Устройство для подсчета числа ответвлений диаграммы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИКГ 7/О ОМИТЕТ СССР ИЙ И ОТНРЫТИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ ИЗОБРЕТЕН ПИ АВТОРСКд С:(72) В. И, Хохлов и А. И. Андерсон (71) Московский автомобильный завод им. И. А. Лихачева(56) 1. Авторское свидетельство СССР610104, кл. б 06 Р 7/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР813413, кл, б 06 Г 7/00, 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛА ОТВЕТВЛЕНИЙ ДИАГРАММЫ, содержащее сумматор по модулю два, триггер, группу из двух мультиплексоров и реверсивный счетчик, входы прямого и обратного приращения, синхровход и вход сброса которого соединены соответственно с выходами первого и второго мультиплексоров группы, синхровходом устройства и шиной единичного потенциала устройства, первые информационные входы мультиплексоров группы и информационный вход триггера подключены к входу команды устройства, первый, второй и третий входы сумматора по модулю два соединены соответственно с входом команды, входом признака аргумента и информационным входом устройства, а выход триггера подключен к управляющим входам мультиплексоров группы, отличающееся тем, что, с целью упрощения, выход сумматора по модулю два соединен с вторыми информационными входами мультиплексоров группы, а выход реверсивного счетчика подключен к синхровходу триггера, третьим информационным входам мультиплексоров группы и выходу устройства.1Изобретение относится к вычислительной технике, а более конкретно к программному управлению технологическим оборудованием.Известны устройства для подсчета чис-ла ответвлений диаграммы, предназначенные для программной реализации переключательных схем 1,Недостатком устройств является невозможность реализации скобочных форм булевых функций, что приводит к необходимости разбиения скобочных форм булевыхфункций на более простые элементы, в которых отсутствуют скобочные формы. Такое ограничение значительно усложняетпроцесс работы устройств, снижает их производительность и ограничивает технологические возможности.Известно устройство для подсчета числаответвлений диаграммы, содержащее (первый) триггер, блок проверки на четность(второй триггер), распределитель (группумультиплексоров) и блок подсчета числаответвлений диаграммы (реверсивный счетчик), причем первые входы блока проверкина четность, ячейки памяти и распределителя объединены между собой и являются 25управляюшим входом устройства, второйвход блока проверки на четность являетсявходом аргумента, а выход соединен с первым входом триггера и вторым входом ячейки памяти, выход которого соединен с вто 30рым входом распределителя, третии входкоторого подключен к выходу ячейки памяти, выходы распределителя соединены свходами блока подсчета числа ответвленийдиаграммы, выход которого соединен с вторым входом триггера, а выход триггера является выходом устройства 2.Недостатком известного устройства является наличие триггера, усложняющегоустройство, требующего отдельной синхронизации и специальных техническихсредств для установки его в исходное состояние перед началом вычислений. Наличиетриггера и хранение в нем дополнительнойинформации снижает надежность устройства. На переключение выхода устройства изсостояния О в состояние 1 после появления соответствуюшего сигнала на выходеблока подсчета числа ответвлений диаграммы затрачивается время, определяемое быстродействием триггера. После этого (для дальнейшего правильного функционирования устройства) необходимо дополнительное время 5 пна установку блока подсчета числа ответвлений диаграммы в состояние О. Этоснижает быстродействие устройства и егопроизводительность.