Пороговый элемент

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09 ОНОЗ К ТЕН вени емен е ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1, ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сканирующий мультиплексор,генератор тактовых импульсов, эле-:мент ИЛИ, счетчик и триггер, выходкоторого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного весакоторого соединены с входами сканирующего мультиплексора, тактовыйвход и информационный выход которогосоединены соответственно с выходомгенераторатактовых импульсов ипервьм входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен со счетным входомсоветчика, выход которого соединен синформационным входом триггера, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, в него введены блок сброса и. К блоковформирования пачек импульсов, входыкоторых соединены с соответствующимивходами неединичного веса пороговогоэлемента, вход переноса каждого ивблоков формирования пачек импульсов,кроме первого, соединен с выходомпереноса предыдущего блока фбрмирования пачек импульсов, а вход переносапервого блока формирования пачек импульсов соединен с выходом переносасканирующего мультиплексора, входпереноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков формирования пачек импульсовинформационные выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы блока сброса соединены соответственно с выходом счетчика, выходом генератора тактовых импульсов и управляющим выходом сканирующего мультиплексора, а первый и второй выходы блока сброса соединены соответственно с тактовьм входом триггера и входом сброса счетчика, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексора и блоков формирования пачек импульсов.2 По оговый элемент по п. о т р9л.и ч а ю щ и й с я тем, что блокформирования пачек импульсов содержит регистр сдвига, элемент И, элемент ЗАПРЕТ и два дополнительныхэлемента ИЛИ, тактовый вход блокаФормирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, информационный вход, вход установки и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента И, входом установки блока формирования пачек импульсов и первымвходом первого дополнительного элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно свыходом переноса блока формированияпачек импульсов и выходом элемента ;ЗАПРЕТ, инверсный и прямой входы которого соединены соответст о спервьм и вторым входами эл та И,которые соединены соотв1092727 информационным входом и входом переноса блока Формирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ, импульсные входы которого соединены с выходами разрядов регистра сдвига.3. Пороговый элемент по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что блок сброса содержит элемент задержки, вспомогательный элемент ИЛИ, вспомогательный элемент И и вспомогательный элемент ЗАПРЕТ, первый вход и выход блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходомИзобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано при построении различных устройств обработкидискретной информации для формировання сигнала достижения порога.Известен пороговый элемент, содержащйй генератор тактовых импульсов,сканирующий мультиплексор, состоящийиз регистра сдвига, который соединен 10выходами с входами группы элементовИ, вторые входы которых соединеныс входами порогового элемента, а вы-ходы - с входами элемента ИЛИ, выхо",ды мультиплексора соединены с входомнакопителя, состоящего из регистрасдвига или счетчика с детектором, ивыходного триггера, информационныйвход которого соединен с выходом накопителя 1 1,20Недостатком этого порогового вле-:мента является относительно низкоебыстродействие.Наиболее близким к предложенномуявляется пороговый элемент, содержащий сканируемый мультиплексор, генератор тактовых импульсов, элементИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного веса которо Ого соединены с входами сканирующегомультиплексора, тактовый вход и щю"формационный выход которого соединены соответственна с выходом генератора тактовых импульсов и первым вховспомогательного элемента И, первыйи второй входы которого соединенысоответственно с выходом вспомогательного элемента ИЛИ и инверснымвходом вспомогательного элементаИЛИ и инверсным входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ, который соединен с вторым входом блока сброса,третий вход и второй выход которогосоединены соответственно с вторым .входом вспомогательного элементаИЛИ и выходом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ, вход элемента И соединен свходом элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ,йдом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика,выход которого соединен с информационным входом триггера 21.Недостатком этого порогового элемента является относительно низкоебыстродействие,Цель изобретения - повышение быстродействия.Поставленная цель достигается тем,что в пороговый элемент, содержащийсканирующий мультиплексор, генератортактовых импульсов, элемент ИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента,входы единичного веса которого соединен с входамисканирующего мультиплексора, тактовый вход и информационный выход которого соединены соот-,ветственно с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен,со счетным входом счетчика, выходкоторого соединен с информационнымвходом триггера введены блок сбросаи К блоков формирования пачек импульсов, входы которых соединены ссоответствующими входами неединичного веса порогового элемента, вход пе"реноса каждого из блоков формированияпачек импульсов, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущегоблока формирования пачек импульсов,а вход переноса первого блока формирования пачек импульсов соединен с.