Пороговое устройство

(59 4 Н 03 К 19/23 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ч же ди Г УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРП ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 4101493/24-212) 28.05.86) Авторское свидетельство СССР 771879, кл. Н 03 К 19/23, 1981. Нигзг 8.1,. ЭУ 81 са 1 зшпшас 1 оп езйоИ 1 о 81 с 8 аез а пею с 1 гсц 1 С шепг. - Ргосеед 1 п 8 оГ 1 ЕЕ, 1973,120, У 11, р. 1301-1307. ) ПОРОГОВОЕ УСТРОЙСТВО) Изобретение относится к автомае и вычислительной технике и мобыть использовано для формировапороговой функции для логичессигналов в системах обработкикретной информации. Целью изобретения является повышение быстродействия и упрощение устройства. Пороговое устройство содержит комбинационный пороговый элемент 1, накопитель2, мультиплексоры 3.1-3.К, распределитель 4 импульсов, триггер 5, формирователь 6 сброса и генератор 7 тактовых импульсов. Каждый мультиплексорможет быть выполнен в виде группыэлементов И, соединенных выходами свходами элементов ИЛИ. Накопитель 2может быть выполнен в виде двоичногосчетчика, Для повышения быстродействия устройства накопитель можетбыть реализован на счетчике с параллельным переносом. Работа устройствапоясняется таблицами (приведены вописании изобретения). 2 табл., 2 ил.113689Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для формирования пороговой функции для логичвских сигналов в системах обработки дискретной информации.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение.На фиг.1 изображена структурная 10 схема предлагаемого порогового устройства для общего случая, на фиг,2 - схема предлагаемого порогового устройства для случая семи входов с весами У = 9 Яъ= 8 Я= 7, ь= 7, 15 а,=6, я,=4, И,=1.Пороговое устройство содержит комбинационный пороговый элемент 1, накопитель 2, мультиплексоры 3-1-3-К, распределитель 4 импульсов, триггер э 0 5, формирователь 6 сброса и генератор 7 тактовых импульсов.Выходы распределителя импульсов 4 соединены с управляющими входами мультиплексоров 3-1-3-К, информацион ные входы которых соединены с входными информационными шинами 8, а выходы - со счетными входами накопителя 2, соединенного выходами с входами комбинационного порогового зле- ЗО мента 1, выход которого соедине с информационным входом триггера 5 и первым входом формирователя 6 сброса, соединенного вторым и третьим входами с последним выходом распреде лителя (выходом последнего разряда) 4 импульсов и генератора 7 тактовыхимпульсов, первым выходом - с входом разрешения записи триггера 5, а вторым выходом - с входами сброса нако пителя 2 и распределителя 4 импульсов, счетный вход которого соединен с выходом генератора 7 тактовых импульсов. Причем количество К мультиплексоров 3 равно количеству ненуле вых разрядов в двоичном представлении дизъюнкции двоичных представлений (поразрядной) весов входов Я;( = 1, , и). Каждый мультиплексор 3-, соединенный выходом с входомснакопителя 2 с весом 2 (с = О,1 1 о 8 (д ц + 1)-1); соединен информационными входами с теми входными шинами 8, в двоичном представлении веса которых в разряде с весом 2 имеется единица. Порядок соединения выходов распределителя 4 импульсов с входами мультиплексоров 3 произвольный. Единственным требованием яв 79ляется соединение каждого выхода распределителя 4 импульсов только с одним входом одного из мультиплексоров 3.Каждый мультиплексор 3 может быть выполнен в виде группы элементов И, соединенных выходами с входами элемента ИПИ. Один вход каждого элемента И является управляющим, а второй - информационным.Накопитель 2 может быть выполнен в виде двоичного счетчика, отличающегося тем, что выход переноса д-го разряда соединяется со счетным входом д+1-го разряда через элемент ИЛИ, второй вход которого является входом накопителя с весом 2, Количество разрядов накопителя равно1 ой (2 и;+.1). Схема такой реаиизации накопителя приведена на фиг.2. Практически она представляет собой счетчик с последовательным переносом.В описании функционирования устройства . и схемах (фиг.1 и 2) предполагается, что переключение накопителя 2 осуществляется по переднему фронту импульса на счетном входе (полагаем импульс положительной полярности) и в течение длительности тактового импульса на его выходе появляется результат. При использовании реализации накопителя 2, формированив результата на выходе которого осуществляется по заднему фронту счетных импульсов, устройство функционирует в том же порядке, как описано, разница заключается в том, что окончание цикла работы устройства в случае записи в накопитель кода числа большего порога р происходит на следующем такте (сигнал на второй вход блока 6 сброса при этом должен подаваться с выхода ш+1"го разряда распределителя 4 импульсов).