Счетчик импульсов в коде фибоначчи

)5 Н 03 К 23 УОО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИБ ЧИКИМПУЛЬСОВ В К(54) С НАЧ ие относится к выч четчик импульсов .1-1.3, восемь эле 8,3, пять элементов ва элемента НЕ 10 ЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ мент 15 задержки ислительсодержит ментов И ИЛИ - НЕ и 11, два 12 и 13, , элемент.10 И ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(56) 1. Авторское свидетельство СССРМ 577682, кл. Н 03 К 23(00, 1975.2, Авторское свидетельство СССРВ 1172006, кл. Н 03 К 23/00, 1984.3, Авторское свидетельство СССРВ 1322467, кл, Н 03 К 23/00, 1987,(57) Изобретен ной технике. С три триггера 1 5.67.1 - 7,3,8.1 - 2.1-2,3, 3, 4, дэлемента ИСК триггер 14, эле ИЛИ 9. 1 ил,10 20 25 30 35 40 45 50 Изобретение относится к вычислительной технике и используется для подсчетаимпульсов с большой достоверностью.Известен последовательный счетчик вкодах Фибоначчи, содержащий в каждомразряде счетный триггер и элемент И, дешифратор неполных состояний 1.Недостатком этого счетчика являетсямалое быстродействие из-.за последовательной организации цепи переноса,Известен также счетчик импульсов в ркодах Фибоначчи, содержащий в каждомразряде счетный триггер, элементы И иИЛИ 2 Д,Недостатком этого счетчика является 1малая достоверкость подсчета импульсов,так как не позволяет исправлять ошибкисчета.Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является пересчетнаясхема в коде Фибоначчи, содержащая 3 Ктриггер в каждом разряде, первый и второйэлементы И, элемент НЕ. злемент ИЛИ- НЕЗ,Недостатком указанного устройства является малая достоверность функцлонирования, так как не позволяет исправлять.ошибки счета,Целью изобретения является повышение достоверности функционирования засчет исправления некоторых ошибок.Поставленная цель достигается тем, чтов устройство, содержащее ЭК-триггеры вкаждом из трех разрядов, первый и второйэлементы И., элемент ИЛИ-НЕ и элементНЕ, причем прямые выходы 3 К-триггеровявляются информационными выходами устройства, прямой выход ЗК-триггера первогоразряда подключен к второму 3-входу ЗКтриггера второго разряда, к третьему К-входу 3 К-триггера третьего разряда и к первомувходу первого элемента И, инверсный выход 3 К-триггера первого разряда подключенк второму К-входу 3 К-триггера второго разряда, к первому 1-входу Л К-триггера третьего разряда и является управляющимвыходом устройства. прямой выход 3 К-триггера второго разряда подключен к второму3-входу 3 К-триггера третьего разряда и квторому входу второго элемента И, инверсный выход 3 К-триггера второго разряда подключен к второму К-входу ЗК-триггератретьего разряда и к 3- и К-входам 1 К-триггера первого разряда, прямой выход ЗКтриггера третьего разряда подключен квторому входу первого элемента И, инверсный выход 3 К-триггера третьего разрядаподключен к первым и третьим 3- и К-входам3 К-триггера второго разряда, счетный входустройства подключен к синхровходу ЛКтриггеров, управляющий вход устройства подключен к третьему 3-входу и первому К-входу 3 К-триггера третьего разряда. к входу элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход первого и второго элементов И подключены соответственно к входам элемента ИЛИНЕ, выход которого является выходом перекоса устройства. в него введены первый ивторой элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,О-триггер, элемент, задержки, второй элемент Н Е и второй элемент ИЛИ - НЕ, а в каж-.