Распределитель Советский патент 1983 года по МПК H03K17/62 

(54) РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен распредепитейь, содерх{ащий у разрядов из тактируемых триггеров, И элементов И, выход логического элемента И каждого разряда соединен с информационным входом триггера разряда, тактирукшие входы триггеров .всех разрядов соединены с тактовой w ной 1 .

Недостатком известного устройсггаа являются ограниченные функциональные возможности из-за отсутствия oпepaтив ного управления работой разрядов распределителя.

; ШЛь изобретения - расширение функп циональных возможностей.

Поставленная цепь достигается тем, что в распределитель, содержащий Vl раз- рядов из1тактирувмых триггеров, И .элементов И, выход логического элемента И каждого разряда соединен с информационным входом триггера своего

разряда, тактирующие входы триггеров всех разрядов соединены с тактсжой шиной, а их установочные входы - с шиной установки, выходы триггеров соединены с соответствующими им выходными шинами, введены блок формирования сигнале запрета, содержащий (h -1) элемент ИЛИ, по одному в каждом разряще, начиная с второго, блок формирования сигналов разрешения содержащий

10 01-1) элемент ИЛИ, по одному элементу в каждом разряде, начиная с первого и кончая (h-l), и шин управления, () шин останова-запуска и триггер шкла, элемент ИЛИ-НЕ, входы каждо15го элемента ИЛ И, блока формирования сигналов запрета соединены с выходами элементов И своего разряда в всех предыдущих, а выход каждого элемента ИЛИ 20 блока фо{:ж4ирования запрета присоединен к первому входу элемента И в разряде, на единицу более старшем, чем данный Еыход, а выход элемента ИЛИ блока формирования запрета ц -го раз-

