Пороговый элемент

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (10 31511 Н 03 К 19/2 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕЛЬСТВ ВТОРСКОМУ СВ У 17 Н.Т,Музычен 8) 181 са 1-з з: а печ аппа г 1 опе 1 гсц 1 сЕЕЕ,р.1301 о шЪег027175,7 (прототип). кл.ч п вого кото- второ ыств аспре го эл ра с вхо. нымом ныГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) 1. ПОРОГОВЬГЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий генератор тактовых импульсов, счетный узел, К разрядов распределителя, где К - число входов, 0 -триггер и элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами разрядов распределителя, тактовые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход счетного узла соединен с Р -входом П -триггера, выход которого соединен с выходом порогового элемента, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с. целью повышения быстродействия, в него введены К блоков .коммутаций, К +1-й и К +2-й разряды распределителя и блок сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовым входом 0-триггера и входом сброса счетного узла, который соединен с входами сброса разрядов распределителя, тактовые входы ь+1.-го и К+2 - го разрядов распределителя соединены с выходом гене. ратора тактовых импульсов, счетный ратора тактовых импульсов, счетный вход счетного узла соединен с выходом элемента ИЛИ, выход К +1-го разряда распределителя соединен с первымвходом блока сброса, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходом генератора так.товых импульсов и выходом счетногоузла, входы порогового элементасоединены с информационными входамиблоков коммутации, управляющие шиныМ-го блока коммутации, где М = 1,2, К, соединены с управляющимивыводами М -го разряда распределителя, первые и вторые управляющиевыводы К +1-го разряда распределителя соединены соответственно с выходами переноса К -го блока коммутациии с первыми управляющими выводамиК+2-го разряда распределителя, вторые управляющие выводы которого соединены с входами переноса первогоблока коммутации, выходы переносакаждого из блоков коммутации, кроме последнего, соединены с входамипереноса следующего блока коммутации,2, Элемент по п.1, о т л и ю щ и й с я тем, что разряд делителя содержит триггер и элемента И-НЕ, причем выход п элемента И-НЕ соединен с вход сброса триггера, прямой выход рого соединен с первым входом го элемента И-НЕ, второй вход ход которого соединены соотве но с тактовым входом разряда делителя и первым входом перв мента И-НЕ, управляющие вывод ряда распределителя соединены дом установки триггера, инвер выходом триггера, третьим вхо второго элемента И-НГ, прямым1091344 5 1 О 15 ходом триггера, выходом второго элемента И-НЕ и вторым входом первого злеиенга И-НЕ.3, Элемент по п.2, о т л и ч а - ю щ и Й с я тем, что в разрядах Распределителя с первого по 1 -й выход соединен с установочным входом триггера, а вход сброса для разрядов распределителя с первого по к +1-й соединен с дополнительным входом сброса триггера, в К +1-м разряде Распределителя выход соединен с прямым выходом триггера, а в последнем разряде вход сброса соединен с дополнительным входом установки триггера.4. Элемент по п.1, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что блок коммутации содержит три коммутатора, информационные входы которых соединены с информационным входом блока коммутации, входы переноса которого соединены с входами переноса первого и второго коммутаторов и выходом переноса третьего коммутатора, выходы переноса блока коммутации соединены с выходами переноса первого и второго коммутаторов и входом переноса третьего коммутатора, а управляющие щины блока коммутации соединены с выводами управления коммутаторов.5, Элемент по и 4, о т л и ч а ющ и й с я тем, что коммутатор соИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для построенияразличных устройств обработки дискретной информации,Известен пороговый элемент, содержащий генератор тактовых импульсов,сканирующий мультиплексор, состоящий из регистра сдвига, соединенноговыходами с входами группы элементов И, вторые входы которых являются входами порогового элемента, авыходы соединены с входами элемента ИЛИ, выходы мультиплексорасоединены с входом накопителя, состоящего из регистра сдвига или счет.