Троичный реверсивный п-разрядный счетчик импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K23/00 

1

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

Известен троичный счетчик, содержащий в каждом разряде три распределителя тока на сердечниках с управляющими и распределительными обмотками и диоды 1 .

Это устройство малонадежно так как оно содержит диоды.

Известен также троичный реверсивный п-разрядный счетчик импульсов, содержащий счетную щину, ишну обнуления и счетные разряды, каждый из которых содержит установочную шину и состоит из девяти четырехвходовых троичных элементов, счетная шина соединена с

первыми входами первого и второго троичных элементов первого разряда, в каждом разряг де установочная шина соединена со вторым входом второго троичного элемента, выход первого троичного элемента соединен с первым, вторым и третьим входами соответственно третьего и четвертого троичных элементов, третий и четвертый вход первого из которых соединен с выходом второго троичного элемента и с первым входом четвертого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом пятого троичного элемента, первый вход которого соединен с выходом третьего троичного элемента, а выход соединен с четверь тым входом первого троичного элемента 12. В этом устрюйстве в каждом разряде функционирование троичного элемента может быть описано следующей таблицей

Система питания известного устройства трехфазная.

Недостатки прототипа:

а)сложная реализация, так как каждый разряд состоит из девяти троичных элементов;

б)низкое быстродействие, так как сигнал переноса в последующий разряд формируется за три фазы (один такт) передачи информации

.по троичным элементам разряда;

в)искажение состояний последующих разрядов при установке в состояние +1 любого из разрядов счетчика.

Цель изобрегения - упрощение схемы счетчика.

Поставленная цель достигается тем, что в троичном реверсивном п-разрядном счетчике импульсов, содержащем счетную щину, шину обнуления и счетные разряды, каждый из которых содержит установочную шину и состоит из шести четырехвходовых троичных элементов счетная шина соединена с первыми входами первого и. второго троичных элементов первого разряда, в каждом разряде установочная шина соединена со вторым входом второго

