Многоразрядный счетчик с параллельным переносом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ табл ч" Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 и 788388Опубликовано 15.12.80. Бюллетень46Дата опубликования описания 25.12.80 по делам изобретений н открытий(54) МНОГОРАЗРЯДНЫЙ СЧЕТЧИК С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ПЕРЕНОСОМ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении интегральных схем повышенной степени интеграции.Известны счетчики со взвешенным кодированием и параллельным переносом, где каждый счетный разряд построен на четырех логических элементах И-ИЛИ-НЕ 1 и 2.Однако такие счетчики при многоразрядном выполнении содержат большое количест- во соединений. 1 ОНаиболее близким к предлагаемому является многоразрядный счетчик с параллельным переносом, разряды которого разделены на группы, а каждый разряд содержит основной и коммутационный триггеры, выполненные на логических элементах И-ИЛИ-НЕ,15 соответствующие входы основного и коммутационного триггеров каждого из разрядов каждой группы подключены к общей шине тактовых импульсов, входы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ основного триггера каждого разряда данной группы, кроме старшего разряда, а также входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера старшего разряда этой же группы соединены с 2выходами первых элементов И-ИЛИ-НЕ коммутационных триггеров всех предыдуших разрядов той же группы 3.Однако такой схеме также присуще большое количество соединений между элементами.Цель изобретения - упрощение устройства.Цель достигается тем, что к первому элементу И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы подключены дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ того же триггера, а второй вход каждого дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера соответствующего разряда этой же группы, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы соединен со входами обоих элементов И-ИЛИ-НЕ основных триггеров всех разрядов всех последующих групп.На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема 1-ой группы разрядов многоразрядного счетчика с параллельным переносом и коэффициентом пересчета 2; на фиг. 2 -квременная диаграмма работы 1-ой группы разрядов счетчика с коэффициентом пересчета 10; на фиг. 3 - группа разрядов счетчика с коэффициентом пересчета 10.Схема построена на логических элементах 1 - 12 И-ИЛИ-НЕ. Соседние разряды счетчика объединены по группам. При этом каждая группа имеет выход сигнала параллельного переноса Р(1 = 1, 2,. ) . Первый разряд группы содержит коммутационный триггер с выходами Я, и Я, на элементах 1 и 2 и основной триггер с выходами Я;, и Я , на элементах 3 и 4. Второй разряд содержит коммутационный триггер с вы(ходами Я и Я на элементах 5 ии основной триггер с выходами Яи (,) на элементах 7 и 8.Старший (п-ый) разряд содержит коммутационный триггер с выходами (,)и Я на элементах 9 и 10 и основной триггер с выходами Я;,и ,на элементах 11 и 12. Элемент 9 содержит (и - 1) дополнительных логических элементов И 13 - 15.Выход Я 1,д элемента 10 соединен с первыми входами элементов И 10, Выход (;); элемента 1 соединен со входами элементов 7 - 12. Выход (;); элемента 5 соединен со входами элементов 7 - 12. Выход Я(ксоединен со входом элемента 12. Выход Я; элемента 4 соединен со вторым входом элемента И 13. Выход Я; элемента 8 соединен со вторым входом элемента И 14. Выход Я:(-)соединен со вторым входом элемента И 15. Выход Яэлемента 9 соединен с выходом переноса Р 1-ой группы разрядов. Выходы переносов младших групп Р,Р- соединены со входами основных триггеров всех разрядов (со входами элементов 3 - 12).Функционирование 1-ой группы разрядов счетчика (фиг, 1) поясняется временной диаграммой (фиг. 2). Изменения состояний основных триггеров 1-ой группы происходит, по счетному импульсу (Т=1), при условии,Л3 з 1 хР -- 1. При этом 1-ая группа реагирует только на каждый М-ый счетный импульс, где М - коэффициент пересчета счетчика, образованного первыми (1 - 1) группами разрядов. В начальном состоянии= я=о.При появлении первого счетного импульса (Т=1) состояния разрядов 1-ой группы не изменяются. При появлении М-го счетного импульса происходит переключение основного триггера первого разряда в состояние Я = 1. По паузе (Т = 0) происходит переключение коммутационного триггера первого разряда/в состояние Я, = 1. При появлении 2 М-ого счетного импульса происходят переключения основных триггеров первого и второго разрядов в состояния Я = 0 и Я;р = 1. По паузе переключаются коммутационные триго ъо 2 30 и 40 45 50 геры первого и второго разрядов в состоя(ние Я., = 0 и Я = 1 и т.д.При появлении (2 - 1)М-го импульса происходят переключения основных триггеров всех разрядов в состояния(и (1 ь 1 фр Чье- О Я вь= 1По паузе переключаются коммутационные триггеры первых (и - 1) разрядов в состояние Я = Я= Я = О, а коммутационный триггер старшего, (и-ого) разряда остается в состоянии Я,= 0 и т.