов G и Р возьмем инверсию - . В результате получим:

- Генерация-НЕ (Not Generation);

- Удаление (Delete);

• Р=А⊕В - Распространение (Propogation);

- Распространение-НЕ (Not Propogation).

На Рис.11.7 [1] приводится схема формирования сигналов Р и , которая содержит десять МОП транзисторов. Сигналы Генерация-НЕ () и Удаление (D) представляют собой простейшие логические функции, соответственно, 2И-НЕ и 2ИЛИ-НЕ. Поэтому для их формирования потребуется один двухвходовой логический элемент И-НЕ и один двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ. Для того чтобы выполнить эти два элемента в КМОП базисе, потребуется еще восемь МОП транзисторов [1] (Рис.6.17). Таким образом, для реализации схемы формирования всех четырех сигналов потребуется восемнадцать транзисторов.

Недостатком описанной выше схемы является то, что он содержит большое количество элементов и требует большого количества коммутационных связей. Так как надежность любого физического объекта не может быть абсолютной и прямо зависит от количества компонентов в его составе и количества связей, соединяющих эти компоненты, то использование при создании любого устройства большего количества компонентов и связей между ними снижает надежность работы такого устройства.

Кроме того, использование большего количества компонентов и связей при создании устройства приводит к увеличению его массогабаритных показателей, в данном случае - Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и снижение его массогабаритных показателей.

Поставленная задача достигается тем, что в Схему управления элементом манчестерской цепи переноса, содержащей выходы сигналов прямого - Распространение Р и инверсного - Распространение-НЕ , первый инвертор, двухвходовой логический элемент И-НЕ, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ , и первый двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом сигнала Удаление D, вход операнда А, соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и первого ИЛИ-НЕ и вход операнда В, соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и первого ИЛИ-НЕ, введены второй двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ и второй инвертор, выход которого является выходом сигнала Распространение Р, а вход является выходом сигнала Распространение-НЕ и соединен с выходом второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход - с выходом первого инвертора, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ.

Таким образом, предлагаемая Схема управления элементом манчестерской цепи переноса позволяет исключить восемь транзисторов T1-T8 известной схемы, что позволяет уменьшить общее количество транзисторов для реализации необходимой функции, а значит и общее количество связей, соединяющих эти транзисторы с остальной частью схемы и между собой, и тем самым уменьшить массогабаритные показатели Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и повысить ее надежность.

На Рисунке приведена предлагаемая Схема управления элементом манчестерской цепи переноса.

Предлагаемая Схема управления элементом манчестерской цепи переноса содержит входы операндов А и В, инверсный выход сигнала Генерация , выход сигнала Удаление D, прямой выход сигнала Распространение Р и инверсный выход сигнала Распространение-НЕ , первый 1 и второй 2 инверторы, двухвходовой логический элемент И-НЕ 3, первый вход которого соединен со входом операнда А, второй - со входом операнда В, а выход с входом первого инвертора 1 и инверсным выходом сигнала Генерация-НЕ , первый двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ 4, первый вход которого соединен со входом операнда А, второй - со входом операнда В, а выход с выходом сигнала Удаление D, второй двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ 5, первый вход которого соединен с выходом первого инвертора 1, второй вход с выходом первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 4, а выход с инверсным выходом сигнала Распространение-НЕ и входом второго инвертора 2, выход которого соединен с прямым выходом сигнала Распространение Р.

Предлагаемая Схема управления элементом манчестерской цепи переноса представляет собой логическую схему комбинационного типа и работает следующим образом.

Для правильной работы Манчестерской цепи переноса на выходах сигналов Генерация-НЕ , Удаление D; Распространение Р и Распространение-НЕ должны быть сформированы выходные логические сигналы управления элементом манчестерской цепи переноса, соответствующие нижеприведенной таблице истинности.

Таблица истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса.

№ комбинации А в D Р
1 0 0 1 1 1 0
2 0 1 1 0 0 1
3 1 0 1 0 0 1
4 1 1 0 0 1 0

В комбинации №1 на входы операндов А и В поступает напряжение низкого уровня, которое соответствует логическому значению «0» таблицы истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса. Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 3 и первого ИЛИ-НЕ 4, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение высокого уровня, которое соответствует логическому значению «1» таблицы истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса. Напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 4, поступает на выход D Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на первый вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Одновременно напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 3, поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход первого инвертора 1, на выходе которого формируется инверсное напряжение низкого уровня «0», которое поступает на второй вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Так как на первый и второй входы второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5 поступает напряжение, соответственно высокого «1» и низкого «0» уровней, то на его выходе, согласно выполняемой им функцией, формируется напряжение низкого уровня «0», которое поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход второго инвертора 2, на выходе которого формируется инверсное напряжение высокого уровня «1», которое поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса. Таким образом, реализуется комбинация №1 таблицы истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса.