троичного элемента, выход первого троичного элемента соединен с первым, вторым и третьим входами соответственно третьего и четвертого троичных элементов, третий и четвертый входы первого из которых соединены с выходом второго троичного элемента и с первым входом четвертого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом пятого троичного элемента, первый вход которого соединен с выходом третьего троичного элемента, а выход - с четвертым входом первого троичного элемента, в каждом разряде выход шестого троичного элемента соединен с четвертыми входами второго и четвертого троичных элементов, выход последнего из которых соединен с первым входом шестого троичного элемента, .второй вход которого соединен с выхо дом третьего троичного, а четвертый вход с шиной обнуления и с четвертым входом Пятого троичного элемента, выход которого соединен.со вторым входом четвертого троичного элемента, установочная шина соединена со вторым входом первого троичного элемента, выход четвертого троичного элемента соединен 5 с первыми входами первых двух троичных элементов последующего разряда. На фиг. 1 изображены два разряда троично го реверсивного п-разрядного счетчика импуль сов; на фиг. 2 представлена временная диаграмма работы троичного двухразрядного реверсивного счетчика импульсов. На фиг. 1 обозначено: 1-6 - троичные элементы первого разряда; 7-12 - троичные элементы второго разряда; 13 - шина обнуления; 14 - счетная шина; 15, 16 - установочные шины первого и второго разрядов соответственно. Счетная шина 14 соединена с первыми входами троичных элементов 1, 2 первого разряда, шина обнуления 13 - с четвертыми входами элементов 5, 6 в первом и 11, 12 - во втором разрядах, установочная шина 15, 16 - со вторыми входами троичных элементов 1, 2 (7, 8), выход троичного элемента 1(7) соединен с первым и вторым входами троичного элемента 3 (9) и с третьим входом троичного элемента 4(10), первый вход, которого соединен с третьим и четвертым входами троичного элемента 3(9) и с выходом троичного элемента 2(8), второй вход соединен с выхоцом троичного элемента 5(11) и с четвертым входом троичного элемента 1(7), а четвертый вход - с выходом троичного элемента 6(12) и с четвертым входом троичного элемента 2(8); выход троичного элемента 3 (9) соединен со вторым входом троичного элемента 6(12) и с первым входом троичного элемента 5(11), второй вход которого соединен с выходом троичного элемента 4(10), с первым входом троичного элемента 6(12) и с первыми входами троичных элементов 7, 8. На троичных элементах 1(8), 3(9) и 5(11) формируются импульсы состояния +1, а на троичных элементах 2(8), 3(9) и 6(12) - импульсы состояния - первого (второго) разряда счетчика. На троичном элементе 4 фор мируется импульс переноса первого разряда счетчика. Троичный реверсивный счетчик представляет собой полусумматор, у которого выход суммы соединен с соответствующим входом одного из слагаемых. Вход другого слагаемого является счетным входом счетчика. Для представления чисел в счетчике используется троичная система счисления с симметришым расположением цифр (+1, О, -I), где знак числа определяется знаком старшего разряда. Поступление положительного импульса (-t-l) на счетную шину 14 счетчика прибавляет к его содержимому положительную единицу, поступление отрицательного импульса (-1) прибавляет отрицательную единицу. Если счерчик находится в нулевом состоянии, первый положитеяькыи импульс устанавливает его в состояние +1, второй переводит его в состояние -1, а пройдя через выход переноса ,f f ложитепьный сигнал с элемента 4) в следующий разряд, устанавливает его в состояние +1 и т.д. Поступление отрицательных импульсов на счетную шину 14 счетчика вызывает последовательное убьшание накопленного в нем положительного числа, а затем, после перехода через нуль, - накапливание отрицательного числа. Наличие обратной связи позволяет хранить результат сложения (вычитания), т.е. обеспечивается хранение состояния или -1 разряда счетчика в виде генерации импульсов положительной полярности на его выходах. Состояние +1 первого разряда счетчика снимается с выхода элемента 5, а состояние -1 - с выхода элемента 6. Состояние +1 второго разряда счетчика снимается с выхода элемента 11, а состояние -1 - с выхода элемента 12. При поступлении на обнуляющую шину 13 положительного импульса на элементах 5 или 6, 11 или 12 происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т.е. обнуление счетчика. При поступлении на установочнуюшину 15 положительного импульса разряд счетчика устанавливается в состояние +1, при поступлении отрицательного импульса - в состояние При необходимости записи кода некоторого числа на установочные входы +Г разрядов счетчика подаются значения разрядов записываемого числа. Система тактового питания схемы счетчика - трехфазная; при этом каждый следующий разряд слагаемого (вычитаемого) поступает на счетную шину 14 элементов 1 и 2 через три фазы (один такт) передачи информации по элементам схемы (фиг. 2). Тактовым импульсом первой фазы считывается информация с элементов 5-8, второй фазы - с элементов 1, 2, 9 и 10, а третьей фазы - с элементов 3, 4, 11 и 12. Импульсы поступают на счетную шину 14 элементов 1 и 2 во время тактового импульса первой фазы. На фиг. 2 показана временная диаграмма для случая прямого счета с О до 4 (с 00 до 11) и обратного счета импульсов с 4 до -1 (с И до ОТ). Устройство работает следующим образом, При поступлении первого импульса по счетной шине 14 тактовым импульсом первой фазы первого такта согласно логике работы элемента, записанной в таблице, положительный сигнал передается на первый вход элемента 1; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 1 передается на первый вход элемента 3; импульсом третьей фазы по.чожительный сигнал с элемента 3 передается на первый вход элемента 5. Импульсом первой фазы второго такта положительный сигнал с элемента 5 передается на четвертый вход элемента 1, на второй вход элемента 4 и выходит из счетчика, образуя первый разряд. Результирующее состояние вь1ходов счетчика - 01. При поступлении второго импульса по счетной шине 14 тактовым импульсом первой фазы второго такта положительный сигнал передаетс на первый вход элемента 1; импульсом третьей фазы положительный сигнал сэлемента 4 передается на первые входы элементов 6, 7. Импульсом первой фаэы третьего такта положительный сигнал с элемента 6 передается на четвертые входы элементов 2, 4 и выходит из счетчика, образуя первый разряд; положительный сигнал с элемента 7 передается на первый вход элемента 9; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 9 пере дается на первый вход элемента 11; импульсо третьей фазы положительный сигнал с элемента 11 передается на четвертый входэлемента на второй вход элемента 10 и выходит из счетчика, образуя второй разряд. Результирующее состояние выходов счетчика - 11. При поступлении третьего импульса по счетной шине 14 тактовым импульсом первой фазы третьего такта положительный сигнал передается на первый вход элемента 1; импульсом второй фазы положительный сигнал с

