Пороговый элемент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Ц 5 Н 03 К 5 К АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ асти авто и и может и различ Изобретение матики и вычисли быть использован ных устройств об формации. Целью изобр ние быстродейств На фиг. 1 изо ма порогового эл турная схема пор формулы изобрет накопителя, сится к области автоной техники и может и построении различотки дискретной инотнтелопраб содержит генерав, многоканальный ексор 2, триггер 3, р, элемент ИЛИ 5,ли 7.1 - 7.р, элемент И 9, элемент рмационные шиныход 12, выход 13 элемента, нирующий мульти- ОВЫМ ВХОДОМ С ВЫ- ктовых импульсов,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ.ПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 1277370, кл. Н 03 К 5/24,24.04,84,54) ПОРОГОВЪИ ЭЛЕМЕНТ57) Изобретение относится к обл атики и вычислительной техник ыть использовано при. построени етения является повышеия.бражена структурная схеемента; на фиг, 2 - струкогового элемента по п.2ения; на фиг, 3 - схема Пороговый элемент тор 1 тактовых импульсо сканирующий мультипл полусумматоры 4.1 - 4, счетный блок 6, накопите менты И 8 Л - 8,р, зле ИЛИ 10, входные инфо 11, информационный вы конца работы пороговогоМногоканальный ска плексор 2 соединен такт ходом генератора 1 та ц,5 Ц,1647871 А 1 ных устройств обработки дискретной информации, Цель изобретения - повышение быстродействия - достигается тем, что в пороговый элемент введены полусумматоры 4;1 - 4.р. Устройство также содержит генератор 1. тактовых импульсов, многоканальный сканирующий мультиплексор 2, триггер 3, элемент ИЛИ 5, счетный блох 6, накопители 7 Л - 7.рэлементы И 8.1 - 8.р, элемент 4 9, элемент ИЛИ 10, входные информационные шины 11, информационный выход 12, выход 13 конца работы порогового элемекта.:1 э.п.ф-лы, 3 ил. информационными входами с входными формационными шинами 11, выходом ос нова - с входом триггера 3, -м и (р + 1)-м выходами ( = 1 р) - с входами полусумма- тора 4.,. Выходы суммы и переноса полусумматора 4./ (/ = 1,2, р) соединены с первым и вторым счетными входами накопителя 7./, первый выход которого соединенр с первым входом элемента И 8,/, соединенного входами с выходом генератора 1 тактовых импульсов 1, выходом триггера 3 и вторыми выходами накопителей 7 Л - 7,/-1, ОО а выходом с вычитающим входом накопителя 7,/ и /-м входом элемента ИЛИ 5, соеди- ъ ненного р-м входом с выходом суммы полусумматора 4.р, а выходом с первым счетным входом счетного блока 6. ВторойюиЪ счетный вход последнего соединен с выходом переноса полусумматора 4.р, а выход - с информационным выходом 12 пороговогО элемента. Вторые выходы порогового элемента соединены с входами элемента И 9, соединенного входом с выходом триггера 3, а выходом с выходом 13 конца работы порогового элемента, 1647871Пороговый элемент по п.2 формулы изобретения содержит элемент ИЛИ 10, входы которого соединены с выходом счетного блока 6 и третьими выходами накопителей 7,1 - 7,р, а выход - с информационным выходом 12 порогового элемента,Многоканальный сканирующий 1,".льтиплексор 2 может быть выполнен как в устройстве-прототипе в виде и 2 р-разрядного распределителя импульсов, выходы которого соединены с первыми входами 2 р групп элементов И (2 р - число каналов мультиплексора). Вторые входы элементов И каждой группы являются группой информационных входов мультиплексора, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого является соответствующим выходом мультиплексора (выходом соответствующего канала). Тактовый вход распределителя импульсов является тактовым входом сканирующего мультиплексора, а выход последнего разряда распределителя импульсов является выходом останова сканирующего мультиплексора,Многоканальный сканирующий мультиплексор может быть также выполнен в виде 2 р регистров сдвига, соединенных информационными входами с информационными входами сканирующего мультиплексора., тактоВыми входами с его тактовым входом, а выходами переноса с информационными выходами сканирующего мультиплексора. Инверсные выходы каждого регистра сдвига соединены с входами. своего элемента.