Реверсивный счетчик импульсов Советский патент 1984 года по МПК H03K23/00 

Изобретение относятся к импульсной технике и может быть использова но при проектировании реверсивных счетчнков цифровых вычислительных устройств. Известен реверсивный счетчик импульсов, содержащий входную шину п разрядов, каждый из которых содер жит четьфе троичных элемента П, Недостатки данного устройства относительная сложность и низкое быстродействие, Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности реверсивньш счетчик импульсов, содержащий входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит три троичных элеме та, выходную и установочную шины, последняя из которых соединена с вторым складывающим входом первого первым вычитающим входом второго тр ичных элементов, выход первого троичного элемента соединен с первым и вторым складывающими входами втот рого троичного элемента, выход Которого соединен с выходной шиной и первым складывающим входом первого троичного элемента, первый складьшающий вход третьего троичного элемента соединен в каждом разряде, за исключением первого, с выходом третьего троичного элемента предыдущего разряда и первым и вторым вычитающими входами первого тро ичного элемента данного разряда, в каждом разряде выход первого троичного эле1«нта соединен с первым вычитаю1Щм входом третьего троичног элемента, первый складывающий вход которого в первом разряде соединен с входной шиной и первым и вторым вычитающими входами первого троичного элемента 2j . Недостатком известного устройств является низкое быстродействие, так как в каждом разряде сигнал перенос формируется за две фазы тактового питания, таким образом, состояние старшего п-го разряда реверсивного счетчика импульсов формируется за 2 п фаз тактового питания. Цель изобретения - повышение быстродействия счетчика, Для достижения поставленной цели в реверсивном счетчике импульсов, содержащем входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит три троичных элемента, выходную и установочную шины, последнзя из которых соединена с вторым складывающим входом первого и первым вычитающим входом второго .троичных элементов, выход первого троичного элемента с первым и вторым складывающими входами второго троичного элемента, выход которого соединен с выходной шиной и первым складывающим входом первого троичного элемента, первый складывающий вход третьего троичного элемента соединен в каждом разряде, за исключением первого, с выходом третьего троичного элемента предыдущего разряда, первый складывающий вход третьего троичного элемента первого разряда соединен с первым вычитающим входом первого троичного элемента и входной шиной, в каждом разряде второй складывающий вход третьего троичного элемента соединен с выходом второго троичного элемента, второй вычитающий вход которого соединен с выходом третьего троичного элемента, первый вычитающий вход которого соединен с соответствующей вход третьего троичного элемента соединен с третьим складывающим входом первого троичного элемента, выход которого соединен с пер)зым вь читающим входом первого троичного элемента последующего разряда,, На фиг. 1 изображена схема реверсивного трехразрядного счетчика импульсов; на фиг. 2 - временная диаграмма работы трехразрядного реверсивного счетчика импульсов. Счетчик содержит троичные элементы 1-3 первого разряда 4, троичные элементы 5-7 второго разряда 8, троичные элементы 9-11 третьего разряда 12, входную шину 13, установочные шины 14-16, выходные шины 17-19 и тактовые шины 20-22 соответственно разрядов 4, 8 и 12, Выходы элементов 1 и 5 соединены соответственно с первыми и вторыми складываюш 1ми входами элементов 2 и бис первыми вычитающими входами элементов 5 и 9. Выходы элементов 2, 6 и 10 соединены соответственно с первыми складывающими входами элементов 1, 5 и 9, вторыми складываюш мн входами элементов 3, 7 и 11 и выходными шинами 17 - 19. Выходы элементов 3 и 7 соединены соответственно с вторыми вычитающими входами элементов 2 и 6, третьими складывающими входами элементен 5 и 9 и первыми складьюающими входами элементов 7 и 11. Выход элемента 9 соединен с первым и вторым складыва щими входами элемента 10. Выход эле мента 11 соединен с вторым вычитающим входом элемента 10. Входная шина 13 соединена с третьим складывающим и первым вычитающим входами элемента 1 и с первым складывающим входом элемента 2. Установочные шин 14 - 16 соединены соответственно с вторыми складывающими входами элементов 1, 5 и 9 и первыми вычитающи ми входами элементов 2, 6 и 