Реверсивный счетчик импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K23/76 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании реверсивных счетчиков цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления .

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг,1 представлена схема двухразрядного реверсивного счетчика импульсов; на фиг.2 - временная диаграмма его работы.

Счетчик (фиг.1) содержит троичные элементы 1-6 первого разряда, троичные элементы 7-12 второго разряда, входную шину 13, тактирующие шины 14 и 15 первого и второго разрядов соответственно. Шина 13 соединена с первыми суммирующими и вторыми вычитающими входами элементов 1 и 2, вторым суммирующим входом элемента 3 и первым суммирующим входом элемента 4. Шины 14 и 15 соединены с первыми вычитающими входами элементов 3, 4 и 9,

10соответственно, В гходы элементов

1, 2, 7 и 8 соединены с первыми вычи- таклцнми входами элементов 5, 6, 11 и 12 соответственно. Выход элемента 3 соединен с первым и вторьм суммирующими входами элементов 6, 7 соответственно, вторым вычитающим входом элемента 8 и вторым суммирующим входом- элемента 9. Выход элемента 4 соединен с первыми суммирующими входами элементов 5, 8 и 10 и вторым вычитаю- щим входом элемента 7. Выходы элементов 9 и 10 соединены с первыми суммирующими входами элементов 12 и 11 соответственно. Выход элемента 5 соединен с первым вычитающим входом элемента 1 и вторыми вычитающими входами элементов 2 и 4. Выход элемента 6 соединен с вторым суммирующим входом элемента 1, первым вычитающим входом элемента 2 и первым суммирующим входом элемента 3. Выход элемента

11соединен с первым вычитающим входом элемента 7 и вторыми суммирующими входами элементов 8 и 10. Выход элемента 12 соединен с первым суммирующим входом элемента 8 и первым суммирующим входом элемента 9.

На фиг.2 обозначены временные диаграммы 16-18 соответственно первой- третьей фаз тактового питания; временная диаграмма 19 импульсов на шине 13; временные диаграммы 20-31

.-

O

5

0

импульсов на вьрсодах элементов 1-12 соответственно.

Система тактового питания счетчика - трехфазная. Та ктовым импульсом первой фазы поступают положительные и отрицательные импульсы на шину 13 и положит€ льлые импульсы с тактовой частотой устройства на- шины 14 и 15, а также считывается информация с элементов 11 и 12, тактовьп и импульсами второй и третьей фаз считывается информация с элементов 1-4 и 5-10 соответственно. Каждый следующий импульс поступает на шину 13 через время, кратное трем фазам.

Счетчик вьтолнен на троичных элементах, которые вьтолняют операции, описываемые таблицей. Первый и второй суммирующие (вычитающие)-входы эквивалентны между собой.

35

45

50

На элементах 1(7) и 5 (11) формируются отрицательные импульсы состояния +1, а на элементах 2 (8) и 6 (12) - отрицательные импульсы сос- тояния -1 первого (второго) разряда счетчика. На элементе 4 (10) формируется положительный импульс переноса +1, а на элементе 3 (9) - положительный импульс переноса -1 первого (второго) разряда счетчика.

Для представления чисел в счетчике используется двоичная система счисления с цифрами 1, О, 1, а знак числа определяется знаком старшего разряда.

313

Поступление положител1 ного импульса на входную шину 13 прибавляет к содержимому счетчика положительную единицу, поступление отрицательного импульса -1 прибавляет отрицательную единицу. Если счетчик находится в нулевом состоянии, первый положительный импульс устанавливает первый разряд в состояние +1, второй положительный импульс уста- навливает первый разряд в состояние О, а пройдя через выход переноса (положительный импульс с элемента 4) в следующий второй разряд, устанавливает его в состояние -«-1, и т.д. Поступление отрицательных импульсов на входную шину 13 вызывает последовательное убывание накопленного в не положительного числа, а затем, после перехода через нуль, накопление отри цательного числа. Наличие обратной связи позволяет хранить результат сложения (вычитания), т.е. обеспечивает хранение состояния +1 (-1) разряда счетчика в виде генерации им пульсов отрицательной полярности на его выходах. Состояние +1 первого (второго) разряда счетчика снимается .в виде отрицательного импульса с выхода элемента 5 (11), а состояние -1 - в виде отрицательного импульса с выхода элемента 6 (12).

Для обнуления счетчика необходимо ввести шину обнуления, подключенную к вторым суммирующим входам элемен- тов 5, 6, 11 и 12, при поступлении импульса на которую происходит компенсация импульсов состояния разрядов, т.е. обнуление.

При записи кода некоторого числа необходимо ввести в каждый разряд установочную шину, соединенную с вторыми вычитаюпщми входами элементов 5 и 6 (11 и 12). На установочные шины подаются значения разрядов записыва- емого числа.

На фиг.2 показана временная диаграмма работы счетчика для случаев прямого счёта с 0, до +3,о (с 00 до llj) и обратного счета-с +3, до -З.,о (с llj до Tij).

Устройство работает следующим образом.

