Двоичный реверсивный счетчик Советский патент 1992 года по МПК H03K23/60 

сл

С

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении счетных, регистрирующих устройств, систем цифровой обработки информации. Цель изобретения - повышение надежности. Счетчик содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик 1 и п - 4 ячеек 2, каждая из которых состоит из счетного триггера 4 и формирователя 3. Формирователь нечетных ячеек выполнен на трех элементах И-НЕ, инверторе и элементе ИЛ И-НЕ, а формирователь четных ячеек - на четырех элементах ИЛ И-НЕ. Счетчик обладает повышенной надежностью за счет более простой реализации четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика и формирователей ячеек и новой совокупности связей. 3 ил.

xj сл с

00

XJ

,00

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении счетных, регистрирующих устройств, систем цифровой обработки данных,

Известен реверсивный двоичный счетчик, содержащий в каждой разряде, кроме первого, счетный триггер, два элемента И- НЕ/И. элемент И-НЕ, а в первом разряде - счетный триггер и элемент ИЛИ,

Недостаток известного устройства - большая задержка срабатывания счетчика. Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является реверсивный двоичный счетчик, содержащий четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик и п - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного rpni repa и формирователя.

Недостаток прототипа низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности счетчика.

Цель достигается тем, что в двоичном n-разрядном реверсивном счетчике, содержащем четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик, и п - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного триггера и формирователя, прямые выходы считывания четырехразрядного счетчика и прямые выходы счетных триггеров ячеек подключены к соответствующим шинам считывания устройства, счетный вход четырехразрядного счетчика соединен с шиной входного счетного сигнала, а его управляющие входы - с шинами управляющих сигналов устройства, первые входы формирователей всех ячеек подключены к выходу переполнения четырехразрядного счетчика второй выход формирователя в каждой ячейке подключен к счетному входу триггера, второй и пятый входы формирователей ячеек, начиная с шестого разряда, соединены соответственно с первым и третьим выходами формирователя предыдущего разряда, третий и четвертый входы формирователей четных разрядов, начиная с шестого, подключены к инверсному и прямому выходам триггера предыдущего разряда соответственно, третий и четвертый входы формирователей нечетных разрядов, начиная с седьмого, соединены с прямым и инверсным выходами триггера предыдущего разряда соответ- ственно, первый и третий выходы формирователя последнего n-го разряда подключены к первой и второй выходным шинам расширения устройства соответственно, введены новые конструктивные связи - второй и пятый входы формирователя

пятого разряда подключены к первой и торой шинам управляющих сигналов устройства соответственно, третий и четвертый входы формирователя пятого разряда сое- динены с источником логической 1, формирователи четных разрядов, начиная с шестого, содержат четыре элемента ИЛИ- НЕ, первый и второй входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ подключены 0 соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя соответственно, а их выходы - к входам третьего элемента ИЛИ-НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответ- 5 ственно, входы четвертого элемента ИЛИ- НЕ соединены с первым входом формирователя и выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а его выход- с вторым выходом формирователя, формирователь каждого 0 нечетного разряда, начиная с пятого, содержит три элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй входы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвер- 5 тому, пятому входам формирователя, а выходы их - к входам третьего элемента И-НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с первым входом фор- 0 мировзтеля и выходом инвертора, вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым выходом формирователя

5 Предлагаемое устройство удовлетворяет критерию существенные отличия. Использование элементов ИЛИ-НЕ в двоичных реверсивных счетчиках известно. Однако использование их в данном устрой- 0 стве позволило достичь эффекта, выраженного целью изобретения.

Поскольку введенные конструктивные связи в аналогичных технических решениях не известны, устройство может считаться 5 имеющим существенные отличия.

На фиг. I изображен двоичный реверсивный счетчик; на фиг.2 - формирователь нечетного разряда; на фиг.З - схема формирователя четного разряда. 0Схема двоичного реверсивного счетчика (фиг.1) содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик 1, ячейки 2s -2n счетчика, каждая из которых состоит из формирователя 3 и счетного триггера 4, счетный 5 вход С счетчика 1 соединен с шиной 5 входных счетных сигналов, входы Ei и Е2 управления счетом счетчика 1 соединены с шинами 6 и 7 входных сигналов управления соответственно, прямые выходы считывания счетчика 1 и триггеров 4 считывания

устройства, выход переполнения F счетчика 1 соединен с первыми входами формирователей 3 ячеек устройства, второй и пятый входы формирователя 3 ячейки 2s подключены соответственно к входным шинам 6 и 7, а третий и четвертый входы формирователя 3 каждой ячейки 2i, i 6,...n, подключены к первому и третьему выходам формирователя 3 предыдущей ячейки соответственно, третий и четвертый входы формирователя 3 каждой нечетной ячейки, начиная с 2у, подключены соответственно к прямому и инверсному выходам триггера 4 предыдущей ячейки, третий и четвертый входы формирователя 3 каждой ячейки, начиная с 2о, сое- динены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 4 предыдущей ячейки, второй выход формирователя 3 в каждой ячейке подключен к счетному входу триггера 4 данной ячейки, первый и третий выходы формирователя 3 ячейки 2П соединены соответственно с первым 9 и вторым 10 выходами расширения устройства.