дый разряд дополнительно введены элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы И, во второй разряд, кроме того, введен элемент ИЛИ, в каждом разряде вход сброса устройства подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ. второй вход которого подключен к выходу. первого элемента И, авыход элемента ИЛИ-НЕ подключен к Я- входу соответствующего 3 К-триггера разряда, прямой выход 3 К-триггера первого разряда подключен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и к второму входу второго элемента И первого разряда, выход которого подключен к первому входу первого элемента И первого разряда, к первому входу элемента ИЛИ второго разряда и к третьему входу второгоэлемента ИЛИ-НЕ, прямой выход ЗК-триггера второго разряда подключен к первому входу второго элемента И первого разряда. к второму входу второго элемента И второго разряда, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, к первому входу первого элемента И третьего разряда и к второму входу элемента ИЛИ второго разряда, выход которого подключен к первому входу первого элемента И второгоразряда, прямой выход 3 К-триггера третьего разряда подключен к второму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первому входу второго элемента И второго разряда и к второму входу второго элементаИ третьего разряда, первый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом контроля устройства, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу элемента задержки и к О-входу О-триггера, Р- и С-входы которого подключены соответственно к входу сброса и счетному входу устройства, инверсный выход О-триггера и выход элемента задержки подключены соответственно к первому и второму входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого является вторым выходом контроля устройства и подключен к второму входу первого элемента Ивторого разряда и к входу второго элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам первых элементов И первого и третьего разрядов.На чертеже приведена электрическая схема счетчика импульсов в 1-коде Фибоначчи.Счетчик импульсов в коде Фибоначчи содержит ЗК-триггеры 1,1-1.3, элементы ИЛИ - НЕ 2.1 - 2,3, 3 и 4, элементы И 5, 6, 7,1 - 7,3 и 8.1 - 8.3, элемент ИЛИ 9, элементы НЕ 10 и 11, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и 13, О-триггер 14, элемент 15 задержки.Вых. 1 - 3 являются информационными выходами счетчика и подключены к прямым выходам 3 К-триггеров 1,1 - 1,3, Вых, 4 является выходом переноса и подключен к выходу элемента ИЛИ - НЕ 3. Вых. 5 является управляющим и подключен к инверсному выходу 3 К-триггера 1.1, Вых, 6 является первым выходом контроля и подключен к выходу элемента ИЛИ - НЕ 4. Вых, 7 является вторым выходом контроля и подключен к выходуэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, к входу элемента НЕ 11 и к второму входу элемента И 7,2, Вх, 8 является счетным входом и подключен к синхровходам ЗК-триггеров 1.1 - 1.3 и О.-триггера 14. Вх. 9 является входом сброса и подключен к первым входам элементов ИЛИ-НЕ 2,1-2.3 и В-входу О-триггера 14, Вх. 10 является входом управления и подключен к входу элемента НЕ 10, третьему 3- и первому К-входу Л К-триггера 1,3.РПрямой выход 3 К-триггера 1.1 подключен к второму Л-входу ЛК-триггера 1.2, к третьему К-входу ЛК-триггера 1.3, к первым входам элементов И 5 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и второму входу элемента И 8,1, Инверсный выход,3 К-триггера 1,1 подключен к второму К-входу 3 К-триггера 1,2 и к первому Л-входу )К-триггера 1.3. Прямой выход ЗК-триггера 1.2 подключен к второму 3-входу )К-триггера 1,3. к вторым входам элементов И 6 и 8,2 и к первому входу элемента И 8.1. Инверсный выход ЛК-триггера 1,2 подключен к второму К-входу ЛК-триггера 1.3 и 3- и К-входам ЛК-триггера 1,1.Прямой выход ЛК-триггера 1.3 подключен к вторым входам элементов И 5, 8.3, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и к первому входу элемента И 8,2, Инверсный выход ЗК-триггера 1.3 подключен к первым и третьим,3- и К-входам,3 К-триггера 1.2. Выход элемента НЕ 10 подключен к первым входам элементов И 6 и 8.3, Выходы элементов И 5 и 6 подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ-НЕ 3. Выходы эле элемента И 7.2, второй вход которого подключен к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13. Выход элемента НЕ 11 подключен к вторым входам элементов И 7.1 15 и 7.3. Выход элемента И 8,2 подключен квторому входу элемента ИЛИ 9 и элемента ИЛИ - НЕ 4 и к первому входу элемента И 7,3, Выход элемента И 8.3 соединен с первым входом элемента ИЛИ - НЕ 4. Выход элемен та ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 подключен к 25 30 35 40 50 55 5 10 ментов ИЛИ-НЕ 2.1 - 2.3 подключены к В- входу соответствующего 3 К-триггера 1,1 - 1.3.