И, а выходы последних - с входами элемента И, выход которого является выходом. оста- нова скаиирующего мультиплексора, Входы разрешения записи регистров сдвига соединены, с входов записи сканирующего мультиплексора.Накопитель 7. в общем случае выполняется в виде реверсивного двоичного счетчика на в и( 092 (и р+ 1) , 092(а+ + 1) ) = Х разрядов, имеющего суммирующий и вычитающий счетные входы первого разряда, а также счетный вход второго . разряда,подключенный параллельно выходу переноса первого разряда в режиме суммирования . и являющийся вторым суммирующим. счетным входом накопителя, В исходном состоянии в накопитель записывается число о О,. Прямые выходы разрядов счетчика с номерами, равными номерам единичных разрядов в двоичном представлении числа ць и инверсные выходы остальных разрядов соединены с входами элемента .И, прямой выход которого является вторым выходом накопителя, а ин и а =а 2=1, Входы блока, начиная с 1-го и до -го,такие, что а 1 =а+1 = =а =1, а а+1 = О, соединены с входами эле 2025мента И, выход которого, а также входы блока, начиная с ( + 1)-го и до 1-го, такие, что а 1 +1 =а+2 ==Я = О, а Я+1= 1, соединены с входами элемента 30 ИЛИ, выход которого, а также входы блока,. начиная с ( + 1)-го и до 1-го, такие, чтаа+1=а+2 = =а=1,ай+1 =О, срединены с входами элемента И, выход которого, а также входы блока, начиная с35 (, + 1)-го и кончая входом с номером т, такие, что а+1=а+2.= =а = О, а а 1+1 =1, соединены с входами элемента ИЛИ, и так далее до объединения всех входов блока формирования порога (прямых выходов счетчика), Если аи = 1, по.следним является элемент И, если,аи = О, последним является элемент ИЛИ, В частном случае при а= 2 Р блок формирования порога выполняется в видеэлемента ИЛИ, соединенного входами с входами блока от(р+1)-го дои-го, В частном случае а = а 2 ==,ар - 1 - О,а ар =ар+1 =аи =1, блок формирова ния порога выполняется в виде элементаИ, соединенного входами с входами. блока от р-го дои-го. При а = 2" блок формирования порога выполняется в виде линиисвязи с. его и-го входа на выход, 55 Счетный блок 6 выполняется в виде суммирующего счетчика на РОс 2 (а +1)разрядов. Он может иметь любую из известных схемных реализаций счетчика, Отличием используемого счетчика является наличие второго счетного входа, подключаверсный - его первым выходом:(выходы 14и 15 на фиг. 3).При выполнении порогового элементав соответствии с п,2 формулы изобретения 5 либо выбирается с = 2 - а, при этомтретьим выходом накопителя являетсяпрямой выход старшего разряда счетчика(см. выход 16 на фиг. 3), либо выходы счетчика соединяются с входами блока форми рования порога (прямые выходы разрядовсчетчика), реализующего пороговую функцию с весами входов 2 и порогом а = а++р, где а - порог функции, реализуемойпороговым элементом,15 Блок фо.рмирования порога можетбыть выполнен следующим образом.Пусть двоичное представление а имеет видемого к счетному входу второго разряда счетчика параллельно переносу из первого разряда. Такой счетчик может быть выполнен, например, на Тгтриггерах, соединенных последовательно, причем выход переноса каждого триггера соединен с входом переноса(счетным входом) следующего триггера, выход переноса первого триггера соединен с входом переноса (счетным входом) второго триггера через элемент ИЛИ, второй еход которого является вторым счетным входом счетного блока, В исходном состоянии в счетчик записан код числа ц В О, При выборе о -2-а прямой выход старшего разряда счетчика является выходом счетного узла. В противном случае прямые выходы счетчика соединяются с входами блока формирования порога, равного оа, реализуемого в описанном выше порядке, выход которого и является выходом счетного блока.Триггер 3, как и в устройстве-прототипе, выполняется в виде ЯЯ-триггера при реализации многоканального сканирующего мультиплексора на регистрах сдвига или при.