Реверсивный двоичный счетчик

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соаз Советских Социалистических РеспубликПвиоритет Комитет по делам ивобретений и открытий при Совете министров СССРОпубликовано 031969. Бюллетень,х;е 7 Дата опубликования описания 23 А 1.1969 Д. А. Кузьмичев и В. И. Смирнов Заяви.ель РЕВЕРСИВНЫЙ ДВОИЧНЬЙ СЧЕТЧИК о Авторы11 зобретения В. ф. Жиров, В. Г. Командровский,Предложенный реверсивный двоичный счетчик относится к области вычислительной техники и может быть применен в электронныхвычислительных машинах,Известны двоичные реверсивные счет пки,содержащие регистр кода, элементы И иИЛИ ц схему управления. В известных схемах счетчиков особенности элементов схемы(триггеров, усилителей, линий залержек, цепей одновременного распространения переноса 10и т, п,) не дают возмохкности построить эффективную схему и осуществить логическуюструктуру, которая являлась бы оптимальной всмысле достижения максимального быстродействия при минимальном оборудовании.15Предложенный реверсивный двоичный счетчик отличается тем, что содержит регистр кодаи репстр переноса, выполнекные на парафазных элементах с управлением от двухфазного тактирующего генератора, причем единичцый В 1 ход каждого 1 язрядя регистра кодасоединен со входами двух (первой и второй)из четырех схем И, связанных через схемуИЛИ со входом это.о же разряда, а такжесоединен в этом и более старших разрядах рспгстра переноса со входом второй схемы И,одной из трех, связанных через схему ИЛИсо входом этого разряда; нулевой выход каждого разряда регистра кода соединен со входом третьей схемы И того же и более стар шцх разрядов рсгцстря псттсцося; слццццый выход каждого разряда рсгистра псрсцоса сзелинсц со входом первой схемы И данного разряда, а также со входами третьей схемы И в этом разряде регистра кола п четвертой схемы И в слслутощех 1; цулевой выход регистра переноса соедшсц со входом чстьсртой схемы И того же разряда и входом второй схемы И следующего разряда репгстра кода, выход усилителя сложения единицы одной фазы соединен со входом четвертой схемы И 1.яжлого разряда регист 1)я коля, я ВВ 1 ход силителя сложения единицы другой фазы - со входом второй схемы И каждого разряда регистра перекоса; аналогично выход усилителя вычитания единицы одной фазы соединен со входом третьей схемы И рег стра кода, а выход усилителя другой фазы - со входом третьей схемы И регистра переноса; выход тактирующего генератора одной фазы соединен с одним из входов всех схем И рег;стра кола, кроме первой, и со входом первой схемы И регистра переноса, а выход генератора лругой фазы сослицец с одним из входов всех остальных схем И счетчика,Предложенная схема счетчика сокращает время сложения или вычитания единицы, при. чсх полное изхсценке состояния стетчцкя занимает время лзух полутактов работы такп 1- рующего генератора, 236872В псрду 0 фазу тактирования устанавливаотся единицы в тех разрядах регистра переноса, которые соответствуют непрерывной, начиная с первого разряда, последовательности единиц -- дг 51 Г,0)кец 15) с сдиницсй - и,и по- Г.1 сдовс 1 СГ 1 ЬЦОСТ; ЦЛСИ - ДГ 51 БЫЧЦЯЦИ 51 ЕДИ. Цц 111 - РЯЗ)ЯДОВ РС 1 ИСТРЯ КОДЯ, ТЯК ГО ВО Бремя Бторои фазы тактировация рдзряды регистры перс:оса одноврсмсццо измсняют сост 051 ц 5 Гсотвстствующих разрядов регистра код, Бх);5 щих в указанную последсдатсль- :ОСТЬ; ЭТО Цз.,С СЦИС СО Т 051 НЦИ .