Времяимпульсный сумматор Советский патент 1985 года по МПК G06F7/62 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах, выполняющих арифметические операции над величинами, представленными длительностью интервала времени.

Цель изобретения - повышение быстродействия сумматора.

Функциональная схема времяимпульсного сумматора представлена на чертеже.

Сумматор содержит первый 1 и второй 2 триггеры, первый 3 и второй 4 элементы И, элемент НЕ 5, генератор 6 тактовых импульсов, третий 7 и четвертый 8 элементы И, реверсивный счетчик 9, элементы ИЛИ 10 и 11, пятый 12 и шестой 13 элементы И и входные шины 14 и 15, причем первые входы элементов И 7 и 8 соединены с шиной 14 первого входного сигнала, вход установки в ноль триггера 1 соединен с выходом элемента И 7, вход установки в ноль триггера 2 - с шиной 15 второго входного сигнала, входы установки в единицу триггеров 1 и 2 - с выходом элемента И 8, прямой выход триггера 1 - с вторым входом элемента И 7 и первыми входами элементов ИЛИ 1 1 и И 12, прямой выход второго триггера 2 - с вторыми входами элементов ИЛИ 11 и И 12, инверсные выходы первого и второго триггеров 1 и 2 - с первым и вторым входами элемента И 13. Выход элемента ИЛИ 10 соединен с третьими входами элементов ИЛИ 11 и И 13. Выход генератора 6 тактовых импульсов подключен к первым входам элементов И 3 и 4, выходы которых соединены соответственно с входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 9, разрядные выходы которого соединены с входами элемента ИЛИ 10. Второй вход элемента И 8 подключен к выходу элемента НЕ 5, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 11, вторые входы элементов И 3 и 4 соединены с выходами элементов И 12 и 13. Выход элемента ИЛИ 11 является выходом сумматора.

Времяимпульсный сумматор работает следующим образом.

В исходном состоянии триггеры 1 и 2 и счетчик 9 установлены в «О, все элементы И закрыты, кроме элемента И 8, на второй вход которого поступает сигнал «1 с выхода элемента НЕ 5.

Первый импульс, поступивший на шину 14 сумматора, проходит .через элемент И 8, устанавливая оба триггера 1 и 2 в единичное состояние, при этом появляется единичный

сигнал на выходе элемента ИЛИ 11 и открываются элементы И 3 и 7, а элемент И 8 закрывается. Импульсы с выхода генератора 6 тактовых импульсов начинают поступать

5 через элемент И 3 на вход сложения счетчика 9, при этом на выходе элемента ИЛИ 10 появляется единичный сигнал, но он не влияет в данный момент на работу сумматора. В этом режиме сумматор остается до прихода очередного входного импульса. Пусть .

0 Тогда импульс на шину 15 приходит раньше второго импульса на шину 14. Импульс окончания интервала Т2, поступая на вход установки в ноль триггера 2, возвращает его в исходное нулевое состояние, переводя сумматор в режим, когда элементы И 3 и 4 закрыты, т. е. счетчик 9 установлен, а элемент И 7 открыт. На счетчике 9 при этом оказывается зафиксированным число, пропорциональное меньшему слагаемому то (в данном случае то тз).

Импульс окончания интервала TI, поступающий на шину 14, проходит через элемент И 7, возвращая триггер 1 в исходное состояние, сумматор переходит в режим, когда элементы И 3, 8 закрыты, а элемент И 4

5 открыт (состояние элемента И 7 в этом режиме несущественно; допустим, что он закрыт). С этого момента импульсы с выхода генератора 6 тактовых импульсов начинают поступать через открывшийся элемент И 4 на вход вычитания счетчика 9. Так продолжается до тех пор, пока счетчик 9 не возвратится в исходное нулевое состояние, после чего единичный сигнал на выходах элементов ИЛИ 10 и 11 исчезнет, т. е. выходной интервал времени заканчивается, и сумматор

J возвращается в исходное состояние.

Если TI ; Т2, то после первого импульса, поступающего на шину 14 сумматора и выполняющего аналогичные действия следующий импульс, свидетельствующий об окончании интервала ть поступает снова на шину 14 сумматора, т. е. через открывшийся ранее элемент И 7 на нулевой вход триггера 1, переводя сумматор в состояние, когда элементы И 3, 4 и 8 закрыты. Импульс окончания интервала тд, поступающий на нулевой вход триггера 2, переводит сумматор в режим, при котором элементы И 3 и 8 закрыты, а элемент И 4 открыт. В обоих случаях единичный сигнал на выходной шине поддерживается в течение времени тз

TI -Ь Т2.

ВРЕМЯИМПУЛЬСНЫЙ СУММАТОР, содержащий генератор тактовых импульсов, реверсивный счетчик, первый триггер, первый, второй, третий и четвертый элементы И и первый элемент ИЛИ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом сложения реверсивного счетчика, выход второго элемента И соединен с входом вычитания реверсивного счетчика, разрядные выходы которого соединены с входами первого элемента ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй триггер, пятый и шестой элементы И, второй элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И, первые входы третьего и четвертого элементов И соединены с шиной первого входного сигнала сумматора, вход установки в ноль первого триггера соединен с выходом третьего элемента И, вход установки в ноль второго триггера соединен с шиной второго входного сигнала сумматора, входы установки в единицу первого и второго триггеров соединены с выходом четвертого элемента И, прямой выход первого триггера соединен с вторым входом третьего элемента И, первым входом пятого элемента И и первым входом второго элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с вторым входом пятого элемента И и вторым входом второго элемента ИЛИ, инверсные выходы Q первого и второго триггеров соединены соот(Л ветственно с первым и вторым входами шестого элемента И, третий вход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ и выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ и является выходом сумматора, выход элемента НЕ соединен с вторы.м входом четвертого элемента И, выходы пятого и шестого элементов И соединены соответственно с вторыми входами 00 00 первого и второго элементов И. оо 00