Апериодическое импульсное устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K5/00 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для построения устройств цифровой вычислительной техники на потенциальных логических элементах. Известно апериодическое импульсное устройство, содержащее несколько апери дических автоматов, имеющих фазовый вход и выход индикации и индикатор момента окончания параллельных переходны процессов в этих автоматах. Это устройство, содержащее функционально надежные апериодические автоматы и индикатор, свободно от влияния опасных состязаний только при условии, что в двухуровневом логическом элементе И-ИЛИ-НЕ задержка элемента И мен ше задержки по любой петле обратной связи l. Использование функционально избыточ ного элементного базиса и невыполнение условия функциональной надежности Для целого ряда классов интегральных микро схем определяют существенные недостатки известного устройства. Наиболее близким к предлагаемому является апериодическое импульсное устройство, содержащее У -апериодических автоматов и Ю-канапьный индикатор, первый канал которого содержит три логических элемента, а все каналы, первого, по одному логическому элементу, причем выходы первых элементов всех каналов и второго элемента первого канала соединены попарно со входами третьего элемента первого канала, выход которого соединен со входами первых эпементов всех каналов и фазовыми входами всех апериодических автоматов, а выход индикации каждого апериодического автомата соединен со входами второго элемента ) канала и первого элемента соответствующего канала f2. Это апериодическое устройство может быть построено на элементах функциональHO безызбыточного логического базиса И-НЕ (ИЛИ-НЕ), но не свободно от опасных состязаний, которые приводя к сбоям в случае, если задернска хотя бы одного из первых элементов любого канала окажется больше задержки по одной из цепей обратной связи. Низкая функциональ ная надежность является существенным недостатком этого устройства. Цель изобретения - повышение функциональной надежности апериодического устройства, построенного на однотипных логических элементах И-НЕ (ИЛИ-НЕ). Поставленная цель достигается тем, что в апериодическое устройство, содержащее VI апериодических автоматов и и-ка наЛьный индикатор, первый канал которого содержит три элемента, а все каналы, кроме первого, по одному элементу, причем выходы первых элементов всех каналов и второго элемента первого канала соединены попарно со входами третьего элемента первого канала, выход которого соединен с входами первых элементов всех каналов, а выход индикации каждого апериодического автомата соединен со входом первого элемента соответствующег канала и со входом второго элемента первого канала, в первый канал введен четвертый элемент, а в другие каналы второй, третий и четвертый элементы, при чем в каждом канале выход первого элемента соединен с входом второго) элемента, выход которого соединен со входами четвертых элементов всех каналов, а выход третьего элемента соединен со входом четвертого элемента этого канала, выход третьего элемента каждого канала, кроме первого, соединен со входами первых элементов всех каналов, а входы третьего элемента каждого канала, кроме первого, соединены попарно с выходами второго элемента этого канала и первых элементов всех каналов, выход второго элемента каждого канала, кроме первого, соединен с входом третьего элемента этого канала, входы второго элемента каждого канала, кроме первого, соединены попарно с вькодами индикации всех апериодических автоматов, а выход четвертого элемента каждого канала соединен с фазовым входом соответствующего апериодического элемента. При этом в качестве элементов исполь зовпны логические элементы И-НЕ или ИЛИ-НЕ. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Апериодическое импульсное устройство содержит И- канальный индикатор, каждый канал которого содержит четьфе логичеоких элемента И-НЕ, 1 - 4 и апериодические автоматы 5. Выходы первых элементов 1 всех каналов соединены попарно. В каждом канале выход первого элемента 1 соединен со входом второго элемента 2 этого канала, выход которого соединен со входом третьего элемента 3 этого канала. Выходы вторых элементов 2 всех каналов соединены попарно со входами четвертых элементов 4 всех каналов. В каждом канале вьрсод третьего элемента соединен со входом четвертого элемента 4 этого канала. Выходы третьих элементов 3 всех каналов соединены попарно со входами первых элементов 1 всех каналов. Выход четвертого элемента 4 каждого канала соединен с фазовым входом соответствующего автомата 5. Выход индикации каждого автомата 5 соединен со вхрдом первого элемента 1 соответствующего ему канала и входом элемента 2 каждого канала. Рассмотрим функционирование апериодического устройства из начального состояния, когда фазовыми сигналами ЛОГ.О с выходов элементов 4 установлены сигналы ЛОГ.О на выходах индикации всех автоматов 5. Тогда на выходах элементов 1 и 2 устанавливаются сигналы ЛОГ. 1 и, соответственно, на выходах элементов 3 появляются сигналы ЛОГ.О. После окончания переходных процессов всех элементов Данного канала на выходе его четвертого элемента 4 появляется сигнал ЛОГ. 1, и начинается новая фаза работы соответствующего автомата. Элементы индикаторов не переключаются до появления сигналов ЛОГ. 1 на выходах индикации автоматов 5, которое вызывает параллельное переключение в каждом канале вторых элементов 2 в ЛОГ.О и затем третьих элементов 3 в ЛОГ. 1. Когда на выходах третьих элементов 3 всех каналов установятся сигналы ЛОГ. 1,. начнутся параллельные переключения первых элементов 1 в ЛОГ.О и затем вторых элементов 2 в ЛОГ. 1. Когда навыходах вторьк элементов всех каналов установятся сигналы ЛОГ.1, начнутся параллельные переключения четвертых элементов всех каналов в ЛОГ.О, с появлением каждого из которых начинается следующая фаза переходньрс прс«ессов в одном из автоматов. , По окончании переходных процессов в данном автомате сигнал на его выходе индикации переключается в ЛОГ.О, что вызывает переключение первого элемента соответствующего канала в ЛОГ. .1.