10. Тактовые шины 20 - 22 соединены соответственно с первыми вычитающими входами элементов 3, 7 и 11. Каждый троичный элемент описывается таблицей истинности. Указанные операции образуют функционально полную систему логических функций и могут быть реализованы, например, н магнитных логических ячейках. Выходами переноса первого разряда 4 являются выходы элементов 1 (отрицательные импульсы) и 3 (положительные импульсы), выходами переноса второго разряда 8 - выходы элементов 5(отрицательные импульсы) и 7 (положительные импульсы), выходами переноса третьего разряда 12 выходы элементов 9 (отрицательные импульсы) и 11( положительные импульсы) . При поступлении одного импульса с входной шины 13 или с выходов переноса первого или второго разряд соответствующий разряд меняет свое внутреннее состояние на обратное, При переходе разряда счетчика из со стояния 1 в состояние О на выхо де элементов 3, 7 или 11 появляется положительный импульс переноса в следующий разряд счетчика. При поступлении на шину 13 импульсов положительной полярности реверсивный счетчик выполняет функции суммирующего счетчика, при поступлении отри цательных импульсов - функции вычитающего счетчика. Перенос при сложе нии представлен положительным импульсом на выходе элементов 3, 7 и i1, а при вычитании - отрицательным импульсом на выходе элементов 1, 5 9, Наличие обратной связи позволяет хранить результат сложения (вычитания) , т.е. обеспечивает хранение со , стояния 1 разряда счетчика в виде генерации импульсов положительной полярности на его выходной шине. При поступлении на установочные шины 14-16 положительного импульса разряд счетчика устанавливается в состояние 1, при поступлении отрицательного импульса на элементах 2,6 и 10 происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т.е. обнуление счетчика. При необходимости записи, кода некоторого числа на установочные шины 14-16 разрядов счетчика подаются значения разрядов записываемого числа.I Система тактовогопитания схемы счетчика - трехфазная. Тактовым импульсом первой фазы считывается информация с элементов 6, 9 и 1 и поступают импульсы по входной шине 13 на входы элементов 1 и 3; импульсом второй фазы - с элементов 1, 3 и 10; импульсом третьей фазы - с элементов 2, 5 и 7; импульсы на установочные шины 14-16 поступают соответственно во время тактовых импульсов первой, второй и третьей фаз. На тактовые шины 20-22 поступает соответственно генерация импульсов с тактовой частотой во время тактовых импульсов первой, второй и третьей фаз на первые вычитающие входы элементов 3,7 и П, причем при отсутствии импульсов на их остальных входах они являются генераторами импульсов. На фиг. 2 приведена временная диаграмма прямого счета с 000 до 100 и обратного счета импульсов с 100 до 111 и приняты обозначения: 23 - 25 - временные диаграммы соответственно первой, второй и третьей фаз тактового питания; 26 - временная диаграмма сигналов на входной шине 13; 27 - 35 - временные диаграммы сигналов соответственно на выходах троичных элементов 1-3; 5 - 7 и 9 - 11. Счетчик работает следующим образом. При поступлении первого импульса по шине 13 тактовым импульсом первой фазы первого такта согласно таблице истинности элемента положительный сигнал передается на третий скла;№Рвающий вход элемента 1 и первый складывающий вход элемента 3, а также по шине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 3, Импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 1 передается на первый складываю щий вход элемента 2, Импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента-2 передается на первый складывающий вход элемента 1 и второй складывающий вход элемента 3 и поступает на выходную шину 17, об разуя первый раэряд счетчика. Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 17 - 19 - 00 При поступлении второго импульса по шине I3 тактовым импульсом перво фазы второго такта положительный сигнал передается на третий складывающий вход элемента 1 и первый скл дывающий вход элемента 3, а также п шине 20 положительный сигнал переда ется на первый вычитающий вход элемента 3. РЬшульсом второй фазы положительные сигналы с элементов 1 и 3 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 2 и второй вычитающий вход элемента 2, третий складывающий вход элемента 5, первый складывающий вход элемента 7, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 7. Р1мпульс третьей фазы положительный импульс с элемента 5передается на первый складьшающий вход элемента 6, Импул сом первой фазы третьего такта поло жительный сигнал с элемента 6 передается на первый складывающий вход элемента 5 и второй складывающий вход элемента 7 и поступает на выходную шину 18, образуя второй разряд счетчика. Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 17 - 19 - 010. При поступлении третьего импульс по шине 13 тактовым импульсом перво фазы третьего такта положительный сигнал передается на третий складывающий вход элемента 1 и первый складывающий вход элемента 3, а так по шине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента .3. Импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 1 передается на первый складывающий вход элемента 2, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 7. Импульсом третьей фазы положительны сигналы с элементов 2 и 5 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 1, второй скла дывающий вход элемента 3 и выходную шину 17, образуя первый раэряд счетчикаJ и на первый складывающий вход элемента 6, Импульсом первой фаэы четвертого такта положительный сигнал с элемента 6 передается на первый складывающий вход элемента 5, второй складывающий вход элемента 7 и на выходную шину 18, образуя второй разряд счетчика. Результирующее состояние на выходных шинах 17 - 19 - 011. При поступлении четвертого импульса- по шине 13 тактовым импульсом первой фазы четвертого такта полох ительный сигнал передается на третий складьшающий вход элемента 1 и первый складываюшд й вход элемента 3, а также по шине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 3. Импульсом второй фазы положительные сигналы с элементов 1 и 3 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 2, второй вычитающий вход элемента 2, третий складывающий вход элемента 5,, первЕ)1й складываюш 1й вход элемента 7, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первый вычитаюш 1й вход элемента 7. Импульсом третьей фазы положительные сигналы с элементов 6 и 7 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 6, второй вычитающий вход элемента 6, третий складывающий вход элемента, 9, первый складывающий вход элемента II, а также по шине 22 положительный сигнал передается на первый вычитаюидай вход элемента I1. Импульсом первой фазы пятого такта положительный сигнал с элемента 9 передается на первый складываюш;ий вход элемента 10. Импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 10 передается на первьш складывающий вход элемента 9, второй складывающий вход элемента 11 и на вторую шину 19, образуя третий разряд счетчика. Результирующее состояние счетчика а выходных шинах 17 - 19 - 100. При поступлении пятого ит туяъса по шине 13 тактовым импульсом первой азы пятого такта отрицательный сигнал передается на первый вычитающй вход элемента 1, а также по шиПродолжение таблицы 1091347 10 Продолжение таблицы

фиг.1 7акт1 Такт2 Ta/fmJ 7акт 7акт5 Такт6 Такт r-j Импу/г1 сы трел азнега ucmovHUffa fiumoHU/f Запис1,„+1(посгпуп/ ение сигнала на Cff/jaffi tffau4uu ffxod злемента) Запись „-f(nocmyn/reHae сигнала на 6ход эпеменгпа) (риг. TofrmS Тактд Считывание , 0(цу/ге§ой сигнал) Счаты ание,+1 {поле/кительный сигнал) Считывание „-/ famflutfameflbHbtu caenajr

РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ, содержащий входную шину и п разрядов, каждый из которых содержит три троичных элемента, выходную и установочную шины, последняя из которых соединена с вторым складывающим входом первого и первым вычитающим входом второго троичных элементов, выход первого троичного элемента соединен с первым и вторым складывающими входами второго троичного элемента, выход которого соединен с выходной шиной и первым складываюпи1м входом первого троичного элемента. первый скт ацывающкй вход третьего троичного элемента соединен в каждом разряде, за исключением первого, с выходом третьего троичного элемента предьщущего разряда, первый складывающий вход третьего троичного элемента первого разряда соединен с первым вычитающим входом .первого троичного элемента и входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждом разряде второй складывающий вход третьего троичного элемента соединен с выходом второго троично- го элемента, второй вычитающий вход § которого соединен с выходом третьего троичного элемента, первый вычи(Л тающий вход которого соединен с соответствующей тактовой шиной, первый складывающий вход третьего троичного элемента соединен с третьим складывающим входом первого троичного элемента, выход которого соединен с первым вычитающим входом первого (О троичного элемента последующего разряда. со 4 1