Двоичный п-разрядный счетчик импульсов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1782166 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 09. 01. 79 (21) 2711079/2 б с присоединением заявки йо(51)М, Кл,3 Н 03 К 23/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) ДВОИЧНЫЙ П-РАЭРЯДНЫИ СЧЕТЧИК ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при проектировании счетчиковцифровых вычислительных устройств,Известен двоичный счетчик импульсов, каждый разряд которого со-держит троичные логические элементы, входную шину, шины установки в ноль и единицу 1 .Недостатком известного устройства является его сложность, таккак каждый разряд счетчика содержит семь троичных логических элементов,Известен двоичный П-разрядныйсчетчик импульсов, содержащий вход-.ную шину и разряды с трехфазным тактовым питанием, каждый иэ которыхсодержит три четырехвходовых троичных логических элемента и шины установки в ноль и единицу, в каждомразряде с трехфазным тактовым питанием выход первого троичного логического элемента соединен с первыми вторым входами второго и четвертым входом третьего логических эле"ментов, четвертый вход первого изкоторых соелинен с шиной установкив ноль, выход второго логического,элемента соединен с первым входом первого .троичного логического элемента, второй вход которого соединен,с шиной установки в единицу, выходтретьего троичного логического элемента соединен с четвертым и первьвювходами соответственно первого итретьего троичных логических элементов последущего разряда с трехфазным тактовым питанием, входная шина1 О соединена с четвертым и первым входами соответственно первого и третьего троичных логических элементовпервого разряда с трехфазным тактовым питанием,15 В известном устройстве каждыйтроичный четырехвходовый логическийэлемент выполняет троичные операции, описываемые следующей таблицей,истинности.20 Укаэанные операции образуют Функционально полную систему логическихфункций и могут быть реализованы наоснове троичных элементов (например"иаферритовых логических элементах5 2 ) 3едостатком известного двоичного счетчика импульсов является то,чтоон имеет быстродействие, таккак сигнал переноса в последующийразряд формируется эа две фазы передачи информации по троичным элементам разряда. Цель изобретения - повыаениебыстродействия счетчика.для достижения поставленной целин двоичный П-разрядный счетчик импульсов, содержащий входную шину иразряды с трехфазным тактовым питанием, каждый из которых содержит три .четырехнходоных троичных логическихэлемента и шины установки в ноль иединицу, в каждом разряде с трехФазным тактовым питанием выход первого троичного логического элементасоединен с первым и вторым входамивторого троичного логического элемента, четвертый вход которого соединен с шиной установки в ноль, авыход - с первым входом первого тро"- йчйого логического элемента, второйвход которого соединен с шиной уста" 20нонки н единицу, выход третьего троичного логического элемента соединенс первым и четвертым входами соот"ветстненно третьего и первого троичных логических элементов последующего разряда с трехфазным тактовымпитанием, входная шина соединена спервым и четвертым входами соответ"ственно третьего и первого троичиыхлогических элементов первого разрядас трехфазным тактовым питанием, вкаждом разряде с трехфазным тактовымпитанием выход второго троичного логического элемента соединен со вторым входом третьего троичного логического элемента, четвертые входытретьих троичных логических элементов четных и нечетных раэрядон стрехфазным тактовым питанием сдединены соответственно с шинами первойи второй Фазы тактового питания. 40На Фиг. 1 приведена схема трехрязрядного двоичиого счетчика импульсов; на Фиг, 2 - временные диаграммы работы трехразрядного двоич"ного счетчика импульсов, 45Устройство содержит троичные логические элементы 1-8, шины 9"11 установки в единицу соответственно первого разряда на .