РЕГИСТР СДВИГА НА ИМПУЛЬСНО-ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ Советский патент 1969 года по МПК G11C19/00 

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны регистры сдвига на нмпульснопотенциальных элементах, содержащие запоминающие триггеры, вентили связи между разрядами регистра, раснределитель импульсов на импульсных инверторах. В известных устройствах выход из строя кнкого-либо элемента приводит к искажению кода на выходе. Это также затрудняет резервирование.

Предложенный регистр отличается от известных тем, что в нем вход вентиля связи соединен непосредственно с единичным выходом триггера, выход вентиля связи подключен к единичному входу триггера, а выход импульсного инвертора каждого разряда соединен с нулевым входом триггера соответствующего разряда.

Цель предлагаемого изобретения состоит в исключении ложных импульсов кода / на выходе регистра сдвига, выполненного на импулысно-потенциальных элементах, при отказе любого элемента регистра, если отказ приводит к установлению постоянного напрял ения на выходе отказавшего элемента. Благодаря этому создается воз.мож ность повышения надежности предлагаемого регистра сдвига при параллельном включении двух и более одновременно работающих регистров.

пульсно-потенциальных элементах- включен только один вентиль связи непосредственно между триггером передающего разряда регистра и триггером принимающего разряда.

Применен распределитель импульсов, выполненный на импульсных инверторах, для последовательной установки всех триггеров регистра, начиная с первого разряда, в состояние «О. Вентиль связи выдает импульс кода

«Ь и устанавливает триггер принимающего разряда в состояние «1 при наличии на выходе триггера передающего разряда перепада напряжения -в момент перехода этого триггера из состояния «1 в состояние «О. Импульсный инвертор передающего разряда регистра выдает импульс и устанавливает триггер передающего разряда в состояние «О при наличии перепада напряжения в момент окончания импульса на выходе импульсного инвертора принимающего разряда регистра.

Па фиг. 1 изображена схема двух разрядов регистра сдвига; на фиг. 2 - трехразрядный закольцованный регистр сдвига. Каждый разряд регистра состоит из трнггера, выполняющего роль запоминающего элемента, вентиля, выполняющего роль элемента связи передающего разряда регистра с принимающим, импульсного инвертора, осуществляющего установку триггера в состояние «О.

держит потенциальные инверторы /, 2, образующие триггер нервого разряда регистра сдвига; потенциальные инверторы 3, 4, образующие триггер второго разряда репкгра; вентили 5, 6 связи первого и второго разрядов регистра; импульсные инверторы 7, 8 первого и второго разрядов регистра; задающие емкости 9, 10, определяющие длительность импульсов на выходе Имцульсных инверторов; потенциальный инвертор 11, образующий совместно с импульсным инвертором 7 ждущий мультивибратор; источники 12, 13 импульсов сдвига и сброса; выходное устройство 14, нринимающее последовательный импульсный код; источник 15 параллельного импульсного кода.

Второй разряд регистра сдвига содержит триггер, выполненный на двух потенциальных инверторах 3, 4. Выход инвертора 3 соединен со входом вентиля 6 связи, выход импульсного инвертора 8 - со входом инвертора 4, а вход инвертора 8 - с выходом импульсного инвертора 7 .первого разряда регистра.

Построение остальных разрядов регистра аналогично построению второго разряда, за исключением того, что импульсный инвертор 7 первого разряда регистра совместно с потенциальным инвертором 11 образуют ждущий мультивибратор.

Вход инвертора // соединен с выходом источника 12 импульсов сдвига.

Выход источника 13 имнульсов :сброса соединен со входами инверторов 2 к 4, входы инверторов 1 R 3 соединены с источником параллельного импульсного кода.

Во всех элементах регистра используются полупроводниковые триоды в ключевом режиме. Поэтому на выходе элементов, находящихся в закрытом состоянии, устанавливается напряжение U, примерно равное напряжению коллекторного источника питания, а на выходе эле-ментов, находящихся в открытом состоянии, устанавливается напряжение U-2, равное остаточному напряжению на открытом триоде.

