Пороговый элемент
Иллюстрации
Реферат
. ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного веса которого соединены с входами сканирующего мультиплексора, тактовый вход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок сброса и К блоков формирования пачек импульсов, входы которых соединены с соответствующими входами неединичного веса порогового элемента, вход переноса каждого из блоков формирования пачек импульсов, кроме первого, соединен с выходом переноса предьщущего блока формирования пачек импульсов, а вход переноса первого блока формирования пачек импульсов соединен с выходом переноса сканирующего мультиплексора, вход переноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов, выход генератора тактовьк импульсов соединен с тактовьми входами блоков формироиания пачек импульсов, информационные выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы блока сброса соединены соответственно с выходом счетчика, выходом генератора тактовых импульсов и управляющим выходом сканирующего мультиплексора, а первый и второй выходы блока сброса соединены соответственно с тактовьм входом триггера и входом сброса счетчика, I который соединен с установочньми входами сканирующего мультиплек (Л сора и блоков формирования пачек импульсов . 2. Пороговый элемент по п. I , отличающийся тем, что блок формирования пачек импульсов содержит регистр сдвига, элемент И, элео со мент ЗАПРЕТ и два дополнительных элемента ИЛИ, тактовый вход блока N0 формирования пачек импульсов соеди-sj нен с тактовым входом регистра сдвиN5 га, информационный вход, вход уста | новки и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента И, входом установки блока формирования пачек импульсов и первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с выходом переноса блока фор мировання пачек импульсов и выходом элемента (ЗАПРЕТ, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И, которые соединены соответственно с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) J(lilt
Зса Н 03 К 19 23
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
Н ABTGPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494909/18-21 (22) 04,08,82 (46) 1 5,05.84, Бюл. У 1 8 (72) Н,Т,Музыченко и О.Н,Хуэыченко (53) 681.325(088.8) (56) 1.Hurst S.L. Digital summation
threschold logic gates: а net circuit element. — "Proceeding ТЕЕ", v,12О, N 11.
2. Патент США 11- 4027175, кл. 307-211, 1977 (прототип). (54)(57) 1, ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, эле-: мент ИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного веса которого соединены с входами сканирующего мультиплексора, тактовый вход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов и первьм входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом советчика, выход которого соединен с информационным входом триггера, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок сброса и. К блоков формирования пачек импульсов, входы которых соединены с соответствующими входами неединичного веса порогового элемента, вход переноса каждого иэ блоков формирования пачек импульсов, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего блока формирования пачек импульсов, а вход переноса первого блока формирования пачек импульсов соединен с выходом переноса сканирующего мультиплексора, вход переноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов, выход генерато-, ра тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков формирования пачек импульсов,,информационные выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы блока сброса соединены соответственно с выходом счетчика, выходом генератора тактовых импульсов и управляющим выходом сканирующего мультиплексора, а первый и второй выходы блока сброса соединены соответственно с тактовьм входом триггера и входом сброса счетчика, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексора и блоков формирования пачек импульсов.
2. Пороговый элемент по п.l, о тл.и ч а ю шийся тем, что блок формирования пачек импульсов содержит регистр сдвига, элемент И, элемент ЗАПРЕТ и два дополнительных элемента ИЛИ, тактовый вход блока формирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига, информационный вход, вход установки и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента И, входом установки блока формирования пачек импульсов и первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с выходом переноса блока формирования пачек импульсов и выходом элемента ,ЗАПРЕТ, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с первьм и вторым входами элемента И, которые соединены соответственно с
1092727 информационным входом и входом переноса блока Ьормирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ, импульсные входы которого соединены с выходами разрядов регистра сдвига.
3. Пороговый элемент по п.1, отличающийся тем, что блок сброса содержит элемент задержки, вспомогательный элемент ИЛИ, вспомогательный элемент И и вспомогательный элемент ЗАПРЕТ, первый вход и выход блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходом
Ф
Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении различных устройств обработки дискретной информации для формиро- 5 вання сигнала достижения порога.
Известен пороговый элемент, содержащйй генератор тактовых импульсов, сканирующий мультиплексор, состоящий из регистра сдвига, который соединен выходами с входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с входами порогового элемента, а вы- ходы - с входами элемента ИЛИ, выхо", ды мультиплексора соединены с входом накопителя, состоящего из регистра сдвига или счетчика с детектором, и выходного триггера, информационный вход которого соединен с выходом накопителя j g, 20
Недостатком этого порогового вле-: мента является относительно низкое быстродействие.