его реализации на распределителе импульсов, когда импульс на выходе останова сиихронизирован с паузой между тактовыми импульсами, либо в виде счетного триггера, когда многоканальный .сканирующий мультиплексор выполнен на распределителе импульсов, а импульс на выходе останова синхронизированс тактовым импульсом;Функционирует предлагаемый пороговый элемент следующим образом,.В исходном состоянии многоканальный сканирующий мультиплексор 2, счетный блок 6, накопители 7 и триггер 3 сброшены. При этом на выходе триггера находится нулевой сигнал, блокирующий прохождение. тактовых импульсов через элементы И 8. При выполнении сканирующего мультиплексора 2 на регистрах сдвига входной код с входных информационных шин 11 записан в регистры сдвига.При поступлении тактовых импульсов с выхода генератора 1 тактовых импульсов на тактовый вход многоканального сканирующего мультиплексора 2 последний преобразует параллельный код, подаваемый на группу входных информационных шин 11, (входы -го канала сканирующего мультиплексора 2), в последовательность импульсов на его -м выходе (выходе -го канала). Причем за время работы мультиплексора 2 на его -м выходе формируется число импульсов,.равное числу единичных сигналов на группе входных информационных шин 1 1,. Импульсы с 1-го и (р+ )-го выходов сканирующего мультиплексора 2 поступают навходы полусумматора 4;. Если импульс поступает на один его вход, это вызывает им 5 пульс на его выходе суммы, соединенном спервым счетным входом накопителя 7 прир и первым счетным входом накопителясчетного блока 6 через элемент ИЛИ 5 при= р, к содержимому которых при этом при 10 бавляется единица. Если импульс поступаетна оба входа полусумматора 4., это вызывает импульс на его выходе переноса, соединенноМ с вторым суммирующим счетнымвходом накопителя 7; при р и счетного15 блока 6 при= р, к содержимому которыхпри этом прибавляется число два,Если за время работы сканирующегомультиплексора 2 на входы полусумматора4.р поступает не менее а импульсов, то на20 выходе счетного блока 6 формируется единичный сигнал, поступающий на выход 12порогового элемента, являющийся результатом работы и одновременно свидетельствующий об окончании цикла работы.25 Результат снимается с выхода 12 счетногоблока 6. Если за время работы сканирующего мультиплексора 2 в счетном блоке б непроисходит накопление требуемого числаимпульсов, то работа продолжается в опи 30 санном выше порядке до опроса всех входных информационных шин, для чегопотребуется )и/2 р( тактов, где и - разрядность входного кода. При этом по окончанииработы многоканального сканирующего35 мультиплексора 2 он самоблокируется и далее на своих информационных выходах импульсов не формирует. При этом на еговыходе остаиова формируется импульс, переключающий триггер 3 (в паузу между так 40 товыми импульсами). При этом на выходетриггера 3 появляется единичный сигнал,разрешающий прохождение тактовых импульсов через элементы И 8,Далее происходит процесс последо 45 вательного пересчета содержимого накопителей 7 в счетный блок б. Пусть 7. -наименьший номер накопителя, в которыйзаписан код, отличный от исходного сь т.е.за время работы многоканального сканиру 50 ющего мультиплексора 2 на его счетные входы поступают импульсы, при этом на егопервом выходе, соединенном с входом элемента И 8, находится единичный сигнал, ана втором, соединенном с входами элемен 55 тов И 8.+1 - 8.р, - нулевой, запрещающийпрохождение тактовых импульсов на их выходы, Таким образом, на всех. входах элемента И 8., соединенных с вторымивыходами накопителей 7,1 - 7. - 1, имеютсяединичные сигналы. В результате тактовыеимпульсы проходят через элемент И 8, навычитающий счетный вход накопителя 7от содержимого которого при этом вычитается единица, и через элемент ИЛИ 5 насчетный вход (первый) счетного блока 6, ксодержимого которого при этом прибавляется единица. Работа продолжается такимобразом до возвращения накопителя 7. висходное состояние, При этом на его первом выходе появляется нулевой сигнал, запрещающий дальнейшее прохождениетактовых импульсов иа выход элемента И 8а на втором выходе - единичный сигнал,разрешающий прохождение тактовых импульсов на выходы элементов И 8,+1 - 8,р.