Выходы элементов И 7,1-7.3 подключены к вторым входам соответствующих элементов ИЛИ - НЕ 2,1 - 2.3, Выход элемента И 8.1 подключен к первому входу элемента И 7.1, к первому входу элемента ИЛИ 9 и к третьему входу элемента ИЛИ - НЕ 4, Выход элемента ИЛИ 9 подключен к первому входу информационному входу О-триггера 14 и к входу элемента 15 задержки, выход которого подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, первый вход которого соединен с инверсным выходом О-триггера 14,Триггеры 1 выполнены на элементах 155 ТВ 1, элементы И 5 - 8 выполнены на 155 ЛИ 1, элементы НЕ 10 и 11 - на 155 ЛН 1,триггер 14 - на 155 ТМ 2, элемент 15 задержки - на 155 АГ 1, элементы ИЛИ - НЕ 2 и 3 - на 155 ЛЕ 1, элемент ИЛИ - НЕ 4 выполнен на ЯК 7427 И, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ12 и 13 вы пол не н ы на 155 Л П 5.Устройство работает следующим образом. Счетчик импульсов в 1-коде Фибоначчи представляет собой трехразрядный счетчик с весами разрядов 1, 2, 3 с возможностью расширения разрядности последовательным подключением трехразрядных модулей, В этом случае можно строить счетчик с весами разрядов 1, 2,3,5, 8, 13,.,ср (Ь), где ф 1(Ь) - й-е число Фибоначчи, определяемоеизвестным соотношением ср 1 Ь) = р 1(Ь - 1) + ср 1 (Ь - 2). При подсчете числа импульсов работа устройства аналогична работе прототипа. Содержимое счетчика с поступлением каждога синхроимпульса увеличивается на единицу согласно таблице переходов.Содержимое разрядов счетчика в каждыи момент времени соответствует представлению натуральных чисел от 1 до четырех, включая нулевые состояния, Натуральные числа представлены в минимальной форме 1-кода Фибоначчи.В отличие от прототипа в предлагаемом устройстве возможно обнаружение ошибок10 15 типа переходов 0-+1 и части ошибок типа переходов 1О.Обнаружение ошибок, вызванных ложными переходами 0 1, основано на проверке соответствия к минимальной форме кода, записанного в счетчик в каждый момент времени, на элементах И 8,1-8,3. Выходы этих элементов соединены с входами элемента ИЛИ - НЕ 4, на выходе которого формируется сигнал ошибки счета.Обнаружение ошибок типа О-ф 1, не вызван. ных нарушением минимальной формы, и ошибки типа 1 -О, обнаруживаются посредством контроля нэ четность кода, записанного в счетчик, Контроль на четность осуществляется на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и 13, триггере 14, элементе 15 задержки. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 и триггер 14 образуют схему.прогнозирования четности, В предыдущий момент времени, если в счетчике записано четное число, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 присутствует единичный сигнал, и с приходом синхросигналэ по счетному входу в следующий момент времени значение четности записывается в триггер 14, В этот же момент времени на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12 формируется сигнал четности, соответствующий состоянию разрядов счетчика в момент времени Т+1. Сигнал четности, соответствующий коду в момент времени Т с инверсного выхода триггера 14. сравнивается с сигналом четности в момент времени Т+1 на элементе ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, При совпадении этих значений на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 имеем единичный сигнал, который свидетельствует о сохранении четности кода, При правильном фунционировании устройства за все время его работы на вых. 7 контроля присутствует единичный сигнал, а на вых, 6 контроля единичный сигнал свидетельствует о том, что минимальная форма кода чисел не нарушена.Рассмотрим следующих три случая.