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение его надежности и производительности,Указанная цепь достигается тем, что вустройстве для подсчета числа ответвле 2ний диаграммы, содержашем сумматор по модулю два, триггер, группу из двух мультиплексоров и реверсивный счетчик, входы прямого и обратного прирашения, синхровход и вход сброса которого соединены соответственно с выходами первого и второго мультиплексоров группы, синхровходом устройства и шиной единичного потенциала устройства, первые информационные входы мультиплексоров группы и информационный вход триггера подключены к входу команды устройства, первый, второй и третий входы сумматора по модулю два соединены соответственно с входом команды, входом признака аргумента и информационным входом устройства, а выход триггера подключен к управляющим входам мультиплексоров группы, выход сумматора по модулю два соединен с вторыми информационными входами мультиплексоров группы, а выход реверсивного счетчика подключен к синхровоходу триггера, третьим информационным входам мультиплексоров группы и выходу устрой- . ства.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для подсчета числа ответвлений диаграммы; на фиг. 2 - пример реализации устройства на уровне стандартных функциональных элементов; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства; на фиг. 4 - алгоритм работы устройства; на фиг. 5 - конкретная переключательная схема в виде лестничной диаграммы, содержащая аргументы Х 1 - Х 13.Устройство (фиг, 1 и 2) содержит сумматор 1 по модулю два, триггер 2, группу 3 мультиплексоров и реверсивный счетчик 4. Входы прямого и обратного приращения, синхровход и вход сброса счетчика 4 соединены соответственно с выходами первого и второго мультиплексоров группы 3, синхровходом и шиной единичного потенциала устройства. Первые информационные входы мультиплексоров группы 3 и информационный вход триггера 2 подключены к входу команды устройства, состояшему из линий Ответвление справа вниз, Ответвление слева вниз и Ответвление справа вверх. Первый, второй и третий входы сумматора по модулю два соединены соответственно с входом команды (линия Ответвление справа вниз), входом признака аргумента и информационным входом устройства, а выход триггера 2 подключен к управляюшим входам мультиплексоров группы 3. Дополнительно выход сумматора 1 соединен с вторыми информационными входами мультиплексоров группы 3, а выход счетчика 4 подключен к синхровходу триггера 2, третьим информационным входам мультиплексоров группы 3 и выходу устройства. Мультиплексоры группы 3 (фиг. 2) выполнены в виде двух элементов И - ИЛИ.На временной диаграмме работы устройства (фиг. 3) показано взаимное распо60391 113ложение сигналов на информационном входе и входе команды устройства, выходах сумматора 1, триггера 2, первого и второго мультиплексоров группы 3 и счетчика 4.Логические блоки устройства выполняют следующие действия (фиг. 4): блок 1 устанавливает состояние счетчика 4 равное О; блок 2 проверяет состояние счтечика 4 на равенство О; блок 3 устанавливает,значение функции равное 1; блок 4 проверяет, совпадает ли действительное значение аргумента со значением, указанным на лестничной диаграмме, и есть ли ответвление справа вниз, а если не совпадает, нет ли ответвления справа вниз; блок 5 запоминает наличие или отсутствие сигнала Ответвление справа вниз в триггере 2; блок 6 устанавливает значение функции равное О; блок 7 проверяет, зафиксировано ли ответвление справа вниз в триггере 2; блок 8 - есть ли ответвление справа вниз; блок 9 - есть ли ответвление справа вверх; блок 10 - есть ли ответвление слева вниз; блок 11 увеличивает содержимое счетчика 4 на 1; блок 12 уменьшает содержимое счетчика 4 на 1,С приходом синхронизирующего импульса при одинаковых уровнях логических сигналов на входах прямого и обратного приращения счетчик 4 не изменяет своего состояния, Синхронизирующий импульс подается на синхровход счетчика 4, когда сигналы на входах элементов устройства принимают установившиеся значения. Вход сброса счетчика 4 соединен с КС-цепочкой (шиной единичного потенциала) для установки исходного состояния в первоначальный момент времени после включения питания.Для любой переключательной схемы вычисление начинается с аргумента, располо.женного в верхней левой части схемы (аргумент Х на фиг. 5), Затем проверяются последовательно все аргументы, расположенные на этой же ступени лестничной диаграммы, до ближайшего ответвления по аргументу справа вниз. При наличии ответвцения справа вниз происходит переход на следующую ступень лестничной диаграммы вниз и продолжается вычисление на этой ступени, начиная с крайнего левого аргумента и т, д. После проверки аргумента, имеющего только ответвление справа вверх, происходит переход на верхнюю ступень лестничной диаграммы и продолжается вычисление в том же порядке, как описано, На фиг. 5 для определенности всеаргументы пронумерованы в порядке вычисления.