ОГТОИТ Б ТОМ,то д;я ложен:и с сд:,1;иец раз;)яд. регистд коды 1 дс:г 5 3 нули, а первый из разрядов, ЦсХОДБИХС 51 Д НУЛС, УСТЯНЯВЛИВЯ ЕТСЯ В СДИ.Пц;, ;ля вычита;Пя сдшицы, разряды реГистра ко;аГд:Явливаются в едицицы, и исрдыц гз разря:юв, находившихся в едицш,с, Сбрасывается Б нуль.Н Д ф И Г. 1 Ц О К с) 3 Д Н с 1 С Х С М Д Д Б У Х П Е Р В Ы Х Р 2 3;)ядов Счетчик; ца фцг. 2 - временные диаграммы Вычитаня едНиц; нд фиг. 3 - вре)1цс диря ы ириоя згиии 51 сдииии.СсГ 1;и Год)жит Гс;лГгсги 1 2 первого и В 10 РО 0 Рд,Р 51.ОБ РСГИГТРс 1:1 ССНОСЯ; МГИЛТС- , ц ), 4 1 срБОГОБто;)О 0 рс 13)ядов рсПетра колы; управляющие усилители 5, 6 Сложения сд:цц;и для рс истра кода и рсг Стра псрсцоГС 1, С,1 И 1 СГ 1 ц Сс, ) БЫПТЯПИ 51 Едпццц 1 Дг 51 рС Ц,. ТРЯ КО,Д 1 )С ИСТР ИСРСЦОГс, ИСРДО Ц Б 10- РОй фаЗЫ ГООГБСтСГДС:О, ДДУХфсЗЦЫй таКтц, ИццИ сигрид 10,) , ПСрвО, Б 01)М)0, Т)С 1110 И чсгдсртук) Схемы И 1013 Второо рдз;)яда РОГ:ГТРс Ко:Д СБ, О, ВТОРУ 0 И Т;,)Е 1 О ГХС)Ы 115 БгорОГО 4 - 16 раз;.)5112 1)с.ГГря церсцОСа, ПСРВУЮ, БтсоРУО, тРСтЬЮ, ЧетДСРтУЮ ГХСМЫ 11 17 20 первого разряда репстра кола, первую, вторую;третью схемы И 21 23 ПСРБО 0 РЯЗ)51 Дс 1 РЕГИСТРс ЦСРСЦОСЯ, СХС.1 Ы ИЛ 11 24 -27 Второо и первого разрядод регистров ко;12 и исрсцоса, Выходы 28 - 29 первои и второй фазы тактирующего гс:ератора.Регистр цсрсцоса Образуот усилидели 1 и 2, сосд:.шсцныс с похОщьо диодцых схем И )0 - 2 г и 11 Л 11 25 - 28 с;)сгистром кода ца уСИЛИтСЛяХ 3; 4. )Ирс)БЛ 1 Ощце СИГНаЛЫ рЕ- пст;)а псрсцоса )брязуотс 51 усиллелями Гложсцгя 6 и вычцтаия Ь сдццииы для регистра псрснод, управляощис Гцгпял региСтра ГсС Д - МГИ;11 ТОР 51)1 И СгОЖСЦИЯ д И ДЫЧИТс 1 ИИЯ 7 сдц,;Ны д, ре ПГ) рд счс 2.СЛОжсцце И Б.сШГЯНИЕ СдШццЫ ИЛЛЮГтрцрустся времеццыми диаграммами, показанными на фиг. 2 и фиг. 3, ца которых обозначено:30, Л - тактирующс послсдодатсльцости соответственно одной и другой фазы;32, 33 -- управляющий с;гнал сложсшя единицы . соответственно для регистра кода и регистра перс оса;34, 35 - сигналы с единичных выходов соответственно перзого разряда репСтра кода и псрецоса;36, 37 - сигналы с единичпых выколов второго разряда соответстьенно регис)ря ко,1 а и регистра переноса, гг ХХ Х 011, г = 0,1)г (Х - 0 или 1), то на ре 40 гистре переноса устанавливается код 00001,== 0,1, г, во время4 э следующего полутакта (вторая фаза тактировачия) на рег:стрс кода устанавливается результатгг ХХХ 100, 1 = 0,1,)г,для вы ипация единицы, если код на регистре кода мОжет Оыть предстяВлец как55 /ХХХ 100, 1 =- .0,1 гг, то на регистре переноса В цекоторьй полутакт (первая фаза тактиЬ 0 ровация) устанавливается кодгг 000011 1 - 0,1 и, а во время следующего65 плутакта (вторая фаза тактирозация) ца ре 112 фиг. 3 представлены сигналы 38 - 45,цалогичные с;гцалам на фиг. 2 за исключесм 40 - 41, которые соответствуют сшналам усилителе, управляющих вычитанием единц цы (с, д).Устройство работает следующим образом.11 усть в некоторый полутактСрабатываетусилитель 6 сложения с единицей для регистра переноса (эпюра 33 на фиг, 2), от которого 10 устанавливается усилитель 5 сложения с едпцицей для регистра кода (32 иа фиг. 2), от последнего устанавливается первый разряд регистра код (34, фиг. 2) в один из последующих полутактов, начиная с Й появляется па ра управляющих сигналов 32 и 33, от которыхсрабатывает первый разряд регистра переноса 5, ф.:г. 2), сбрасывается первый разряд