Однако До тех пор, пока на всех вьцсодах индикации не установятся сигналы ЛОГ.О сигнал ЛОГ.О на выходе первого элемента самого канала удерживает третьи элементы 3 всех каналов в состоянии ЛОГ. 1 После последнего переключения первого элемента в ЛОГ. 1 начинаются параллельные переключения третьих элементов 3 всех каналов в ЛОГ.О и, соответственно, четвертых элементов в ЛОГ. 1, что вызы- вает следующую фазу переходных процессов и т.д.

Таким образом, предлагаемое апериодическое устройство работает функционально надежно при любых соотношениях задержек элементов И-НЕ и апериодических автоматов.

Формула иаобретения20

Апериодическое импульсное устройство, содержащее h апериодических элементов и И-канальный индикатор, первый канал которого содержит три логических 25 элемента, а остальные каналы по одному элементу, причем вь1ходы первых элементов всех каналов и второго элемента первого канала соединены с входами третьего элемента .первого канала, выход кото-jo рого соединен с входами первых элементов всех каналов, а выход индикации каждого апериодического автомата соединен со входами первого элемента соответствующего канала и второго элемента первого-. канала, отличающееся тем, что, с целью повьпления функциональной

надежности, в первый канал введен четвертый элемент, а в другие каналы второй, третий и четвертый элементы, причем в каждом канале вьгход первого элемента соединен с входом второго элемента, выход которого соединен с входами четвертых элементов всех каналов, а выход третьего элемента соединен со входом четвертого элемента этого канала, выход третьего элемента каждого канала кроме первого, соединен с входами первых элементов всехканалов, а Bxotoi третьего элемента каждого канала, кроме первого, соединены попарно с выходами второго элемента этого канала и первых элементов всех каналов, выход второго элемента каждого канала, кроме первого, соединен с входом третьего элемента этого канала, входы второго элемента каждого канала, кроме первого, соеднне ны попарно с выходами индикации всех апериодических автоматов, а выход четвертого элемента каждого канала соединен с фазовым входом соответствующего апериодического элемента.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что в качестве элементов использованы логические элементы И-НЕ.

3.Устройство По п.1| отличающееся тем, что в качестве элементов использованы логические элементы ИЛИ-НЕ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Апериодические автоматы. Под ред В.П.Варнавского М., Наука 1976, С.222, рис. 3.4.

2.Там же с. 166, рис. 2,8 а.