Многостабильное пересчетное устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K29/00 

(54) МНОГОСТАБИЛБНОЕ ПЕРЕСЧЕТНОЕ УСТРОЙСТВО

1

Предложенное устройство относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в качестве счетчика и делителя частоты.

Известно многостабильное пересчетное устройство, содержащее три группы элементов по п элементов в каждой группе, выход каждого элемента первой группы соединен со входами всех остальных элементов этой группы, вход каждого i-ro элемента второй и третьей группы соединен с выходом i-ro элемента соответственно третьей и второй группы,выход каждого элемента второй группы соединен с дополнительным входом следующего элемента второй группы и вспомогательными входами элементов первой группы 1.

Недостатком этого многостабильного пересчетного устройства является низкая надежность, что связано с больщим количеством связей и необходимостью использования многовходовых элементов в первой группе.

Известно пересчетное устройство, содержащее три группы по п элементов в каждой группе, выход каждого i-ro элемента первой группы соединен с первым входом i-ro элемента второй группы, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом 1-1-го элемента третьей группы, выход первого элемента второй группы соединен с первым входом п-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого i-ro элемента, кроме трех последних п-2, п-1,п,

10 элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно i + 2-го и 1 + 3-го элементов третьей группы, выход п-1-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и второго элементов третьей группы, выход п-2-го элемен15та третьей группы соединен со вторыми входами первого и п-го элементов третьей группы, выход п-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами второго и третьего элементов третьей группы, выход

20 каждого i-ro элемента третьей группы соединен со вторым входом i-ro-элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме двух последних, второй группы соединен с третьим входом i + 2-го элемента второй группы, выход п-1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход п-го элемента второй группы соединен с третьим входом второго элемента этой группы 2. Недостатком этого многостабильного пересчетного устройства является относительно низкая надежность, что связано с возможностью сбоя из-за разброса задержек срабатывания элементов. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в многостабильном пересчетном устройстве, содержащем три группы по п элементов в каждой группе, выход каждого i-ro элемента первой группы соединен с первым входом i-ro элемента второй группы, выход которого соединен с первым входом i-ro элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом i-1-го элемента третьей группы, выход первого элемента второй группы соединен с первым входом п-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого i-ro элемента, кроме трех последних п-2, п-1, п элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно i + 2-го и i + 3-го элементов третьей группы, выход п-1-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и второго элементов третьей группы, выход П-2-ГО элемента третьей группы соединен со вторыми входами первого и п-го элементов третьей группы, выход п-го элемента третьей группы соединен со вторыми входами второго и третьего элементов третьей группы, выход каждого i-ro элемента третьей группы соединен с вторым входом i-ro элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме двух последних, второй группы соединен с третьим входом i + 2-го элемента второй группы, выход п-1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход п-го элемента второй группы соединен с третьим входом второго элемента этой группы, первый вход каждого i-ro элемента первой группы, кроме первого элемента этой группы, соединен с третьим входом i-1-го элемента первой группы, а первый вход первого элемента первой группы соединен с третьим входом п-го элемента первой группы. Структурная схема многостабильного пересчетного устройства для п 5 показана на чертеже. Многостабильное пересчетное устройство содержит три группы (J 1, 2, 3) по пять элементов в каждой j-ой группе, выход каждого i-ro элемента первой (i 1,2, 3...5) группы соединен с первым входом i-ro элемента второй группы 2, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента первой группы 1 каждого, выход элемента, кроме первого , второй группы 2 соединен с первым входом 3 i - 1-го элемента третьей группы 3, выход первого элемента 2 1 второй группы 2 соединен с первым входом пятого элемента третьей группы 3, вторые входы всех элементов второй группы 2 соединены с входом 4 многостабильного пересчетного устройства, выход каждого i-ro элемента , кроме трех последних элементов третьей группы 3 соединены со вторыми входами соответственно i4-2-ro и i + 3-го элементов третьей группы, выход элемента третьей группы 3 соединен с вторыми входами первого и второго элементов третьей группы 3, выход элемента третьей группы соединен с вторыми входами первого и пятого элемента третьей группы 3, выход пятого элемента третьей группы 3 соединен с вторыми входами второго и третьего элементов третьей группы 3, выход каждого i-ro элемента третьей группы 3 соединен с вторым входом i-ro элемента первой группы 1, выход каждого i-ro элемента 2 1, кроме двух последних и , второй группы 2 соединен с третьим входом i + 2-го элемента + 2 второй группы 2: выход элемента второй группы 2 соединен с третьим входом первого элемента этой группы 2, а выход элемента второй группы 2 соединен с третьим входом второго элемента 2 2 этой группы, второй вход каждого i-ro элемента первой группы 1, кроме первого элемента 1 1 этой группы, соединен с третьим входом i-1-го элемента первой группы 1, а второй вход первого элемента первой группы 1 соединен с третьим входом пятого элемента первой группы 1. Устройство работает в следующей последовательности кодов: 00111, 10011, 11001, 11100, ото, которые соответствуют состояниям пятистабильного триггера на элементах - третьей группы 3. В качестве исходного состояния рассмотрим то состояние, когда на входе 4 состояния логического нуля, а на выходах элементов коды 00111, что соответствует первой строчке вышеприведенной последовательности кодов состояний. В рассматриваемом состоянии только на выходах двух элементов первой группы состояния логической единицы, а именно, на выходах и , так как на их входы поступает нулевой логический сигнал с выходов элементов третьей группы и . На выходах остальных элементов , , 5 первой группы состояния логического нуля, так как на всех их входах состояние логической единицы с выходов элементов второй группы 2 и выходов элементов , и 3 -5Таким образом, в рассматриваемом состоянии подготовлены для срабатывания только два элемента второй группы 2, а именно и . По приходу единичного логического сигнала на вход 4 на выходах элементов и сформируется нулевой логический сигнал. При этом нулевой логический сигнал с выхода элемента поступит на вход элемента и подтвердит состояние его выхода (на выходе в этот момент состояние логической единицы(. А нулевой логический сигнал с выхода элемента поступит на вход элемента и изменит логический сигнал на выходе последнего с нуля на единицу. Таким образом, на всех входах элемента сохраняются единичные логические сигналы, следовательно, на его выходе сохранится нулевой логический сигнал, который, в свою очередь, удерживает на выходах и единичный логический сигнал. Тогда на всех входах элемента установятся единичные логические сигналы, значит на его выходе сформируется нулевой логический сигнал, который поступит на входы элементов и и элементов примут новое состояние 10011, чтр соответствует второй строчке кодов состояний. Это состояние устойчивое, поскольку выходные сигналы не противоречат входным в данный дискретный момент времени. В начальный момент времени поступления единичного сигнала на вход 4 могла возникнуть следующая ситуация. На выходе элемента 2 уже появился нулевой логический сигнал и на выходе элеФормула изобретения

