Двоично-троичный счетный триггер Советский патент 1982 года по МПК H03K29/00 H03K21/00 

(54) ДВОИЧНО-ТРОИЧНЫЙ СЧЕТНЫЙ ТРИГГЕР

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к многоустойчивым пересчетным схемам с внутренней задержкой информации, по/шенным на двоичных логических элементах, и может использовано для построения счетчиков, делителей частоты, регистров сдвига, распределителей импульсов.

Известны троичные счетные импульсы с внутренней задержкой информации, выполненные на двоичных логических эле- . ментах ИЛИ-НЕ, И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ, НЕ, И-ИЛИ, Наиболее распространены устройства, выполненные по схеме М5, по схеме троичного триггера и коммутируклцих элементов, по схеме полу счетного кольца и комму тиру кщих элементов, по схеме троичного триггера и запоминающего регистра .,1

Обладая определенными достоинствами, каждая из разновидностей схем имеет и некоторые недостатки, такие как наличие onaciaix состояний, относительно невысо:кое быстродействие, сложность структуры.

Известен двоично-троичный счетный триггер, содержащий входную шину и девять элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом

fQ пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого к вторым входом четвертого, элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИНЕ соединен с вторым входом первого,

J5 третьего элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход км-орого соединен с вторыми входами

