Двоичный реверсивный счетчик

 

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении счетных, регистрирующих устройств, систем цифровой обработки информации. Цель изобретения - повышение надежности. Счетчик содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик 1 и п - 4 ячеек 2, каждая из которых состоит из счетного триггера 4 и формирователя 3. Формирователь нечетных ячеек выполнен на трех элементах И-НЕ, инверторе и элементе ИЛ И-НЕ, а формирователь четных ячеек - на четырех элементах ИЛ И-НЕ. Счетчик обладает повышенной надежностью за счет более простой реализации четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика и формирователей ячеек и новой совокупности связей. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s Н 03 К 23/60

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Л

ОО

QO

4 („ ) 1 (21) 4842391/21 (22) 23.05.90 (46) 30.08.92, Бюл.№32 (71) Институт проблем информатики ЛН

СССР (72) Ю.Г.Дьяченко (56) Букреев И.Н,.и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств./ М.: Советское радио. 1975, Интегральные микросхемы. Справочник/ Под ред. Б.В.Тарабрина/М.: Энергоатомиздат; 1985.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11668844992288, кл. Н 03 К 23/60, 1989. (54) ДВОИЧНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ СЧЕТЧИК (57) Изобретение относится к импульсной и

Я2 „, l758873 Al

2 вычислительной технике и может использоваться при построении счетных, регистрируюгцих устройств, систем цифровой обработки информации, Цель изобретения — повышение надежности. Счетчик содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик 1 и n - 4 ячеек 2, каждая иэ которых состоит из счетного триггера 4 и формирователя 3. Формирователь нечетных ячеек выполнен на трех элементах И вЂ” НЕ, инверторе и элементе ИЛИ-НЕ, а формирователь четных ячеек — на четырех элементах

ИЛИ вЂ” НЕ. Счетчик обладает повышенной надежностью за счет более простой реализации четырехразрядного двоичного реверсивного счетчика и формирователей ячеек и новой совокупности связей. 3 ил, 1758873

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении счетных, регистрирующих устройств, систем цифровой обработки данных, 5

Известен реверсивный двоичный счетчик, содержащий в каждой разряде, кроме первого, счетный триггер, два элемента И—

НЕ(И, элемент И вЂ” НЕ, а в первом раэряде— счетный триггер и элемент ИЛИ. 10

Недостаток известного устройства— большая задержка срабатывания счетчика, Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является 15 реверсивный двоичный счетчик, содержащий четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик и и - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного триггера и формирователя. 20

Недостаток прототипа — низкая надежность.

Цель изобретения — повышение надежности счетчика.

Цель достигается тем, что в двоичном 25 и-разрядном реверсивном счетчике, содержащем четырехразрядный двоичный ревер- сивный счетчик. и и - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного триггера и формирователя, прямые выходы считывания че- 30 тырехразрядного счетчика и прямые выходы счетных триггеров ячеек подключены к соответствующим шинам считывания устройства, счетный вход четырехразрядного счетчика соединен с шиной входного счет- 35 ного сигнала, а его управляющие входы — с шинами управляющих сигналов устройства, первые входы формирователей всех ячеек подключены к выходу переполнения четы: рехразрядного счетчика, второй выход фор- 40 мирователя в каждой ячейке подключен к счетному входу триггера, второй и пятый входы формирователей ячеек, начиная с шестого разряда, соединены соответственно с первым и третьим выходами формировате- 45 ля предыдущего разряда, третий и четвертый входы формирователей четных разрядов, начиная с шестого, подключены к инверсному и прямому выходам триггера предыдущего разряда соответственно, тре- 50 тий и четвертый входы формирователей нечетных разрядов, начиная с седьмого, соединены с прямым и инверсным выходами триггера предыдущего разряда соответственно, первый и третий выходы 55 формирователя последнего и-го разряда подключены к первой и второй выходным шинам расширения устройства соответственно, введены новые конструктивные связи — второй и пятый входы формирователя пятого разряда подключены к первой и второй шинам управляющих сигналов устройства соответственно, третий и четвертый входы формирователя пятого разряда соединены с источником логической "1", формирователи четных разрядов. начиная с шестого, содержат четыре элемента ИЛИНЕ, первый и второй входы первого и второго элементов ИЛИ вЂ” НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя соответственно, а их выходы — к входам третьего элемента ИЛИ вЂ” НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы четвертого элемента ИЛИ—

