Реверсивный счетчик импульсов

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ае а). За Н 03 К 23/00 УДАРСТВЕННЫЙ Н ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ИТЕТ СССР ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТЧИК ИМПУЛшину и и рых содержитыходную,идняя из котокладывающимвычитающим лементо емента соскладываюичного эле единен с выладывающим элемента,(21) 3499226/18-21(56) 1, Авторское свидетельство СССРУ 692091, кл. Н 03 К 23/00, 979.2. Авторское свидетельство СССРВ 764137, кл. Н 03 К 23/00, 1980(прототип),(54) (57) РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕ СОВ, содержащий входную разрядов, каждый из кото три троичных элемента, в установочную шины, после рых соединена с вторым с входом первого и первым входом второго троичных выход первого троичного единен с первым и вторым шими входами второго тро мента, выход которого со ходной шиной и первым ск входом первого троичного первый складывающий вход третьеготроичного элемента соединен в каждом разряде, за исключением первого,с выходом третьего троичного элементапредыдущего разряда, первый складывающий вход третьего троичного элемента первого разряда соединен спервым вычитающим входом. первого троичного элемента и входной шиной,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия, вкаждом разряде второй складывающийвход третьего троичного элементасоединен с выходом второго троичного элемента, второй вычитающий входкоторого соединен с выходом третьего троичного элемента, первый вычитающий вход которого соединен с соответствующей тактовой шиной, первыйскладывающий вход третьего троичногоэлемента соединен с третьим складывающим входом первого троичногоэлемента, выход которого соединен спервым вычитающим входом первоготроичного элемента последующего разряда.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова. 30 но при проектировании реверсивныхсчетчиков цифровых вычислительныхустройств. 5Известен реверсивный счетчикймпульсов, содержащий входную шину ии разрядов, каждый из которых содержит четыре троичных элемента 1 .Недостатки данного устройства -относительная сложность и низкоебыстродействие.Наиболее близок к предлагаемомупа технической сущности ренерсивныйсчетчик импульсов, содержащий входную шину и и разрядоВ, каждый изкоторых содержит три троичных элемента, ныходную и установочную шины,последняя иэ которых соединена свторым складывающим входом первого и 20первым вычитающим входом второго троичных элементов, выход первого троичнага элемента соединен с первыми вторым складывающими входами вто-,рого троичного элемента, выход 25которого соединен с выходной шинойи первым складывающим входом первого траичного элемента, первый складынающий вход третьего троичногоэлемента соединен н каждом разряде, за исключением первого, свыходом третьего троичного элементапредыдущего разряда и первым и вторым нычитающими входами первого троичного элемента данного разряда, вкаждом разряде выход первого троичного элефанта соединен с первымвычитающим входом третьего троичногоэлемента, первый складывающий входкоторого в первом разряде соединенс входной шиной и первым и вторымвычитающими входами первого троичнога элемента 2,Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие, таккак в каждом разряде сигнал переносаформируется за две фазы тактовогопитания, таким образом, состояниестаршего и-го разряда реверсивногосчетчика импульсов формируется за502 и фаз тактового питания.Цель изобретения - повышениебыстродействия счетчика,Для достижения поставленной целин реверсивном счетчике импульсов,55содержащем входную шину и и разрядон, каждый из которых содержит тритранчных элемента, выходную и установочную шины, последняя из которых соединена с вторым складывающимвходом первого и первым вычитающимнходом второго .троичных элементов,выход первого троичного элементас первым и вторым складынающимивходами второго троичного элемента,выход которого соединен с выходнойшиной и первым складывающим входомпервого троичного элемента, первыйскладывающий вход третьего троичного элемента соединен в каждом разряде, за исключением первого, с выхо.дом третьего троичного элемента предыдущего разряда, первый складывающий вход третьего троичного элементапервого разряда соединен с первымвычитающим входом первого троичногоэлемента и входной шиной, и каждомразряде второй складывающий входтретьего троичного элемента соединенс ныходом второго троичного элемента,второй нычитающий вход которого соединен с выходом третьего троичногоэлемента, первый вычитающий вход которого соединен с соответствующейтактовой шиной, первый складывающийвход третьего троичного элементасоединен с третьим складынающимвходом первого троичного элемента,выход которого соединен с первымвычитающим входом первого троичногоэлемента последующего разрядаНа фиг. 1 изображена схема реверсивного трехразрядного счетчика импульсов; на фиг. 2 - временная диаграмма работы трехразрядного реверсивного счетчика импульсов.