чика с детектором, и выходного тригдержит дяа элемента ЗАПРЕТ, элемент И-НЕ с инверсными входами и элемент И, выход которого соединен с выходом переноса коммутатора, информационный вход которого соединен с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ и первым входом элемента И-НЕ с инверсными входами, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом переноса коммутатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, вход переноса коммутатора соединен с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, а выводы управления коммутатора соединены с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и выходом второго элемента ЗАПРЕТ.6, Элемент по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что блок сброса содержит элемент И, элемент ИЛИ и элемент ЗАПРЕТ, причем первый вход блока сброса соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первыми входами элементов И и ЗАПРЕТ, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сброса второй и третий входы которого соединены с вторым входом элемента И и вторым входом элемента ИЛИ, а второй инверсный вход элемента ЗАПРЕТ соеди нен с вторым входом блока сброса. гера, информационный вход которогосоединен с выходом накопителяНедостатком этого порогового элемента является относительно низкоебыстродействие,Наиболее близким техническим ре -щением к предложенному является пороговый элемент, содержащий генератор тактовых импульсов, счетный узел,К разрядов распределителя, где К -число входов, 0-триггер и элементИЛИ, входы которого соединены с выходами разрядов распределителя,тактовые входы которых соединены с выходом генератора тактовых имйульсов,а выход счетного узла соединен с0-входом Э-триггсра, выход которого35 45 50 55 соединен с выходом порогового элемента 2,Недостатком этого йорогового элемента является относительно низкоебыстродействие.11 ель изобретения - повышениебыстродействия порогового элемента,Поставленная цель достигаетсятем, что н пороговый элемент, содержащий генератор тактовых импульсов,счетный узел, 1 разрядов распределителя, где К - число входов, П-триггер и элемент ИЛИ, входы которогосоединены с выходами разрядов распределителя, тактовые входы которыхсоединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выход счетногоузла соединен с П-входом О-триггера,выход которого соединен с выходомпорогового элемента, введено 1 блоков коммутации, К+1-й и К+2-й разряды распределителя и блок сброса,первый и второй выходы которого соединены соответственно с тактовымвходом П-триггера и входом сбросасчетного узла, который соединен свходами сброса разрядов распределителя, тактовые входы,К+1-го и К+2-горазрядов распределителя соединеныс выходом генератора тактовых импульсов, счетный вход счетного узласоединен с выходом элемента ИЛИвыход К+1-го разряда распределителясоединен с первым входом блока сброса, второй и третий входы которогосоединены соответственно с выходомгенератора тактовых импульсов и выходом счетного узла, входы порогового элемента соединены с информационными входами блоков коммутации,управляющие шины М-го блока коммутации, где М = 1,2 К, соединены с управляющими выводами М-го разряда распределителя, первые и вторыеуправляющие выводы К+1-го разрядараспределителя соединены соответственно с выходами переноса К -гоблока коммутации и с первыми управляющими выводами К+2-го разряда распределителя, вторые управляющие выводы которого соединены с входамипереноса первого блока коммутации,выходы переноса каждого из блоковкоммутации, кроме последнего, соединены с входами переноса следующего блока коммутации. Разряд распределителя содержит триггер и два элемента И-НЕ, причем5 1 О 5 20 25 ЗО 40 выход первого элемента И-НГ соединен с входом сброса триггера, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй вход и выход которого соединены соотнетственно с тактовым входом разряда распределителя и первым входом первого элемента И-НЕ, управляю-. щие выводы разряда распределителя соединены с нходом установки триггера, инверсным выходом триггера, третьим входом нторого элемента И-НЕ, прямым выходом триггера, третьим входом второго элемента И-НЕ, пря мым выходом триггера, выходом второго элемента И-НЕ и вторым входом пер ного элемента И-НЕ.Кроме того, н разрядах распределителя с первого К-й выход соединен с установочным входом триггера, а вход сброса для разрядовраспределителя с первого по К+1-й соединен с дополнительным входом сброса триггера,в Кь 1-м разряде распределителя выход соединен с прямым выходом триггера, а в последнем разряде вход сброса соединен с дополнительным входом установки триггера,Блок коммутации содержит три коммутатора, информационные входы которых соединены с информационным входом блока коммутации, входы переноса которого соединены с входами переноса первого и второго коммутаторов и выходом переноса третье го коммутатора, выходы переноса блока коммутации соединены с выходами переноса первого и второго коммутаторов и входом переноса третьего коммутатора, а управляющие шины блока коммутации соединены с выводами управления коммутаторов. Коммутатор содержит два элемента ЗАПРЕТ, элемент И-НГ с инверсными входами н элемент И, выход которого соединен с выходом переноса коммутатора, информационный вход которого соединен с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ и первым входом элемента И-НЕ с инверсными входами, второй вход и выход которого соединены соответственно с входом переноса коммутатора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, вход