316014744

ряда соединен с информационным входомкроме Y разряда, соединен с первым интриггера цикла, первый вход элемента И версиым входом 11 элемента И 2, елевторого разряда соединен с выходом эле мента И первого разряда, первый вход элемента И первого разряда «и рторые входы элементов И, начиная с второго разряда, соединены с шиной управления соответствующего разряда, первые входы каждого элемента ИЛИ блока формирования сигналов разрешения соединены с Соответствующими шинами останова-запуска, вторые входы всех элементов ИЛИ блока формирования разрешения срединены с инверсным выходом триггера цикла и с Вторым входом элемента И первого разряда, остальные входы каждого элемента ИЛИ блока формирования разре шения соединены с выходными шинами своего и всех более младших разрядов. а выход каждого из элементов ИЛИ бло ка формирования разрешения соединен с третьим входом элемента И, в разряде, на единицу более старшем, чем данный, тактирующий вход триггера цикла соединен с тактовой шиной, вход установки в ноль триггера цикла соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной установки, а второй вход присоединен к входу установки в единицу .триггера цикла и к шине окончания цикла. На чертеже представлена схема распределителя . ..Устройство содержит У разрядов и в каждом разряде - тактируемый MS-триг гер 1, трехвходовый логический элемент И 2, два входа которого прямые, а один инверсный. (Номера разрядов на чертеже пронумерованы слеьа направо в порядке направления переключения). Рас пределитель содержит блок 3 формирования сигналов запрета,. блок 4 формирования сигналов разрешения, триггер 5 . цикла. Установочные входы (ft ) триггеров 1 всех разрядов соединены с шиной 6 установки. Тактирующие входы (С) триггеров 1 всех разрядов и триггер 5 соединень с тактовой шиной 7. Выход элемента И 2 каждого разряда соединен . с информационным 1|) -входом триггера 1 этого же разряда и с входом 8 этого же разряда блока 3 формирования сигналов запрета, который содержит (И-1) элемент ИЛИ 9, входы каждого из элементов ИЛИ 9 соединены с входами 8 блока 3.выход каждого элемента ИЛИ 9 соединен с выходом 1О блока 3 этого же разряда,а каждый выход 1О, дующего на один более старшего разряда, выход 10 Y разряда соединен с информационным входом триггера 5, прямой вход 12 каждого элемента И 2 соединен с управляющей шииой 13 этого же разряда, прямой выход (О ) триггера 1 каждого разряда соединен с одной из выходных шин 14 этого же разряда и с одним из (И-1) входов 15 блока 4 этого разряда, блок формирования сигналов разрешения содержит (И -1) элемент ИЛИ 16, по одному элементу в разряде, начиная с первого и кончая (У1-1 разрядом. Первый вход каждого элемента ИЛИ 16 соединен с одной из ( И -1) шин 17 останова-запуска разряда, на единицу более старшего, чем данный. Вторые входы всех элементов 4ПИ 16 присоединены к инверсному выходу (Q ) триггера 5. Остальные входы каждого элемента ИЛИ 16 соединены с входами 15 блока 4. Выход каждого элемента ИЛИ 16 соединен с одним из (Vi-l) выходов 18 блока 4 этого же разряда, а каждый выход 18 присоединен к второму прямому входу 19 элемента И 2 следующего, на единицу более старщего разряда (справа), второй прямой всод 19-1 элемента И 2-1 соединен с инверсным выходом (Q ) триггера 5. Вход установки в ноль триггера 5 соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 20, инверсный вход которого присоединен к шине 6, а прямой вход присоединен к шине 21 однократности цикла и к входу установки в единицу триггера цикла 5. Устройство работает следующим образом. Пусть триггеры 1 и 5 устанавливаются в нуль и единицу по входам установки положительным уровнем, а их срабатывание по информационному входу происходит при изменении тактового сигнала . 1. Влияние на работу распределителя сигналов шин 13 управления, тактовой шины 7, шины 6 установки, если действие сигналов шин 17 останова-запуска и однократности цикла 21 отключено, т.е. сигналы шин (17)0, (21)0. . Допустим в исходном состоянии значение шины установки (6), на тактовую шину подана тактовая сетка, а на шины 13 управления подана какая-то комбинация единиц и нулей. При состоянии шины (б)1 на всех выходных шинах 14 будут нули, триггер 5 также будет в состоянии О, Рассмотрим работу рас пределителя на примере 8-разрадного распределителя, т.е.-. для и 8. Значение соответствующих сигналов на выводах элементов представлены диаграммой состояний. Две графы слева обозначены соответственно Номер по порядку и Номер действующего такто ,вого импульса. В. графе Значения сигналов приведены названия сигналов и обозначения выводов, на которых они де ствуют. В графе Номера разрядов прив дены пор(азрядные состояния указанных сигналов взависимости от состояния ши ны 6 установки и номера такта на такт вой шине 7. При значении сигнала шины установки (б)1 все триггеры 1 и триг гер 5 находятся в состоянии О, остал ные сигналы могут быть любыми (такт. (исх.). Допустим, что на шины 13 поданы единицы в разряды 2, 6 и 7, а нули - в разряды 1, 3, 4, 5 и 8. В момент снятия сигнала установки (6) значени сигналов будут соответствовать строке 2 (такт.(о). На выходных шинах 14 всех разрядов будут нули. Триггер 5 в (состоянии ноль, поэтому на входах 19 элементов И все;; разрядов будут единицы разрешения. На входы 12 элементов И поступают единицы только в разря. дах 2, 6, 7, На BJtone (ll-l)-O есть разрешающий сигнал, на рходе ()0 запрещающий сигнал; значит на выходе элемента И. нуль. Этот нуль подается на один из входов элемента ИЛИ 9 каждого разряда и на вход . Ни выходе элемента И образуется единица которая подается на элементы ИЛИ ... . С выхода элементов ИЛИ , ...9(vi-l) единицы запрета подаются Iна .