Пороговый элемент

 

ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий кольцевой распределитель импульсов , соединенный счетиым входам с выходе генератора тактовых импульсов , а выходами - с управлянщ{ми входами мультиплексора информационные входы которого соединены с входньвФ информационньши шинами положительного веса, накопитель, соединенный входом сброса с последним выходом кольцевого распределителя импульсов, и триггер, вход разрешения записи которого соединен с предпоследним выходом кольцевого распределителя 1 мпульсов, а выход с выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены блок формирования порога, блок формирования счетных импульсов и второй мультиплексор, причем управляющие входы второго мультиплексора соединены с выходами кольцевого распределителя импульсов, информационные входы - с входными информационными шинами отрицательного веса, выходы мультиплексоров соединены с входами блока формиро (Л вания счетных импульсов, выходы с которого соединены со счетными входами накопителя, соединенного выходами с входами блока формирования порога, выход которого соединен с информационным входом триггера. ю О) ю Й1

. СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИК

ЗШ С 05 В 1/01 У

Р

Я !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ н aBTQPCKOMIV СВИДВтюъствм (21) 3572964/24-21 (22) 06.04.83 (46) 30.11.84. Бюл. В 44 (72) Н.т. Иузыченко и О.Н. Иузыченко (53) 681.325.651 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 980064, кл. С 05 В 1/01, 01.12.80, 2, "Procuding of IEE". 1973, voI. 120, 9 11, р р. 1301-1307, f ig 4,5 (прототип) . (54) (57) ПОРОГОВЫЙ ЗЛЕИЕИТ, содержащий кольцевой распределитель импульсов, соединенный счетиьи входом с выходом генератора тактовых импульсов, а выходами - с управляющими входами мультинлексора, информационные входы которого соединены с входными информационными шинами положительного веса, накопитель, соединенный входом сброса.с последним выходом кольцевого распредели„SU„„1126924 А теля импульсов, и триггер, вход разрешения записи которого соединен с предпоследним выходом кольцевого распределителя импульсов, а выход— с выходной шиной, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, введены блок формирования порога, блок формирования счетных импуль" сов и второй мультиплексор, причем управляющие входы второго мультиплексора соединены с выходами кольцевого распределителя импульсов, информационные входы — с входными информационными шинами отрицательного веса, выходы мультиплексоров соединены с входами блока формирования счетных импульсов, выходы которого соединены со счетными входами накопителя, соединенного выходами с входами блока формирования порога, выход которого соединен с информационным входом триггера.

Данный пороговый элемент позволя" ет реализовать любую пороговую функцию с положительными весами входов, 35 обладает повышенным быстродействием, однако недостатком его являются малые функциональные возможности, не позволяет реализовать пороговые функции с отрицательными весами входов.

Наиболее близким по технической сущности и функциональным возможностям к данному является пороговьй элемент, содержащий генератор так- 45 товым Импульсов, сканирующий мультиплексор, состоящий из распределителя импульсов, соединенного выходами с входами группы элементов И, вторые входы которых являются входами 5О порогового элемента, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выходы мультиплексора соединены с входами накопителя, состоящего из регистра сдвига или счетчика с детектором, и выходного триггера, информационньй вход которого соединен с вьгходом накопителя (2).

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для построения различных устройств переработки дискретной информации.

Известны пороговые логические элементы, содержащие генератор тактовых импульсов, накопитель, выходной триггер и сканирующий мультиплексор, счетный вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, информационные входы соединены с шинами входных сигналов, а первьй выход -- со счетным входом накопителя, выходом подключенного к информационному входу триггера, блок сброса и блок кон1 троля обнуления, одна группа входов которого соединена с шинами входных сигналов, другая - с выходами сканирующего мультиплексора, а выход подключен к первому входу блока сброса, второй вход которого соединен с вторым выходом сканирующего мультиплек. сора, третий вход — с выходом генератора тактовых импульсов, а четвертый вход — с выходом накопителя, при этом первый выход блока сброса подключен к установочному входу выходного триггера, а второй — к входам сброса сканирующего мультиплексора и накопителя (i 3.!

О

Недостатками порогового элемента являюгся малые функциональные воэможности, реализует только пороговые функции с положительньпчи весами вхбдов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей порогового элемента за счет реализации пороговых функций с отрицательньюм весами входов.

