Двоичный п-разрядный счетчик импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K23/10 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании счетчиков цифровых вычислительных устройств. Известен двоичный счетчик импульсов, каждый разряд которого со держит троичные логические элементы, входную шину, шины установки в ноль и единицу l. Недостатком известного устройства является его сложность, так как каждый разряд счетчика содержит семь троичных логических элементов . Известен двоичный П-разрядный счетчик импульсов, содержащий вход ную шину и разряды с трехфазным та товым питанием, каждый из которых содержит три четырехвходовых троичных логических элемента и шины у тановки в ноль и единицу, в каждом разряде с трехфазным тактовым пита нием выход первого троичного логического элемента соединен с первым и вторым входами второго и четвертым входом третьего логических эле ментов, четвертый вход первого из которых соелинен с шиной установки в ноль, выход второго логического .элемента соединен с первым входом первого .троичного логического элемента, второй вход которого соединен с шиной установки в единицу, выход третьего троичного логического элемента соединен с четвертым и первым входами соответственно первого и третьего троичных логических элементов последущего разряда с трехфазным тактовым питанием, входная шина соединена с четвертым и первым входами соответственно первого и третьего троичных логических элементов первого разряда с трехфазным тактовым питанием. В известном устройстве каждый троичный четырёхвходовый логический элемент.выполняет троичные операции, описываемые следующей таблицей ИСТИННОСТ.И.ж.,и-. Указанные операции образуют функционально полную систему логических функций и могут быть реализованы на основе троичных элементов (например на Ферритовых логических элементах Г2) ГЗ} Недостатком известного двоичного счетчика импульсов является то, что он имеет быстродействие, так как сигнал переноса в последующий разрйщ формируется за две фазы передачи информации по троичным элемен- там разряда. . Цель изобретения - повышение быстродействия счетчика.

Для достижения поставленной цели в двоичный п-раэрядный счетчик импульсов, содержащий входную шину и разряды с трехфазным тактовым питанием, каждый из которых содержит три четырехвходовых троичных логических элемента и шины установки в ноль и единицу, в каждом разряде с трехфазным тактовы14 питанием выход первого троичного логического элемента соединен с первым и вторым входами второго троичного логического элемента, четвертый вход которого соединен с шиной установки в ноль, а выход - с первым входом первого тро йЧШГо лбгйчес кого элемента, второй вход которого соединен с шиной установки в единицу, выход третьего троичного логического элемента соединен с первым и четвертым входами соответственно третьего и первого троичных логических элементов последующего разряда с трехфазным тактовым питанием, входная шина соединена с первым и четвертым входами соответственно третьего и первого троичных логических элементов первого разряда с трехфазным тактовым питанием, в каждом разряде с трехфазным тактовым питанием выход второго троичного логического элемента соединен со вторым входом третьего троичного логического элемента, четвертые входы третьих трбичных логических элементов четных и нечетных разрядов с трехфазным тактовым питанием сдединены соответственно с шинами первой и второй фазы тактового питания.

На фиг. 1 приведена схема трехрязрядного двоичного счетчика импульсов; на фиг. 2 - временные диаграмлал работы трехразрядного лвоичнрго счетчика импульсов.

Устройство сбдержит троичные логи ческие элементы 1-8, шины 9-11 установки в единицу собТветсТвенно первого разряда на .троичных логических элементах 1-3, второго разряда на троичных логических элементах 4-6 и третьего разряда на троичных логических элементах 7 и 8, шины 12-14 установки в ноль соответственно первого, второго и третьего разрядов, входную шину 15, шины 16 и 17 соответственно первой и второй фазы тактового питания. .

Выходы троичных логических элементов 1, 4 и 7 -соединены соответственно с первыми и вторыми входами троичных логических элементов 3, 6 и 8, выходы которых соединены соответственно с первыми входами троичных логических элементов 1, 4 и 7, шины 9 и 11 установки в единицу соединены

соответственно со вторыми входами троичных логических элементов 1,.4 и 7, шины 12-14 установки в ноль соединены соответственно .с четвертыми входами троичных логических элементов 3, 6 и 8, выходы троичных логических элементов 3 и 6 соединены соответственно со вторыми входами троичных логических элементов 2 и 5, первые входы к.оторых соединены соответственно с четвертым входом i троичного логического элемента 1,. входной шиной 15 и с четвертым вхоцом троичного логического элемента 4, выходом троичного логического эле мента 2, выход троичного логического элемента 5 соединен с четвертым входом троичного логического элемейта 7, шины 16 и 17 первой и второй фазы тактового питания соединены соответственно с четвертыми входами троичных логических элементов 2 и 5.

18-20 - временные диаграммы соответственно первой, второй и третье фаэы тактового питания, 21 - временная диаграмма сигналов на входной шине 15, 22-29 - временные диаграммы сигналов ссютветственно на выходах троичных логических элементов 1-8 (фиг. 2)

Устройство работает следующим обр эом.

При поступлении импульса по входной шине 15.первый разряд счетчика на элементах 1-3 меняет свое внутреннее состояние на обратное. При переходе разряда счетчика из состояния 1 в состояние О на выходе элемента 2 появляется импульс переноса в следующий разряд счетчика. Наличие обратной связи позволяет хранить результат сложения. Состояние первого разряда счетчика снимается с выхода элемента 3, второго разряду - с выхода элемента 6, третьего разряда с выхода элемента 8.

При поступлении импульсов по шинам 12-14 установки в нуль на элементах 3, 6 и 8 происходит компенсация импульсов состояния разрядов счечика, т.е, обнуление счетчика.