выходом переноса сканирующего муль"типлексора, вход переноса которогосоединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов, выход генератора тактовыхимпульсов соединен с тактовыми входами блоков формирования пачек импульсов, информационные выходы которых соединены с соответствующимивходами элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы блока сбросасоединены соответственно с выходомсчетчика, выходом генератора тактовых импульсов и управляющим выходом 10 сканирующего мультиплексора, а первый 15 и второй выходы блока сброса соединены соответственно с тактовым входом триггера и входом сброса счетчика, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексораи блоков формирования пачек импуль-.,сов.Блок формирования пачек импульсов 20 содержит регистр сдвига, элемент И,элемент ЗАПРЕТ и два дополнительныхэлемента ИЛИ, тактовый вход блокаформирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдви,га,информационныйвход,вход установки. и выход переноса которого соединенысоответственно с выходом элемента И,входом установки блока формированияпачек импульсов и первым входом ЭО первого дополнительного элемента ИЛИ,выход и второй вход которого соединены соответственно с.выходом перено-.35 са блока формирования пачек имульсов и выходом элемента ЗАПРЕТ, инвермента ИЛИ, импульсные входы которогосоединены с выходами разрядов регистра сдвига.11Блок сброса содержит элемент задержки, вспомогательный элемент ИЛИ, вспомогательный элемент И,и вспомогательный элемент ЗАЛРЕТ, первый вход и выход блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходом вспомогательного элемента И, первый и второй входы которого соединены 50 55 сный и прямой входы которого соединены соответственно с первМм и вто 40 рым входами элемента И, которые сое- динены соответственно с информационным входом и входом переноса блока Формирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с45 выходом второго дополнительного элесоответственно с выходом вспомогательного элемента ИЛИ и инверсным входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ, который соединен с вторым входом блока сброса, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с вторым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ. Выход элемента И соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ.На фиг.1 показана структурная схема устройства; на Аиг.2 - показан пример реализации блока формирования пачек импульсов; на Фиг.3 - блок сброса. Пороговый элемент содержит сканирующий мультиплексор 1, генератор 2 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 3, счетчик 4 и триггер 5, выход которого соединен с выходом 6 порогового элемента, входы 7 единичного веса которого соединены с входами сканирующего мультиплексора 1, тактовый вход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов 2 и первым входом элемента ИЛИ 3, выход которого соединен со счетным входом счетчика 4, выход которого соединенс информационным входом триггера 5. Пороговый элемент также содержит блок- сброса 8 и К блоков формирования пачек импульсов 91-9 К, входы которых соединены с соответствующими входами 10=1-10=К неединичного веса порогового элемента, вход переноса каждого из блоков формирования пачек импульсов 92-9 К, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего блока формирования пачек импульсов, а вход переноса первого блока Формирования пачек импульсов 91 соединен с выходом переноса сканирующего мультиплексора 1, вход переноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов 9 К, выход генератора так" товых импульсов 2 соединен с тактовыми входами блоков формирования пачекимпульсов 91-9 К, информационныевыходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 3,первый, второй и третий входы блока сброса 8 соединены соответственно с выходом счетчика 4, выходом генера 1092727, элемент ИЛИ 14 на выход переноса блока. При этом блок возвращается55 тора тактовых импульсов 2 и управляющим выходом сканирующего мультиплексора 1, а первый и второй выходы блока сброса 8 соединены соответственно с тактовым входом триггера 5 и входом сброса счетчика 4, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексора 1 и блоков формирования пачек импульсов 9=1-9=К.Блок формирования пачек импульсов содержит регистр сдвига 11, элемент И 12, элемент ЗАПРЕТ 13 и два дополнительных элемента ИЛИ 4 и 15, тактовый вход блока формирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига 1, ин- формационный вход, вход установки и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента И 12, входом установки блока формирования пачек импульсов и первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ 14, выход и второй вход которого соединены соответственно с выходом переноса блока формирова" ния пачек импульсов и выходом элемента ЗАПРЕТ 13, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 12, которые соединены с информационным входом и входом пе- реноса блока формирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ 15, импульсные входы которого соединены с выходами разрядов регистра сдвига 11. Блок сброса 8 содержит элемент задержки 16,: вспомогательные элементы ИЛИ 17, И 18 и ЗАПРЕТ 19, первый вход и выход блока сброса соединен соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ 7 и выходом вспомогательного элемента И 18, первый и второй входы которого соединены соответствено с выходом вспомогательного элемента ИЛИ 17 и инверсным входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ 19, который соединен с вторым входом блока сброса 8, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с вторым входом вспомогательного элемента ИЛИ 17 и выходом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ 19, выход элемента И соединен с входом элемента задержки 16, выход 5 1 О 5 20 25 30 35 40 45 которого соединен;с прямым входом.