Указанная цель достигается тем, что в пороговьй элемент, содержащий кольцевой распределитель импульсов, соединенньй счетным входом с выходом генератора тактовых импульсов, а выходами - с управляющими входами мультиплексора, информационные входы которого соединены с. входными информационными шинами положительного веса, накопитель, соединенный входом сброса с последним выходом кольцевого распределителя импульсов, и триггер, вход разрешения записи которого соединен с предпоследним выходом кольцевого распределителя импульсов, а выход — с выходной шиной, введены блок формирования счетных импульсов, блок формирования порога и второй мультиплексор, причем управляющие входы второго мультиплексора соединены с выходами кольцевого распределителя импульсов, информационные входы— с входными информационными шинами отрицательного веса, выходы мулЬтиплексоров соединены с входагаю блока формирования счетных импульсов, выходы которого соединены со счетными входами накопителя, соединенного выходами с входами блока формирования порога, выход которого соединен с информационным Bõîäoì триггера.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого порогового элемента.

Лороговьй элемент содержит кольцевой распределитель импульсов подключенный выходами к управляющим входам мультиплексоров 2,3, выходы которых соединены с входами блока 4 формирования счетных импульсов, первьй и второй выход которого подключены к суммирующему и вычитающему входам накопителя

5, при этом входы блока 6 формирования порога соединены с выходом на1126924 4

20 копителя 5, а выход — с информационным входом триггера 7.

Выход генератора тактовых импульсов 8 соединен со счетным тактовым входом кольцевого распредели теля импульсов 1, выходы которого от первого до р (р — количество входных информационных шин 9 положительного веса) соединены с управляющими входами мультиплексора 10

2, информационные входы которого соединены с входными информационными шинами 9 положительного веса.

Выходы кольцевого распределителя импульсов 1 до первого до q (q — 15 количество вхоцных информационных шин 10 отрицатель:;зйо веса) соединены с управляющими входами мультиплексора 3, информационные входы которого соединены с входными информационными шинами 10 отрицательного веса. Вход сброса накопителя

5 соединен с (n+2)-м выходом кольцевого распределителя импульсов 1 (n = шах (р,q3), (п+1)-й выход которого соединен с входом разрешения записи триггера 7, информационный вход которого соединен с выходом блока б формирования порога, а выход— с выходной шиной 11.

Каждый из мультиплексоров 2 и 3 может быть выполнен в виде группы элементов И, соединенных выходами с входами элемента ИЛИ. Первый из входов каждого элемента И является З5 управляющим входом мультиплексора, а второй — информационным.

Блок 4 формирования счетных импульсов может быть выполнен в виде сумматора по модулю два, входы ко- 40 торого являются первым и вторым входами блока, а выход соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с первым 45 и вторым входами блока, а выходы являются первым и вторым выходами блока соответственно.

Накопитель может быть выполнен в виде реверсивного счетчика на 50

3 log, (p+q+1) (=- 1с+1 разрядов.

В качестве накопителя может использоваться любой из известных реверсивных счетчиков с двумя счетными входами. 55

В исходном состоянии в накопитель

5 записано числа ц+ М (3 > О). Это достигается соединением входа сброса накопителя 5 с входами установки в единичное состояние разрядов счетчика с номерами, соответствующими номерам единичных разрядов в двоичном представлении числа q+ Л с входами установки в нулевое состояние разрядов с номерами, соответствующими номерам нулевых разрядов в двоичном представлении числа q+ й, Блок 6 формирования порога по своим функциональным воэможностям представляет пороговый элемент с весами входов, равными 2 (i

= 0,1,..., 3 og, (p+q+1) k-1), и порогом а, равным a+q+ 3 где а порог элемента. Он может быть выполнен на элементах И, ИЛИ следующим образом. Пусть двоичное представление порога а имеет вид: с «о"„2 +о 2 -. +о 2 +о 2 +с 2 +...+ о Р-2 E -1 р г Г е+

3 1+2 i+ 3 1с-1 Ф

+el.. 2 + о6. 2 +о - 2 .. +о(. 2 +в 2

i+< 1+ 2 t43 1С 1с+1

rye k=j 10 2 Р 1)Г 1 «) 1о г (P+q+ л+1) (-1 .

Пусть (1=- - = (10В ды накопителя 5 с б до j о = с,„ — ...

=Ы «1 à с .+1 «О соединены с входами элемейта И, выход которого, а также выходы накопителя 5 с j+1 до соединены с входами элемента ИЛИ, / выход которого, а также выходы накопителя 5 с i+1 до t .L. = (.

1 1 i%2

=1, а k<+1=0) соединены со

p входами элемента И и т.д. до обьединения всеХ остальных выходов накопителя 5.

Если g 1,+1«1, то последним является элемент И, а если с 1, 1 «О, последним является элемент ИЛИ.Выход элемента, с входом которого соединен выход старшего разряда накопителя 5, является выходом блока формирования порога.

В соответствии с изложенным в частном случае, когда л « 2, Ю=

0,1,2... j Pog (p+q+1)(— 1), блок формирования порога состоит из элемента ИЛИ, соединенного входами с выходами накопителя 5 с 0+1 и до последнего. B частном случае, когда

Ы Z о+1=... = и +„блок б формирования порога состоит из элемента И, соединенного входами с выходами накопителя 5 с до последнего. При а = 2 блок формирования порога явля1« ется шиной связи с выхода (k+1)-ro разряда накопителя 5.