Наиболее близким к предложенному является пороговый элемент, содержащий сканируемый мультиплексор, гене ратор тактовых импульсов, элемент
ИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного веса которо- ЗО го соединены с входами сканирующего мультиплексора, тактовый вход и ин--" формационный выход которого соедине ны соответственна с выходом генератора тактовых импульсов и первым вховспомогательного элемента И, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом вспомогательного элемента ИЛИ и инверсным входом вспомогательного элемента
ИЛИ и инверсным входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ, который соединен с вторым входом блока сброса, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с вторым . входом вспомогательного элемента
ИЛИ и выходом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ вход элемента И соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ, и дом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера (2 $.
Недостатком этого порогового элемента является относительно низкое быстродействие. Цель изобретения — повышение быстродействия.
Поставленная цель достигается тем, что в пороговый элемент, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, элемент ИЛИ, счетчик и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы единичного веса которого соединен с входами сканирующего мультиплексора, тактовый вход и информационный выход которого соединены соот-. ветственно с выходом генератора тактовых импульсов и первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен ,со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера. введены блок сброса и К блоков формирования пачек импульсов входы которых соединены с соответствующими входами неединичного веса порогового элемента, вход пе" реноса каждого из блоков формирования пачек импульсов, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего г блока формирования пачек импульсов, а вход переноса первого блока формирования пачек импульсов соединен с
3 1092727 выходом переноса сканирующего мультиплексора, вход переноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов, выход генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми входами блоков формирования пачек импульсов, информационные выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, первый, второй и третий входы блока сброса соединены соответственно с выходом счетчика, выходом генератора тактовых импульсов и управляющим выходом
10 сканирующего мультиплексора, а первый15 и второй выходы блока сброса соединены соответственно с тактовым входом триггера и входом сброса счетчика, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексора и блоков формирования пачек импуль-., сов.
Блок формирования пачек импульсов
20 содержит регистр сдвига, элемент И, элемент ЗАПРЕТ и два .дополнительных элемента HJIH тактовый вход блока формирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдви.га,информационныйвход,вход установки. и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента И, входом установки блока формирования пачек импульсов и первым входом
30 первого дополнительного элемента ИЛИ, выход и второй вход которого соединены соответственно с.выходом перено35 са блока формирования пачек имнульсов и выходом элемента ЗАПРЕТ, инвермента ИЛИ, импульсные входы которого соединены с выходами разрядов регистра сдвига.
1
Блок сброса содержит элемент задержки, вспомогательный элемент ИЛИ, вспомогательный элемент И,и вспомогательный элемент ЗАПРЕТ, первый вход и выход блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходом вспомогательного элемента И, первый и второй входы которого соединены
55 сный и прямой входы которого соединены соответственно с первМм и вто40 рым входами элемента И, которые сое динены соответственно с информационным входом и входом переноса блока формирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с
45 выходом второго дополнительного элесоответственно с выходом вспомогательного элемента ИЛИ и инверсным входом вспомогательного элемента 3АПРЕТ, который соединен с вторым входом блока сброса, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с вторым входом вспомогательного элемента ИЛИ и выходом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ. Выход элемента И соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с прямым входом вспомогательного элемента ЗАПРЕТ.
На фиг.1 показана структурная схема устройства; на Аиг.2 — показан пример реализации блока формирования пачек импульсов; на фиг,3— блок сброса.
Пороговый элемент содержит сканирующий мультиплексор 1, генератор
2 тактовых импульсов, элемент ИЛИ 3, счетчик 4 и триггер 5, выход которого соединен с выходом 6 порогового элемента, входы 7 единичного веса которого соединены с входами сканирующего мультиплексора 1, тактовый вход и информационный выход которого соединены соответственно с выходом генератора тактовых импульсов 2 и первым входом элемента ИЛИ 3, выход которого соединен со счетным входом счетчика 4, выход которого соединен с информационным входом триггера 5.
