Г-ТРИГГЕР С ПАРАФАЗНЫМИ ВХОДАМИ С НУЛЕВЫМ СПЕЙСЕРОМ Российский патент 2009 года по МПК H03K3/353 

Гистерезисный триггер (Г-триггер) с парафазными входами с нулевым спейсером относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться для индикации окончания переходных процессов при переключениях узлов вычислительных устройств и систем цифровой обработки информации путем анализа состояния парафазных информационных сигналов, формируемых соответствующими узлами [1, стр.165-168].

Известен Г-триггер [1, стр.166, рис.2.8, б], содержащий элемент И-ИЛИ-НЕ и инвертор.

Недостаток известного устройства - невозможность использовать его для индикации парафазных сигналов.

Более близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является Г-триггер [1, стр.168, рис.2.9], содержащий три элемента И-ИЛИ-НЕ и инвертор.

Недостаток прототипа - невозможность использовать его для индикации парафазных сигналов с нулевым спейсером. Под нулевым спейсером понимается состояния гашения парафазного сигнала [1, с.216], при котором значения обеих составляющих парафазного сигнала равны нулю (00) - устойчивое состояние обеих компонент парафазного сигнала, которое имеет и другое название - состояние нерабочей фазы. В противоположной фазе работы (рабочей фазе) одно из состояний парафазного сигнала со спейсером, например 10, соответствует состоянию логической единицы, а противоположное состояние (01) - состоянию логического нуля. При этом состояние, противоположное состоянию спейсера, в данном случае, состояние 11, является запрещенным.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в обеспечении возможности индикации парафазных сигналов с нулевым спейсером путем формирования выходного сигнала, переключающегося в состояние, соответствующее фазе входных сигналов, только после того, как все входные сигналы перейдут в эту фазу. Если все входные парафазные сигналы с нулевым спейсером находятся в состоянии спейсера, то выходной сигнал также переводится в нулевое состояние, а если все входные сигналы находятся в рабочем состоянии, то и выходной сигнал переходит в рабочую фазу - в состояние логической единицы.

Это достигается тем, что в Г-триггер, содержащий прямые и инверсные составляющие двух парафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, введен элемент ИЛИ-И-НЕ, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом комбинационного элемента с инверсией, выход которого подключен к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.

Поскольку введенные конструктивные связи в аналогичных технических решениях не известны, устройство может считаться имеющим существенные отличия,

На фиг.1 изображена схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером.

Схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером содержит комбинационный элемент с инверсией 1, элемент ИЛИ-И-НЕ 2, прямую 3 и инверсную 4 составляющие первого парафазного входа с нулевым спейсером, прямую 5 и инверсную 6 составляющие второго парафазного входа с нулевым спейсером и выход 7, прямая 3 и инверсная 4 составляющие первого парафазного входа подключены к первому и второму входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 соответственно, прямая составляющая второго парафазного входа 5 подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2, инверсная составляющая второго парафазного входа 6 подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2, выход элемента ИЛИ-И-НЕ 2 соединен с входом комбинационного элемента с инверсией 1, выход которого подключен к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 2 и выходу триггера 7.

Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующие.

В качестве входов Г-триггера используются два парафазных входа с нулевым спейсером. Количество парафазных входов ограничено двумя исходя из практического ограничения на число последовательно соединенных транзисторов (не более 4) при реализации в КМОП базисе.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность индикации парафазных сигналов с нулевым спейсером. Цель изобретения достигнута.

Схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером работает следующим образом.

Пусть Г-триггер находится в спейсере. Это означает, что на его парафазные входы (3, 4) и (5, 6) подается состояние логического "0" (низкий уровень сигнала), на выходе элемента ИЛИ-И-НЕ 2 - высокий уровень сигнала, а на выходе комбинационного элемента с инверсией 1 - низкий (спейсер). Переключение Г-триггера в противоположное состояние происходит только тогда, когда оба парафазных входа {3, 4} и {5, 6} перейдут в рабочее состояние: "01" или "10". В этом случае выход элемента ИЛИ-И-НЕ переключится в логический "0", а выход комбинационного элемента с инверсией 1 и выход триггера 7 - в состояние с высоким уровнем сигнала. Переключение Г-триггера обратно в спейсер произойдет только после перехода в спейсер "00" обоих парафазных входов триггера.

Таким образом, Г-триггер с парафазными входами с нулевым спейсером выполняет логическую функцию:

G=(P₁+PB₁)·(P₂+PB₂)+G·(P₁+PB₁+P₂+PB₂),

где P₁, P₂ - прямые составляющие первого и второго парафазных входов; PB₁, PB₂ - инверсные составляющие первого и второго парафазных входов; G - выход Г-триггера.

В простейшем случае комбинационный элемент с инверсией реализуется одним инвертором, как и показано на фиг.1. Однако данная реализация не позволяет устанавливать начальное состояние Г-триггера.

На фиг.2 изображена схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером и входом установки нуля на выходе триггера. Ее отличие от схемы на фиг.1 заключается в том, что в комбинационный элемент 1, выполняющий функцию ИЛИ-НЕ, добавлен второй вход, подключенный к входу установки нуля 8.

Для установки нуля необходимо подать на вход установки 8 высокий уровень сигнала.