д.При появлении (2 ф ) М-ого импульса происходит переключение основного триггера первого разряда в состояние Я = 1, при этом основные триггеры всех разрядов находятся в состоянииЯ= Яи= Яю- = Я,= 1По паузе происходят переключения коммутационных триггеров первого и п:го разрядов в состоянии Я, = 1 ц Я; = 1, При появлении 2 М-ого импульса происходят переключения основных триггеров всех разрядов в состояния Я -- Я== Я 1,.= О.По паузе происходят переключения коммутационных триггеров всех разрядов в состояния( /1-.1= (.1,= = Я 1,= ОНа временной диаграмме (фиг. 2) показан сигнал л Р, который соответствует=сигналу переноса для (1+1) -ой группы.Рассматривают построение групп разрядов с коэффициентом пересчета, не равным 2 на примере группы с коэффициентом пересчета 10.Группа с коэффициентом пересчета 10 (фиг. 3) построена на логических элементах 6 - 3 И-ИЛИ-НЕ. Каждый разряд также выполнен на коммутационных триггерах 16 и 17 20 и 21, 24 и 25, 28,и 29 с, выходами Я,и Я, Я, и Я.,и 93, Яач и Я,соответственно и основных триггерах 18 и 19, 22 и 23, 26 и 27, 30 и 31 с выходами Я и Я, Я ц Яй., Яа и Яй, Яч и Яч Элемент 28 содержит дополнительный элемент И 32. Выход Яэлемента 29 соединен с первым выходом элемента И 32 и со входом элемента 23. Выход Я;, элемента 16 соединен со входами элементов 22, 23, 26, 27 и 31. Выход Я элемента 20 соединен со входами элементов 26, 27 и 31. Выход Яз элемента 24 соединен со входом элемента 31. Выход Я, элемента 19 соединен со вторым входом элемента И 32. Выход Яч элемента 28 соединен с выходом перелога Р 1-ой группы разрядов. Выходы перелогов младших групп Р - Р;соединены со входами основных триггеров всех разрядов группы. Функционирование декадной группы происходит аналогично функционированию группы с коэффициентом пересчета 2 Счет производится в коде 8421. Переключение коммутационного триггера четвертого разряда в состояние Я;= 1 происходит в паузе меж 788388ду счетными импульсами при следующих состояниях основных триггеровЯ;, = 1; Я= Яз -- 0; Я,ц -- 1.Максимальная нагрузка на выходы коммутационных триггеров определяется коммутационным триггером старшего разряда первой группы и составляет 2(М - Р) +3, где Р - количество разрядов в первой группе. Максимальный коэффициент объединения по входу И определяется старшим разрядом последней группы и равен гп+ где и - количествс групп, а- количество разрядов в последней группе. Кроме того, уменьшаются нагрузки и коэффициенты объединения для всех триггеров всех разрядов счетчика.Все это приводит к уменьшению общего количества соединений в схеме многоразрядного счетчика и позволяет строить счетчики с параллельными перелогом большей разрядности на логических элементах с ограниченными коэффициентами разветвления по выходам и объединения по входам без применения дополнительных логических элементов для разветвления выходных сигналов коммутационных триггеров и для увеличения коэффициентов объединения по входам основных триггеров разрядов.формула изобретенияМногоразрядный счетчик с параллельным переносом, разряды которого разделены на группы, а каждый разряд содержит основной и коммутационный триггеры, выполненные на логических элементах И-ИЛИ-НЕ, соответствующие входы основного и коммутационного триггеров каждого из разрядов каждой группы подключены к обшей шине тактовых импульсов, входы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ основного триггера каждого разряда данной группы, кроме старшего разряда, а также входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера старшего разряда этой же группы соединены с выходами первых элементов И-ИЛИНЕ коммутационных триггеров всех предыдуших разрядов той же группы, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, 1 о к первому элементу И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы подключены дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ того же триггера, а второй вход каждого дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера соответствующего разряда этой же группы, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда то каждой группы соединен со входами обоихэлементов И-ИЛИ-НЕ основных триггеров всех разрядов всех последующих групп. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Филиппов А. Г. и Белкин О. С, Проектирование логических узлов ЭВМ. - Советское радио. М., 1974, с. 152, рис. 2.89 - 2.90.2. Коган Б. М. и Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и системы, - зо Энергия. М., 1973, с. 180, рис. 3 - 37 (а).3, Коган Б. М. и Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и системы. -Энергия. М 1973, с, 210, рис. 3 - 63 (прототип).Составитель ИТехред А. БойТираж 995 дарственного ко изобретений и Ж - 35, Раушс нт, г. Ужгород. Лолгушеваас КорректорПодписноемитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5ул. Проектйая, 4 ст