Реверсивный счетчик в избыточном коде Советский патент 1988 года по МПК H03K23/56 

Ияп 1рРТГЧ( Г ГМО{-МТС Т к ТП.ГП«Г.ЛИTp.ni.Hdrt тг хннке и мож(Т Пмть исполь- зопйио в вьр1иглител,1гьгх устройг.трах, уотройстнях упрявлемия, измеритель- ной технике и т.д.

Цель изобретения - повьппение бы- строле.йстния, что достигается за сче введйния новых конструктивных физ- наков, обеспечиваницих неодновременно распространение сигналов переноса между каскадами устройства.

На чертеже приведена схема двух- каскадного реверсивного счетчика в избыточном коде.

На схеме обозначено{ первый кас,- кад 1, второй каскад 2, первая входная шина 3j вторая входная шина AJ первый, второй входы 5,1 и .1 каскада 15 , второй и третий входы 5.2, и 7 каскада 2; первый, второй и трел-ий выходы 8.1, 9,1 и 10.1 каскада Г; первьй второй и третий выходы 8.2, 9.2 и 10,2 каскада 2, первый - седьмой элементы И 11.1-17, каскада 1; первый - седьмой элементы И 11.2-17.2 каскада 2; первый - третми счетные триггеры 18.1-20,1 кас- када 1; первый - третий счетные триггеры 18.2-20.2 каскада 2; первый - третий элементы ИЛИ 21.1т23,1 элементы каскада 1{ первый - третий элементы ИЛИ 21.2-23,2 каскада 2; элементы НЕ 24.1 я 24,2 соответственно каскадов 1 и 2; информационные выходы 25,1 и 25.2 соответственно каскадов Г и 2,

На схеме входы 5,1 и 6.1 каскада 1 соединены соответственно с входными тинами 3 и 4, выходы 8,1 и 9.t каскада 1-е входами 5.2 и 6.2 каскада 2, выходы 5,1 и 5,2 - соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 21.1 и 21,2, с первыми входами элементов И 11,1 и 11.2, с первыми входами элементов И 13.1 и 13.2, входы 6,1 и 6,2 соединены соответственно с вторым входами элементов ИЛИ 21,1 и 21,2, с первыми входами элементов И 12,1 и 12.2, с первыми входами элементов И 14.1 и 14,2, вторые входы элементов И 14,1 и 14.2 соединены соответственно с инверсными выходами триггеров 18.1 и 18.2, третьи входы элементов И 14,1 и 14.2 соединены соответственно с инверсным выходами триггеров 19,1 и 19,2, вторые входы элементов И 11.1 и 11,2 соединены соответственно с прямыми

;

е

6 5 Q

5

,-1мч TpHr-rf p(ip 18.1 и 1R.2, DTO- рыо входы злемоптои И 12.1 н 12.2 соелинены соответстпенмо с ииверсны- ни выхолями триггеров 18.t и 18,2, первые входы элементоя И 15.1 и 15.2 соединены соответственно с инверсными выходами триггеров 18,1 и 18.2, выходы элементов И 15.1 и 15,2 соединены соответстйенно с выходами 9.1 и 9.2, первые входы элемпнто И 16.1 и 16.2 соединены соответственно с прямыми выходами триггеров 18.1 и 18.2, вторые входы элементов И 16.1 и 16.2 соединены соответственно с прямыми выходами триггеров 19.1 и 19.2, выходы элементов И 16.1 и 16.2 соединены соответственно .с выходами 8.1 и 8.2, выходы элементов И 11.1 и 11.2 соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 22,1 и 22.2, выходы элементов И 12.1 и 12,2 соединены соответстйенно с вторыми . входами элементов ИЛИ 22.1 и 22,2, выходы элементов И 13.1 и 13.2 соединены соответственно с первыми входами элементов ИЛИ 23.1 и 23.2, выходы элементов И 14.1 и 14.2 соединены соответственно с BTopMhOi входами элементов ИЛИ 23,1 и 23,2, вход 7 каскада 2 соединен с выходом Ш,1 каскада 1j входы элементов НЕ 24.1 и 24,2 соединены соответственно с входами 5,1 и 5.2, выходы элементов НЕ 24,1 и 24.2 - соответственно с первыми входами элементов И 17,1 и 17.2, вторые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И 16.1 и 16.2, выходы элементов И 17,1 .и 17,2 соединены соответственно с третьими входами элементов ИЛИ 23.1 и 23.2, четвертые вз(оды которых соединены соответственно с выходами элементов И 15.1 и 15,2р вторые входы KOTopbfx соединены соответственно С прямыми выходами триггеров 20.1 н 20,2 и с вторыми входами элементов И 13,1 и 13.2, инверсные выходы триггеров 20.1 и 20.2 соединены соответственно с третьими входа ш элементов И 16.1 и 16.2, выходы элементов ИЛИ 21,1-23.1 соединены соответственно с входами управления триггеров 18.1- 20.1, выходы элементов ИЛИ 21,1-23,2 соединены соответственно с входами управления триггеров 18.2-20.2, счетные входы которых соединены с входом 7 и выходом 10.2, счетные входы триггеров 18.1-20.1 соединены с выходом

л

10.1 и г пыхолом элемрнтя Ш1И 21,1, информационные выходы 25.1 соелннены С прямыми выходами триггеров 18.1- 20,1j информационмые выходы 25.2 соединены с прямыми выходами триггеров 18,2-20,2.

Шииа 3 является шиной сложения, шина 4 - шиной вьгчитания. Выходы 8.1 и 8.2 являются вьтходами переноса, а выходы 9,1 и 9.2 - выходами заема. Счетчик функционирует следующим образом.