Многостабильное пересчетное устройство содержащее три группы по п элементов в каждой группе, выход каждого i-ro элемента первой группы соединен с первым входом i-ro элемента второй группы, выход которого соединен с первым входом i-ro элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме первого, второй группы соединен с первым входом i-1-го элемента третьей

группы, выход первого элемента второй группы соединен с первым входом п-го элемента третьей группы, вторые входы всех элементов второй группы соединены с входом многостабильного пересчетного устройства, выход каждого i-ro элемента, кроме трех последних п - 2, п - 1, п элементов третьей группы соединен со вторыми входами соответственно i-f2-ro и i + 3-го элементов третьей группы, выход п--1-го элемента третьей группы соединен с вторыми входами первого и мента еще не сформировался, что вполне допустимо из-за разбросов параметров реальных логических элементов. В результате на выходе элемента сформируется единичный логический сигнал и на выходе элемента 1 1 может сформироваться нулевой логический сигнал. В свою очередь, сформированный нулевой логический сигнал на выходе элемента разрешит сформировать на выходе элемента нулевой логический сигнал, так как с выхода элемента 1 - не поступит на вход элемента запрещающего нулевого логического сигнала. В результате на одном из входов элемента появится логический нуль, а на его выходе - состояние логической единицы, т.е. возможно появление «гонок. Для исключения возможности описанной ситуации введена связь выхода элемента со входом элемента . Эта связь позволит сформироваться нулевому логическому сигналу на выходе элемента по первому единичному логическому сигналу даже если на выходе элемента изменится логический сигнал с нуля на единицу значительно раньше, чем на выходе сформируется нулевой логический сигнал. Для этой цели соединены выходы осталь ных элементов второй группы 2 с третьими входами элементов первой группы 1. По окончании первого единичного сигнала на входе 4 будут подготовлены к срабатыванию элементы и , который по приходу второго единичного логического сигнала на вход 4 переведут устройство в состояние, соответствующее третьей строке таблицы состояний. В таблице дано осуществление работы многостабильного пересчетного устройства.

второго элементов третьей группы, выход п-2-го элемента третьей группы соединен с вторыми входами первого и п-го элементов третьей группы, выход каждого i-ro элемента третьей группы соединен с вторым входом i-ro элемента первой группы, выход каждого i-ro элемента, кроме двух последних , второй группы соединен с третьим входом i + 2-го элемента второй группы, выход п-1-го элемента второй группы соединен с третьим входом первого элемента этой группы, а выход п-го элемента второй группы соединен с третьим входом второго элемента этой группы, отличающееся тем, что.

с целью повышения надежности, первый вход каждого i-ro элемента первой группы, кроме первого элемента этой группы, соединен с третьим входом i-1-го элемента первой группы, а первый вход первого элемента первой группы соединен с третьим входом п-го элемента первой группы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Букреев И. Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. М., сСов. радио, 1975, с. 233, рис. 5.04 (прототип).