Счетчик

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51)Ю Н 03 К 2 ПИСА ПЬСТВУ хина др. Структураельных машин,1979, с. 281,Могого 1 а Яеппсо(57) Изоб тельной т ся в вычи ствах и и ки иориен виде БИСетение от хнике, мо лительных иборах ци тировано екции, в осится к вычисли ет использовать- машинах, устройровой автомати" а реализацию в астном случае в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИ(56). Майоров С.А. иэлектронных вычислиЛ.: Машиностроение,КЕСЬ Речдсе Пасас 1 исогз, РЬЕ 12221/Эр2-34. 801582354 А 1 виде матричной БИС. Цель изобретения - увеличение быстродействия, ра ширение Функциональных возможностей и упрощение - достигается за счет введения информационного входа 11, Устройство также содержит линейку 1 триггеров, блок 2 управления, выход ной коньюнктор 3, линейки 4 - 6, коньюнкторов, линейки 7, 8 сумматоров по модулю два, информационные входы 9, 10, управляющие входы 12, 13. информационные выходы 14, 15. , Повышение быстродействия обеспечено уменьшением задержки распространени сигнала переноса от входа к выходу, Функциональные возможности расширен за счет введения режима последовательной записи информации, а упроще ние достигнуто за счет исключения одной линейки конъюнкторов4 з.п.Ф-лы, 5 ил.Изотетение ОтноситсЯ к Вычисли-,тельной технике, может быть использовано В вычислительных машинах, устройствах и приборах цифровой автоматики и Ориентировано на Р 8 ализациюВ виде БИСсекции, в цастном случае6в виде ма Грицной БИС,Цель изобретения " увеличенлебыстродействия,. расширение Функциональных Возможностей и упрощение.1 ОСТВВГенная цель достигается засчет Введ 8 ия новых конст рукти ВныхсвЯзей, ОбеспечиВающих уменьшРниевремени распростоанения сигнала переноса от входа к Выходу, Возможнэс" ьпоследовательной записи числа В ли"нейку триггеров и сокращение числалине 8 к конъюнкторов до трех,На Фиг. 1 изображена структурная 20схема прадпдгаемОГ 0 счетчиканаФиг: 2 - Функциональная схема блокауправления; на фиг. 3 - временныедиагра Гль упра Вляющих сигналов, вырабатываемых блоком управления; на 25Фиг," Функциональная схема гервой - тсетьей линеек конъюнкторов,первей ; ВОрой линеек сумматоровпс модуло два, линейки триггеров иВыходгого кон-ьюнктора, на Фиг. ,5 -фуькциональная схема. линейки триггеРОВ,На фиг, 1 обознацены линейка 1;рлггеров, блок 2 управления выОанои .(ОнъюнГ,ОО 3, гсвая, ВГОРалтретья линейки Ь, - 6 конъюнкторов,первая и Вторая линейки 7 и 8 сумматоров по модуло два, первый информационньй вход 9 устройства Г),чвторой информационный вход 10 устроисВа Г,С 1") третий информационныйвход 1; устройства ,ОБ.-) первый управляющи: вход 12 устройства (ЯУБ),второй управляющий вход 13 устройства С,) первьй информационный выход1 устролс-.ва СК. ).и второй информационный выход 15 устроиства 1 ;.,На Фг, 1 информационный входсоединен с иГформациОнкои гр ппоиВходов линейки 5 конъюнкторов, управляющий вход 1 соединен с Входами синхронизации пинеики 1 триггеров прямые в,коды триггеров (отороисоединзы с информационной гругпойвходов линейки л конъюнкторов, Выходы которой соединены с первой груп -пой Входов линейки 7 сумматоров помодулю лва вторая группа вхсдов которой соединена с выходами линеики 5 конъюнкторов, выходы линейки 7 сумматоров по модулю два соединеЬЫ свходами линейки 1 триггеров, выходылинейки 8 сумматоров по модулю двасоединены с входами выходного конъюнктора 3, выход которого соединен синформационным выходом 1 ч, управляющий вход 13 соединен с входами блока 2 управления, второй и четвертыйвыходы которого соединены соответственно с управляющими входами линеекЧ л 6 конъюнкторов, информационныйВход 11 соединен с входом переносалинейки 1 триггеров, инверсные выходы триггеров которой соединены спервой группой входов линейки 8 сумматоров по модулю два, соответствуЮщие выходы которой соединены с информационной группой входов линейки6 конъюнкторов, дополнительный инФормационный вход которой соединенс дополнительным входом выходногоконъюнктора и с информационным входом 10, выходы линейки 6 конъюнкторовсоединены с третьей группой входовлинейки 7 сумматоров по модулю два,вход управления линейки 5 конъюнкторов соединен с третьим Выходом блока2 управления, первый выход которогосоединен с второй группой входов ли"нейки 8 сумматоров по модулю два,информационный выход 15 соединен спрямыми выходами триггеров линейкитриггеров.