1126924 для расширения фун кци ональных Воз можностей за счет изменения величины порога а блок 6 формирования порога выполняется в виде сумматора двоичных чисел на число разрядов, равное числу разрядов накопителя 5. При этом одна группа входов сумматора соеди" ияется с выходами накопителя 5, а другая с входами настройки порога устройства. Для реализации пороговым 10 элементом порога а необходимо подавать на входы настройки код, дополнительный к а, либо код, инверсчый а, а на вход младшего разряда сумматора - единицу (на вход переноса). 15

Триггер 7 по выполняемым функциям является тактируемым D-триггером.

Кольцевой распределитель импульсов может иметь любую из известных схемных реализаций кольцевого распредели-20 теля импульсов. Число разрядов распределителя импульсов 1 равно и+2.

Функционирование предлагаемого порогового элемента происходит следующим образом. 25

В исходном состоянии триггер 7, накопитель 5 и распределитель импульсов 1 сброшены. На выходе триггера ? - нулевой потенциал, на выходах накопителя 5 — код числа Ч+Л, а у распределителя импульсов 1 в единичном состоянии находится (n+2)-й разряд. При поступлении тактовых импульсов иа счетный вход распределителя

1 с вь1хода генератора 8 íà. его выхо- З дах с первого (выхода первого разряда) до последнего. в течение длительности тактового импульса появляются единичные потенциалы (разрешающие).

При появлении единичного (разрешающего) потенциала на i-м выходе (142.4,где t = шЫ(р,Ч ) он поступает на i. — É вход мультиплексоров

2 и 3 и разрешает прохождение на выходы мультиплексоров сигналов с 45 их i-х информационных входных шин

9 и 10 соответственно.

Сигналы с выходов мультиплексоров

2 и 3 поступают на первый и второй входы блока 4 формирования счетных, импульсов. Если на выходах обоих мультиплексоров 2 и 3 одинаковые сигналы (нулевые или единичные), ".å. имеются или отсутствуют импульсы положительной полярности (еди- ничные), то на обоих выходах блока

4 счетные импульсы не появляются.

Если на выходе мультиплексора 2 (3) имеется импульс, а на выходе мультиплексора 3 (2) отсутствует. то, поступая на первый (второй) вход блока 4 формирования счетных импульсов, он проходит на его первый (второй) выход, -поступая на суммирующий (вычитающий) счетный вход накопителя 5, к содержимому которого при этом прибавляется (вычитается) единица.

Работа продолжается таким образом в течении и тактов, пока не будут опрошены все входы одного из мультиплексоров 2,3. В последующие (n-t) такты происходит опрос (подключение входного сигнала на выход мультиплексора) входов мультиплексора, имеющего большее число информационных шин (равное и) . Если и > t . входов имеет мультиплексор 2, то при опросе каждого из оставшихся информационных входов, на которые подан единичный потенциал, он с выхода мультиплексора 2 проходит через блок 4 на суммирующий вход накопителя 5, при этом к содержимому накопителя 5 каждый раз прибавляется единица.

EcILH n ) t BxopoB им:."GT HQ STHплексор 3, то при опросе каждого из оставшихся (и-t) информационных входов, на которые подан единичный потенциал, он с выхода мультиплексора 3 проходит через блок 4 на вычитающий счетный вход накопителя

5, при этом из содержимого накопителя 5 каждый раз вычитается единица.

Блок б формирования порога формирует на выходе единичный потенциал, если на его входы с выходов накопителя 5 поступает код числа, большего или равного а .

На (и+1)-м такте íà (n+1)-м выхода распределителя импульсов 1 появляется импульс, разрешающий запись в триггер 7 сигнала с выхода блока 6 формирования порога. На (n+2)-и такте импульс с (п+2)-го выхода распределителя импульсов 1 поступает на вход сброса накопителя 5, возвращая его в исходное состояние. Цикл работы порогового элемента окончен.

Со следующего такта цикл работы порогового элемента повторяется.

По окончании каждого цикла работы порогового элемента на его выходной шине 11 имеется единичный потенциал, 126924

Составитель Н. Маркин

Техред М.КУзьма Корректор С. Черни

-РедактоР О. Колесникова

Заказ 8691/36

Тираж 841 PoäïHñ Hîå

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4 /5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 + ! если !Еы х с, где (и; 11 и ну1=1 левой потенциал в противном случае.

Таким образом, данный. пороговый элемент обладает большими функцио8 нальнымн воэможностями, так как позволяет реализовать пороговые функции как с положительными, так и с отрицательными весами входных переменных и любым порогом а.