20 второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с третьими входами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом восьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход 394 которого соединен с первым исодом девйтого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым входом восьмого и третьим входом третьего элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с входной шиной, выходы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с трютьими входами седьмого, девятого и пятого элементов ИЛИ-НЕ и соединены соответственно с четвертыми входами третьего, первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 2 „ Недостатком известного двоично-троичного счетного триггера является относи тельно большое время пребывания триггера в промежуточном (неопределенном) состоянии при переходе его из одного состояния в другое и относительно невысокое быстродействие счетного триггера в целом. Цель изобретения - уменьшение времени пребывания триггера в промежуточном состоянии при переходе его из одного состояния в другое, т.е. увеличение быстродействия счетного триггера в целом. Поставленная цель достигается тем, что в двоично-троичный счетный триггер, содержащий первую входную шин и девять элементов -ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом пя того элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого и вторым входом четвертого элементов ИЛИНЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, третьего элемента ИЛИ-НЕ и с первым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первьп входом cejObмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и . шестого элементов ИЛИ-НЕ, выход третье элемента ИЛИ-НЕ соединен с третьими входами первого, второго элементов ИЛИ НЕ .и с первым входом восьмого элемент ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторьшс входом ся восьмого и третьим входом третьего элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого. седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с первой входной шиной, введена вторая входная шина, которая соединена с четвертьп «г входами первого, 84 второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с третьими входами восьмого, четвертого и шестого элементов ИЛИ-НЕ. На чертеже приведена схема предлагаемого триггера, вьшолненкая на элементах ИЛИ-НЕ. Триггер содержит элемент ИЛИ-НЕ 1-9, входные шины 10 и 11. Выход элемента 1 соединен с первыми входами элементов 2-4 и 9, выход элемента 2 соединен с первыми входами элементов 1 и 6 и вторыми входами элементов 3 и 4, выход элемента 3 сое вторыми входами элементов i, 2. 6 и 9, выход элемента 4 соединен с первым входом элемента 5, выход элемента 5 соединен с третьими входами элементов 1 и 4, выход элемента 6 соеД™® первым входом элемента 7, выход элемента 7 соединен с третьими входами элементов 2 и 6, выход элемента 8 соединен с третьими входами элементов 3 и 7, выход элемента 9 соединен с первым входом элемента 8, вторые Входы элементов 5, 7 и 8 соединены с шиной 10, четвертые входы элементов 1-3 соединены с шиной 11. Элементы ИЛИ-НЕ 1-3 образуют троичный триггер, элементы ИЛИ-НЕ 4 и 5 г- первый двоичный триггер, элементы ИЛИ-НЕ 6, 7 - второй двоичный триггер, элементы ИЛИ-НЕ 8 и 9 - треттий двоичный триггер. Управление работой устройства осуществляется подачей на входные шины 1О и 11 взаимно-инверсных сигналов. Сигнал, подаваемый на шину 10, обозначен Т, а на шину 11 - Т. Положим в исходном состоянии , , тогда троичный триггер будет находиться в одном из трех состояний. Пусть он находится в состоянии уровня логической единицы на выходе элемента 1 и логичес ого нуля на выходах элементов 2 и 3. Первый и третий двоичные триггеры при этом будут накопиться логической гашения, определяемом уровнем логического нуля на обоих выходах эттсс триггеров (на выходах элементов 4, 5 и 8, 9), второй двоичный триггер будет находитьв состоянии логической единицы на выходе элемента 6. При изменении входного сигнала на противоположный (, ) первый и третий двоичные триггеры через время t,, равное средней задержке в ошюм логическом элементе, перейдет из состояния гашения в соетояние логической единицы на выходе элемента 5 для первого триггера и логической единицы на выходе элемента 8 для третьего триггера, троичный триггер по истечении того же самого времени перейдет в состояние гашения, состояние второго двоичного триггера не иэменится. Обратное изменение входного сигнала , ) приведет к переходу троичного триггера из состояния гашени в состояние логической единицы на выходе элемента 2 (это изменение произойде за время, равное 1Г), Первый двоичный триггер за время С перейдет из состояния единицы на выходе элемента 5, в состояние гашения, второй триггер из состояния единицы на выходе элемента 6 также перейдет в состояние гашения но Время этого перехода ает равно 2Тг,, третий триггер из состояния единицы на выходе элемента 8 перейдет в состояние единицы на вькоде элемента 9, время этого перехода также будет равно 217, при следующем изменении входного сигнала (, ) первый и второй двоичные триггеры через -fc - С перейдут из состояния гашения в состояние логической единицы на выходах соответственно элемента 5 для первого триггера и элемента 7 для второго триг гера, троичный триггер прейдет в состо яние гашения, состояние третьего двоичного триггера не изменится. Обратное изменение входного сигнала (, ) приведет к переходу троичного триггера из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 3 (время этого перехода равно TV), второй двоичный триггер за время tr. перейдет .из состояния единицы на выходе элемента 7 в состояние гашения, третий триггер из состояния единицы на выходе элемента 9 также перейдет в состояние гашения, но время этого перехода равно 2 TV, первый триггер из состояния единицы на выходе элемента 5 перейдет в состояние единицы на выходе элемента 4, время этого переход также дет равно 2 Т При следугацем изменении входного сигнала (, ) второй и третий двоичные триггеры через время tTjL перейдут из, состояния гашения в состояние логической единицы соответственно на выходах элементов 7 и 8, троичный триггер перейдет в состоя ние гашения, состояние перврго двоичного триггера останется нензм оньхм. Обратное изменение входного сигнала (, ) приведет к переходу тройчного триггера из состояния гашения в состояние логической единицы на выходе элемента 1. Третий двоичный триггер за время Го, перейдет из состояния единицы на вьпсоде элемента 8 в состояние гашения, первый триггер из состояния единицы на выходе элемента 4 также перейдет в состояние гашения, однако время перехода будет равно 2 i,, второй триггер из состояния единицы на выходе элемента 7 перейдет в содтояние единицы на выходе элемента б, время этого перехода также равно 2 Та. На этом один цикл в счетном триггере заканчивается. Последующие изменения входного сигнала будут вызывать аналогичные переходы. Таким образом, предлагаемое устройство, также как и известное, работает в счетном режиме, осуществляя подсчет по модулю три. Поскольку в предлагаемом устройстве во время действия на шине 11 уровня логической единицы троичный триггер находится в состоянии гашения, то в качестве выходов счетного триггера наиболее целесоо азно будет использовать выходы элементов 4, 6 и 9. В этом случае любое из трех состояний счетного триггера будет характеризоваться уровнем логической единицы на одном выходе и логического нуля на двух других выходах. Переход счетного триггера из одного состояния в следующее состояние (изменение информации на выходах счетного триггера) происходит по окончании положительного импульса, подаваемого на шиity 11 (агр1щательного - на шину 10), при этом от импульса к импульсу счетный триггер последовательно принимает состояния 01О, О01, 1ОО и т.д. Из рассмотрения процессов в счетном трштгере видно, что изменение информации на выходах его есть и я енение на выходах двух двоичных триггеров, а эти изменения в предлагаемом устройстве не зависят одно от другого и происходят одновременно, следовательно, время пребывания пре дпагаемого счетного триггера в промежуточном состоянии, о пре целяе мое разностью за пержек в двух логических элеменгаХт принципиально меньше этохх) времени в известном, для которого оно определяется абсолютным значением задержки в одном элементе, кроме того, оно выгодно отличается по частным свойствам в целсхм, поскольку максимальная частота . eroFyy, что примерно в 1,7 раза выше максимальной частоты в известном устройстве.

Формула изобретения

Двоично-троичный счетный триггер, содержащий первую входную шину и девят элементов ИЛИ-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами второго, третьего, четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход последнего из которых соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом первого и вторым входом четвертого элементов ИЛИ-НЕ, выход второго элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторыми входами первого, третьего элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом шестого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторыми входами второго и шестого элементов ИЛИ-НЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ соединен с третьими входами первого, второго элементов ИЛИ-НЕ и с первым входом восьмого

элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с вторым вкоаом восьмого и третьим вхоаом третьго элементов ИЛИ-НЕ, вторые входы пятого, седьмого и девятого элементов ИЛИ-НЕ соединены с первой входной шиной, о т л и ч а ю ж к и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введена вторая входная шина, которая соединена с т твертымц входами первого, второго и третьего элементов ИЛИ-НЕ, выходы которых соединены соответственно с третьими входами восьмого, четвертого и шестого элементов ИЛИ-НЕ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 319О78, кл, Н ОЗ К 29/ОО, 1971.