Счетчик содержит троичные элементы 1-3 первого разряда 4, троичныеэлементы 5-7 второго разряда 8, троичные элементы 9-11 третьего разряда 12, входную шину 13, установочные шины 14-16, выходные шины 17-19и тактовые шины 20-22 соответственно разрядов 4, 8 и 12,Выходы элементов 1 и 5 соединенысоответственно с первыми и вторымискладывающими входами элементов 2 и6 и с первыми вычитающими входамиэлементов 5 и 9, Выходы элементон2, б и 1 О соединены соответственнос первыми складынающими входамиэлементов 1, 5 и 9, вторыми складынающими входами элементов 3, 7 и 11и выходными шинами 17 - 19Выходыэлементов 3 и 7 соединены соответстненно с вторыми нычитающими входами элементов 2 и б, третьими складывающими входами элементов 5 и 950Ф 5 и первыми складывающими входамиэлементов 7 и 1. Выход элемента 9соединен с первым и вторым складывающими входами элемента 10. Выход элемента 11 соединен с вторым вычитающим входом элемента 10. Входнаяшина 13 соединена с третьим складывающим и первым вычитающим входамиэлемента 1 и с первым складывающимвходом элемента 2,.Установочные шины14 - 16 соединены соответственно с вторыми складывающими входами элементов 1, 5 и 9 и первыми вычитающими входами элементов 2, 6 и 10.Тактовые шины 20 - 22 соединены соответственно с первыми вычитающими входами элементов 3, 7 и 11.Каждый троичный элемент описывается таблицей истинности. Указанные операции образуют функционально полную систему логических функций и могут быть реализованы, например, на магнитных логических ячейках,Выходами переноса первого разряда 4 являются выходы элементов 1 (отрицательные импульсы) и 3 (положительные импульсы), выходами переноса второго разряда 8 - выходы элементов 5(отрицательные импульсы) и 7 (положительные импульсы), выходами переноса третьего разряда 12 " выходы элементов 9 (отрицательные импульсы) и 11( положительные импульсы). При поступлении одного импульса с входной шины 13 или с выходов переноса первого или второго разрядов соответствующий разряд меняет свое внутреннее состояние на обратное. При переходе разряда счетчика из состояния "1" в состояние "0" на выходе элементов 3, 7 или 11 появляется положительный импульс переноса в следующий разряд счетчика. При поступлении на шину 13 импульсов положительной полярности реверсивныйсчетчик выполняет функции суммирующего счетчика, при поступлении отрицательных импульсов - функции вычитающего счетчика, Перенос при сложении представлен положительным импульсом на выходе элементов 3, 7 и 1, а при вычитании - отрицательным импульсом на выходе элементов 1, 5 и 9, Наличие обратной связи позволяет хранить результат сложения (вычитания), т.е. обеспечивает хранение со,стояния "1" разряда счетчика в виде 20 25 30 35 45 50 55 генерации импульсов положительной полярности на его выходной шине.При поступлении на установочные шины 14-16 положительного импульса разряд счетчика устанавливается в состояние "1", при поступлении отрицательного импульса на элементах 2, 6 и 1 О происходит компенсация импульсов состояния разрядов счетчика, т,е, обнуление счетчика.При необходимости записи кода некоторого числа на установочные шины 14-16 разрядов счетчика подаются значения разрядов записываемого числа.Система тактовогопитания схемы счетчика - трехфазная. Тактовым импульсом первой фазысчитывается информация с элементов 6, 9 и 11 и поступают импульсыпо входной шине 3 на входы элементов 1 и 3; импульсом второй фазы - с элементов 1, 3 и 10; импульсом третьей фазы - с элементов 2, 5и 7; импульсы на установочные шины14-16 поступают соответственно вовремя тактовых импульсов первой,второй и третьей фаз. На тактовыешины 20-22 поступает соответственно генерация импульсов с тактовойчастотой во время тактовых импульсов первой, второй и третьей фаз напервые вычитающие входы элементов3, 7 и 11, причем при отсутствииимпульсов на их остальных входах ониявляются генераторами импульсов.На фиг. 2 приведена временнаядиаграмма прямого счета с 000 до100 и обратного счета импульсов с100 до 111 и приняты обозначения:23 - 25 - временные диаграммы соответственно первой, второй и третьейфаз тактового питания; 26 - временная диаграмма сигналов на входнойшине 13; 27 - 35 - временные диаграммы сигналов соответственно навыходах троичных элементов 1 - 3;5 - 7 и 9 - 11,Счетчик работает следующим обра"зом.При поступлении первого импульсапо шине 13 тактовым импульсом первойфазы первого такта согласно таблицеистинности элемента положительныйсигнал передается на третий складывающий вход элемента 1 и первыйскладывающий вход элемента 3, а также по шине 20 положительный сигналпередается на первый вычитающийвход элемента 3. Импульсом второйфазы положительный сигнал с элемента 1 передается на первый складывающий вход элемента 2 Импульсом третьей фазы положительный сигнал сэлемента 2 передается на первыйскладывающий вход элемента 1 ивторой складывающий вход элемента 3и поступает на выходную шину 17, образуя первый разряд счетчика.Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 17 - 19 - 001.