Схема формирователя нечетного разря- да (фиг.2) состоит из элементов И-НЕ 11 - 13, инвертора 14 и элемента ИЛИ-НЕ 15, имеет пять входов 16 - 20 и три выхода 21- 23, входы элементов И-НЕ 11 и 12 являются вторым 17 и третьим 18, четвертым 19 и пятым 20 входами формирователя соответственно, а выходы их являются первым 21 и третьим 23 выходами формирователя соответственно и подключены к входам элемента И-НЕ 13, выход которого через инвертор 14 соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 15, первый вход и выход которого являются соответственно первым входим 16 и вторым выходом 22 формирователя.

Схема формирователя четного разряда (фиг.З) состоит из элементов ИЛИ-НЕ 24 - 27, имеет пять входов 28 - 32 и три выхода 33 - 35, входы элементов ИЛИ-НЕ 24 и 25 являются соответственно входами 29 и 30, 31 и 32 формирователя, а выходы их являют- ся первым 33 и третьим 35 выходами формирователя соответственно и подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ 26, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 27, первый вход и выход которого являются соответственно первым входом 28 и вторым выходом 34 формирователя.

Схема двоичного реверсивного счегчи- ка работает следующим образом. На входную шину 5 поступают счетные сигналы Со. на шины G и 7 - сигналы управления счетом EI и Еа. При EI 1, Е2 0 - прямой счет, при EI О, Е2 1 -обратный (на вычитание); при EI Е2 0 - блокировка счета (счетчик хранит свое состояние). Комбинация Ei - Е2 1

является запрещенной. На выходе переполнения F счетчика формируется сигнал

F C0(ErQrQ2-Qj-Q4 - E2-QrQ2-Q3-Q4),

П)

где QI -Q4 - выходы считывания счетчика 1. Этот сигнал переключает триггеры соответствующих разрядов при наличии на входах формирователей сигналов, разрешающих переключение данного разряда. При этот управление счетного входа триггера 1-го разряда представляется Р ьиде

Ci Ca-(Ei-Qi...Qi-i + E2Qi...QH) (2)

1

при условии, что комбинация EI Е2 запрещена.

Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующее.

Четырехразрядый счетчик 1 более простой и надежный по исполнению, так как требуемое число выходов его на два меньше, чем в прототипе (5 против 7); формирователь нечетного разряда содержит на два элемента и один вход меньше, чем в прототипе; формирователь четного разряда содержит на один элемент и один вход меньше, чем в прототипе.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает меньшей сложностью, а значит, и большей надежностью по сравнению с прототипом. Цель изобретения достигнута.

Кроме того, данный двоичный реверсивный счетчик обладает лучшим быстродействием по сравнению с прототипом, так как формирователи разрядов имеют в два раза меньшую задержку по первому входу, являющемуся сигналом переключения триггера разряда, чем формирователи прототипа по первому и шестому входам аналогичного назначения.

В качестве четырехразрядного реверсивного счетчика может использоваться любая известная реализация, имеющая два входа управления видом счетчика, которую необходимо дополнить схемой генерации выхода переполнения F в соответствии с формулой (1).

Формула изобретения

Двоичный реверсивный счетчик, содержащий четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик и п - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного триггера и формирователя, прямые выходы считывания четырехразрядного счетчика и прямые выходы счетных триггеров ячеек подключены к соответствующим шинам считывания

устройства, счетный вход четырехразрядного счетчика соединен с шиной входного счетного сигнала, а его управляющие входы - с шинами управляющих сигналов устройства, первые входы формирователей всех ячеек подключены к выходу переполнения четырехразрядного счетчика, второй выход формирователя в каждой ячейке подключен к счетному входу триггера, второй и пятый входы формирователей ячеек, начиная с ше- стого разряда, соединены соответственно с первым и третьим выходами формирователя предыдущего разряда, третий и четвертый входы формирователей четных разрядов, начиная с шестого, подключены к инверсному и прямому выходам триггера предыдущего разряда соответственно, третий и четвертый входы формирователей нечетных разрядов, начиная с седьмого, соединены с прямым и инверсным выхода- ми триггера предыдущего разряда соответственно, первый и третий выходы формирователя последнего n-го разряда подключены к первой и второй выходным шинам расширения устройства соответст- венно, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности счетчика, второй и пятый входы формирователя пятого разряда подключены к первой и второй шинам управляющих сигналгр vr-тройства соответ-

ственно, третий и четвертый входы формирователя пятого разряда соединены с источником логической 1, формирователи четных разрядов, начиная с шестого, содержат четыре элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя соответственно, а их выходы - к входам третьего элемента ИЛИ-НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединены с первым входом формирователя и выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, а его выход-с вторым выходом формирователя, формирователь каждого нечетного разряда, начиная с пятого, содержит три элемента И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ и инвертор, первый и второй входы первого и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя, а выходы их - к входам третьего элемента И- НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы элемента ИЛИ-НЕ соединены с первым еходом формирователя и выходом инвертора, вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым выхплпм формирователя.

Фиг.1

28 о

Фиг.З

JJ о

J4