Счетчик импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K23/56 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах дискретной обработки информации, в частности, в качестве счетчиков, распре- делителей импульсов и устройств кодирования информации с повышенным быстродействием и возможностью исправления ошибок.

Цель изобретения - повышение быстродействия и обеспечивание коррекции ошибок путем введения новых конструктивных признаков.

На чертеже приведена схема счетчика импульсов с и .

Счетчик содержит сумматор 1, вход- нута шину 2, выходные шины 3.1-3.5 и 4 элементы ИЛИ 5.1-5,3, каскады 6.1- 6.3, каждый из которых содержит триггеры 7.1-7.3, элементы И 8.1-8.3 и 9 и элементы ИЛИ 10.1-10.3.

В каждом из каскадов 6.1-6.3 прямой выход элемента И9 соединен с вхопрямым выходом триггера 7.3 каскада 6.3 и соединены с входами сумматора выход которого соединен с выходной шиной 4, входы элемента ИЛИ 5. сое

дами R-триггеров 7.1-7.3, прямые вы- 25 динены с прямыми выходами триггеров

ходы которых соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 10.1-10.3, инверсные выходы которых соединены соответственно с первыми

7.2 и 7.1 соответственно каскадов 6.1 и 6.2, входы элемента ИЛИ 5.2 соединены с прямыми выходами триггеров 7.3, 7.2 и 7.1 соответственно

входами элементов И 8.1-8.3, выходы каскадов 6.1-6.3, входы элемента ИЛИ

которых соединены соответственно с входами 5 триггеров 7.1-7.3, вторые входы элементов И 8.1-8.3 соединены с входной шиной 2 и с вторым входом элемента И9, первый вход которого соединен с прямым выходом элемента ИЛИ 10.1; первые дополнительные вхо- ды элементов И 8.1-8.3 каскада 6.3 соединены с прямым выходом триггера 7.1 каскада 6.2, третьи входы элемен- ,,.

35

5.3 соединены с прямыми выходами три геров 7.3 и 7.2 соответственно каскадов 6.2 и 6.3.

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на конкретном примере, с количеством разрядов счетчика п 5 и контрольным числом к 3.

Кодовые комбинации состояния счетчика импульсов и каскадов 6.1-6.3 приведены в таблице.

I

00000

01100

00100

ОП01

00110

ото

001II

10

тов и 8.1-8.3 которого соединены с прямым выходом триггера 7 .1 каскада 6.1, вторые входы элементов ИЛИ 10.1- 0.3 которого соединены соответственно с прямыми выходами элементов И 10.1-10.3 каскада 6.2, вторые входы элементов ИЛИ 10.1-10.3 которого соединены соответственно с прямьгми выходами элементов ИЛИ 10.1-10.3 каскада 6.3, в каждом из каскадов 6.1-6.3 вторые дополнительные входы элементов И 8.1-8.2 соединены соответственно с прямыми выходами элементов ИЛИ 10.2 и 10.3, третьи входы элементов И 8.2-8.3 соединены с инверсным выходом элемента И 9; выходные шины 3.1- 3.5 соединены соответственно с прямым выходом триггера 7.1 каскада 6.1, с выходами элементов ИЛИ 5.1-5.3 и с

прямым выходом триггера 7.3 каскада 6.3 и соединены с входами сумматора 1, выход которого соединен с выходной шиной 4, входы элемента ИЛИ 5. соединены с прямыми выходами триггеров

7.2 и 7.1 соответственно каскадов 6.1 и 6.2, входы элемента ИЛИ 5.2 соединены с прямыми выходами триггеров 7.3, 7.2 и 7.1 соответственно

каскадов 6.1-6.3, входы элемента ИЛИ

5.3 соединены с прямыми выходами триггеров 7.3 и 7.2 соответственно каскадов 6.2 и 6.3.

Работу предлагаемого устройства рассмотрим на конкретном примере, с количеством разрядов счетчика п 5 и контрольным числом к 3.

Кодовые комбинации состояния счетчика импульсов и каскадов 6.1-6.3 приведены в таблице.