Перед началом работы все триггеры каскадов устанавливаются в О (шина установки в О не показана),

Счетчик работает в избыточном четверичном коде. Для представления четверичной цифры в каскаде исполь- зуются три двоичных разряда. Разрешено использование следующих четверичных цифр: +3(011), +2(010), +1(001), 0(000), -1(111), -2(110).

Работа счетчика описывается таблицей.

Из таблицы видно,, что перенос в старший каскад из некоторого каскада счетчика при такой организации сложения - вычитания не зависит от переноса, приходящего из младшего каскада, т. е. последний не может вызвать перенос в старший каскад. Это исключает возможность возникновения пробега переноса более , ч,ем через один каскад, т.е. бьлстродействие счетчика оказывается высоким, примерно равным быстродействию параллельного счетчика.

Пусть в каскадах счетчика записан некоторьА код. На входах управления

Т-трйггеров формируется сигнал 1, если данный триггер при приходе сигнала tia счетный вход счетчика должен проинвертироваться, или О, если ме должен проинвертироваться. При поступлении сигнала на входные шины 3 или 4 по его переднему фронту мируются сигналы, управляющие счетным входами триггеров 18.1-20,1 каскада {, (Длительиость сигнала на счетном входе должна быть не менее времени срабатывания эле- менТ ОВ И и ИЛИ). По заднему фронту сигнапа па счетном входе выбранные триггеры инвертируются.

Пусть, например, на шину 3 сложе- ния поступают четыре импульса, затем на шину А вычитания - два импульса, затем на тину 3 - четыре импульса и

1191/

зятем пл птцу ( шесть импульсов. При этом кягканы гчетчика пршнпчяют в спптветстп1;н г. таблицей слрлукчииг

.. значения (з 1ячение МЛЯПШРГО каскадя п

записывается справа): (00)+(0+1) +(0+2)+(0+3) 0)-(+1-1)-(+1-2)+ +(0+3)+(+1 0)+(+1+1)+(+1+2)-(+1+1)- |-(+1 0)-f-1+1)-(+1-2)-(0+1)-(0 0),

знак + или - между скобками обозначает приход импульса соответственно сложения или вычитания.

В предлагаемом счетчике время его срабатывания складывается из времени

15 срабатывания триггера, времени срабатывания двух элементов Н, элемента ИЛИ и элемента НЕ.

Формула изобрет. ения

20

Реверсивный счетчик в избыточном коде, содержащт первую и вторую входные шины и п каскадов, первы и второй входы первого из которых соединены соответственно с первой и второй входными шинами, первый и второй выходы каждого каскада соединены соответственно с первым и вторым входами последующего каскада, каждый

каскад содержит три счетных триггера, три элемента ИЛИ и первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, в каждом каскаде первый . вход соединен с первыми входами пер-

вого элемента ИЛИ и с первыми входа-

ми первого, третьего элементов И, второй вход соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с первыми входами второго и четвертого элементов

И, второй и трет1й входы последнего из которых соединены соответственно с инверсными выходами первого и второго счетных триггеров, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с Прямым и инвер- сным выходами первого и счетного триггера, первый вход и пятого, элемента И соединены соответственно с инверсным выходом первого счетного

Триггера и с вторым выходом, первый, второй входы и выход шестого элемента И соединены соответственно с прямыми выходами первого, второго счетных триггеров и с первым выходом,

выходы первого и пторого элементов И соединены соответственно с первьм и вторым входами второго элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И соединены соотретственно с пер-

5. tu

вым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, о, тлнчапцийся тем, что, с целью повышения быстродей- ствняу каждый каскад содержит третий вьтод, в все каскады, кроме первого, содержат тpetий вход, который в каждом каскаде соединен с третьим выходом предыдущего каскада, в каждьА каскад введены седьмой э}|емеит И и элемент, НЕ, а в каждый счетный триггер введен вход управления, вход и выход элемента ПБ соединены соответ- ственйо с первым входом и с первым входом седьмого элемента И« BtopoA вход ft выкод которого соединены соответственно с выходом шестого элемента И и с третьим входом третьего элемента КПИ, четвертый ,вход которого

f19t7

соединен,с выходом пятого элемента И, второй вход которого соединен, с Прямым выходом третьего счетного трнггера и с вторым входом третьего элемей- та И, инверсный выход третьего счетного триггера соединен с третьим входом шестого элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ

1Q соединены соответственно с входами управления первого, второго tt третьего йчетн}||х триггеров, счетные входы которых в каждом каскаде, кроме первого, соединены с третьими входом и

IS выходом, сче1гные входы первого, второго и третьего счетных триггеров первого каскада соединены с третьим выходом и с выходом первого элемента ИЛИ.

Изобретение относится к вычис- лительчой технике и способствует по- вышенига быстродействия вычислительных устройств. Реверсивный счетчик состоит из каскадов, каждый из которых включает элементы И11.1-16.1 и 11,2-16,2, счетные триггеры 18.1-20.1 и 18.2-20.2, элементы ИЛИ 21.1 -23.1. и 21.2-23.2. Введение.в каждый каскад элементов И 17.1 и 17.2, элементов НЕ 24.1 и 24.2, пьосодов 10; 1 и 10.2 соответственно входа 7 во всех каскадах, кроме первого, и кода управления в кажд.т счетный триггер 18.1- 20.1 и 18.2-20.2 обеспечивает неодновременное распространение сигнала переноса между каскадами устройства. 1 ил., 1 табл. ю (Л OD ЯиА

Текучее состо

Перенос из

счетчика

I I

младшего разряда

ПереЛ За- нос UM

О О

0

О 1

0О

1

О О

11

Очередное состояние счетчика

Перенос

Заем

о

о

о

1

о

о

О

.1

о о

о о