элемента 1 передается на первый вход элемента 3, отрицательный сигнал с элемента 2 передается на Четвертый вход элемента 3 и на первый вход элемента 4.

Импульсом первой фазы четвертого такта отрицательный сигнал с элемента 7 передается на второй вход элемента 9 и на третий вход элемента 10; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 9 передается на первый вход элемента 11; импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента 11 передается на четвертый вход элемента 7, на второй вход элемента 10 и выходит из счетчика, образуя второй раэряд.

Результирующее состояние выходов счетчика - 10.

При поступлении четвертого импульса по счетной шине 14 тактовым импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал передается на первый вход элемента 1; импулсом второй фазы положительный сшнал с элемента 1 передается на первый вход элемента 3; импульсом третьей фазы положительный

из шести четырехвходовых троичных элементов, счетная шина соединена с первыми входами первого и второго троичных элемен-1;ов

первого разряда, в каждом разряде уст новочная шина соединена со вторым входом второго троичного элемента, выход первого троичного элемента соединен с первым, вторым и третьим входами соответственно третьего и четвертого троичных элементов, третий и четвертый входы первого из которых соединены с выходом второго троичного элемента и с первым входом четвертого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом

пятого троичного элемента, первый вход которого соединен с выходом третьего троичного элемента, а выход - с четвертым входом первого троичного элемента, отличающийся тем, что, с целью его упрощения,

в каждом разряде выход шестого трои птого элемента соединен с четвертыми входами второго и четвертого троичных элементов, выход последнего из которых соединен с первым входом шестого троичного элемента, второй сигнал с элемента 3 передается на первый вход элемента 5. Импульсом первой фазы пятого такта положительный сигнал с элемента 5 передается на четвертый вход элемента 1, на второй вход элемента 3 и на третий вход элемента 4, положительный сигнал с элемента 2 передается на третий вход элемента 3. Импульсом первой фазы шестого такта отрицательный сигнал с элемента 7 передается на второй вход элемента 9 и на третий вход элемента 10; импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 9 передается на первый вход элемента И; импульсом третьей фазы положительный сигн-ал с элемента 11 передается на четвертый вход элемента 7, на второй вход элемента 10 и выходит из счетчика, образуя второй разряд. Результирующее состояние выходов счетчика - 10. При поступлении последующих импульсов по счетной шине 14 счетчик работает аналогично Использование предлагаемого устройства обеспечивает по сравнению с известным повышение быстродействия в 1,5 раза и расширение функциональных возможностей, заключающееся в возможности установки разрядов счетчика в любые первоначальные состояния. Формула изобретения Троичный реверсивньш п-разрядный счетчик импульсов, содержащий счетную шину, шину обнуления и счетнь1е разряды, каждый из которых содержит установочную шину и состоит вход которого соединен с выходом-третьего трои-шого элемента, а четвертый вход - с шиной обнуления и с четвертым входом пятого троичного элемента, выход которого соединен со вторым входом четвертого троичного элемента, установочная шина соединена со вторым входом нервого троичного элемента, выход четвертого троичного элемента соединен с первыми входами первых двух троичных элемен тов носледуюшего разряда. 73 10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 455496, кл. Н 03 К 23/10, J974. 2.Соколов Т. Н. и др. Ферритовые логические элементы и узлы информационных систем, Л., Ленинградская военная инженерная академия имени А. Ф. Можайского, 1970, с. 198199, р. 4.68 (прототип).

Ji- 11мг,ульсы трвхсразного uc ovHuna питонам

„ 3fffruci

3fff7ffCl i, f Фиг 2