переноса коммутатора соединен с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ, а выводы управления коммутатора соеди 1091344нены с ичверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ и выходом второго элемента ЗАПРЕТ,Блок сброса содержит элемент И,элемент ИЛИ и элемент ЗАПРЕТ, причем 5первый вход блока сброса соединен спервым входом элемента ИЛИ, выходкоторого соединен с первыми входамиэлементов И и ЗАПРЕТ, выходы которыхсоединены соответственно с первым 1 Ои вторым выходами блока сброса, второй и третий входы которого соединены с вторым входом элемента И ивторым входом элемента ИЛИ, а второйинверсный вход элемента ЗАПРЕТ соединен с вторым входом блока сброса,На фиг. показана структурнаясхема порогового элемента; на фиг.2структурные схемы разряда распределителя и блока коммутации; на фиг.3 20и 4 - примеры реализации коммутаторов на фиг,5 - структурная схемасчетного узла; на фиг.6 - структурная схема блока сброса. Пороговый элемент содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетный узел 2, К+2 разрядов распреде 1 лителя 3=1-3=К, где К - число входов, 0-триггер 4, К блокон коммутации 51-5=К, блок 6 сброса и элемент ИЛИ 7, входы которого соединены с выходами разрядов распределителя 31-3"К, тактовые входы которых соединены с выходом генератора 1 тактовых импульсов,а выход счетного узла 2 соединен с П-входом 0-триггера 4, выход которого соединен с ныходом 8порогового элемента.Первый и второй выхода блока 6 сброса соединены соответственно с тактовым входом 0-триггера и входом сброса счетного узла 2, который соединен с входами сброса разрядов распределителя 3=1-3=К+2 тактовые нхоУ45 ды К+1-го, 3=К+1 и К+2-го 3=К+2 разрядов распределителя соединены с выходом генератора 1 тактовых импульсов, счетный вход счетного узла 2 соединен с выходом элемента ИЛИ 7, выход К+1-го разряда 3=К+1 распре 50 делителя соединен с первым входом блока 6 сброса, второй и третийвходы которого соединены соответственно с выходом генератора 1 тактовыхимпульсов и выходом счетного узла 2, входы 9 порогового элемента соединены с информационными входами блоков коммутации 5=1-5=К, упранляю щие нины М-го блока и коммутации 5=М, где М=1,2К, соединены с управляющими выводами М-го разряда З=М распределителя, управляющие выводы К+1-го разряда 3=К+1 распределителя соединены с выходами переноса К-го блока коммутации 5=К и управляющими выводами К+2-го разряда 3=К+2 распределителя, которые соединены с входами переноса первого блока коммутации 5=1, ныходы переноса каждого из блоков коммутации,кроме последнего 5=К, соединены с входами переноса следующего блока коммутации.Разряд распределителя содержит триггер 10 и два элемента И-НЕ 11 и 12, выход первого элемента И-НЕ 11 соединен с входом сброса триггера 10, прямой выход которого. соединен с первым входом второго элемента И-НЕ 12, второй вход и выход которого соединены соответственно с тактовым входом разряда распределителя и первым входом первого элемента И-НЕ 11, управляющие выводы разряда распределителя соединены с входом установки триггера 1 О, инверсным выходом триггера 1 О, третьим входом второго элемента И-НЕ 12, прямым выходом триггера, выходом второго элемента И-НЕ 12 и вторым входом первого элемента И-НЕ 11, В разрядах распределителя с первого по К-й выход соединен с установочным входом триггера 10, а вход сброса для разрядов распределителя с первого по К+1-й соединен с дополнительным входом сброса триггера 10, в К+1-м разряде распределителя выход соединен с прямым выходом триггера 10, а в последнем разряде вход сброса соединен с дополнительным входом устанонки триггера 10.Блок коммутации содержит три коммутатора 13=1-13=3, информационные входы которых соединены с информационным входом 14 блока коммутации, входы переноса 15 которого соединены с входами переноса первого 13=1 и второго 13=2 коммутатора и выходом переноса третьего коммутатора 13=3, выходы переноса 16 блока коммутации соединены с выходами переноса первого 13=1 и второго 13=2 комм таторон и входом переноса третьего 13=3 коммутатора, а управляющие щины35 функционирование порогового элемента происходит следующим образом,В исходном состоянии счетный узел 2 и разряды 3=1-3=К+2 распределителя и триггер 4 сброшены. При этом в едц. 5 ничном состоянии находится разряд 3-(К+2) распределителя, а остальные разряды в нулевом. Разряды 3=1-3= блока коммутации соединены с выводами управления коммутаторов 13=1-13=3.Один из вариантов реализации коммутатора (фиг,3) содержит два элемента ЗАПРЕТ 17 и 18, элемент И-НЕ 19 5 с инверсными входами и элемент И 20, выход которого соединен с выходом переноса коммутатора, информационный вход которого соединен с прямыми входами элементов ЗАПРЕТ 17 и 18 и первым входом элемента И-НЕ 19 с инвесрными входами, второй вход и выход которого соеди:.