W Е соединен ы с первым входом формирователя и выходом третьего элемента ИЛИ-НЕ, à его выход — с вторым выходом формирователя, формирователь каждого нечетного разряда, начиная с пятого, содержит три элемента И-НЕ, элемент ИЛИ вЂ” НЕ и инвертор, первый и второй входы первого и второго элементов И-HE подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя, а выходы их — к входам третьего элемента

И-НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы элемента

ИЛИ-НЕ соединены с первым входом формирователя и выходом инвертора, вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, выход элемента ИЛИ вЂ” НЕ соединен с вторым выходом формирователя, Предлагаемое устройство удовлетворяет критерию "существенные отличия". Использование элементов ИЛИ вЂ” НЕ в двоичных реверсивных счетчиках известно.

Однако использование их в данном устройстве позволило достичь эффекта, выраженного целью изобретения, Поскольку введенные конструктивные связи в аналогичных технических решениях не известны, устройство может считаться имеющим существенные отличия.

На фиг,1 изображен двоичный реверсивный счетчик; на фиг.2 — формирователь нечетного разряда; на фиг.3 — схема формирователя четного разряда.

Схема двоичного реверсивного счетчика (фиг,1} содержит четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик 1, ячейки 25 — 2л счетчика, каждая из которых состоит из формирователя 3 и счетного триггера 4, счетный вход С счетчика 1 соединен с шиной 5 входных счетных сигналов, входы Е> и Е управления счетом счетчика 1 соединены с шинами 6 и 7 входных сигналов управления соответственно, прямые выходы считывания счетчика 1 и триггеров 4 считывания

1758873

20 устройства, выход переполнения F счетчика

1 соединен с первыми входами формирователей З.ячеек устройства. второй и пятый входы формирователя 3 ячейки 2ь подключены соответственно к входным шинам 6 и

7, а третий и четвертый входы формирователя 3 каждой ячейки 2ь i = б...п, подключены к первому и третьему выходам формирователя 3 предыдущей ячейки соответственно, третий и четвертый входы формирователя 3 каждой нечетной ячейки, начиная с 27, подключены соответственна к прямому и инверсному выходам триггера 4 предыдущей ячейки, третий и четвертый входы формирователя 3 каждой ячейки, начиная с 2г, соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 4 предыдущей ячейки, второй выход формирователя 3 в каждой ячейке подключен к счетному входу трипера 4 данной ячейки, первый и третий выходы формирователя 3 ячейки 2п соединены соответственно с первым 9 и вторым

10 выходами расширения устройства.

Схема формирователя нечетного разряда (фиг.2) состоит из элементов И вЂ” НЕ 11—

13, инвертора 14 и элемента ИЛИ-НЕ 15, имеет пять входов 16 — 20 и три выхода 21—

23, входы элементов И вЂ” НЕ 11 и 12 являются вторым 17 и третьим 18, четвертым 19 и пятым 20 входами формирователя соответственно, а выходы их являются первым 21 и третьим 23 выходами формирователя соответственно и подключены v, входам элемента И вЂ” НЕ 13, выход которого через инвертор

14 соединен с вторым входом элемента

ИЛИ-НЕ 15, первый вход и выход которого явля1отся соответственно первым входам 16 и вторым выходом 22 формирователя.

Схема формирователя четного разряда (фиг.3) состоит из элементов ИЛИ-НЕ 24—

27, имеет пять входов 28 — 32 и три выхода

33 — 35, входы элементов ИЛИ вЂ” НЕ 24 и 25 являются соответственно входами 29 и 30, 31 и 32 формирователя, а выходы их являются первым 33 и третьим 35 выходами формирователя соответственно и подключены к входам элемента ИЛИ вЂ” НЕ 26, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ-НЕ 27, первый вход и выход которого являются соответственно первым входам 28 и вторым выходом 34 формирователя.

Схема двоичного реверсивного счетчика работает следующим образом. На входную шину 5 поступают счетные сигналы Со, на шины 6 и 7 — сигналы управления счетом

Е1 и E2, llpL> E1 1, E2 = 0 — прямой счет, при

Ei О, Ez =-1 — обратный (на вычитание); при

Е1 = Ег =- 0 — блокировка счета (счетчик хранит свое состояние). Комбинация E> =- Ег = 1

55 является запрещенной. На выходе переполнения F счетчика формируется сигнал

F = Cp(E1 01 02 0з 0п"

+ Е2 01 02 03 04), (1) где 01 — 04 — выходы считывания счетчика 1.