Вентиль связи выдает импульс при смене напряжения на его входе от t/i до Из, а импульсный инвертор выдает им:пульс при смене напряжения на входе от Lj до Ui. Длительность импульсов т на выходе импульсных инверторов 7, 8 определяется величинами емкостей 9 и Ю. На выходе потенциального инвертора устанавливается напряжение Ui при наличии на одном из входов напряжеиия 1/2, а напряжение U устанавливается при наличии на всех входах потенциального инвертора напряжения Ui. На выходе источника 12 импульсов сдвига и на выходе источника 13 импульсов сброса, а также на выходах источника 15 параллельного кода при отсутствии импульсов устанавливается постоянное напряжение UiСброс регистра осуществляется импульсом, выдаваемым источником 13 импульсов сброса регистра сдвига. После сброса все триггеры устанавливаются в состояние «О, при котором инверторы /, 3 открыты и выдают на выходе напряжение 1/2, а инверторы 2, 4 закрыты и выдают па выходе напряжение t/j.

Для примера рассмотрим запись параллельного кода «01 в регистр сдвига, то есть в первый разряд регистра записывается код «О, а во второй - код ,«1. После записи кода триггер первого разряда остается в состоянии «О, таК как коду «О соответствует отсутствие импульса, а триггер второго разряда регистра устанавливается в состояние «1, так как коду «1 соответствует наличие импульса. В этом положении на выходе инвертора 3 устанавливается напряжение U}.

При поступлении первого импульса сдвига запускается ждущий мультивибратор, собранный на импульсных инверторах 7, 11; первый из них выдает импульс длительностью ть Этот и.мпульс поступает на инвертор 2 и подтверждает состояние «О триггера первого разряда регистра. Отсутствие импульса на выходе вентиля 5 в момент действия импульса сдвига соответствует выходу из регистра кода «О.

В течение импульса длительностью Т| на выходе инверто ра 7 происходит перезаряд конденсатора емкости 10 инвертора 8. После окончания импульса на выходе инвертора 7, т. е. после смены потенциала от U до и, инвертор 8 выдает импульс длительностью ть Этот импульс поступает на инвертор 4 и переводит триггер второго разряда регистра из состояния «1 в состояние «О, при этом- на выходе инвертора 3, а следовательно, и на входе вентиля 5 происходит смена напряжения от Ll до t/2. Вентиль 6 формирует импульс, который поступает на инвертор / и устанавливает триггер первого разряда регистра в состояние «1. Произощел последовательный сдвиг параллельного кода «01 на один разряд.

При поступлении второго импульса сдвига происходит установка триггера первого разряда в состояние «О и выдача импульса вентилем 5. Наличие импульса в последовательном коде на выходе регистра соответствует коду «1.

Так осуществляется сдвиг параллельного кода предлагаемым регистром сдвига.

Полагая время перезаряда конденсатора в импульсных инверторах 7, 8 равным Т2, частота следования импульсов сдвига должна удовлетворять неравенству

I сдвига

Т1-Ьт:2

так как длительность импульса на выходе первого инвертора 7 равна ть и время перезаряда конденсатора емкости 9 в инверторе 7 равно Т2.

Запись нового «-разрядного кода в предлагаемый регистр сдвига, содержащий п разрядов, следует производить спустя время после поступления импульса сдвига, выталкивающего из регистра д-ый разряд параллельного кода. Время M-TI работы распределителя импульсов содержит п одинаковых импульсных инверторов. Если запись кода осуществляется ранее указанного времени, то произойдет сдвиг и искажение кода, записываемого в регистр.

Трехразрядный закольцованный регистр сдвига содержит триггеры 16, 17, 18 первого, второго и третьего разрядов регистра; триггер 19 дополнительного разряда регистра; вентили 20, 21, 22 связи первого, второго и третьего разрядов регистра; вентиль 23 связи дополнительного разряда регистра; импульсные инверторы 24, 25, 26 первого, второго .и третьего разрядов регистра; импульсный инвертор 27 дополнительного разряда регистра; потенциальный инвертор 28, входящий совместно с импульсным инвертором 24 в состав ждущего мультивибратора; источники 29, 30 импульсов сдвига и сброса; выходное .устройство 31; источник 32 параллельного импульсного кода.

Работа закольцованного регистра сдвига осуществляется следующим образом.

Импульс, поступающий из источника 30 импульсов сброса, устанавливает триггеры 16-19 в состояние «О. Затем осуществляется запись параллельного кода, поступающего из источника 32 параллельного импульсного кода 32.