Далее аналогично осуществляется пересчетсодержимого накопителей 7;+ 1 - 7.рвсчетный блок 6;иЕсли, ха, то в некоторый моментвремени в счетчике счетного блока будет записан код числа о + а, где о - кодчисла исходного состояния счетчика счетного блока 6. При этом на выходе счетногоблока 6 появляется единичный сигнал, поступающий на выход 12 порогового элемента, .являющийся результатом работы исвидетельствующий об окончании цикла работ.ы,Если ха, то по окончании пере =1счета содержимого всех накопителей 7 всчетный блок 6 на их вторыхвыходах оказываются единичные сигналы, свидетельствующие об их возвращении в исходноесостояние; что вызывает единичный сигнална выходе элемента И 9, свидетельствующий об окончании цикла работы и поступающий на выход 13 конца работы. пороговогоэлемента.При этом с выхода 12 порогового элемента снимается нулевой выходной сигнал.иТаким образом, приха на выходе=1порогового элемента формируется единичный сигнал, а в противном случае - нулевой.В случае устройства по п.2 формулыизобретения, работа порогового элементаосуществляется атом же порядке, что и описанный выше.Разница заключается в том, что при поступлении.на входы некоторого полусумматора 4, числа импульсов, равного порогу аили а + 1, в счетчике накопителя 7,будет записан код соответствующего числа,что вызывает единичный сигнал на еготретьем выходе, поступающий на вход элемента ИЛИ 10, что вызывает на его выходе12, являющемся информационным выходом порогового элемента, единичный сигнал, являющийся результатом работы и свидетельствующий об окончании цикла работы.Работа порогового элемента оканчива. - ется при появлении единичного сигнала на одном из выходов 12 или 13. Результат снимается с информационного выхода 12 порогового элемента.10 . Таким образом, на выходе порогового элемента формируется единичный сигнал, если на его входы подано число единичных сигналов большее или равное порогу, в противном случае на выходе порогового эле 15 мента формируется нулевой сигнал Пороговый элемент обеспечивает повышение быстродействия.Формула изобретения 1. Пороговый элемент, содержащий многоканальный сканирующий мультиплексор, соединенный тактовым входом с выходом генератора тактовых импульсов,20 информационными входами с входными информационными шинами, выходом останова с входом. триггера, элемент ИЛИ, соединенный выходом со счетным входом счетного блока, выход которого является информационным выходом порогового элемента, рнакопителей и р элементов И,первый выход -го накопителя соединен с 30 входом -го элемента И, выход которого соединен с -м входом элемента ИЛИ и вычитающим входом -го накопителя, а входы - с выходом генератора тактовых импульсов, 35 триггера и вторыми выходами накопителей от первого до (-1)-го, вторые выходы накопителей соединены с входами элемента И, выход которого соединен с выходом "Окончание работы" порогового элемента, а вход - 40 с выходом триггера, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены рполусумматоров, причем входы -го полусумматора соединены с -м и (р+)-м информационными выхода ми многоканального сканирующегомультиплексора ( = 1, 2, р); выход суммы р-го полусумматора соединен с входом элемента ИЛИ, а выход переноса - с вторым суммирующим входом счетного блока,вы ходы суммы и переноса )-го полусумматора О = 1, 2 .,;, р) соединены с первым и вторым суммирующими входами )-го накопителя,2. Элемент по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я 55 тем, что, с целью повышения быстродейст.- вия, третьи выходы накопителей соединены с входами второго элемента ИЛИ, соединенного входом с выходом счетного блока, а выходом с информационным выходом порогового элемента., РФда актор Т. Юрчикова Сост ехр ленк ор.ректор О сударствеййо 11303КОМИтВТМосква, Ж 76 льСки.й к Прюизводствен а, 101 Уж горо мби ул. Гага т "Патент Заказ 1661. 6 НИИПИ 1111 тель В, ЯкимовМ.Моргентал Подписное а по изобретениям и открытиям при ГКНТ С