троичных логическихэлементах 1-3, второго разряда натроичных логических элементах 4-6и третьего разряда на троичиых логических элементах 7 и 8, шины 12-14установки в ноль соответственно первого, второго и третьего разрядов,входную шину 15, шины 16 и 17 соответственно первой и второй Фазытактового питания,Выходы троичных логических элементов 1, 4 и 7 соединейы соответственно с первыми и вторыми входами тро" . 60ичных логических элементов 3, 6 и 8,выходы которых соединены соответственно с первыми входами троичных логических элементов 1, 4 и 7, шины9 и 11 установки в единицу соединены 65 соответственно со нторыми входамитроичных логических элементов 14 и7, шины 12-14 установки в ноль соединены соответственно,с четнертымивходами троичных логических элементов 3, б и 8, выходы троичных логических элементов 3 и б соединены соответственно со вторыми входами троичных логических элементов 2 и 5,первые входы которых соединены соответственно с четвертым входомтроичного логического элемента 1,.входной шиной 15 и с четвертым входом троичного логического элемента4, выходом троичного логического эле-,мента 2, выход троичного логическогоэлемента 5 соединен с четвертымвходом троичного логического элемейта 7, шины 16 и 17 первой и нторойфазы тактового питания соединенысоответственно с четвертыми входамитроичных логических элементов 2 и 5.18-20 ввременные диаграммы соответственно первой, второй и третьейфазы тактового питания, 21 - временная диаграмма сигиалон на входнойшине 15, 22-29 - временные диаграммысигналов соответственно на выходахтроичных логических элементов 1-8(Фиг. 2)Устройство работает следующим образом,При поступлении импульса по входной шине 15 первый разряд счетчикана элементах 1-3 меняет свое внутреннее состояние на обратное. Припереходе разряда счетчика из состояния "1" в состояние "О" на выходеэлемента 2 появляется импульс переноса в следующий разряд счетчика. Наличие обратной связи позволяет хранитьрезультат сложения. Состояние первого разряда счетчика снимается с выхода элемента 3, второго разряда - свыхода элемента 6, третьего разряда -с выхода элемента 8,При поступлении импульсов пошинам 12-14 установки в нуль на элементах 3, 6 и 8 происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т.е, обнуление счетчика. При необходимости записи кода некоторого числа по шинам установки в единицу 9-11 подаются значения разрядов записываемого числа.Система тактового питания схемы счетчика - трехфаэная, при этом каждый следующий входной импульс слагаемого поступает по шине 15 через Фазы (один такт)передачи информации по эле ментам схемы (фиг. 2, диаграмма 20).Тактовым импульсом перной фазы считывается информация с элементов б 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 фазы.782166 0 0 +1 0 0 0 т 1 11 0 О Первая шина 16 тактового питания (фаза 1) соединена с четвертым входом элемента 2, а вторая шина 17 тактового питания (фаза 2)-с чет вертым входом элемента 5, Это означает, что на эти входы во нремя 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 импульсаго 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 верный вход элемента 2 и выходит из счетчика, образуя первый разряд.Результирующиее состояние выходов счетчика - 001.При поступлении второго импульса по шине 15 тактовым импульсом первой Фазы второго такта 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 положительный сигнал с элемента 2 передается на четвертый вход элемента 4 и на первый вход элемента 5, прк этом передается сигнал на четвертый вход элемента 5, импульсом третьей Фазы положительный сигнал с элемента 4 передается на первый вход элемента 6.Импульсом первой Фазы третьего такта положительный сигнал с эле- мента 6 передается на первый вход элемента 4 и на второй вход элемента 5 к выходит из счетчика, образуя второй разряд.Результирующее состояние выходов счетчика - 010.При поступлении третьего импульса по шине 15 тактовым импульсом пер" вой Фазы третьего такта положитель"1 0 О. О0 +1 . 