14

10101

15

10110

16

11000

10000

17

11001

Как видно из последовательности кодовых комбинаций первого каскада

6.1,заполнение его разрядов происходит последовательно, начиная со старшего разряда. Как только все его разряды будут заполнены единицами, происходит обнуление каскада 6. и сигнал переноса дает разрешение на изменение состояния второго каскада

6.2,заполнение которого единицами также Начинается со старшего разряда. Затем повторяется процесс заполнения первого каскада 6.1 единицами, начиная с предпоследнего разряда, так как единичные разряды каскадов блокируют занесение единиц в аналогичные разряды всех предьщущих каскадов . Заполнение всех последующих каскадов будет происходить по сигналу переноса с предыдущего каскада.

Формирование кодовых комбинаций счетчика импульсов будет происходить на основании кодовых комбинаций каскадов следующим образом. Первый и пятый разряды будут соответствовать первому разряду первого каскада 6.1 и старшему разряду третьего каскада 6.3 соответственно. Второй разряд будет сформирован из второго разряда первого каскада 6.1. и из первого разряда второго каскада 6.2 объединенных логической операцией ИЛИ. Третий разряд будет аналогично сформирован из третьего разряда первого каскада 6.1, второго разряда второго каскада 6.2 и первого разряда третьего каскада

6.3,А четвертый разряд будет

Продолжение таблицы

5

0

5

0

5

0

5

сформирован из третьего разряда второго каскада 6.2 и второго разряда третьего каскада 6.3.

Если на выходе счетчика импульсов произойдет искажение кодовой комбинации из-за искажения кодовой комбинации в одном из каскадов в результате перехода одного или нескольких старших разрядов, стояп1их перед любым младшим единичным разрядом, в противоположное состояние, то после прохождения одного или нескольких тактовых импульсов на выходе счетчика импульсов будет находиться кодовая комбинация, соответствующая количеству тактовых импульсов, пришед- щих с момента начала отсчета, т.е. в данном случае не будет происходить изменение количества тактовых импульсов для перебора всех кодовых комбинаций.

Счетчик работает следующим образом.

В исходном состоянии во всех каскадах 6.1-6.3 находятся кодовые комбинации 000. Соответственно на выходных шинах 3.1-3.5 будет находится кодовая комбинация 00000. С приходом первого тактового импульса на входную шину 2 произойдет установка триггера 7.3 каскада 6.1 в единичное состояние через элемент И 8.3 каскада 6.1, который открыт единичными сигналами с инверсного выхода элемента ИЛИ 10.3 и с инверсного выхода элемента И 9 этого же каскада. В результате в каскаде 6.1 будет записана кодовая комбинация 100. Единич

51НЫЙ сигнал с прямого выхода триггера 7,3 каскада 6.1 поступит на вход элемента ИЛИ 5.2, в результате на выходе, этого элемента также появится единичный сигнал, а на выходных шинах 3.1-3.5 появится соответственно кодовая кимбинация 00100. Единичный сиг нал с прямого-выхода триггера 7.3 каскада 6.1 поступит также на вход элемента ИЛИ 10.3 этого же Каскада и с его прямого выхода даст разрешение следующему тактовому сигналу с шины 2 пройти через элемент И 8.2 этого же каскада на вход установки в единицу триггера 7.2 этого же каскада, В результате в каскаде 6.1 будет занесена кодовая комбинация ПО. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.2 каскада 6.1 поступит на вход элемента ИЛИ 5.1 и с его выхода на выходную шину 3.2. На выходных шинах 3,1-3.5 счетчика будет находиться кодовая комбинация 00110. Одновременно единичный сиг- нал с прямого выхода триггера 7.2 каскада 6.1 поступит на вход элемента ИЛИ 10.2 этого же каскада и с его прямого выхода даст разрешение пройти очередному тактовому сигналу с шины 2 через элемент И 8.1 этого же каскада и установить триггер 7.1 этого же каскада в единичное состояние Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.1 каскада 6.1 поступит н выходную шину 3.1 и на выходе счетчика импул ьсов будет находиться кодовая комбинация 00111. С приходом следующего тактового сигнала с входной шины 2 на вход элемента И 9, призойдет сброс триггеров 7.1-7.3 каскада 6.1 в нулевое состояние единичным сигналом с выхода элемента И 9 .этого же каскада, который будет открыт единичным сигналом с прямого выхода элемента ИЛИ 10.1 этого же каскада. Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.1 каскада 6.1 поступит на вход элемента И.8.3 каскада 6.2 и даст разрешение на запись единичного сигнала в триггер 7.3 каскада 6.2. В результате в каскаде 6.1 будет кодовая комбинация 000, а в каскаде 6.2 - 100. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.3 каскада 6.2 поступит на вход элемента ИЛИ 5.3 и с его выхода - на выходную шину 3.4. На выходе счетчика импуль

5

0

5

0

5

0

5

0

55

сов будет кодовая комбинация 01000.