Этот сигнал переключает триггеры соответствующих разрядов при наличии на входах формирователей сигналов, разрешающих переключение данного разряда, При этот управление счетного входа триггера i-го разряда представляется р виде

CI = Ca (Е1 01.Д0ь1+ Е201 0 -1) (2) при условии, что комбинация E> = Е2 =- 1 запрещена, Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующее.

Четырехразрядый счетчик 1 более простой и надежный по исполнению, так как требуемое число выходов его на два меньше, чем в прототипе (5 против 7); формирователь нечетного разряда содержит на два элемента и один вход меньше, чем в прототипе; формирователь четного разряда содержит на один элемент и один вход меньше, чем в прототипе.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает меньшей сложностью, а значит, и большей надежностью по сравнению с прототипом, Цель изобретения достигнута.

Кроме того, данный двоичный реверсивный счетчик обладает лучшим быстродействием по сравнению с прототипом, так как формирователи разрядов имеют в два раза меньшую задержку по первому входу, являющемуся сигналом переключения триггера разряда, чем формирователи прототипа по первому и шестому входам аналогичного назначения.

В качестве четырехразрядного реверсивного счетчика может использоваться любая известная реализация, имеющая два входа управления видом счетчика, которую необходима дополнить схемой генерации выхода переполнения Г в соответствии с формулой (1), Формула изобретения

Двоичный реверсивный счетчик, содержащий четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик и n - 4 ячеек, каждая из которых состоит из счетного триггера и формирователя, прямые выходы считывания четырехразрядного счетчика и прямые выходы счетных триггеров ячеек подключены к соответствующим шинам считывания

1758873 устройства, счетный вход четырехразрядного счетчика соединен с шиной входного счетного сигнала, а его управляющие входы — с шинами управляющих сигналов устройства, первые входы формирователей всех ячеек подключены к выходу переполнения четырехразрядного счетчика, второй выход формирователя в каждой ячейке подключен к счетному входу триггера, второй и пятый входы формирователей ячеек, начинал с шестого разряда, соединены соответственно с первым и третьим выходами формирователя предыдущего разряда, третий и четвертый входы формирователей четных разрядов, начиная с шестого, подключены к, инверсному и прямому выходам триггера предыдущего разряда соответственно, третий и четвертый входы формирователей нечетных разрядов, начиная с седьмого, соединены с прямым и инверсным выходами триггера предыдущего разряда соответственно, первый и третий выходы формирователя последнего n-ro разряда подключены к первой и второй выходным шинам расширения устройства соответственно,отличаю щийсятем, что.с целью повышения надежности счетчика, второй и пятый входы формирователя пятого разряда подключены к первой и второй шинам управляющих сигнал р устройства соответственно, третий и четвертый входы формирователя пятого разряда соединены с источником логической "1", формирователи четных разрядов, начинал с шестого, содер5 >кат четыре элемента ИЛИ вЂ” НЕ, первый и второй входы первого и второго элементов

ИЛИ вЂ” НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя соответственно, а их Bblxo

10 ды — к входам третьего элемента ИЛИ-НЕ и первому и третьему выходам формирователя соответственно, входы четвертого элемента ИЛИ-НЕ соединены с первым входом формирователя и выходом третьего элемен15 та ИЛИ вЂ” НЕ, а его выход — с вторым выходом формирователя, формирователь ка>кдого нечетного разряда, начиная с пятого, содер, >кит три элемента И вЂ” НЕ, элемент Vlfltfl-НЕ и инвертор. первый и второй входы первого

20 и второго элементов И-НЕ подключены соответственно к второму, третьему и четвертому, пятому входам формирователя, а выходы их — к входам третьего элемента И—

НЕ и первому и третьему выходам формиро25 вателя соответственно. входы элемента

ИЛИ вЂ” НЕ соединены с первым входом формирователя и выходом инвертора, вход которого подключен к выходу третьего элемента И-HF, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с вторым

30 вь хллом Формирователя.

1758873

Составитель tO.Äüÿ÷åíêo

Редактор Т,Лошкарева Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Н.Кешеля

Заказ 3012 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101