0 0 ный сигнал передается на четвертыйвход элемента 1 и на первый вход элемента 2, при этом передается сигнална четвертый вход элемента 2, импульсом второй фазы отрицательныйсигнал с элемента 1 передается навторой вход элемента 3, при этомпередается сигнал на четвертый входэлемента 5, импульсом третьей фазыположительный сигнал с элемента 3передается на первый вход элементао 1 к на второй вход элемента 2 и выходит из счетчика, образуя первыйразряд.Импульсом первой фазы четвертоготакта положительный сигнал с элемен 1 та 6 передается на первый вход элемента 6 передается на первый входэлемента 4 и на второй вход элемента5 и выходит кз счетчика, образуя второй разряд.Результрующее состояние выходовсчетчика - 011,При поступлении четвертого импульса по шине 15 тактовым импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал передается на четвертыйвход элемента 1 и на первый вход элемента 2, при этом передается сигнална четвертый вход элемента 2, импуль"сом второй фазы положительный сигнал с элемента 2 передается на четЗО вертый нход элемента 4, на первыйвход элемента 5, прк этом передаетсясигнал на четвертый вход элемента5, импульсом третьей фазы положительный сигнал с элемента 5 переда"35 ется на четвертый вход.элемента 7.Импульсом первой фазы пятоготакта отрицательный сигнал с элемента 7 передается на второй вход элемента 8, импульсом второй фазы по, ложительный сигнал с элемента 8 передается на первый вход элемента 7 ивыходит из счетчика, образуя третийразряд.Результирующее состояние выходовсчетчика - 100,ф При поступлении последующих импульсов по шине 15 работа двоичногосчетчика происходит аналогично.Использование предлагаемого счетчика обеспечивает, по сравнению с50 известными техническими решениями,,увеличение быстродействия счетчикав два раза.Таблица782166 Продолжение таблицы Вход 2 3 4 о о Ы. - (+) Вх. 2 - (+) Вх.3 - (+) 0+1 О О 1 О ф 1 И +11 й 1 1 +1 Формула изобретения Двоичный П-разрядный счетчик импульсов,содержаший входную шинуи разряды с трехфазным тактовым питанием, каждый из которых содержиттри четырехвходовых тойчный"логи-"ческих элемента и шины установки вноль и единицу, в каждом разрядес трехфазным тактовым питанием выход первого троичного логическогоэлемента соединен с первым и вто "рйм"входамивторого троичкого логическогь элемента, четвертый входкоторого соединен с шниой установкив ноль, а выход - с первым входомпервого троичного логическогоэлемента, второй вхсд которого соединен с шиной установки в единицу,выход"третьего троичйого логическогоэлемента соединен с первым и четвертым входами соответственно третьего и первого троичннх логическихэлементов последующего разряда стрехфазиым тактовым питанием, входная мина соединена с первым и четвертым входами соответственно третьего и первого троичиых логических Условное обозначение элементаэлементов первого разряда с трехфазным тактовым питанием, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повы-,шения быстродействия, в каждом25 разряде с трехфазным тактовым питанием выход второго троичного логического элемента соединен со вторымвходом третьего троичного логического элемента, четвертые входы тре"Я тьих троичных логических элементовчетных и нечетных разрядов с трехфазным тактовым питанием соединенысоответственно с шинами первой и второй фазы тактового питания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Соколов Т.Н. и др. Ферритовыелогические элементы и узлы информационных систем, Л., ЛВИКА им. А.Ф. МО-,жайского, 1970, с. 190-192, рис. 464 а.ф2. Авторское свидетельство СССРР 208347, кл. Н 03 К 19/16, 1967,3. Авторское свидетельство СССРкл, Н 03 К 23/10, 1978, (заявка45 9 2520231/18-21, 20.02.78 по которойпринято решение о выдаче авторскогосвидетельства)-(прототип).уьсы. яриразноееОчииа пцюанця 7 Составитель, Раноех ед Ъ, епанская К иал ППП Патент , г; Ужтород, ул, Проектная, 4 Тираа 995 П ВНИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и откр 113035 Москва ЖРа сная лиясь +1алигер - 1цлчРание д цлоУание + цтыбание -1 екто В, Бутяисноессрйб 45