вспомогательного элемента ЗАПРЕТ 19.Время задержки.элемента 16 за-.Эдержки выбирается таким, чтобыфзи и 3+имггде импдлиаельйость импульса эталонной частоты; Т - период эталонной частоты,Функционирование блока формирования пачек импульсов происходит следующим образом,В исходном состоянии регистр сдвига 11 сброшен и во всех его разрядах записаны нули, поэтому поступающие на тактовый вход тактовые импульсы не изменяют состояния блока.При подаче импульса на вход переноса блока, он поступает на входыэлементов 12 и 13. Если на информационном входе блока нулевой логический сигнал, то импульс переносачерез элемент 12 и ИЛИ 14 проходитнепосредственно на выход переносаблока,ие инициируя блока, т.е. приХ. = О блок транслирует импульс пере 1носа на вход переноса. Если на информационном входе блока единичныйлогический сигнал, то импульс переноса через элемент И 12 поступаетна вход переноса регистра сдвига11, устанавливая первый разряд регистра сдвига 11 в единичное состояние, Далее с каждым тактовым импульсом происходит сдвиг сигнала на одинразряд вправо, при этом на выходеразряда регистра сдвига 11, находящегося в единичном состоянии, в течение длительности тактового импульсаформируется импульс, поступающий навход элемента ИЛИ 5 и через пегона информационный выход блока, Числоразрядов регистра сдвига 1 равною;-весу входа Х;, При этом за циклработы на выходе блока формируется.ы, импульсов. На м-ом такте навыходе регистра сдвига формируетсясигнал переноса, йоступающйй через Функционирование порогового элемента происходит следующим образом.В исходном состоянии счетчик 4, блоки формирования пачек импульсов 9=1-9 К и сканирующий мультиплексор 1 сброшены.При этом "единица" записана в последний разряд мультиглексораи на его выходе переноса имеется сигнал переноса, который через блоки10927формирования пачек импульсов 9=1 9=К поступает на вход первого из блоков 91, на информационном входе которого единичный логический сигнал, допустим блока 9=1. При поступлении первого тактового импульса блок 9 щ 1 формирования пачек импульсов возбуждается и в течение ш; тактов, где ш, - вес входа устройства, с которым блок 9 д соединен информационным 1 О входом, формирует на своем информационном выходе ш, импульсов, постулающих через элемент ИЛИ 3 на счетный вход счетчика 4, который их считает, По окончании ш-го импульса блок 15 9 1 возвращается в исходное состояние, а на его выходе на (о; -ом такте формируется сигнал переноса, поступающий на вход переноса следующего блока 9=1 формирования пачки импульсов, на информационный вход которого подан единичный логический сигнал.иЕсли , ш ,о, то черезФ;1= о 4+1и2 эХш;М; тактов сигнал переноса , и-К+1с выхода блока 9 К Формирования пачек импульсов поступает на вход переноса сканируюещго мультиплексора1, возбуждая его. В последующие и-Ктактов сканирующий мультиплексор 1 последовательно подключает к информационному выходу входы (Х- Х ) 7 и формируемые на его информацион ном выходе импульсы через элемент , ИЛИ поступают на счетный вход счетчикгка 4. Если ш Х 4,што заполне 11 й 1 40 ния счетчика 4 не происходит. Прн ".бом сигнал с выхода останова сканирующего мультиплексора 1, Формируемый в момент опроса последнего вхоДа Хп К, постУпает на вхоД блока 45 сброса 8, Формир;тощего при этом в течение длительности тактового импульса сигнал разрешения записи в триггер 5 сигнала с выхода счетчика 4, а в течение следующей паузы - сиг- . нал сброса, поступающий на входы сброса счетчика 4 блоков формирования пачек импульсов 91-9=К и вход на- чальной установки сканирующего мультиплексора 1, устанавливая их в ир 727 8ходкое состояние, Цикл работы порогового элемента окончен. Со следующего .тактового импульса цикл работы устройства повторяется,Если на некотором такте работы порогового элемента в счетчик 4 поступило с импульсов (О - порог), то наего выходе появляется единичный логический сигнал, поступающий на информационный вход триггера 5 и вход блока сброса 8, который при этом формирует сначала сигнал разрешениязаписи в триггер 5 сигнала с выходасчетчика 4, а затем сигнал сбросасчетчика.4, блоков формирования пачек импульсов 91-9 К и сканирующего мультиплексора 1, которые приэтом возвращаются в исходное состояние. Цикл работы порогового элементаокончен.Таким образом, в предложенномустройстве цикл работы пороговогоэлемента прерывается, не производится опрос входов Х;0 с весамиш ) 1, что обеспечивает повышениебыстродействия.Цикл работы порогового элементапеременный и составляета тактов при - - ф;"; Ъб1= о- К+1ь-Кне более и-К+а- .Е Х тактов при1:1и.Е шХ;(а, Х ы; Х;)а.п- КН 1=1Однако в любом случае число тактов не превышает (и-К+а). Например, для порогового элемента на 7входов с весами м;= 10, и)2 = 8,Й=7 ш=7 см =б ы=4 ы =1ф 4 ф 56 ф 1и а = 20, цикл работы пороговогоэлемента не более 20 тактов.Следовательно, пороговый элементобладает повышенным быстродействием,причем по мере увеличения числа входов и их весов выигрыш в быстродействии растет.В частном случае, когда всеш;) 1, сканирующий мультиплексор 1не имеет информационных входов и инфор-.мационного выхода и выполняется в видедвухразрядного распределителя, выходпервого разряда которого является выходом останова мультиплексора"Патент Ужгород, ул. Проектная,Филиал аз 3276/44 Тираж 862 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж-Э 5, Рауиская