инверсные входы ,...11 h и поэтому на выходах элементов И ,..., 2 И будут нули. Таким образом, только на О-входе триггера 1-2 будет единица, а на остальных нули. Состояние сигналов в опи санном процессе отображено в стрсже 2 (такт о). Разрешающая комбинация, образующаяся на входах , , , Элемента И , на диаграмме состояний обведена. С приходом первого тактового импуль са по шине 7, строка 3 (такт 1). в три гер запишется единица, а в сютальные нули. В триггер 5 также, записывается единица, которая была подана на 35 -вход триггера 5 с выхода элемента ИЛИ . Разрешение теперь будет на входах ,...2«-1, а совпадение будет на входах элемента И , так как на всех выходах элементов И ,...2-5 разрядов будут нули, подаваемые на входы со- ответствуюлих элементов ИЛИ 9. Совпадение произойдет в том разряде, в кото-., ром 15удет находиться ближайшая справа единица на шинах 13 управления. С выхода элемента И единица подается на входы элементов ИЛИ ,...9 И поэтому на инверсных входах ... элементов И 2 будет единица запрета. На D-входе триггера будет единица, а на остальных нули. С приходом второго тактового импульса по шине 7 (такт 2) в триггер 1 6записывается единица, в триггере 5 остается единица, а в остальные триггеры 1 будут записаны нули. После второго такта единица запишется в триггер , разрешаю цая комбинация установится на входах элемента И и, следующим, третьим тактовым импульсом (такт З), единица запищется в триггер , в остальные триггеры 1 запишутся нули, в триггере 5 останется единица. В 8 разряде кода щин 13 нет единицы, поэтому на выходе триггера 5 образуется нуль. Четверты тактовым импульсом (такт 4) во все триггеры 1 записываются нули, а в триггер 5 также записьтается нуль. После этого на входах 19 всех эле- . ментов И 2 появляется разрешение и, следующим тактовым импульсом цикл работы распределителя будет начат снова. При любых комбинациях управляющих сигналов на шинах 13 единицы будут записываться только в те разряды триггеров 1, на шинах управления которых есть единица. В распределителе может быть записана только одна единица, если возникли единицы в нескольких триггерах, то первым пришедшим тактом в распределителе устанавливается только одна единица, определяемая первой разращенной комбинацией от крайней левой единицы кода управления. 2. Рассмотрим цепь распространения сигнала после прихода очередного тактового импульса. На чертеже блок 3 формирования запрета и блок 4 формирования разрешения представлены в параллельном виде. Допустим, что очеред-, ным тактовым импульсом производится окончание цикла работы, т.е . все триггеры 1 и триггер 5 устанавливаются в нуль. С инверсного выхода ( S5 ) триггера Б единица подается одновременно на все элементы ИЛИ 16, с выходов котоpeEJx она подается на входы 19 всех 9ле ментов И 2. До этого на выходах всех элементов И 2 были нули, Значит на всех входах 11 элементов И 2 было разрешение. После одновременной подачи единицы на все входы 19 в разрядах, где есть единицы на шинах 13 управления, образуются разрешающие комбинации и, на выходах элементов И 2 этих разрящов начинают появляться единицы. Появление единицы на выходе элемента И 2 крайнего левого разряда, имеющего на входах разрешающую комбинацию, запрещает все входные комбинации по инверсным входам 11 элементов И 2, более старшим номером, так как подаетс на них с выходов элементов ИЛИ 9. По этому единица появится на Q-входе одного триггера 1. В каждом такте цепь распространения сигнала следующая: эле мент ИЛИ 16. - элемент И 2 - элемент ИЛИ 9 - элемент И 2. После прохождения четырёх указанных элементов сигнал, поданный-на вход элементов И/1И 16, появляется на D-входе соответствующего триггера .1, При любой комбинации сигналов на шинах 13 управления в любом такте цикла цепь .распространения состоит из четырех логичес ких элементов. Блоки 3 и 4 могут быть также построены по последовательной или последовательно-параллельной схеме Можно обойтись без блока 3 запрета, пропорционально увеличив количество входов 11 в элементах И 2. 3. Управление работой распределителя с помощью шин 17 останова-запуска и ишны 21. Останов единицы, продвигающейся по триггерам распределителя, производится после подачи сигнала на соответствующую шину 17 останова-запуска, причем, для останова этот сигнал должен быть подан на шину 17 в разряде с единицей на шине 13 управления до прохождения единицы распределителя через данный разряд, после достижения которого единица распределителя запоминается в триггере данного разряда и, находится там до снятия данного сигнала шины 17, после чего работа распределителя продолжается в описанном ранее ритме. Если подать сигнал на шину 17 в разряде с единицей на шине 13 после-того, как единица распределителя пройдет разряд данной шины 17, то следующим тактом произойдет запуск единицы распределителя с того разряда, на который подан .сигнал шины 17, а единица, проходившая ранее, исчезнет. После снятия сигнала данной шины 17 в распределителе начнется продвижение единицы. Таким образом, сигналами шин останова-запуска 17 можно производить останов единицы в разряде и запуск единицы в данном разряде при наличии сигнала на шине 17 этого разряда определяется временем щзисутствия сигнала на шине 17. С помошью комбинированной подачи сигналов на шины .17 останова-запуска можно (жазьгоать влияние на работу распределителя по следующим параметрам: производить останов распределителя в любом разряде,Производить запуск распределителя с любого разряда, производить изменение длительности интервалов опроса, с помощью последовательной подачи сигналов на шины 17 по включенным разрядам кода управления 13 в направлении от старших разрядов к младшим ;изменять направление опроса,распределителя.. При подаче сигнала 1 на шину 21 триггер 5 устанавливается в состояние единица и, запрещается его установка в нуль по входами, С , R . В конце цикла работы распределителя все триггеры 1 устанавливаются в нуль, находятся в этом состоянии до тех пор, пока не будет снят сигнал шины 21 или подан сигнал на одну из шин 17. С помошь(о управления сигналами по шинам 13, шинам 17 и шине 22 может быть организован режим опроса разрядов, рас- попоженнык в произвольном поряаке. Таким образом, в предлагаемом распределителе единица опроса записывается только в те разряды, в которых есть разрешение на соответствующих шинах 13 управления; в нем исключено появление ложных состояний. С помощью шин 17 останова-запуска и шины 21 можно управлять остановом и запуском распределителя в любом разряде, изменять длительность интервалов опроса. Комбинированная подача сигналов по шинам 13, 17 и 21 позволяет проводить опрос разрядов в произвольном порядке. Данный распределитель может быть спользован в многофункциональных, в том числе микропрограммных устройствах вычислительной техники и автоматики. Он может быть использован как правляемый делитель с переменным я коэффициентом деления, где изменение коэффициента деления производится подачей сЬответствующего кода на шины 13 управления. Распределитель может быть использован в качестве подстраиваемого хронируемого устройства, которое входит в синхронизм с управляющим устройством, за один тактовый им Диаграмма