Одновременно единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.3 каскада 6.2 поступит на вход элемента ИПИ 0.3 этого же каскада и с его прямого выхода на вход элемента ИЛИ 10.3 каскада 6.1 и запретит прохождение входного сигнала через элемент И 8.3, инверсньй выход элемента ИЛИ 10.3 этого же каскада, а единичный сигнал с прямого выхода этого элемента даст разрешение на прохождение входного сигнала через элемент И 8.2 на установку триггера 7.2 этого же каскада в единичное состояние. В результате прохождения тактового импульса в каскаде 6.1 будет находиться кодовая комбинация 010, а в каскаде 6.2 - 100. На выходе счетчика импульсов - 01010.

Аналогичным образом произойдет заполнение каскада 6.1 до первого разряда включительно, т.е. в каскаде

6.1будет записана кодовая комбинация 011, а на выходе счетчика импульсов - 010П. С приходом очередного тактового сигнала произойдет сброс каскада 6. и одновременно запись в триггер 7.2 каскада 6.2 единицы. И так далее. После заполнения каскада 6.2 единицами по очередному тактовому сигналу с входной шины 2 произойдет сброс каскада 6. и одновременно запись в старший разряд каскада 6.3 единицы. В этом случае в каскаде 6.3 будет записана кодовая комбинация - 100, в каскаде

6.2- 000, в каскаде 6.1 - 000, а на выходе счетчика импульсов - 10000. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.3 каскада 6.3 поступит на вход элемента ИЛИ 10.3 этого же каскада и с его прямого выхода на вход элемента ИЛИ 10.3 каскада 6.2 и запретит очередному тактовому сигналу пройти на вход установки триггера 7.3 этого же каскада в единичное состояние, одновременно с прямого выхода элемента ИЛИ 10.3 этого же каскада единичный сигнал поступит на вход элемента ИЛИ 10.3 каскада 6.1, запретит прохождение очередного тактового сигнала через элемент И 8.3 этого же каскада и разрешит через элемент И 8.2 этого же каскада установку триггера 7.2 этого же каскада в единичное состояние. В

7

результате в каскаде 6.1 запшлется кодовая комбинация 010, а на выходе импульсов - 10010 и т.д.

После записи в каскаде 6.1 кодовой кимбинации 000, в каскаде , а в каскаде 6. на выходе счетчика импульсов будет сфомирована последняя кодовая комбинация - 11100. С приходом очередного тактового сигнала с шины 2 на элемент И 9 каскада 6.3 произойдет сброс этого каскада в состояние - , т.е., все каскады перейдут в исходное состояние - 000, а на выходе счетчика импульсов также будет исходная кодовая комбинация - 0000

В качестве примера рассмотрим востановление информации после искажения кодовых комбинаций из таблицы. Если кодовая комбинация на выходе счетчика импульсов 00110 изменится после сбоя на 00010 в результате перехода --.0 в третьем разряде первого каскада 6,1, т.е.комбинация 110 изменится на 010, то после прихода очередного тактового импульса на вх счетчика импульсов в первом каскаде 6.1 .третий и первый разряды перейду в единичное состояние, т.е. появитс кодовая комбинация 111, На выходе счетчика импульсов будет кодовая комбинация 00111, которая соответствует очередной кодовой комбинации счетчика импульсов.