В комбинации №2(3) на вход операнда А(В) поступает напряжение низкого уровня «0», а на вход В(А) - высокого «1». Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 3 и первого ИЛИ-НЕ 4, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение высокого уровня «1» - на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 3 и низкого уровня «0» - на выходе двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 4. Напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 4, поступает на выход D Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на первый вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Одновременно напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 3, поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход первого инвертора 1, на выходе которого формируется инверсное напряжение низкого уровня «0», которое поступает на второй вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Так как на первый и второй входы второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5 поступает напряжение низкого уровня «0», то на его выходе, согласно выполняемой им функцией, формируется напряжение высокого уровня «1», которое поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход второго инвертора 2, на выходе которого формируется инверсное напряжение низкого уровня «0», которое поступает на выход Р Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса. Таким образом, реализуется комбинация №2(3) таблицы истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса.

В комбинации №4 на входы операндов А и В поступает напряжение высокого уровня «1». Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 3 и первого ИЛИ-НЕ 4, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение низкого уровня «0». Напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 4, поступает на выход D Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на первый вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Одновременно напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 3, поступает на выход Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход первого инвертора 1, на выходе которого формируется инверсное напряжение высокого уровня «1», которое поступает на второй вход второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5. Так как на первый и второй входы второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 5 поступает напряжение, соответственно низкого «0» и высокого «1» уровней, то на его выходе, согласно выполняемой им функцией, формируется напряжение низкого уровня «0», которое поступает на выход Р Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и на вход второго инвертора 2, на выходе которого формируется инверсное напряжение высокого уровня «1», которое поступает на выход Р Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса. Таким образом, реализуется комбинация №4 таблицы истинности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса

Литература

1. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования / Б. Николич, Ж. Рабаи, А. Чандракасан // Изд. Дом «Вильямc», 2-изд. - г. Москва, 2007.

2. Современная прикладная алгебра / Гаррет Биркгоф, Томас К.Барти // Изд. «Лань», 2-изд. - г. Санкт-Петербург, 2005.

Схема управления элементом манчестерской цепи переноса содержит выходы сигналов прямого - Распространение Р и инверсного - Распространение-НЕ , первый инвертор, двухвходовой логический элемент И-НЕ, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ , и первый двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом сигнала Удаление D, вход операнда А, соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и первого ИЛИ-НЕ, и вход операнда В, соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и первого ИЛИ-НЕ, отличающаяся тем, что в нее введены второй двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ и второй инвертор, выход которого является выходом сигнала Распространение Р, а вход является выходом сигнала Распространение-НЕ и соединен с выходом второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, а второй вход - с выходом первого инвертора, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области цифровой вычислительной техники и может быть использована для выполнения вычислительных операций. Техническим результатом является повышение быстродействия.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат и повышение быстродействия.

Изобретение относится к средствам оценки данных поверхности земли. Технический результат заключается в повышении точности модели географической области.

Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для суммирования двоичных чисел и может быть использовано в системах передачи и обработки информации для цифровой обработки сигналов, при решении комбинаторных задач.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления логических функций в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС).

Изобретение относится к области объединения источников информации, касающихся индивидуумов и коммерческих организаций, к которым индивидуумы принадлежат или принадлежали.

Изобретение предназначено для реализации логических функций и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство обработки двоичных кодов.

Изобретение относится к передаче информации по каналам связи. Техническим результатом является повышение надежности передачи структурированных сообщений, достигаемое за счет проверки правильности передачи структурированных блоков.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в быстродействующих арифметических устройствах для выполнения операций умножения чисел.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения быстродействующих многооперандных параллельно-конвейерных сумматоров для обработки массивов целых положительных чисел. Техническим результатом является повышение быстродействия. Ячейки каждой подобласти однородной вычислительной среды настраивают на выполнение уникальной операции, где m - общее количество операций. Исходные операнды подают на информационный вход однородной вычислительной среды и параллельно на вход каждой вычислительной подобласти, где происходит параллельно-конвейерное выполнение операции. Результаты выполнения операции в каждой подобласти параллельно поступают на информационные входы m-входового мультиплексора. Далее происходит коммутация одного плеча мультиплексора с его выходом, причем выбор коммутируемого плеча однозначно задается кодом исполняемой операции, являющейся командой управления m-входового мультиплексора, таким образом, искомый результат операции доступен на выходе мультиплексора. 1 ил.

Изобретение предназначено для реализации любой из пяти простых симметричных булевых функций, зависящих от пяти аргументов - входных двоичных сигналов, и может быть использовано в системах цифровой вычислительной техники как средство преобразования кодов. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат. Устройство содержит одиннадцать мажоритарных элементов, пять информационных входов и три настроечных входа. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и связи. Техническим результатом является сокращение электрической мощности, требуемой для передачи информации. Способ передачи информации характеризуется тем, что в передающем пункте принимают от источника информацию, формируют при поступлении сигнала начала сеанса контрольную информацию, увеличивая на единицу каждый раз с поступлением тактового импульса. Производят сравнение контрольной информации с информацией, поступившей от источника информации. Формирование контрольной информации прекращают при ее совпадении с информацией, поступившей от источника, и передают сигнал генерации в канал связи. После этого в передающем пункте производят обнуление контрольной информации. В приемном пункте формируют при поступлении сигнала начала сеанса контрольную информацию, увеличивая на единицу каждый раз с поступлением тактового импульса, и прекращают ее формирование при поступлении из канала связи сигнала генерации. Запоминают сформированную ко времени поступления из канала связи сигнала генерации контрольную информацию и маркируют ее как информацию, поступившую от источника, и передают эту информацию в приемник. После этого в приемном пункте производят обнуление контрольной информации. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