Нарушение минимальной формы и четности числа, Нарушение минимальной формы указывает группу из двух разрядов, где произошла ошибка, Поскольку из двух разрядов один является разрядом с четным, а другой с нечетным весом и с учетом того, что информация о четности чисел содержится в разрядах с нечетным весом, то при одновременном нарушении минимальной формы и четности ошибочным считается разряд с нечетным весом.Допустим, что в момент времени Т в счетчике был записан код 001. В следующий 20 25 30 35 40 45 50 55 момент Т+1 должен быть записан код 010, Однако из-за помех и сбоя в счетчик записался код 011, Первый код соответствует нечетному числу. а второй код также соответствует нечетному числу. Однако. так как в следующий момент Т+1 в счетчик должно записаться четное число, то имеет место нарушение четности числа. Таким образом одновременно нарушены минимальная форма и четность, В этом случае единичные сигналы с прямых выходов 1 К-триггеров 1.1 и 1.2 поступают на входы элемента И 8.1, на выходе которого имеем единичный сигнал, поступающий на вход элемента И 7,1. На другом входе этого элемента присутствует также единичный сигнал с выхода элемента НЕ 11, На входе этого элемента присутствует нулевой сигнал, обусловленный тем, что на входах элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 в момент времени Т+1 появятся разнополярные сигналы, свидетельствующие о нарушении четности числа. Таким образом единичный сигнал с выхода элемента И 7,1 через элемент ИЛИ - НЕ 2.1 установит 1 К- триггер 1.1 в нулевое состояние по его йвходу, Скорректированный код имеет вид 010.В другом примере возможен переход кода 010 в ошибочный код 110. Этот пример относится к второму случаю,Нарушение минимальной формы, четность числа сохраняется. В указанном примере ошибочного перехода после четного числа в счетчик в момент времени Т+1 записалось нечетное число, следовательно, четность числа не нарушена. Однако код числа не удовлетворяет минимальную форму, Если предположить, что в устройстве имеют место только однократные ошибки, то если четность не нарушена, то делается заключение, что ошибка имеет место в разряде с четным весом, При нарушении минимальной формы ошибочный разряд с четным весом находится в группе разрядов, не удовлетворяющих минимальную форму. Так как четность не нарушена, то на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 присутствует единичный сигнал, который поступает на входэлемента И 7.2, Элементы И 7,1 и 7,3 блокированы нулевым сигналом элемента НЕ 11. Единичные сигналы с выходов 1 К- триггеров 1,1, 1,2 и 1.3 поступают на входы элемента И 8,2, Единичный сигнал с выхода элемента 8,2 через элементы ИЛИ 9 поступает на вход элемента И 7.2, на другом входе которого также присутствует единичный сигнал, Единичный сигнал с выхода элемента И 7.2 через элемент ИЛИ-НЕ 2,2 установит в нулевое состояние 3 К-триггер 1.2 по его Я-входу,10 20 25 30 нимальной формы. 35 40 50 55 Таким образом получаем скорректированный код 100.Нарушение четности числа. соответст.- вие кода к минимальной форме, В этом случае коррекция ошибок невозможна Например, если в момент времени Т в счетчик был записан код 010, в следующий момент Т+1 должен быть записан код 100,Однако из-за помех записался код 101, Как видно из примера, полученный код соответствует минимальной форме, однако нарушена четность, так как в момент времени Т код, записанный в счетчик, соответствовал четному чисЛу. Таким образом, коррекция ошибок возможна только при нарушении минимальной формы кода и в зависимости от того, имеет место нарушение четности или нет, осуществляется коррекция ошибок в разрядах с четным или нечетным весами. Таким образом, введением контроля по признаку минимальной формы и одновременно контроля на четность чисел возможна коррекция ошибок счета в разрядах с нечетными весами и четными весами. Кроме того, благодаря контролю на четность увеличивается ошибкообнаружительная способность за счет обнаружения переходов 1 -+ 0 и части необнаруживаемых переходов типа О -+1, не вызывающих нарушения миФормула изобретения Счетчик импульсов в коде Фибоначчи, содержащий 3 К-триггеры в каждом из трех