Пороговый элемент также содержит блоксброса 8 и К блоков формирования пачек импульсов 9 1-9К, входы которых соединены с соответствующими входами 10=1-10=K неединичного веса порогового элемента, вход переноса каждого из блоков формирования пачек импульсов 9 2-9 К, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего блока формирования пачек импульсов, а вход переноса первого блока формирования пачек импульсов 9 1 соединен с выходом переноса сканирующего мультиплексора 1, вход переноса которого соединен с выходом переноса последнего блока формирования пачек импульсов 9К, выход генератора так" товых импульсов 2 соединен с тактовыми входами блоков формирования пачек импульсов 91-9К, информационные выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 3, первый, второй и третий входы блока сброса 8 соединены соответственно с выходом счетчика 4, выходом генера1092727
; элемент ИЛИ 14 на выход переноса блока. При этом блок возвращается. в исходное состояние.
55 тора тактовых импульсов 2 и управляющим выходом сканирующего мультиплексора 1, а первый и второй выходы блока сброса 8 соединены соответственно с тактовым входом триггера
5 и входом сброса счетчика 4, который соединен с установочными входами сканирующего мультиплексора I и блоков формирования пачек импульсов
9=1-9=К.
Блок формирования пачек импульсов содержит регистр сдвига ll элемент И 12, элемент ЗАПРЕТ 13 и два дополнительных элемента ИЛИ 14 и 15, тактовый вход блока формирования пачек импульсов соединен с тактовым входом регистра сдвига !1, ин- формационный вход, вход установки и выход переноса которого соединены соответственно с выходом элемента
И 12 входом установки блока формирования пачек импульсов и первым входом первого дополнительного элемента ИЛИ 14, выход и второй вход которого соединены соответственно с выходом переноса блока формирова" ния пачек импульсов и выходом элемента ЗАПРЕТ 13, инверсный и прямой входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами элемента И 12, которые соединены с информационным входом и входом пе- реноса блока формирования пачек импульсов, информационный выход которого соединен с выходом второго дополнительного элемента ИЛИ 15, импульсные входы которого соединены с выходами разрядов регистра сдвига 11.
Блок сброса 8 содержит элемент задержки 16,: вспомогательные элементы ИЛИ 17, И 18 и ЗАПРЕТ 19, первый вход и выход блока сброса соединен соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ 17 и выходом вспомогательного элемента
И 18, первый и второй входы которого соединены соответствено с выходом вспомогательного элемента ИЛИ 17 и инверсным входом вспомогательного элемента. ЗАПРЕТ 19, который соединен с вторым входом блока сброса 8, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с вторым входом вспомогательного элемента ИЛИ 17 и выходом вспомогательного элемента
ЗАПРЕТ 19, выход элемента И соединен с входом элемента задержки 16, выход
45 которого соединен;с прямым входом. вспомогательного элемента ЗАПРЕТ 19.
Время задержки. элемента 16 за-. держки выбирается таким, чтобы
ФЗ ям„и 3+ Ьимг,- т,,где Ь имп— длительность импульса эталонной частоты; Т вЂ” период эталонной частоты.
Функционирование блока формирования пачек импульсов происходит следующим образом.
В исходном состоянии регистр сдвига 11 сброшен и во всех его разрядах записаны нули, поэтому поступающие на тактовый вход тактовые импульсы не изменяют состояния блока.
При подаче импульса на вход переноса блока, он поступает на входы элементов 12 и 13. Если на информационном входе блока нулевой логический сигнал, то импульс переноса через элемент 12 и ИЛИ 14 проходит непосредственно на выход переноса блока,ие инициируя блока, т.е. при
Х. = О блок транслирует импульс пере1 носа на вход переноса. Если на информационном входе блока единичный логический сигнал, то импульс переноса через элемент И 12 поступает на вход переноса регистра сдвига
11, устанавливая первый разряд регистра сдвига 11 в единичное состояние, Далее с каждым тактовым импульсом происходит сдвиг сигнала на один разряд вправо, при этом на выходе разряда регистра сдвига ll, находящегося в единичном состоянии, в течение длительности тактового импульса формируется импульс, поступающий на вход элемента ИЛИ 15 и через пего на информационный выход блока, Число разрядов регистра сдвига 11 равно
ы;-весу входа Х;. При этом за цикл работы на выходе блока формируется .ы, импульсов. На м„-ом такте на выходе регистра сдвига формируется сигнал переноса, йоступающйй через
Функционирование порогового элемента происходит следующим образом.