На Фиг. 2 обозначены первый ивторой элементь И-НЕ 16 и 17, сумматор по модулю два 18, с первого поцетвертый выходы 19 " 22,Е, ЕЕЕ 1 блока 2 управления,На фиг. 2 первый и второй входысумматора 18 по модулю два соединенысоответственно с входами Я, Бблока 2 управления, с прямым и инверсным Входами элемента И-НЕ 16 и спервым и вторым входами, элементаИ-НЕ 17, выходы 19-22 блока 2 управления соединены соответственно с выходом элемента И-НЕ 16, с поямым иинверсным Выходами элемента И-НЕи с выходом сумматора 18 по модулюдва.Блок 2 управления обеспециваеттребуемое функционирование всех блоков устройства путем подаци на этиблоки соответствующих управляющихсигналов.На Фиг, 3 показана Временная диаг" рамма управляюших сигналов, вырабаты"5 15823ваемых в блоке 2 в соответствии стаблицей. На фиг. 4 изображена функциональная схема предлагаемого счетчика без5 блока 2 управления. На Фиг. 4 обозначены элементы И 33 "34, причем элементы И 23, 26, 29 и 32 составляют линейку 4 конъюнкторов, элементы10 И 24, 27, 30, 33 - линейку 5 конъюнкторов, а элементы И 25, 28, 31 и 34- линейку 6 конъюнкторов, сумматоры по модулю два 35-38 составляют линейку 7 сумматоров по модулю два, П-триггеры 39-42 - линейку 1 тригге ров, сумматоры по модулю два 43 46 - линейку 8 сумматоров по модулю два, атакже выходной конъюнктор 47.На фиг. 4 первые информационные 20 входы триггеров 39-42 соединены соответственно с выходами сумматоров 35-38 по модулю два, первые входы которых соединены соответственно с выходами элементов И 23, 26, 29 и 32, 25 первые входы которых соединены соответственно с прямыми выходами триг - геров 39-42, вторые информационные входы которых соединены соответственно с информационным входом 11 и с прямыми выходами триггеров 39 - 41, вторые. входы элементов И 23, 26, 29 и 32 соединены с выходом 21 блока 2, информационные входы 9 соединены соответственно с первыми входами элементов И 24, 27, 30 и 33, выходы ко 35 торых соединены соответственно с вторыми входами сумматоров 35-38 по модулю два, третьи входы которых соединены соответственно с выходами 40 элементов И 25, 28, 31 и 34, первые и вторые входы каждого из которых соединены соответственно с выходом 22 блока 2 и информационным входом 10, выход 20 блока 2 соединен с вторыми входами элементов И 24, 27, 30 и 33, управляющий вход 12 соединен с тремя входами синхронизации, каждый из ко" торых соединен с одноименным входом каждого из триггеров 39-42, инверсные выходы которых соединены соответстренно с первыми входами сумматоров 43-46 по модулю два, вторые входы. которых соединены с выходом 19 блока 2, выходы сумматоров 43-46 по модулю два соединены с. входами выходного конъюнктора 47, дополнительный вход и выход которого соединены соответственно с входом 10 и выходом 14,54 6прямые выходы триггеров 39-42 соеди"нены с выходом 15, выход сумматора43 по модулю два соединен с третьимивходами элементов И 28, 31 и 34, вы-ход сумматора 44 по модулю два сое-динен с четвертыми входами элементовИ 3 1 и 34, выход сумматора 45 по мо"дулю два соединен с пятым входомэлемента И 34.Первая линейка 7 сумматоров 35"38по модулю два служт для организацйина базе Р-триггеров нужных для счетаТ-триггеров.Три линейки 4-6 конъюнкторов совместно с первой линейкой 7 сумматоровпо модулю два предназначены для се"лекции режлмов сцетцика. Вторая линейка 8 сумматоров 43-46 по модулюдва Фактически работает в кацествелинейки управляемых повторителей-ин"верторов,На фиг. 5 обозначены структурыИ 48-59, структуры ИЛИ 60-63, структуры И 64-71 и структуры ИЛИ 72-75 спрямым и инверсным выходами, Указанные структуры составляют четыредвухступенцатых В-триггера с двумяинформацион;:ыми входами и с раздель"ной синхронизацией. Так, например,первая ступень триггера построенана стоуктурах И 48-50 и ИЛИ 60, авторая ступень - на структурах И 64и 65 и ИЛИ 72. Первый информационныйвход соединен с первым входом струк"туры И 49, второй вход которой соединен с вторым входом синхронизации ис первым инверсным входом структурыИ 50, второй инверсный вход которойсоединен с первым входом синхронизации и вторым входом структуры И 48,прямой вход структуры И 50 соединен.