В начале вычислений (фиг. 4) на выходе устройства устанавливается значение функции равное 1. В процессе вычислений функция может принимать значение О в двух случаях: если действительное значение аргумента, имеющего ответвление справа вниз, совпадает с значением аргумента, указанного. на лестничной диаграмме, и значение функции при проверке предыдущего аргумента равно 1 или, если действительное значение аргумента, не имеющего ответвления справа вниз, противоположно значению аргумента, указанному на лестничной диаграмме, и значение функции при проверке предыдущего аргумента равно 1. В первом случае по наличию ответвления справа вниз обнаруживается дизьюнктивный член для той части функции, в которую входит проверяемый аргумент, и установка значения О для функции (выхода устройства) означает, что проверенный член дизъюнкции равен 1. Следовательно вся дизъюнктивная функция равна 1 и остается найти последний аргумент последнего члена дизъюнкции, после проверки которого функция вновь должна принять значение равное 1. Для нахождения последнего аргумента последнего члена дизьюнкции по ходу вычислений подсчитывается число ответвлений от аргументов справа вниз и справа вверх. Шаг вычислений, на котором число ответвлений справа вверх превышает на 1 число ответвлений справа вниз, указывает на последний аргумент 25 последнего члена дизъюнкции. При этомфункция (выход устройства) вновь принимает значение равное 1 и процесс вычислений продолжается.Во втором случае необходимо определить, имеет ли часть функции, в которую входит только что проверенный аргумент, дизъюнктивный член. Для нахождения дизьюнктивного члена по хОду вычислений функции подсчитывается количество ответвлений аргумента слева вниз и справа вниз.Шаг вычисления, на котором число ответвлений справа вниз превышает на 1 число ответвлений слева вниз, указывает на наличие дизъюнктивного члена в той части функции, которая приняла значение О, При этом на следующем шаге вычислений функ ция (выход устройства) вновь принимаетзначение 1 и вычисление продолжается.Описанный порядок и правила вычисления позволяют однозначно определить значение функции любой переключательной схемыУстройство работает следующим образом(фиг. 3).В начале вычислений счетчик 4 находитсяв исходном состоянии (содержимое счетчика равно О, значение выходного сигнала, а следовательно, и функции равно 1), В 50 процессе вычислений последовательно по шагам для каждого аргумента переключательной схемы сумматор 1 проверяет четкость сигналов Признак аргумента, указанного на лестничной диаграмме Действительное состояние аргумента (на информацион ном входе) и Ответвление справа вниз.Если для какого-либо аргумента его действительное состояние совпадает со значением, указанным на лестничной диаграмме,1160391 5и имеется сигнал Ответвление справа внизили действительное состояние аргумента несовпадает с значением, указанным на лестничной диаграмме, и отсутствует сигналОтветвление справа вниз, то на выходесумматора 1 появляется сигнал, увеличивающий на 1 (через первый мультиплексор группы 3) значение содержимого счетчика 4, а значение сигнала Ответвлениесправа вниз запоминается в триггере 2.Когда содержимое счетчика 4 отличается 10от исходного, то значение его выходного сигнала, а следовательно, и функции принимаетзначение равное О. При этом мультиплексоры группы 3 функцонируют таким образом, что если в триггере 2 зафиксированоналичие сигнала Ответвление справа вниз, 15то на вход прямого приращения счетчика 4подается сигнал Ответвление справа вниз,а на его вход обратного приращения - сигнал Ответвление справа вверх. Если втриггере 2 зафиксировано отсутствие сигнала Ответвление справа вниз, то черезмультиплексоры группы 3 на вход прямогоприращения счетчика 4 подается сигналОтветвление слева вниз, а на его входобратного приращения - сигнал Ответвление справа вниз. Когда значение содержимого счетчика 4 становится равным исходному, значение его выходного сигнала, аследовательно, и функции становится равным 1, и вычисление продолжается. После проверки всех аргументов реализуемойпереключательной схемы на выходе устройства фиксируется значение функции (1или О),Рассмотрим в качестве примера работуустройства по диаграмме, приведенной нафиг. 