Для повышения быстродействия устройства накопитель может быть реализован на счетчике с параллельным переносом.1Формирователь может быть выполнен в виде элемента ИЛИ 9, входы которого являются первым и вторым входами блока, а выход соединен с первым входом первого элемента И 10, выход которого является первым выходом блока, выход элемента ИЛИ соединен также с входом элемента 11 задержки (на время979 103 1368ь, если сь, и на времяф если"иф ф гдс,м, п длительность импульса ипаузы тактовых импульсов), выход которого соединен с входом второго элемента И 12, инверсный вход которогосоединен с вторым входом первого элемента И 10 и является третьим входомблока. Выход второго элемента И 12является вторым выходом блока.В том случае, когда сброс накопителя 2 и распределителя 4 импульсовтребует импульса отрицательной полярности, второй элемент И 12 следует15заменить элементом И-НЕ. В схемах(фиг.1 и 2) полагают, что для сбросаукаэанных блоков требуется импульсположительной полярности.Комбинационный пороговый элемент 1является пороговым элементом с весами20входов, равными 2 ( = 0,1,2,),и может иметь любую из известных реаизаций. Он может быть, например, выполнен на элементах И, ИЛИ следующим25образом. Пусть двоичное представлениепорогао 1 С-Фа =м,2 +М,2 + к 2 +,30вде р =Д 1 о СКи,+ 1).Пусть Ы= кг ==М,., = О. Выоды накопителя 2, начиная с 1-го ио )-го, такие, что МС = фе+ == 351, а Ы = О, соединены схо,"ами элемента И, выход которого,также выходы накопителя 2, начиная3+1-го и до -го такие, что ЫМ 1, == М; = О, а ос; = 1,оединены с входами элемента ИЛИ, выод которого, а также выходы накопиеля 2, начиная с (+1)-го и кончаяыходом с номером С, таких, что М;М.г -0 = 1 а К= О сое 45инены со входами элемента И, и такалее до объединения всех выходов наопителя 2, Если ЫС = 1, последнимвляется элемент И, если м С = О, поледним является элемент ИПИ, выходоторого является выходом блока форирования порога 1. В частном случаери а = 2 блок формирования порогавыполняется в виде элемента ИЛИв соответствии с приведенным описаием), если же все М начиная с неоторого равны единице, то блок форирования порога выполняется в виделемента И. Рассмотрим предлагаемое техническое решение для случая семи входов свесами а, 9, Яг= 8, О = 7,ю 7,Я= 6, ы= 4,юг =1 ипорога а18 (фиг.2) .Двоичные представления весов входов имеют видИ,= 0 0 1Я,= 0 0 0сд,=О 1 1 1со= ООа= О 1 О Ос 5; = О 0 0 1В соответствии с этим число разрядов распределителя 4 импульсов ш = 13.Разрядность накопителя 2 равна 1 орг(9+8+ 7+ 7+6+4++)6. Количество мультиплексоров 3 равно четырем. Мультиплексор 3-1, соединенный входом с первым счетнымо входом накопителя 2, имеющим вес 21, соединен .входами с информационными (входными шинами) Х Х, Х, Х устройства.Мультиплексор 3-2, соединенный вьг ходом с вторым счетным входом накопителя 2, имеющим вес 2, соединен входами с входными информационными шинами Х, Х 4, Х устройства.Мультиплексор 3-3, соединенный выходом с третьим счетным входом накопителя 2, имеющим вес 2, соединен входами с входными информационными шинами Х 1, Х, Х, Х устройства.Мультиплексор 3-4, соединенный выходом с четвертым счетным входом накопителя 2, имеющим вес 2 э, соединен входами с входными информационными шинами Х и Хг устройства.Управляющие входы мультиплексоров 3 соединены каждый со своим выходом распределителя 4 импульсов.Накопитель 2 выполнен в виде 6 счетных триггеров, соединенных последовательно. Счетный вход д-го триггера (д = 2,3,4,5,6) соединен с выходом переноса (г.-1)-го триггера, Причем у второго-четвертого триггеров данное соединение осуществляется.через элемент ИЛИ, второй вход которого является счетным входом накопите 1 1ля с весом 2 . Счетный вход первого триггера является счетным входом наокопителя с весом 21.Комбинированный пороговый элемент 1 выполнен в соответствии с приведенным описанием. Так как двоичная за5 136897пись порога а = 18 имеет вид 010010,то он состоит из элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами второгочетвертого разрядов накопителя 2, авыходом - с входом элемента И, второйвход которого соединен с выходом пятого разряда накопителя 2, а выход -с входом элемента ИЛИ, соединенногодругим входом с выходом шестого разряда накопителя 2.Функционирование порогового устройства происходит следующим образом(фиг.1),На выходах распределителя 4 импульсов последовательно, начиная спервого и до последнего, появляютсяразрешающие сигналы в течение длительности тактового импульса, поступающего на счетный вход распределителя с выхода генератора 7 тактовыхимпульсов. тактового импульса сигнал появляется на втором выходе формирователя 6 сброса, и поступая на входы сброса накопителя 2 и распределителя 4 импульсов, устанавливает их в исходное состояние. Со следующего такта начинается новый цикл работы.