Если кодовая комбинация на выходе счетчика импульсов 11000, со.ответ- ствующая шестнадцатому тактовому импульсу, изменится на 01000 в результате перехода в третьем разряде третьего каскада 6.3 (кодовая комбинация 110 изменится на 010), то после прихода первого тактового импульса в первом каскаде 6.1 будет записан кодовая комбинация 101, по второму тактовому импульсу - 000 а во втором каскаде 6.2 - 101. С приходом третьего тактового импульса в каскадах 6.1 и 6.2 будут записаны кодовые комбинации 000 и 000, а в каскаде 6.3 - 111. В результате на выходе счетчика импульсов за три такта появится правильная кодовая комбинация 11100, соответствующая девятнадцатому тактовому импульсу, что и должно быть при безошибочной работе счетчика.

06

8

Аналот ичло будет происходить вос- стат)онление информации н случае ошибочных переходов О- .

Если тринадцатая кодовая комбинация на выходе счетчика импульсон 10100 изменится на 11100 из-за искажения кодовой комбинации 010 во втором каскаде 6.2 на 110, то после первого тактового импульса в первом каскаде 6.1 будет записана кодовая кимбинация 001, после второго - 000, а во втором каскаде

6.2- 111. С приходом третьего тактавого импульса в каскадах 6.1 6.3будут записаны соответственно кодовые комбинации 000, 000, 110. На выходе счетчика импульсов будет сформирована правильная кодовая комбинация - 11000, соответ- ствуюцая шестнадцатому тактовому импульсу .

Наличие сумматора 1 на выходе счетчика импульсов позволит постоянно производить подсчет единичных разрядов в кодовых комбинациях счетчика импульсов и в случае превышения количества единиц заданной величины к возникнет сигнал ошибки, что дополнительно повышает помехоустойчивость счетчика.

Формула изобретен И я

Счетчик импульсов, содержащий входную шину, сумматор, п выходных шин и n-k+1 каскадов, где k - контрольное число, меньше числа п, но больше нуля, каждьм из каскадов содержит первый разряд, состояш;ий из триггера, первого, второго элементов И и элемента ИЛИ, прямой и инверсные выходы которого соединены соответственно с первыми входами второго и первого элементов И, прямые выходы которых соединены соответственно с входами R и S триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход первого элемента И соединен с входной шиной, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия и обеспечения коррекции ошибок, в него введена группа из п2 элементов ИЛИ, а в каждьм каскад с второго по k-й разряды, каждый из которых содержит триггер, первый элемент И и элемент ИЛИ, пер- вьй вход которого соединен с

прямым выходом триггера, вход S которого соединен выходом первого элемента И, первый, второй, третий входы которого соединены соответственно с инверсным выходом эле- мента ИЛИ, с входной шиной и с инверсным выходом второго элемента И первого разряда, прямой выход и второй вход которого соединены соответственно с входами R-триггеров старши разрядов данного каскада и с входной шиной, прямой выход триггера первого разряда каждого каскада соединен с первыми дополнительными входами первых элементов И разрядов последующего Каскада, прямой выход элемента ИЛИ каждого разряда которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ одноименного разряда предыдуРедактор А.Козориз Заказ 898/59

Техред М.Ходанич

Корректор Л

Тираж 902Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул,Проектная, 4.

щего каскада, в каждом каскаде прямой выход элемента ИЛИ каждого разряда, кроме первого, соединен с вторым дополнительным входом первого элемента И предыдущего разряда, прямой выход тригера i-ro разряда j-ro каскада, где ,...,k, j 1 , . . ., n-k+1, соединен с соответствующим входом i-fj-2-го элемента ИЛИ из группы элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ которой соединены с входами сумматора и с соответствующими п-2 выходными шинами,остальные выходные шины соединены с дополнительными входами сумматора и с прямыми выходами триггеров первого и пос- леденего разрядов соответственно первого и последенего каскадов.

Корректор Л.Патай

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в счетчиках, распределителях импульсов с повышенным быстродействием и возможностью исправления ошибок. Цель изобретений . повышение быстродействия и обеспечение коррекции ошибок. Устройство содеря ит сумматор 1 , каскады 6.1 - 6,3, каждый из которых содержит триггеры 7.1-7.3, элементы И 8.1-8.3, 9, элементы ИЛИ 10.1-10.3. Для достижения поставленной цели в устройство введены элементы ИЛИ 5,1-5.3, новые связи в связи с увеличением числа входов элементов И. I ил., 1 табл. СЛ ю со 00 со о О5