разрядов, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ-НЕ и элемент НЕ, причем прямые выходы 3 К-триггеров являются информационными выходами счетчика, прямой выход 3 К-триггера первого разряда подключен к второму 3-входу 3 К-триггера второго разряда, к третьему К-входу 3 К- триггера третьего разряда и к первому входу первого элемента И, инверсный выход ЛК- триггера первого разряда подключен к второму К-входу 3 К-триггера второго разряда,к первому Л-входу 3 К-триггера третьего разряда и является управляющим выходом устройства, прямой выход Л К-триггера второго разряда подключен к второму,-входу ЗКтриггера третьего разряда и к второму входу второго элемента И, инверсный выход 3 К- триггера второго разряда подключен к второму К-входу 3 К-триггера третьего разряда и к 3- и К-входам.К-триггера первого разряда, прямой выход ЗК-триггера третьего разряда подключен к второму входу первого элемента И. инверсный выход 3 К-триггера третьего разряда подключен к первым и третьим Л- и К-входам ЛК-триггера второго разряда, счетный вход устройства подключен к синхровходам ЛК-триггеров, управляющий вход устройства подключен к третьему 3-входу и первому К-входу 3 К-триггера третьего разряда, к входу первого элемента НЕ, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выходы первого и второго элементов И подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом переноса устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышения достоверности функционирования за счет исправления некоторых ошибок, в него дополнительно введены первый и второй элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, 0- триггер, элемент задержки, второй элемент НЕ, второй элемент ИЛИ-НЕ, а в каждый разряд дополнительно введены элемент ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы И; во второй разряд, кроме того, введен элемент ИЛИ, в каждом разряде вход сброса устройства подключен к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И, а выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к Я-входу соответствующего 3 К-триггера разряда, прямой выход 3 К-триггера первого разряда подключен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и к второму входу элемента И первого разряда, выход которого подключен к первому входу первого элемента И первого разряда, к первому входу элемента ИЛИ второго разряда и к третьему входу второго элемента ИЛИ - НЕ, прямой выход 3 К-триггера второго разряда подключен к первому входу второго элемента И первого разряда. к второму входу второго элемента И второго разряда, выход которого подключен к второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, к первому входу первого элемента И третьего разряда и к второму входу элемента ИЛИ второго разряда, выход которого подключен к первому входу первого элемента И второго разряда, прямой выход 3 К-триггера третьего разряда подключен к второму входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первому входу второго элемента И второго разряда и к второму входу второго элемента И третьего разряда. первый вход которого подключен к выходу первого элемента НЕ, а выход - к первому входу второго элемента ИЛИ - НЕ, выход которого является первым выходом контроля устройства, выход первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входу элемента задержки и к 0-входу О- триггера, й- и С-входы которого подключены соответственно к входу сброса и счетному входу устройства, инверсный выход 0-триггера и выход элемента задержки подключе1732464 Составитель Ф, МамедовТехред М.Моргентал Корректор О. Кравцова Редактор С. Пекарь Заказ 1589 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", гужгород, ул.Гагарина, 101 йы соответственно к первому и второму входам второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; выход которого является вторым выходом контроля устройства и подключен к второму входу первого элемента И второго разряда и к входу элемента НЕ, выход которого подключен к вторым входам первых элементов И первого и третьего разрядов, 5