Исх. Установка 6(R ) 1 Управление 13,12 Запрет 11

Разрешение 19 D-вход1(D)

111

Любые 74 пульс. Слеаует отметить, что для ввода в синхронизм в любой момент времени по любой из шин 17 нужно, чтобы распределитель был обнулен и находился в ожидании запуска по шинам 17, Это свойство делает удобным использование распределителя в устройствах с мажоритарным принципом построения. состояний

11 Формула изо б р е г е н и я Распределитель, содержащий разрядов из тактируемых Л $-триггеров, VI элементов И, выход логического элемента И каждого разряда соединен с информаиионным входом триггера своего разряда, тактирующие входы триггеров всех разрядов соединены с тактовой шиной, а HxJ установочные входы - с шиной установки выходы триггеров соединены с соответствующими им выходными шинами, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей распределителя, в него введены блок формирования сигнала запрета i содержащий (}т-1) элемент ИЛИ, по одному в каждом разряде, начиная со второго, бло формирования сигналов разрешения, содержащий (п -1) элемент ИЛИ, по одному в каждом разряде, начиная с первого и кончая (я -1), ,М шин управлени5 () шина останова-запуска и триггер

1001474

12 ГТроаопжвние таблипьт цикла, элемент ИЛИ-НЕ, входы каждого элемента ИЛИ блока формирования сигналов запрета соединены с выходами элементов И своего разряда и всех предыдущих, выход каждого элемента ИЛИ блока формирова1Я1я запрета присоединен к первому входу элемента И в разряде, на еданицу более старшем, чем данный выход, а ъыхоа элемента ИЛИ блока формирования запрета И -го разряда соединен с Чгаформаиионньпм exoaoKf триггера Гцикла, первый вход элемента И второго разряда соединен с выходом элемента И первого разряда, первый вход элемента И первого разряда и вторые входы элементов И, начин« i с второго разряда, соединены с шиной управления соответствующего разряда, первые входы каждйго элемента ИЛИ блока формирования сигналов разрешения соединены с соответствующими шинами останова-запуска, вторые входы всех элементов ИЛИ блока формирования разрешения соединены

р инверсным выходом триггера цикла и с вторым входом элемента И первого разряда,- остальные входы каждого элемента ИЛИ блоки формирования разрешения соединены с выходными шинами своего и всех более младших разрядов, а выход каждого нз элементов ИЛИ блока формирования разрешения соединен с третьим входом элемента И, в разряде, на еди- . ницу более старшем, чем данный, тактирующий вход триггера цикла соединен с тактовой шиной, вход установки в О

нуль триггера цикла соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной установки, а второй вход присоединен к входу установки в единицу триггера цикла к шине окончания цикла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Букреев И. Н. и др. Mracposhesтронные схемы цифровых устройств. М., Советское радио, 1975, с, 267-268, рис. 6.5 (прототип).- О0/J