ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УНАРНОГО СИГНАЛА В ПАРАФАЗНЫЙ СИГНАЛ С ЕДИНИЧНЫМ СПЕЙСЕРОМ Российский патент 2018 года по МПК H03K3/37 

Преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных, триггерных, регистровых и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.

Известен самосинхронный преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал [1] с единичным спейсером, состоящий из элементов И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ и инвертора.

Недостаток известного устройства - унарный сигнал не может изменяться в течение всего периода активного уровня на входе управления.

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является разряд параллельного регистра с однофазными входами [2, рис. 11. 19], содержащий два инвертора, два элемента И-ИЛИ-НЕ и элемент И-НЕ.

Недостаток прототипа - невозможность его использования в самосинхронном режиме работы.

Задача, решаемая в изобретении, заключается в обеспечении самосинхронной работы преобразователя унарного сигнала в парафазный с единичным спейсером, разрешающего изменение унарного входа сразу по окончании формирования рабочего состояния на парафазном выходе.

Это достигается тем, что в преобразователь унарного сигнала в парафазный с единичным спейсером, содержащий два инвертора, два элемента И-ИЛИ-НЕ и элемент И-НЕ, унарный вход, вход управления, парафазный выход с единичным спейсером и индикаторный выход, причем вход первого инвертора подключен к входу управления, выход первого инвертора соединен с входом третьей группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы первых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ подключены к унарному входу, третьи входы первой и второй групп входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединены с выходом второго инвертора, первыми входами первой и второй групп входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ, прямой составляющей парафазного выхода и вторым входом элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И-ИЛИ-НЕ и инверсной составляющей парафазного выхода, вход второго инвертора соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход второй группы входов И которого подключен ко второму входу второй группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выходу элемента И-НЕ и индикаторному выходу преобразователя, введен выход инверсии входа управления, подключенный к выходу первого инвертора, а первые входы первой и второй групп входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединены с входом управления.

Предлагаемое устройство удовлетворяет критерию "существенные отличия". Действительно, первые входы первой и второй групп входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ объединены и в прототипе. Но способ их подключения к источнику сигнала в прототипе не обеспечивает самосинхронной работы преобразователя. Именно подключение их непосредственно к входу управления преобразователя позволило достичь эффекта, выраженного целью изобретения.

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

Понятие "парафазный", используемое в тексте данной заявки, определяется следующим образом. Парафазным считается сигнал, представленный двумя составляющими - парой переменных {X, ХВ}, которые в активной фазе имеют взаимоинверсные значения: {Х=0, ХВ=1} или {Х=1, ХВ=0}. Переход парафазного сигнала из одного статического рабочего состояния в противоположное рабочее состояние может осуществляться двумя способами.

Первый способ предполагает использование парафазного сигнала со спейсером: когда переходу в следующее рабочее состояние обязательно предшествует переход в третье статическое состояние - спейсерное (нерабочее состояние или состояние гашения). Если используется состояние {1, 1}, то говорят, что используется парафазный сигнал с единичным спейсером, а если состояние {0,0}, то - парафазный сигнал с нулевым спейсером. Спейсерное состояние - статическое состояние, установка которого в самосинхронной схемотехнике должна фиксироваться индикатором окончания переходного процесса, в данном случае - окончания установки спейсерного состояния.

Второй способ предполагает использование парафазного сигнала без спейсера. При этом переход из одного рабочего статического состояния в другое осуществляется через динамическое (кратковременное) состояние: {1,1} или {0,0}, - называемое транзитным состоянием.

В материалах данной заявки речь идет о формировании на выходе преобразователя парафазного сигнала с единичным спейсером, в дальнейшем - просто парафазного сигнала.

Унарный сигнал - обычный одиночный информационный сигнал, имеющий два возможных значения: 0 или 1. Вход управления переключением в состояние "1" отражает факт появления на информационном унарном входе нового значения, которое может и совпадать с предшествующим значением.

На фиг. 1 представлена схема преобразователя унарного сигнала в парафазный с единичным спейсером.