Устройство переключения для установки режима движения транспортного средства содержит рычаг-джойстик переключения (30), выполненный с возможностью автоматического возврата в опорное положение из нейтрального положения, блок обнаружения положения, блок установки. Блок обнаружения определяет, что рычаг-джойстик переключения (30) помещен в нейтральное положение. Блок установки устанавливает транспортное средство в нейтральное состояние, когда рычаг-джойстик переключения (30) удерживается в нейтральном положении в течение определенного времени или дольше; и устанавливает транспортное средство в нейтральное состояние, когда рычаг-джойстик переключения (30) помещается в нейтральное положение несколько раз в течение предварительно определенного времени. Достигается повышение возможности того, что режим движения может быть быстро установлен в нейтральный режим в ответ на действие, выполняемое волнующимся водителем. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения надежных, портативных, многоразрядных, быстродействующих сумматоров, построенных по схеме «Манчестерская цепь переноса» (Manchester Carry Chain). Технический результат заключается в повышении надежности и уменьшении массогабаритных показателей. Схема управления элементом манчестерской цепи переноса содержит входы операндов А и В, инверсный выход сигнала Генерация G ¯ , выход сигнала Удаление D, прямой выход сигнала Распространение Р и инверсный выход сигнала Распространение-НЕ P ¯ , первый 1 и второй 2 инверторы, двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ 3, первый 4 и второй 5 двухвходовые логические элементы И-НЕ. 1 ил.

Изобретение относится к дистанционному управлению транспортным средством. Технический результат - эффективное управление транспортным средством. Способ дистанционного управления транспортным средством включает расчет местоположения транспортного средства. Местоположение транспортного средства можно вычислить по алгоритму вычисления местоположения. Для обновления расчетного местоположения транспортного средства можно применить пакет данных о местоположении, принятый от транспортного средства. Виртуальное изображение транспортного средства, полученное на основе обновленного расчетного местоположения транспортного средства, можно вывести на дисплей. По виртуальному изображению транспортного средства, выведенному на дисплей, на транспортное средство могут быть переданы сигналы управления. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области взаимодействия между пакетом унаследованного программного обеспечения и более сложной программной средой. Техническим результатом является эффективное управление статической структурой данных унаследованного программного обеспечения в средах динамических загрузчиков классов. Способ управления статической структурой данных унаследованных программных средств моделирования данных в среде динамических загрузчиков классов, которая содержит переменное множество комплектов программного обеспечения, при этом унаследованные программные средства моделирования данных способны использовать системный реестр с привязкой идентификаторов внешнего типа по меньшей мере к одному классу моделей данных для создания представления в памяти по меньшей мере одного класса моделей данных, при этом способ содержит конструирование первого системного реестра для первого из множества комплектов программного обеспечения, при этом в первом системном реестре содержится множество идентификаторов внешнего типа, соответствующих первому комплекту программного обеспечения, и при этом первый системный реестр привязывает каждый элемент множества идентификаторов внешнего типа с по меньшей мере одним классом моделей данных, подачу команды унаследованным программным средствам моделирования данных использовать сконструированный первый системный реестр при создании представления в памяти по меньшей мере одного класса моделей данных, представленного элементом множества идентификаторов внешнего типа, соответствующих первому комплекту программного обеспечения, при этом изначальное множество комплектов программного обеспечения может содержать различные версии конкретного комплекта программного обеспечения. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способам и устройствам оценки кредитного поведения для компании. Техническим результатом является повышение точности и достоверности финансовой информации за счет создания сетевой карты компании. Способы включают: прием идентификатора первого экономического субъекта, выполнение первого поиска в базе данных, который возвращает идентификатор второго экономического субъекта, имеющего отношение с первым экономическим субъектом, выполнение второго поиска в базе данных, который возвращает идентификатор третьего экономического субъекта, который является кредитором второго экономического субъекта, и построение в запоминающем устройстве структуры данных, которая определяет путь между первым экономическим субъектом и третьим экономическим субъектом через второго экономического субъекта. Устройства содержат: процессор и долговременную память, содержащую инструкции, которые при выполнении процессором действий осуществляют этапы способа. 18 н. и 41 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления систем логических функций в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). Техническим результатом является снижение аппаратурных затрат на реализацию систем логических функций большого числа переменных. Устройство содержит группу n инверторов, n групп передающих транзисторов, группу 2n инверторов, инвертор, 2n блоков конституент нуля, m блоков вычисления функций. 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для вычисления логических функций в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС). Техническим результатом является снижение времени проверки работоспособности. Устройство содержит группу n инверторов, n групп передающих транзисторов, группу 2n инверторов настройки, выходной инвертор, группу 2n транзисторов переменных, группу 2n транзисторов отключения настройки, инвертор управления группой транзисторов переменных, транзистор управления тестом. 4 ил., 9 табл.
Наверх