ены соответственно с входом переноса коммутатора и первым входом элемента И 20, 15 второй вход которого соединен с выходом первого элемента ЗАПРЕТ 17, вход переноса коммутатора соединен с инверсным входом второго элемента ЗАПРЕТ 18, я выводы управления ком мутатора соединены с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ 17 и выходом второго злементя ЗАПРЕТ 18.Вариант структурной схемы коммутатора ня Аиг,4 имеет янялогичную конструкцию с точностью до инверсии входных и выходных сигналов и содержит элементы ЗАПРЕТ 21, два злемента И 22 и 23 и элемент ПЛИ 24.Счетный узел содержит счетчик 25 З 0 и дешифратор 26, выход и входы которого соединены соответственно с выходом счетного узла и выходами счетчика 25, счетный вход и вход сброса соедицецл с одноименными входами счетного узла. Блок сброса содержит злемецт И 27, элемент ИЛИ 28 и элемент ЗАПРЕТ 29, первый вход блока сброся соединен с первым входом элемента ИЛИ 28, выход которого 40 соединен с первыми входами элементов И 27 и ЗАПРЕТ 29, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока сброса, а второй и третий входы которого сое динены с вторым входом элемента И 27 и вторым входом элемента ИЛИ 28, а второй инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 29 соединен с вторым входом блока сброса, 50=К+2 распределителя с блоками коммутации 5=1-5 К и элементом ИЛИ 7 образуют управляемлй сканирующий мультиплексор, который в течение цикла работы опрашивает все входы 9 порогового элемента, на которые поданы единичные потенцияль 1, а точнее, формирует ца выходе элемента ПЛИ 7 последовательность из н единичных импульсов, где щ - число единичных логических сигналов на входах 9 порогового элемента, т,е. преобразует количество единичных логических сигналов на входах 9 в унитарный код, Последнее осуществляется следующим образом.Если ца входную гину Х; подан нулевой логический сигнал, то блок 5=1. коммутации отключает входы и выходы разряда 3=1. распределителя и работает в режиме трансляции сигна. лов, поступающих на его входы с выходов блоков 5 = (1. + 1) и 5 = (-1 коммутации на входы блоков 5=(1.-1) и 5=(1+1) соответственно. Если Х; = 1, то блок 5 = 1 коммутации подключает входы и выходы разряда 3-1 распределителя к входу и выходам блока 5=(1-1) и 5=(1+1) коммутации. В результате все разряды распределителя, для которых Х, = О оказываются отключены и образуется распределитель только из разрядов, для которлГх Х = 1. При подаче тактовых импульсов осуществляется последовательное формирование ня выходе элемента ИЛИ 2 импульсов по числу разрядов входного кода, для которых Х, = 1, Таким образом исключается опрос входных щин, для которых Х О, что и обеспечивает повышение быстродействия. Аормируемые на выходе элемента ИЛИ 7 импульсы считаются счетным узлом 2. функционирование, таким образом, происходит либо до заполнения счетного узла 2, что имеет место приХ;О, либо до опроса всех вхоЪдов ., при з Х, с а, где а - порог.В первом случае при заполнении счетного узла 2 в момент прихода на его вход а -го импульса на его выходе формируется единичный логический сигнал, который поступает на вход Э-триггера 4 и третий вход блока сброса 6. При этом ня выходе блока сброса 6, соединенном с входом разрешения записи П-триггера 4, формируется разрешающий сигцял и ца выходе099Э-триггера 4 появляется единичный .логический сигнал, По окончании тактового импульса разрешающий сигнал 1 на выходе блока сброса 6, соединенном с входом триггера 4, пропадает, а на его втором выходе появляется сигнал сброса, поступающий на входы, сброса разрядов распределителя импульсов и счетного узла 2, устанавливая их в исходное состояние. После сброса О счетного узла 2 едииичньй логический сигнал на его выходе пропадает и сигнал сброса на втором выходе блока 6 сброса оканчивается.Во втором случае Й М, са заполнения1счетного узла 2 не происходит, Единичный сигнал поступает иа блок 6 сброса с выхола разряда 3=(п+) распределителя после опроса последнего вхо-, да Х,в момент прихода очередного тактового импульса. При этом в течеиие длительности тактового импульса происходит запись в триггер 4 нуле 344вого логического сигнала с выхода счетного узла 2, а по его окончании сброс счетного .узла 2 и разрядов распределителя, После сброса разрядов распределителя единичный логический сигнал на выходе разряда 3=(п+1) пропадает и сигнал сброса оканчивается.Цикл работы устройстна окончен, в Э-триггер 4 записан результат, Все блоки возвращены в исходное состояние. Со следующего такта начинается новый цикл работы порогового элемента.Устройство обеспечивает повыщеиие быстродействия порогового элемента, так как цикл работы предложенного устройства составляет:1091344 00/54 Тираж Зб 2 НИИПИ Государственногопо делам иэобрете 13035, Москва, Я, Р Подписноомитета СССР аказ ий и открытии ушская наб д, 4/ илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель О.Скворцовдактор Ю.Ковач Техред С.Легеза Корректор А.Лзятко