иЕсли 2 ы,х;а, то на некотором1такте работы порогового элемента на выходе накопителя 2 появляется код числа большего или равного порогу а, что вызывает появление единичного потенциала на выходе комбинационного порогового элемента 1, поступающего на информационный вход триггера 5 и первый вход формирователя 6 сброса, на первом выходе которого при этом появляется сигнал, разрешающий запись в триггер 5 единичного сигнала с выхода комбинационного порогового элемента 1. По окончании тактового импульса единичный сигнал на первом выходе пропадает и появляется на втором выходе формирователя 6 сброса и, поступаяна входы накопителя 2 и распределителя 4 импульсов, устанавливает их в исходное состояние. Цикл работы устройства окончен. Со следующего такта начинается новый цикл, работы порогового элемента.Пусть единичные сигналы поданы на входы Х Х , Х . Выходные сигналы мультиплексоров 3 и содержимое накопителя 2 по тактам работы устройства представлено в табл. 1.Таким образом, на третьем такте цикл работы устройства оканчивается. На выходе триггера 5 устанавливается единичный потенциал. Со следующего такта начинается новый цикл работы устройства.Пусть единичным потенциалом поданы на входы Х, Х 4, Х, Х порогового элемента. При этом процесс функционирования устройства по тактам представлен в табл. 2.Цикл работы порогового элемента оканчивается на восьмом такте,иЕсли , ы; х; с а, то цикл работы1устройства составляет 13 тактов.Пороговое устройство обеспечивает повьппение быстродействия и упрощения. При этом разрешающий сигнал с выходов распределителя 4 последовательно разрешает прохождение сигналов с входов 8 устройства через один из мультиплексоров 3 на счетные входы накопителя 2. Причем каждый из входов 8 устройства последовательно подключается к счетным входам накопитпя 2 30 с весами 2 такими, что в двоичном представлении его веса У; в разрядах с весом 2 имеется единица. При поступлении на вход накопителя 2 с весом 2 единичного сигнала с входа 8 устройства, к содержимому накопителя 2 иприбавляется число 2 . Если .ц; х,са,то в течение цикла из ш тактов всевходы 8 подключаются к входам накопителя 2 с соответствующими весами,причем на ш-м такте в накопителе 2иоказывается записано числои, х что приводит к сохранению нулевого 45 сигнала на выходе элемента 1 в течение всего цикла работы. При появлении разрешающего (единичного) сигнала на ш-м выходе распределителя 4 импульсов он одновременно поступает на 50 второй вход формирователя 6 сброса, который при этом в течение длительности тактового импульса формирует на первом выходе сигнал разрешения записи, поступающий на вход Разрешения записи триггера 5, в который при этом записывается сигнал логического "0" с выхода комбинационного порогового элемента. По окончании формула изобретенияПороговое устройство, содержащеетриггер, распределитель импульсов,выходы котррого соединены с управляТакт Выходные сигналы мультиплек- соров Содерзимоенакопителя Выходнойсигнал порогового эле- мента 1 3-4 3-1 3-2 3-3 001000/8010000/16010100/20 1 0 О 0 1 2 0 0 3 0 0%Выходные сигналы мультиплексоров 3 приведены для моментов времени в течение длительности тактового импульса.4В числителе дроби состояние выходов, в знаменателе -десятичный эквивалент числа в накопителе.1 Та блица 2 Такт Содержимоенакопителя2 2 2222 Выходные сигналы мультиплек- соров Выходнойсигнал порогового эле 3-1 3-2 3-3 3-4 мента 000000/О 001000/8 001000/8 001100/12001100/12010000/16 0000 10010/18 713 ющими входами мультиплексора, информационные входы которого соединены с входными информационными шинами, а выход соединен со счетным входом накопителя, и генератор тактовых импульсов, соединенный выходом со счетным входом распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения, введены дополнительные мультиплексоры, комбинационный пороговый элемент и формирователь сброса, управляющие входы дополнительных мультиплексоров соединены с дополнительными выходами распределителя импуль 68979 8сов, информационные входы - с входными информационными шинами, а выхо" ды - со счетными входами накопителя, 5выходы которого соединены с входами комбинационного порогового элемента, выход которого соединен с информационным входом триггера и первым входом формирователя сброса, второй вкод которого соединен с последним выходом распределителя импульсов, третий вход в ,с выходом генератора тактовых импульсов, первый выход - с входом разрешения записи триггера, а вто" ройс входами сброса распределителя импульсов и накопителя.Т а б л и ц а 11368979 Составитель О.СкворцовТехред А. Кравчук ктор М.Бланар орректор В.Бутяга Заказ 315/5 ВНИИПИ Гос по делам о 3035, Москв ауш оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 9 арствен зобретеЖ,Подписнокомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5