При поступлении второго импульсапо шине 13 тактовым импульсом первой 15фазы второго такта положительныйсигнал передается на третий складывающий вход элемента 1 и первый складывающий вход элемента 3, а также пошине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 3. Импульсом второй фазыположительные сигналы с элементов1 и 3 передаются соответственно напервый складывающий вход элемента 2 р 5и второй вычитающий вход элемента2, третий складывающий вход элемента 5, первый складывающий вход элемента 7, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первыйвычитающий вход элемента 7. Импульсомтретьей фазы положительный импульсс элемента 5 передается на первыйскладывающий вход элемента 6, Импульсом первой фазы третьего такта поло 35жительный сигнал с элемента 6 передается на первый складывающий входэлемента 5 и второй складывающийвход элемента 7 и поступает на выходную шину 18, образуя второй раз 40 ряд счетчика.Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 17 - 19 - ОО.При поступлении третьего импульсапо шине 13 тактовым импульсом первой5фазы третьего такта положительныйсигнал передается на третий склады"вающий вход элемента 1 и первыйскладывающий вход элемента 3, а такжепо шине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход50элемента,3. Импульсом второй фазыположительный сигнал с элемента 1передается на первый складывающий вход элемента 2, а также по шине 21положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента Импульсом третьей фазы положительные сигналы с элементов 2 и 5 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 1, второй складывающий вход элемента 3 и выходную шину 17, образуя первый разрядсчетчика, и на первый складывающийвход элемента 6, Импульсом первойфазы четвертого такта положительный сигнал с элемента 6 передаетсяна первый складывающий вход элемента5, второй складывающий вход элемента 7 и на выходную шину 18, образуявторой разряд счетчика.Результирующее состояние на выходных шиках 17 - 19 - 011.При поступлении четвертого импульса по шине 13 тактовым импульсом первой фазы четвертого такта положительный сигнал передается на третий складывающий вход элемента 1 и первыйскладывающий вход элемента 3, а также по шине 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий входэлемента 3. Импульсом второй фазы положительные сигналы с элементов 1 и 3 передаются соответственно напервый складывающий вход элемента2, второй вычитающий вход элемента2, третий складывающий вход элемента5 первый складывающий вход элемента 7, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первый вычи. тающий вход элемента 7, Импульсом третьей фазы положительные сигналыс элементов 6 и 7 передаются соответственно на первый складывающий вход элемента 6, второй вычитающий вход элемента 6, третий складывающий вход элемента, 9, первый складывающий вход элемента 11, а также по шине 22 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 11. Импульсом первой фазы пятого такта положительный сигнал с элемента 9 передается на первый складывающий вход элемента 10. Импульсом второй фазы положительный сигнал с элемента. 10 передается на первый складывающий вход элемента 9, второй складывающий вход элемента 11 и на вторую шину 19, образуя третий разряд счетчика,Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 7 - 19 - 100,При поступлении пятого импульса по шине 13 тактовым импульсом первой фазы пятого такта отрицательный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 1, а также по ши1091347 Продолжение таблицы Вход Выход складыв ающий вычитающий 32 12+10 складывающий вычитающий Выход 0 0 1 2 3 3 2О 50+1 не 20 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 3. Импульсом второй фазы отрицательный сигнал с элемента 1 передается на второй складывающий вход 5элемента 2 и первый вычитающий входэлемента 5, а также по шине 21 положительный сигнал передается на первый вычитающий вход элемента 7. Импульсом третьей фазы положительный и Оотрицательный сигналы с элементов 2и 5 передаются соответственно напервый складывающий вход элемента 1,второй складывающий вход элемента 3,на выходную шину 17, образуя первый 15разряд счетчика, и и на второй складывающий вход элемента 6, а также пошине 22 положительный сигнал передается на первый вычитающий входэлемента 11. Импульсом первой фазы 20шестого такта положительный сигналс элемента 6 передается на первыйскладывающий вход элемента 1, второйскладывающий вход элемента 3 и навыходную шину 18, образуя второй 25разряд счетчика.Результирующее состояние счетчика на выходных шинах 17 - 19 - 011.При поступлении последующихимпульсов по шине 13 реверсивныйсчетчик работает аналогично.Технико-экономический эффект, получаемый при использовании предлагаемого счетчика, по сравнению с известным техническим решением заЭ35ключается в повышении быстродействияв (2 2 раз (где п - числои+1разрядов счетчика), причем положительный эффект наступает при п 7 1,поскольку старший разряд в предлагаемом счетчике формируется за времяравное (и+1) фаз тактового питания,а в известном техническом решении за2 п фаз тактового питания,1091347 30 Продолжение таблицы Вход Вход Выходскладывающий вычитающий Т вычитающий3 1 Выход 3 2+30 О +1 0 +3109 1347 Н РУ млулаъ тр тояата ю у,Уааиеб"/еижала гы АоР,баеве ит иателб Раюиеб/ф сигюала д ачхое шлеме Составитель С. Рановедактор Л, Пчелинская Техред А.Ач А. Дзя 86 пис аказ 3100/54ВНЙИПИ Рос ного комите д, 4/ ении и открьаушская наб по дела 113035, Г 1 осква