При поступлении первого положительного импульса по входной шине 13 тактовым импульсом первой фазы первого такта согласно.логике работы элемента, записанной в таблице, положи094

тельный импульс передается на второй вычитающий вход элемента 1 и первые суммирующие входы элементов 2 и 4,-а положительные импульсы через шины 14 и 15 - на первые вычитающие входы элементов 3, 4 и 9, 10 соответственно. Импульсом второй фазы отрицательный импульс с элемента 1 передается на nepBbtfi вычитающий вход элемента 5. Импульсом третьей фазы отрицательный импульс с элемента 5 передается на первый вычитающий вход элемента 1 и вторые суммирующие входы элементов 2 и 4. Импульсом первой фазы второго такта с элементов 11 и 12 импульсная информация не считывается. Результирующее состояние выходов счетчика 01.

При поступлении второго положительного импульса по пшне 13 тактовым импульсом п ервой фазы второго такта положительный импульс передается на второй вычитающий вход элемента 1 и первые суммирующие входы элементов 2 и 4, а положительные импульсы через шины 14 и 15 - на первые вычитающие входы элементов 3, 4 и 9, 10 соответственно. Импульсом второй фазы отрицательный импульс с элемента передается на первый вычитающий вход элемента 5, а положительный импульс с элемента 4 передается на первые суммирующие входы элементов 5, 8 и 10 и на второй вычитающий вход элемента 7. Импульсом третьей фазы отрица- тельньй импульс с элемента 7 передается на первый вычитающий вход элемента 11. Импульсом первой фазы третьего такта с элемента 11 считывается отрицательный импульс. Результирующее состояние выходов счетчика lOj.

При поступлении последующих импульсов по входной шине 13 счетчик работает аналогично.

В предложенном счетчике п-й разряд формируется за 1+п фаз тактового пи- тания.

Формула изобретения 1.

Реверсивный счетчик импульсов,

содержащий входную шину и разряды, каяздый из которых содержит шесть троичных элементов, первый суммирующий вход первого троичного элемента соединен с первым суммирующим входом второго троичного элемента, выход третьего троичного элемента соединен с первым суммирующим входом четвер-

того троичного элемента, выходы четвертого и пятого троичных элементов соединены с первыми вычитающими входами первого и шестого троичных элементов соответственно, в каждом разряде-, кроме первого, первый суммирующий вход первого троичного элемента соединен с выходом второго троичного элемента предьщущего разряда, входная шина соединена с первыми суммирующими входами первого и шестого троичных элементов первого разряда, о т- личающийся тем, что, с целью повьшения быстродействия, в каждый разряд введена тактирующая шина, которая соединена с первыми вычитающими входами второго и третьего трочных элементов, выходы первого, второго и шестого троичных элементов со- единь ны с первым вычитающим входом етвертого, первым, суммирующим входом ятого и первым вычитающим входом ятого троичных элементов соответстенно, выход четвертого троичного лемента соединен с первым суммирую1324109

т с д

, ме го тр со во

JO ме вх вт ди во

(5 тр ще го ры но

20 в не пе тр щи

25 че

/7 Гв 19

го г1

22

гз

24 25 26

27

28

г9

50 /

-IL так гюбые инпуАьсы

f счигпыбоние ,-f «Ik,. кччтыС:о е ,/

ВНИИПИ Заказ 2972/56

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

щим входом третьего троичного элемента, выход пятого троичного элемента соединен с вторыми суммирующими входами первого и второго троичных эле, ментов, второй вычитающий вход первого и второй суммирующий вход третьего троичных элементов соединены между собой, в каждом разряде, кроме первого, выход четвертого троичного элеO мента соединен с первьш суммирующим входом шестого троичного элемента, второй суммирующий вход которого соединен с вторым вычитающим входом первого троичного элемента и с выходом

5 третьего троичного элемента предыдущего разряда, выход второго троичного элемента которого соединен с вторым вычитающим входом шестого троичного элемента предьщущего разряда,

0 в первом разряде входная шина соединена с вторыми вычитающими входами первого троичного элемента и шестого троичного элемента, второй суммирующий вход которого .соединен с выходом

5 четвертого троичного элемента.

СЧитыбачнв О

ВОП1/С ,f

Sonuct ,-1

Рие.г

Тираж 901 Подписное

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании реверсивных счетчиков цифровых вычислительных устройств с двоичной системой счисления. Изобретение обеспечивает повышение быстродействия счетчика, выполненного по схеме, приведенной на чертеже. Счетчик содержит троичные элементы 1-6 первого разряда, троичные элементы 7-12 второго разряда, входную шину 13, тактирующие шины 14 и 15 первого и второго разрядов соответственно. Операции, выполняемые троичными элементами, поясняются таблицей, приведенной в описании изобретения. Первый и второй суммирующие (вычитающие) входы всех троичных элементов эквивалентны. Система тактового питания счетчика - трехфазная. Для представления чисел в счетчике.используется двоичная система счисления 1.01. Знак числа определяется знаком старшего разряда. В предложенном счетчике п-й разряд формируется за 1+п фаз тактового питания. .,1 табл. Q (Л оо rsD 4 О СО