реистра кода (34, фиг. 2) и усганазливается ьторой разряд регистра кода (36, фиг, 2).20 Пусть. начиная с момента г; вновь срабатывает пара усилителей 6 и 5 (33 и 32, фиг, 2), от которой устанавливается первый разряд регистра кода (34 фиг. 2). Аналогично с момен- )а . приходит последняя пара сигналов 32, 33 25 (см, фиг. 2), от которой срабатывают первый(35, фиг. 2) и второй (37, фиг. 2) разряды регистра переноса, которые сбрасывают первый (34, фиг. 2) и вторсй (36, фиг. 2) разряды регистра кода. 1 омснты 1 - г) выбраны про извольно, между 11 - взят минимальный интервал поступления управляющих сигналов 3233Таким образом, если в некоторый полутакт(первая фаза тактирования) для сложения с единицей код репстра кеда может быть предГгавлсн какгистре кода устанавливается результатггХХХ 0,11, г = 0,1, и.Схемы И и ИЛИ реализуют эту логическую функцию следующим образом.Если г-разряд регистра переноса в нуле, а ( - 1) -разряд регистра переноса в единице, то при сложении с единицей;г-разряд регистра кода устанавливается в единицу;если г-разряд регистра переноса в единице, то при вычитании единицы г-разряд регистра кода устанавливается в единицу;если Ц - 1)-разряд регистра переноса в нуле, то он поддерживает единичное состояние г-разряда регистра кода.П редхгет изобретенияРеверсивный двоичный счетчик, содержащий регистр кода, логические элементы И и ИЛИ, управлягощие усилители сложения и вычитания и генератор импульсов, от,гичаюигиггся тем, что, с целью сокращения времени работы, он содержит регистр кода и регистр переноса, выполненные на парафазных элементах с управлением от двухфазного тактирующего генератора, причем единичный выход каждого разряда регистра кода соединен со входами двух (первой и второй) из четырех схем И, связанных через схему ИЛ 11 со входом этого же разряда, а также соединен в этом и более старших разрядах регистра переноса со входом второй схемы И, одной из трех, связанных через схему ИЛИ со входом этого разряда; нулевой выход каждого разряда регистра кода соединен со входом третьей схемы И того же и более старших разрядов регистра переноса; единичный выход каждого 10 разряда регистра переноса соединен со входомпервой схемы И данного, разряда, а также со входами третьей схемы И в этом разряде регистра кода и четвертой схемы И в следующем; нулевой выход регистра переноса сое динен со входом четвертой схемы И того жеразряда и входом второй схемы И следующего разряда регистра кода; выход усилителя сложения единицы одной фазы соединен со входом четвертой схемы И каждого разря да регистра кода, а выход усилителя сложенияединицы другой фазы - со входом второй схемы И каждого разряда регистра переноса; аналогично выход усилителя вычитания единицы одной фазы соединен со входом третьей 25 схемы И регистра кода, а выход усилителядругой фазы - со входом третьей схемы И регистра переноса; выход тактирующего генератора одной фазы соединен с одним из входов всех схем И регистра кода, кроме пер- ЗО вой, и со входом первой схемы И регистрапереноса, а выход генератора другой фазы соединен с одним из входов всех остальных схем И счетчика.2368(2 Сосиии гель 1. С. КолотоваРедактор Л. Л. Утехина 1 скргд Л, А. Кагшиикоеа Коррскгор С. М. Сигалг г р г г 1) 151/) . 1, гО и лЗаказ 1154 3 Тираж 480Цг 11 И 1111 Комитета ио догг иаогарсгсииг и о:кригггй ириМое ва, Цсигр, ир Ссроиг. 4 Подписноеистс Мгипсрои СССР