Для примера рассмотрим запись и сдвиг кода «101. После записи параллельного кода триггеры 16 и 18 устанавливаются в состояние «1.

Первый импульс сдвига, поступающий из источника 29 импульсов сдвига, запускает ждущий мультивибратор (инверторы) 28 и 24. Импульс длительностью TI с выхода инвертора 24 поступает на триггер 16 и устанавливает его в состояние «О. При переходе триггера 16 из состояния «1 в состояние «О вентиль 20 связи выдает импульс, который поступает на выходное устройство 31 и на триггер 19 в состояние «1.

Спустя время TI после поступления импульса сдвига оканчивается импульс на выходе импульсного инвертора 24, а импульсный инвертор 25 выдает имлульс длительностью ть Этот импульс поступает на триггер 17, а так как последний находится в состоянии «О, то его состояние не изменится.

Спустя время 2т1 после поступления импульса сдвига оканчивается импульс на выходе инвертора 25, а импульсный инвертор 26 выдает импульс длительностью ть который поступает на триггер 18 и устанавливает его в состояние «О. При переходе триггера из состояния «1 в состояние «О вентиль 22 формирует импульс, который поступает на

триггер /7 и устанавливает его в состояние «1.

Спустя время Зг оканчивается импульс на выходе инвертора 26, а инвертор 27 выдает импульс длительностью ть Этот импульс поступает на триггер 19 дополнительного разряда регистра и устанавливает его в состояние «О. При переходе триггера 19 из состояния «1 в состояние «О вентиль 23 выдает

импульс, который поступает на триггер 18 и устанавливает его в состояние «1.

.Таким образом, в первых трех разрядах регистра устанавливается код «Oil, то есть код «101, сдвинутый по кольцу на один разряд.

Распределитель импульсов, выполненный на инверторах 24-27, работает в течение времени 4т|, поэтому период следования импульсов сдвига должен быть больше времени

4т.

Итак, в общем случае для закольцования регистра сдвига, содержащего п разрядов, необходимо установить дополнительный п+1 разряд, а выход вентиля связи первого разряда регистра соединить с входом триггера дополнительного n-f-1-го разряда. Это необходимо ввиду того, что сдвиг кода из первого разряда регистра происходит рапее сдвига кода из последнего разряда регистра, и для

сохранения кода, выдаваемого первым разрядом регистра, необходим дополнительный разряд. При работе с закольцованным регистром, содерл ащ«м п разрядов, частота следования импульсов сдвига должна удовлетворять перавенству

fc.,

впга

(П+1)Т|

где п - число разрядов регистра сдвига;

Ti-длительность импульса на выходе импульсного инвертора.

В случае отказа любого элемента предлагаемого регистра сдвига, приводящего к установлению на выходе отказавшего элемента

постоянного напрян ения t/i или , ложные импульсы кода «1 на выходе регистра сдвига отсутствуют.

Действительно, в случае отказа любого из инверторов, образующих триггер, например

инверторов / или 2, последний устанавливается в одно из устойчивых состояний «О или «Ь и никогда не переводится в протИВопололчное состояние, поэтому вентиль 5 связи не выдает импульсов на триггер принимающего каскада. В случае отказа, например, вентиля в связи последний никогда не выдает импульса, не принимающего разряд регистра, а в случае отказа импульсного, например, инвертора 8 прекращается работа распределителя и сдвиг кода в последующих разрядах регистра.

разряда. Начиная с этого разряда, регистр постоянно выдает код «О (отсутствие импульсов). Благодаря этому для повышения надежности предлагаемого регистра сдвига возможно параллельное включение двух и более одновременно работающих регистров.

Предмет изобретения

Регистр сдвига на имлульсно-потенциальных элементах, содержащий запоминающие

триггеры, вентили связи между разрядами регистра, раснределитель Нмлульсов на импульсных инверторах, отличающийся тем, что, с целью новышения его надежности и исключения ложного импульса кода «1 при отказе любого элемента регистра, в нем вход вентиля связи соединен непосредственно с единичным выходом триггера, выход, вентиля связи подключен к единичному входу триггера, а выход импульсного инвертора каждого разряда соединен с нулевым входом триггера соответствующего разряда.

32