с первым входом структуры И 64 и свыходом структуры ИЛИ 60, входы которой соединены с выходами структурИ 48-50, третий вход синхронизациисоединен с вторым входом структурыИ 64 и с инверсным входом структурыИ 65, прямой вход которой соединен спрямым выходом структуры ИЛИ 72, являющимся прямым выходом триггера,инверсным выходом которого являетсяинверсный выход структуры ИЛИ 72,входы которой . соединены с выходамиструктур И 64 и 65. Запись информациив триггер с первого информационноговхода осуществляется под управлениемраздельных сигналов по второму итретьему входам синхронизации, а за1582351 Ч =и+2 входа,ЗОвыходной сигнал с -го триг- СК - сигнал входного переноса, гера; В общем случае для и-го разряда Ь- для суммирующего счетчика;1батывать сигнал выходного переноса Одновременно счетчик должен выра Гф Г Р ГСк - для суммирующего счетчика;ф (.Р,. Г, Г Р, СК, - для вычитающего счетчика,В общем случае при и разрядах СкГ, Г,Р, Ск - для суммирующего счетчика; фГ .Р,Р , СКг - для вычитающего счетчика. мулы (1) -показывают, что, все разряды работают, несмотря на некоторые различия, в единообразных режимах.Работу каждого разряда обеспечивают управляющие сигналы, вырабатываемые блоком управления, поэтому предварительно опишем работу блока управленияНа вход блока управления (фиг. 2) поступают два сигнала Я, и Б, комбинации. которых в соответствии сЕ = Б- "Прямой счет";- "Запись. Для практической работы требуютсякомбинации из сигналов Гф - Г, оппись информации по второму информа- , но. Различие от разряда к разрядуционному входу - под управлением па- структурно выражается только числомрафазных сигналов по первому и треть- входов у конъюнкторов в их третьейему,входам синхронизации. линейке 6. Конъюнктор в нулевом раэЛинейка 1 триггеров совместно с ряде в этой линейке имеет два входа,тремя линейками 4 " 6 конъюнкторов в первом разряде - три входа, вои первой линейкой 7 сумматоров по втором разряде - четыре входа, вмодулю два предназначена для реали-третьем разряде - пять входов и т.д.;зации операций счета и хранения ре О конъюнктор в п-м разряде в общемзультата счета. случае имеетПредлагаемый счетчик работаетследующим образом. (1)Структура блока управления и число выходных конъюнкторов не зависят 15 Рассматривая счетчик как конечныйот числа разрядов. Остальная аппара- цифровой автомат, можно записатьтура (собственно счетчик) четко под- Функции возбуждения памяти автоматаразделяется на одноразрядные секции, для каждого его разряда в режиме счекоторые работают во многом аналогич- та:У1 ф Го Е СК - для суммирующего и вычитающегосче гчи ков;г е г ск, - для суммирующего счетчика 1г, Юг, ск, - для вычитающего счетчика;Г 1 О+Ро Р, Скг - для суммирующего счетчика,ф (Г Э Г, Г, Скг - для вычитающего счетчика; (2)Р О+ Ро Р Р уСкт - для суммирующего счетчика,3Г О+ Р, Р, Р СК - для вычитающего счетчика;ределяющие комбинированные режимыработы счетчика;"Счет". Е 2=Е,а - Б,ЭБ,Е щЕЕ щ Е3 В режиме записи сигнал Ез = 1открывает все конъюнкторы второй линейки (конъюнкторы первой и третьейлинеек при этом закрыты). В результате сигналы Р, - Рпроходят черезоткрытые конъюнкторы, через сумматоры по модулю два их первой линейкии записываются в соответствующиетриггеры ТТ 0 - ТТ. Так как все триггеры двухступенцатые, то запись вних производится по двум синхросигналам, В рабочем режиме запись производится по сигналам БУМ и БУМсоответственно (синхросигнал БУМотключен), в диагностическом режймепо сигналам БУМ, и БУМсоответственно,(синхросигнал БУБ 7 отключен),В режиме прямого счета сигналЕ = 1 открывает конъюнкторы третьейлинейки, а сигнал Е= 1 открываетконъюнкторы первой линейки (конъюнкторы второй линейки при этом закрыты).