«Q При необходимости записи кода некоторого числа по шинам установки в единицу 9-11 подаются значения разрядов записываемого числа.

Система тактового питания схемы счетчика - трехфазная, при этом каж55 дьой следующий входной импульс слагаемого поступает по шине 15 через фазы (один такт)передачи информации по эле ментам схемы (фиг. 2, -дтиаграмма 20). Тактовым импульсом первой фазы

0 считывается информация с элементов 6 и 7, второй фазы - с элементов 1, 2 и и 8, третьей фазы.- с элементов 3-5. Импульсы поступают по входной шине 15 во время тактового импульса первой

Й5 фазы.

Первая шина 16 тактового питания (фаза 1) соединена с четвертым входом элемента 2, а вторая шина 17 тактового питания (фаза 2)-с четвертым входом элемента 5. Это означает, что на эти входы во время тактовых импульсов первой и второй фазы каждого такта подаются сигналы, т.е. при отсутствии импульсов на первых входах элементов 2 и 5 они являются генераторами сигналов отрицательной полярности.

При поступлении первого импульса по шине 15 тактовым импульсом первой фазы первого такта, согласно логике работы элемента, записанной в таблице истинности, положительный сигнал передается на четвертый вход элемента 1 и на первый вход элемента 2, при этом .передается сигнал на четвертый вход элемента 2, импульсом второй фазы отрицательный сигнал с элемента 1 передается на второй вход элемента 3, импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента 3 передается на первый вход элемента 2 и выходит ив счетчика, образуя первый разряд.

Результирующиее состояние выходов счетчика - 001.

При поступлении второго ютпул.са по шине 15 тактовым импульсом первой фазы второго такта положитель ный сигнал передается на четвертый вход элемента 1 и на первый вход элемента 2, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 2, импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 2 передается на четвертый вход элемента 4 и на первый вход элемента 5, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 5, импульсом третьей фазы поло жительный сигнал с элемента 4 передается на первый вход элемента 6.

Импульсом первой фазы третьего такта положительный сигнал с элемента 6 передается на перВЕлй вход элемента 4 и на второй вход элемента 5 и выходит из счетчика, образуя второй разряд.

Реэультируквдее состояние выходов счетчика - 010.

При поступлении третьего импул са по шине 15 тактовым импульсе первой фазы третьего такта положитель :.

ный сигналпередается на четвертый вход элемента 1 и на первый вход элемента 2, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 2, импульсом второй фазы отрицательный сигнал с элемента 1 передается на второй вход элемента 3, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 5, импульсом третьей фазы положительный сиГнал с элемента 3 передается на первый вход элемента 1 и на второй вход элемента 2 и выходит из счетчика, образуя первый разряд.

Импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал с элемента 6 передается на первый вход элемента 6 передается на первый вход элемента 4 и на второй вход элемента 5 и вьпсодит из счетчика, образуя второй разряд.

Результрующее состояние выходов счетчика - 011.

При поступлении четвертого импульса по шине 15 тактовым импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал передается на четвертый вход элемента 1 и на первый вход элемента, 2, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 2, илотуль сом второй фазы положительный сигнал с элемента 2 передается на четвертый вход элемента 4, на первый вход элемента 5, при этом передается сигнал на четвертый вход элемента 5, импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента 5 передается на четвертый входэлемента 7.

Импульсом первой фазы пятого такта отрицательный сигнал с элемента 7 передается на второй вход -элемента 8, импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента 8 передается на первый вход элемента 7 и выходит из счетчика, образуя третий разряд.

Результируюй1ее состояние выходов счетчика - 100.

При поступлении последующих импульсов по шине 15 работа двоичного счетчика происходит аналогично.

Использование предлагаемого счетчика обеспечивает, по сравнению с известными техническими решениями, увеличение быстродействия счетчика в два раза.

таблица

782166

Формула изобретения

Двоичный П-раэрядный счетчик импульсов, срдержапшй входную шину и разряды с трехфазным тактовым пита нием, каждый из которых содержит тричётырехвходовы тйойчиаа:лш ческих элементе и UBSHH установки в ноль и единицу, в 1 аждом разряде с трехфазным тактовым питанием выход первого троичного логического элемента соединен с первым и вторШвхойамй Вт6 рого троичного логического элемента, четвертый вход которого с вдинен с шиной установки в йоль, а выход с первым входом первого троичного логического элемента, второй вхсщ которого соединен с шиной установки в единицу, вы5«ой тр ётьего тйэичйдгЬ логи ёеког элемента соединен с первым и четвертым входами соответственно третьего и первого троичншс логических элементов последующего разряда с трехфазным тактовьш питанием, входная шина соединена с первьм и четвертым входами соответственно третьего и первого троичных логических

Продолжение таблицы

элементов первого разряда с трехфазным тактовым питанием, b т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в каждом

25 разряде с трехфазным тактовым питанием выход второго троичного логи«iteCKorO элемента соединен со вторым входом третьего троичного логического элемента, четвертые входы тре-

Зв тьих троичньрс логических элементов четных и нечетных разрядов с трехфазным тактовым питанием соединены соответственно с шинами первой и вторОй фазы тактового питания.

35 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

45 2520231/18-21, 20.02. которой принято решение о выдаче авторского свидетельства)-(прототип).

flumi Такт2 ТактЗ Твкт Тапт5 Такте

j Нмггуйьеги. трехфазного источника numa/ ufl

Запись +1 Запись - / Считывание О

fvufl f/eoHi/e Сиитывание -/