Регистр сдвига на импульсно-потенциальных элементах

Регистр сдвига на импульсно-потенциальных элементах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Кл. 21а, 36/18

Заявлено ОЗ.Ч1.1968 (№ 1245200/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Пр,иоритет—

О публиковано ЗО.IX.1969. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК H 03k

УДК 681.325.65(088.8) Автор изобретения

1О A Скобелев

Заявитель

РЕГИСТР СДВИГА

НА ИМПУЛЬСНО-ПОТЕН ЦИАЛ ЬНЬ1Х ЭЛЕМЕНТАХ

Изобретение относится к области вычислительной техники.

Известны регистры сдвига на импульснопотенциальных элементах, содержащие запоминающие триггеры, вентили связи между разрядами регистра, распределитель импульсов на импульсных инверторах. В известных устройствах выход из строя какого-либо элемента приводит к искажению кода на выходе. Это также затрудняет резервирование.

Предложенный регистр отличается от известных тем, что в нем вход вентиля связи соединен непосредственно с единичным выходом триггера, выход вентиля связи подключен к единичному входу триггера, а выход импульсного инвертора каждого разряда соединен с нулевым входом триггера соответствующего разряда, Цель предлагаемого изобретения состоит в исключении ложных импульсов кода 1 на выходе регистра сдвига, выполненного на импульсно-потенциальных элементах, при отказе любого элемента регистра, если отказ приводит к установлению постоянного напряжения на выходе отказавшего элемента, Благодаря этому создается возможность повышения надежности предлагаемого регистра сдвига при параллельном включении двух и более одновременно работающих регистров.

В предлагаемом регистре сдвига на импульсно-потенциальных элементах включен только один вентиль связи непосредственно между триггером передающего разряда регистра и триггером принимающего разряда.

Применен распределитель импульсов, выполненный на импуlbcHblx инверторах, для последовательной установки всех триггеров регистра, начиная с первого разряда, в состояние «О». Вентиль связи выдает импульс кода

10 «1» и устанавливает триггер принимающего разряда в состояние «1» при наличии на выходе триггера передающего разряда перепада напряжения в момент перехода этого триггера из состояния «1» в состояние «О». Импульсный инвертор передающего разряда регистра выдает импульс и устанавливает триггер передающего разряда в состояние «О» при наличии перепада напряжения в момент окончания импульса на выходе импульсного инвер20 тора принимающего разряда регистра.

На фиг. 1 изображена схема двух разрядов регистра сдвига; на фиг. 2 — трехразрядный закольцованный регистр сдвига.

Каждый разряд регистра состоит из трнгге25 ра, выполняющего роль запоминающего элемента, вентиля, выполняющего роль элемента связи передающего разряда регистра с принимающим, импульсного инвертора, осуществляющего установку триггера в состояние «О». зр Схема двух разрядов регистра сдвига со253133 )

ll 0

1 Э

>5

З0

45

60 держит потенциальные инверторы 1, 2, образующие триггер первого разряда регистра сдвига; потенциальные инверторы 8, 4, образующие триггер второго разряда реги с гра; вентили 5, б связи первого и второго разрядов регистра; импульсные инверторы 7, 8 первого и второго разрядов регистра; задающие емкости 9, 10, определяющие длительность импульсов на выходе импульсных инверторов; потенциальный инвертор 11, образующий совместно с импульсным инвертором 7 ждущий мультивибратор; источники 12, 18 импульсов сдвига и сброса; выходное устройство 14, принимающее последовательный импульсный код; источник 15 параллельного импульсного кода.

Второй разряд регистра сдвига содержит триггер, выполненный на двух потенциальных инверторах 8, 4. Выход инвертора 8 соединен со входом вентиля б связи, выход импульсного инвертора 8 — со входом инвертора 4, а вход инвертора 8 — с выходом импульсHог0 инвертора 7 первого разряда регистра.

Построение остальных разрядов рвгистра аналогично построению второго разряда, за исключением того, что импульсный инвертор

7 первого разряда регистра совместно с потенциальным инвертором 11 образуют >кдущий мультивибратор.

Вход инвертора 11 соединен с выходом источника 12 импульсов сдвига.

Выход источника 18 импульсов сброса соединен со входами инверторов 2 и 4, входы инверторов 1 и 8 соединены с источником параллельного импульсного кода.

Во всех элементах регистра используются полупроводниковые триоды в ключевом режиме. Поэтому на выходе элементов, находящихся в закрытом состоянии, устанавливается напряжвние U, примерно равное напряжению коллекторного источника питания, а на выходе элементов, находящихся в открытом состоянии, устанавливается напряжение Ьа, равное остаточному напряжени о на открытом триоде.

Вентиль связи выдает импульс при смене напряжения на его входе от U, ло U>, а импульсный инвертор выдает импульс при смене напряжения на входе от U ло U . Длительность импульсов т на выходе импульсных инверторов 7, 8 определяется величинами емкостей 9 и 10. На выходе потенциального инвертора устанавливается напряжение U, при наличии на одном из входов напряжения

Ug, а напряжение U устанавливается при наличии на всех входах потенциального инвертора напряжения U . На выходе источника

12 импульсов слвига и на выходе источника 18 импульсов сброса, а также на выходах источника 15 параллельного кода при отсутствии импульсов устанавливается постоянное напряжение U>.

Работа регистра при сбросе, приеме и сдвиге параллельного кода происходит следующим образом.

Сброс регистра осуществляется импульсом, выдаваемым источником 18 импульсов сброса регистра сдвига. После сброса все триггеры устанавливаются в состояние «О», при котороам инверторы 1, 8 открыты и выдают на выхоле напря>кение Ug, а инверторы 2, 4 закрыты и выдают на выходе напряжение U,.