Схема содержит два инвертора 1-2, два элемента И-ИЛИ-НЕ 3-4, элемент И-НЕ 5, унарный вход 6, вход управления 7, парафазный информационный выход 8-9, индикаторный выход 10, выход инверсии входа управления 11, вход инвертора 1 подключен к входу управления 7 и к первым входам первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 3, выход инвертора 1 соединен с входом третьей группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4 и выходом инверсии входа управления 11, вторые входы первых групп входов И элементов И-ИЛИ-НЕ 3 и 4 подключены к унарному входу 6, третьи входы первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 3 соединены с выходом инвертора 2, первыми входами первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 4, прямой составляющей парафазного информационного выхода 9 и вторым входом элемента И-НЕ 5, первый вход которого подключен к выходу элемента И-ИЛИ-НЕ 3 и инверсной составляющей парафазного информационного выхода 8, вход инвертора 2 соединен с выходом элемента И-ИЛИ-НЕ 4, второй вход второй группы входов И которого подключен ко второму входу второй группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 3, выходу элемента И-НЕ 5 и индикаторному выходу 10.

Схема работает следующим образом. В спейсерной фазе на вход управления подается уровень логического 0, в результате обе составляющие парафазного выхода 8 и 9 принимают значение логической 1 и на индикаторном выходе 10 появляется логический 0 как признак спейсера. При этом значение сигнала на унарном входе 6 никак не влияет на значения выходов преобразователя. В рабочей фазе на вход управления 7 подается значение логической 1, в результате чего парафазный выход 8, 9 переключится в состояние, соответствующее значению унарного входа 6. По окончании переключения парафазного выхода 8, 9 в рабочую фазу индикаторный выход 10 перейдет в логическую 1, отражая окончание всех переходных процессов в преобразователе.

Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующие.

Первые входы первой и второй групп входов И элемента И-ИЛИ-НЕ 3 подключены непосредственно к входу управления 7, а не к выходу дополнительного инвертора, вход которого соединен с выходом инвертора 1. Это обеспечивает самосинхронность переключения преобразователя из рабочей фазы в спейсер и обратно.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает самосинхронную работу преобразователя унарного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером. Цель изобретения достигнута.

Источники информации

1. Пат. 2475952 Российская Федерация, МПК H03K 3/037. Формирователь парафазного сигнала с низким активным уровнем входа управления / Степченков Ю.А., Дьяченко Ю.Г., Петрухин B.C., Волчек В.Н., Зеленов Р.А.; заявитель и патентообладатель ИПИ РАН. - №2011129015/08; заявл. 13.07.11; опубл. 20.02.13, Бюл. №5. - 8 с.

2. Варшавский В.И., Кишиневский М.А., Мараховский В.Б. и др. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах / Под ред. В.И. Варшавского. - М: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит., 1986. - 400 с.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике. Технический результат – обеспечение самосинхронной реализации преобразователя унарного информационного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером. Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером, который содержит два инвертора, два элемента И-ИЛИ-НЕ, элемент И-НЕ, информационный унарный вход, вход управления, парафазный информационный выход, введен выход инверсии входа управления. 1 ил.

Преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с единичным спейсером, содержащий два инвертора, два элемента И-ИЛИ-НЕ и элемент И-НЕ, унарный вход, вход управления, парафазный выход с единичным спейсером и индикаторный выход, причем вход первого инвертора подключен к входу управления, выход первого инвертора соединен с входом третьей группы входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ, вторые входы первых групп входов И первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ подключены к унарному входу, третьи входы первой и второй групп входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединены с выходом второго инвертора, первыми входами первой и второй групп входов И второго элемента И-ИЛИ-НЕ, прямой составляющей парафазного выхода и вторым входом элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И-ИЛИ-НЕ и инверсной составляющей парафазного выхода, вход второго инвертора соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ, второй вход второй группы входов И которого подключен ко второму входу второй группы входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ, выходу элемента И-НЕ и индикаторному выходу преобразователя, отличающийся тем, что в схему введен выход инверсии входа управления, подключенный к выходу первого инвертора, а первые входы первой и второй групп входов И первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединены с входом управления.