На фиг.3 изображена схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером и входом установки единицы на выходе триггера. Ее отличие от схемы на фиг.1 заключается в том, что в комбинационный элемент 1, выполняющий функцию И-НЕ, добавлен второй вход, подключенный к входу установки единицы 8.

Для установки единицы необходимо подать на вход установки 8 низкий уровень сигнала.

На фиг.4 изображена схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером и входами установки единицы 8 и нуля 9 на выходе триггера. Ее отличие от схемы на фиг.1 заключается в том, что комбинационный элемент 1 выполняет функцию И-ИЛИ-НЕ, первый вход первой группы И элемента И-ИЛИ-НЕ 1 подключен к выходу элемента ИЛИ-И-НЕ 2, второй вход первой группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 1 соединен с входом установки единицы 8, а вход второй группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 1 подключен к входу установки нуля 9.

Для установки единицы необходимо подать на входы установки 8 и 9 низкий уровень сигнала. Для установки нуля необходимо подать на вход установки 9 высокий уровень сигнала.

На фиг.5 изображена схема Г-триггера с парафазными входами с нулевым спейсером и входами установки единицы 8 и нуля 9 на выходе триггера. Ее отличие от схемы на фиг.1 заключается в том, что комбинационный элемент с инверсией 1 реализован на элементе ИЛИ-И-НЕ, первый вход первой группы ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 1 подключен к выходу элемента ИЛИ-И-НЕ 2, второй вход первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 1 соединен с входом установки нуля 9, а вход второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 1 подключен к входу установки единицы 8.

Для установки единицы необходимо подать на вход установки 8 низкий уровень сигнала. Для установки нуля необходимо подать на входы установки 8 и 9 высокий уровень сигнала.

Источники

1. Астахановский А.Г., Варшавский В.И., Мараховский В.Б. и др. Апериодические автоматы. // Под ред. В.И.Варшавского. - М.: Наука, 1976. - 423 с.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться для индикации окончания переходных процессов при переключении узлов вычислительных устройств и систем цифровой обработки информации. Техническим результатом изобретения является обеспечение индикации парафазных сигналов с нулевым спейсером. Этот результат достигается введением в схему элемента ИЛИ-И-НЕ и попарным подключением прямой и инверсной составляющих парафазных входов к соответствующим группам входов элемента ИЛИ-И-НЕ. Замена инвертора на выходе элементом ИЛИ-НЕ, И-НЕ, ИЛИ-И-НЕ или И-ИЛИ-НЕ позволяет реализовать установку нуля и единицы соответственно на выходе триггера. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.

1. Г-триггер с парафазными входами, содержащий прямые и инверсные составляющие двух парафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, отличающийся тем, что в схему введен элемент ИЛИ-И-НЕ, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом комбинационного элемента с инверсией, выход которого подключен к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, в качестве комбинационного элемента с инверсией используется инвертор, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.

2. Г-триггер с парафазными входами, содержащий прямые и инверсные составляющие двух парафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, отличающийся тем, что в схему введены элемент ИЛИ-И-НЕ и вход установки нуля, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с первым входом комбинационного элемента с инверсией, второй вход которого подключен к входу установки нуля триггера, а выход - к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, в качестве комбинационного элемента с инверсией используется элемент ИЛИ-НЕ, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.

3. Г-триггер с парафазными входами, содержащий прямые и инверсные составляющие двухпарафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, отличающийся тем, что в схему введены элемент ИЛИ-И-НЕ и вход установки единицы, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, выход элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с первым входом комбинационного элемента с инверсией, второй вход которого подключен к входу установки единицы триггера, а выход - к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, в качестве комбинационного элемента с инверсией используется элемент И-НЕ, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.

4. Г-триггер с парафазными входами, содержащий прямые и инверсные составляющие двух парафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, отличающийся тем, что в схему введены элемент ИЛИ-И-НЕ и входы установки нуля и единицы, а комбинационный элемент с инверсией реализован на элементе И-ИЛИ-НЕ, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, первый вход первой группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к выходу элемента ИЛИ-И-НЕ, второй вход первой группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с входом установки единицы, вход второй группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к входу установки нуля, выход элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.

5. Г-триггер с парафазными входами, содержащий прямые и инверсные составляющие двух парафазных входов, выход и комбинационный элемент с инверсией, причем выход комбинационного элемента с инверсией подключен к выходу триггера, отличающийся тем, что в схему введены первый элемент ИЛИ-И-НЕ и входы установки нуля и единицы, а комбинационный элемент с инверсией реализован на втором элементе ИЛИ-И-НЕ, причем прямая составляющая первого парафазного входа подключена к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая первого парафазного входа подключена ко вторым входам первой и второй групп входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, прямая составляющая второго парафазного входа подключена к третьему входу первой группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ и первому входу третьей группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, инверсная составляющая второго парафазного входа подключена к четвертому входу первой группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ и второму входу третьей группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, первый вход первой группы входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к выходу первого элемента ИЛИ-И-НЕ, второй вход первой группы входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом установки нуля, а вход второй группы входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к входу установки единицы, выход второго элемента И-ИЛИ-НЕ подключен к третьим входам второй и третьей групп входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, а парафазные входы имеют нулевой спейсер.