Одновременно сигнал Е, р 1 поступает на вторые входы сумматоров помодулю два второй линейки, которыеработают в режиме программируемого, инвертора. Г обеспечивает на выходах этих сумматоров наличие сигналовР - Рз. В результате этого на входы сумматоров по модулю два первойлинейки проходят сигналы Р, - Рисигнал входного переноса СК,Схема на фиг. 4 показывает, чтона триггер ТТ, записывается сигналЬ 0 = Р, 9 СК ; на триггер ТТ, - сиг.нал Ь, = Р, Я Р, СК,; на триггерТТ 2 - сигнал Ь 7 = Г 2 9 Р, Р, Ск,на триггер ТТ - сигнал Ь = Р О+Э Р 0 Р, Р,2 СК,Одновременйо выходной. конъюнкторвырабатывает сигнал выходного переноса СК 0 = Ро Р 1 Р 2 Ръ СК, что иуйтребовалось получить (см. (1)-(5В режиме обратного счета сигналЕ 2 = 1 открывает конъюнкторы третьей,линейки, а сигнал Е е = 1 открываетконъюнкторы первой линейки (конъюнк"10 5 25 30 торы второй линейки при этом закрй ты) . Одновременно сигнал Е 1 = О поступает на вторые входы сумматоров по модулю два второй линейки, которые работают в режиме программируемого инвертора. Е обеспечивает на выходах этих сумматоров наличие сигналов Г, - Рз. В результате этого на входы сумматоров по модулю два первой линейки прохо 1 пят сигналы Р, - Р ; Р 0 - Р 7 и сигнал входного переноса СКСхема на фиг. 1 показывает, что на триггер ТТ, записывается сигнал Ь 0 = Р Й СК, на триггер ТТ - сигнал Ь, = Р, бь Р, СКна триггер ТТ 2 - сигнал Ь 2 = Р 7 9 Г Р, Ск,: на триггер ТТз - сигнал Ьз = Ръ Ж Р х7СКЕКроме того, выходной конъюнктор вырабатывает сигнал выходного переноса Ско = ГО Р, Р 7.рз СК 1 что и требовалось получить (см, (1)-(5В режиме хранения сигнал Е-- 1 открывает конъюнкторы первой линейки. Конъюнкторы второй и третьей линеек при этом закрываются сигналами Е = О и Е 7 -- О (Фиг. 3 и 4). В резупьтате этого сигналы Р, - Рз проходят через открытые конъюнкторы, через сумматоры по модулю два первой линейки и, таким образом, перезапи" сываются на соответствующие тригге" ры ТТ 0 - ТТ(при появлении соответствующих синхросигналов), что и обеспечивает динамическое хранение данных.Выдача результата счета осуществ 35 4 О ляется па выходной шине 15.Выдача сигнала выходного переноса осуществляется по выходной цепи145 В предлагаемом устройстве задержка сигнала переноса от входа Скт квыходу СК составляет только однузадержку выходного конъюнктора 47,что позволяет повысить быстродейст О вие многокаскадного счетчика, построенного на нескольких предлагаемыхустройствах.Изобретение расширяет функциональные возможности предлагаемого устройства за счет наличия режима последовательного ввода или вывода информации, что позволяет повыситьдиагностические возможности устрой.ства.111 823 5 ч 12Ф о р "и у л а и 3 о б р е т е н и яуправления, первый выход которогосоединен с второй группой входов втоСчегцик, содержащий линейку рой линейки сумматоров по модулю два,триггеров, первую, вторую линейки второй информационный выход соедисуммэторов по модулю два, первую, нен с прямыми выходами триггеров ли 5еторую, третью линейки конъюнкторов, нейки триггеров.выходной конъюнктор, первый, второй 2. Счетчик по и, 1, о т л и ц анформационные входы, два управляющих ю ц и й с я тем, что линейка тригвхода, два информационных выхода и 1 геров содержит четыре двухступенцалок управления, имеющий первый, вто- тых Э-триггера, каждый из которыхрой, третий, четвертый выходы, пер- имееет три входа синхронизации и двавый информационный вход соединен с информационных входа, первый из котоинформационной группой входов второй рых соединен с соответствующим вхо;линейки конъюнкторов, первый управ дом линейки триггеров, входь; синхроляющий вход соединен с входами синх- низации которой соединены с одноронизации линейки триггеров, прямые именными тремя входами синхронизавыходы триггеров которой соединены ции Р-триггеров, вторые информацион)с информационной группой входов пер- ные входы первого, второго, третье вой линейки конъюнкторов, выходы ко О го и четвертого Б-триггеров соедине,торой соединены с первой группой вхо- ны соответственно с входом переноса,дов первой линейки сумматоров по линейки триггеров, с прямыми выхомодулю два, вторая группа входов ко- дами первого, второго и третьеготорой соединена с выходами второй 1)-триггеров.