В исходном состоянии счетчик 4, блоки формирования пачек импульсов
9=1-9К и сканирующий мультиплексор
1 сброшены.При этом "единица" записана в последний разряд мультиглексора и на его выходе переноса имеется сигнал переноса, который через блоки
1092
7 формирования пачек импульсов 9=1
9=K поступает на вход первого из блоков 9 1., на информационном входе которого единичный логический сигнал, допустим блока 9=i. При поступлении первого тактового импульса блок 9 i формирования пачек импульсов возбуждается и в течение ш; тактов, где ш; — вес входа устройства, с которым блок 9 i соединен информационным 10 входом, формирует на своем информационном выходе ш; импульсов, постулающих через элемент ИЛИ 3 на счетный вход счетчика 4, который их считает, По окончании w„ -ro импульса блок t5
9 i возвращается в исходное состояние, а на его выходе íà tu; -ом такте формируется сигнал переноса, поступающий на вход переноса следующего блока 9=i формирования пачки импульсов, на информационный вход которого подан единичный логический сигнал. и
Если ш Х, 4о, то через
I л
;л=1 -К+1 и
2э
Х
w;X; тактов сигнал переноса, п-K+( с выхода блока 9К формирования пачек импульсов поступает на вход перекоса сканируюещго мультиплексора
1, возбуждая его. В последующие и-К тактов сканирующий мультиплексор 1 последовательно подключает к информационному выходу входы (Х „ — Х„ „)
7 и формируемые на его информацион- 35 ном выходе импульсы через элемент, ИЛИ поступают на счетный вход счетчип г ка 4. Если ш.X с,ш, то заполнеi
1= л 40 ния счетчика 4 не происходит. Прн
"=уом сигнал с выхода останова сканирующего мультиплексора 1, формируемый в момент опроса последнего входа Х>, поступает на вход блока 45 сброса 8, формир;тощего при этом в течение длительности тактового импульса сигнал разрешения записи в триггер 5 сигнала с выхода счетчика 4, а в течение следующей паузы — сиг- . нал сброса, поступающий на входы сброса счетчика 4 блоков формирования пачек импульсов 9 I-9=K и вход на- чальной установки сканирующего мультиплексора 1, устанавливая их в ир727 8 ходкое состояние. Цикл работы порогового элемента окончен. Со следующего тактового импульса цикл работы устройства повторяется.
Если на некотором такте работы порогового элемента в счетчик 4 поступило а импульсов (a — порог), то на
его выходе появляется единичный логический сигнал, поступающий на информационный вход триггера 5 и вход блока сброса 8, который при этом формирует сначала сигнал разрешения записи в триггер 5 сигнала с выхода счетчика 4, а затем сигнал сброса счетчика 4, блоков формирования пачек импульсов 9 1-9 К и сканирующего мультиплексора 1, которые при этом возвращаются в исходное состояние. Цикл работы порогового элемента окончен.
Таким образом, в предложенном устройстве цикл работы порогового элемента прерывается, не производится опрос входов Х; 0 с весами ш1 ) 1, что обеспечивает повышение быстродействия.
Цикл работы порогового элемента переменный и составляет
h ! тактов при t=- n- к+1 ! и-К не более tt-K+a- K )(. тактов при
i=1
h и .Е ш, Х;(а, Х ы,. Х; > а.
1= п- К 1 1= 1
Однако в любом случае число тактов не превьппает (n-K+a-1). Например, для порогового элемента на 7 входов с весами м;= 10, М2 = 8, ш =7 ш=7 ш =6 ш=4 ы =1
4 5 6 и а = 20, цикл работы порогового элемента не более 20 тактов.
Следовательно, пороговый элемент обладает повьппенным быстродействием, причем по мере увеличения числа входов и их весов выигрьпп в быстродействии растет.
В частном случае, когда все ш;> 1, сканирующий мультиплексор 1 не имеет информационных входов и информационного выхода и выполняется в виде двухразрядного распределителя, выход первого разряда которого является выходом останова мультиплексора.
1092727
Составитель О.Скворцов
Редактор О.Колесникова Техред О.Неце Корректор Г.Огар
Заказ 3276/44 Тираж 862 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Рауиская наб., д. 4(5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4