5. Для определенности предположим,например, что аргументы Х 1, Х 2, Х 4, Х 5,Х 9, Х 11 находятся в состоянии замыканияэлектрической цепи, а остальные аргументы - в состоянии размыкания электрической цепи. Перед началом вычислений значение функции (на выходе устройства) устанавливается равным 1, что соответствует состоянию О счетчика 4. Вычислениеначинается с аргумента Х 1, его действительное состояние равно 1 (включено). Значение Х 1, указанное на лестничной диаграмме, равно 1 (нормально разом кнутыи45контакт) и совпадает с действительным зна-,чением аргумента. Ответвление справа внизот аргумента Х 1, указывающее, что существует дизъюнктивный член проверяемой части функции, отсутствует. Таким образом, 50значение функции (выхода) не меняет своего значения. Действительное значение аргумента Х 2 равно О (выключен) и совпадает с значением Х 2, указанным на лестничнойдиаграмме (нормально замкнутый контакт).Ответвление от аргумента Х 2 справа вниз 55 6отсутствует. функция (на выходе) не меняет своего значения. Действительное значение аргумента ХЗ равно О и противоположно его значению, указанному на лестничной диаграмме, равному 1. Ответвление справа вниз отсутствует. Таким образом, выполняются условия для установки (после проверки аргумента ХЗ) значения функции (выхода) равного О (состояние счетчика 4 изменяется и увеличивается на 1), а отсутствие сигнала Ответвление справа вниз запоминается в триггере 2. Со следующего шага начинается подсчет ответвлений от аргументов слева вниз и справа вниз. После проверки аргумента Х 4 состояние счетчика 4 увеличивается на 1 и становится равным +2. После проверки аргумента Х 5 состояние счетчика 4 уменьшается на 1 и принимает значение равное +1. При проверке аргументов Хб и Х 7 состояние счетчика 4 не изменятсяПосле проверки аргумента Х 8 состояние счетчика 4 уменьшается на 1 и принимает значение равное О, а значение функции (на выходе) принимает значение равное 1. При проверке аргументов Х 9 и Х 10 состояние функции (выхода) не меняет своего значения. Действительное состояние аргумента Х 11 совпадает со значением, указанным на лестничной диаграмме, и есть ответвление справа вниз. Выполняются условия для установки (после проверки Х 11) значения функции (выхода) равного О (увеличение состояния счетчика 4 на 1). Наличие ответвления справа вниз у аргумента Х 11 запоминается в триггере 2. Со следующего шага начинается подсчет ответвлений справа вниз и справа вверх. После проверки аргумента Х 12 состояние счетчика 4 уменьшается на 1 и принимает значение равное О, значение функции (выхода) принимает значение равное 1. Действительное состояние аргумента Х 13 противоположно значению, указанному на.лестничной диаграмме и нет ответвления справа вниз, поэтому после проверки Х 13 состояние счетчика 4 увеличивается на 1. Отсутствие ответвления справа вниз запоминается в триггере 2, а состояние функции (выхода) принимает значение равное О. Со следующего шага (катушка реле) начинается подсчет ответвлений слева вниз и справа вниз, Так как катушка имеет ответвление справа вниз, после еепроверки состояние счетчика 4 уменьшается на 1 и, принимает значение равное О. Значение функции (выхода) принимает значение равное 1. Устройство готово к последующим вычислениям. На шаге вычисления, когда проверяется катушка, значение функции (выхода) считывается как результат вычисления, т. е, в данном случае катушка должна быть выключена.1160391 имфор Фред дкод риюнак разумен утдет лемме Ра Юк Оте юае с длил Отдет ззис сл Ра Ие иззернлцлемм Ьэу В еа кенлмраз даи нет вазгена травле ее нулзтиллемсера еруллаю Я(ыф диезе тереза нулатлллекзера груллы я(-уа/ дылдчет чикали Обр орректородписиоеСССР й д. 4/5роектная,11303илиал Составитель Г, В кая Техред И, Верес Тираж 710 ИИПИ Государственного к по делам изобретений и 5, Москва, Ж - 35, Раушс ППП Патент, г. Ужгородомитета открыт кая наб ул. П