линейки конъюнкторов, выходы первой 25 3.Счетцик по и. 1, о т л и ч алинейки сумматоров по модулю рва ю щ и й с я тем, что блок управлесоединены с входами линейки тригге-ния содержит два элемента И-НЕ и сумч чров выходы второй линейки сумматоров матор по модулю два, перэыи, второиУпо модулю два соединены с входами входы которого соединены соответствыходного конъюнктора выход которого и венно с входами блока управления,соединен с первым информационным выхо- с прямым и инверсным входами первогодом, второй управляющий вход соединен элемента И-НЕ и с первым и вторымс входами блока управления, второй и входами второго элемента И-НЕ, перцетвертый выходы которого соединены вый, второй, третий и цетвертый высоответственно с управляющими входами ходы блока управления соединены со 35, первой и третьей линеек коньюнкторов, ответственно с выходом первого элео т л и ч а ю щ и й с я тем, цто, с мента И-НЕ, с прямым и инверсным выцелью повышения бьстродействия рас- ходами второго элемента И-НЕ и с вы"ширения функциональных возможностей ходом сумматора по модулю два,и упрощения, в него введен третий ин О 1. Счетчик по и. 1, о т л и ч аформационный вход, который соединен ю щ и й с я тем, что первая, втораяс входом переноса линейки триггеров, и третья линейки конъюнкторов содерв качестве каждого из которых исполь- жат по четыре элемента И, в первои,зуется Р-триггер, инверсные выходы второй линейках конъюнкторов инфор триггеров линейки триггеров соедине мационные входы соединены соответстны с первой группой входов второй венно с первыми входами элементов И,линейки сумматоров по модулю два, выходы которых соединены соответст соответствующие выходы которой соеди- венно с выходами первой, второй линены с информационной группой входов неек конъюнкторов, входы управлениятретьей линейки конъюнкторов, допол которых соединены соответственно снительный информационный вход которой вторыми входами элементов И, в третьсоединен с дополнительным входом вы- ей линейке конъюнкторов управляющийходного конъюнктора и с вторым ин- вход и дополнительный информационныйформа ци онным входом, выходы трет ьей вход соединены соответственно с пер"линейки конъюнкторов соединены с вым, вторым входами первого, второго,третьей группой входов первой линей- третьего и четвертого элементов И,ки . сумматоро. сумматоров по модулю два вход, выходы которых соединены с выходамиавлен я второй линейки. конъюнкто- третьей линейки конъюнкторов, первыйров соединен с трес динен с третьим выходом блока . инФормационный вход которой соединенУправляющие сигналы Режимы Условноеобозначение режимов ЕЕ"ЕЕФ3"Запись" 1 Е 13 158 с третьими входами второго, третьего и четвертого элементов И, второй информационный вход соединен с четвертыми входами третьего и четверто-го элементов И и третий информационный вход - с пятым входом четвертого элемента И,5. Счетчик по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что первая линейка сумматоров по модулю два содержит четыре трехвходовых сумматора по модулю два, а вторая линейка сумматоров по модулю два содержит четыре двухвходовых сумматора по модулю два, выходы сумматоров по модулю два 2354 14в первой и второй линейках соединеныс выходами соответствующих линеексумматоров по модулю два, в первой 5линейке сумматоров по модулю двапервая, вторая и третья группы вхо"дов соединены соответственно,с первыми, вторыми и третьими входами сумматоров по модулю два, во второйлинейке сумматоров по модулю двапервая группа входов соединена с первыми входами сумматоров по модулюдва, вторые входы которых объединены;и соединены с второй группой входоввторой линейки сумматоров по модулюдва,Составитель Б.Р Техред Л.Сврдоко А.Огар Ре аказ 2097 И Госуда з Тираж 659 твенного комитета по 113035, Москва, Жа бретениям и открытиямаучдская наб д, 4/5 и ГКНТ ССС Корректор В Гирнякат т шаалеПодписно