Для примера рассмотрим запись параллельного кода «Ol » в регистр сдвига, то есть в первый разряд регистра записывается код «О», а во второй — код «1». После записи кода триггер первого разряда остается в состоянии «О», так как коду «0» соответствует отсутствие импульса, а триггер второго разряда регистра устанавливается в состояние «1», так как коду «1» соответствует наличие импульса.

В этом поло>кении на выходе инвертора 8 устанавливается напряжение U .

При поступлении первого импульса сдвига запускается ждущий мультивибраTор, собранный на импульсных инверторах 7, 11; первый из них выдает импульс ллительностью т,.

Этот импульс поступает на инвертор 2 и подтверждает состояние «О» триггера первого разряла регистра. Отсутствие импульса на выходе вентиля 5 в момент действия импульса сдвига соответствует выходу из регистра кола «О».

В течение импульса длительностью тч на выходе инвертора 7 происходит перезарял конденсатора емкости 10 инвертора 8. После окончания импульса на выходе инвертора 7, . е. после смены потенциала от U до U>, инвертор 8 выдает импульс длительностью ть

Этот импульс поступает на инвертор 4 и переводит триггер второго разряда регистра из состояния «1» в состояние «О», при этоvt на выходе ипвертора 8, а следовательно, и на входе вентиля бпроисходитсмена напряжения от U ло U . Вентиль б формирует импульс, который поступает на инвертор 1 и устанавливает триггер первого разряда регистра в состояние «1». Произошел последовательный сдвиг параллельного кода «01» на один разряд.

При поступлении второго импульса сдвига происходит установка триггера первого разряда в состояние «О» и выдача импульса вентилем 5, Наличие импульса в последовательном коде на выходе регистра соответствует коду «1».

Так осуществляется сдвиг параллельного кода предлагаемым регистром сдвига.

Полагая время перезаряда конденсатора в импульсных инверторах 7, 8 равным та, частота следования импульсов сдвига должна удовлетворять неравенству

1слвига ( т!+т2 так как длительность импульса на выходе первого инвертора 7 равна ть и время перезаряда конденсатора емкости 9 в инверторе 7 равно та.

253133

Запись нового и-разрядного кода в предлагаемый регистр сдвига, содержащий и разрядов, следует производить спустя время

T) т, после поступления импульса сдвига, выталкивающего из регистра и-ый разряд параллельного кода. Время и.т работы распределителя импульсов содержит и олинакоBbIx импульсных инверторов. Если запись кода осуществляется ранее указанного времени, то произойдет сдвиг и искажение кола, записываемого в регистр.

Трехразрядный закольцованный регистр сдвига содержит триггеры 16, 17, 18 первого, второго и третьего разрядов регистра; триггер 19 дополни ельного разряда регистра; вентили 20, 21, 22 связи первого, второго и третьего разрядов регистра; вентиль 23 связи дополнительного разряда регистра; импульсные инверторы 24, 25, 26 первого, второго .и третьего разрядов регистра; импульсный инвертор 27 дополнительного разряда регистра; потенциальный инвертор 28, входящий совместно с импульсным инвертором 24 в состав ждущего мультивибратора; источники

29, 80 импульсов сдвига и сброса; выходное устройство 31; источник 82 параллельного импульсного кода, Работа закольцованного регистра сдвига осуществляется следующим образом, Импульс, поступающий из источника 80 импульсов сброса, устанавливает триггеры

16 — 19 в состояние «О». Затем осуществляется запись параллельного кода, поступающего из источника 82 параллельного импульсного кода 82.

Для примера рассмотрим запись и сдвиг кода «101». После записи параллельного кода триггеры 16 и 18 устанавливаются в состояние «1».

Первый импульс сдвига, поступающий из источника 29 импульсов сдвига, запускает ждущий мультивибратор (инверторы) 28 и 24.

Импульс длительностью т с выхода инвертора 24 поступает на триггер 16 и устанавливает его в состояние «О». При переходе триггера 16 из состояния «1» в состояние «О» вентиль 20 связи выдает импульс, который поступает на выходное устройство 81 и на триггер 19 в состояние «1».

Спустя время т после поступления импульса сдвига оканчивается импульс на выходе импульсного инвертора 24, а импульсный инвертор 25 выдает импульс длительностью ть

Этот импульс поступает на триггер 17, а так как последний находится в состоянии «О», то его состояние не изменится.

Спустя время 2т после поступления импульса сдвига оканчивается импульс на выходе инвертора 25, а импульсный инвертор 26 выдает импульс длительностью ть который поступает на триггер 18 и устанавливает его в состояние «О». При переходе триггера из состояния «1» в состояние «О» вентиль 22 формирует импульс, который поступает на

1 (и+ 1) тч

00 лителя и сдвиг кода в последующих разрядах

pcI èñòðà.

Во всех случаях отказа элементов регистр правильно сдвигает и выдает кол, находящийся во всех разрядах регистра ло отказовского

1о

20 5

Зо

35 триггер 17 и устанавливает его в состояние

«1», Спустя время 8т оканчивается импульс на выхоле инвертора 26, а инвертор 27 выдает импульс ллительностью ть Этот импульс поступает па триггер 19 дополнительного разряда регистра и устанавливает его в cîñòîÿние «О». При переходе триггера 19 из состояния «1» в состояние «О» вентиль 28 вылает импульс, который поступает на триггер 18 и устанавливает его в состояние «1». .Таким образом, в первых трех разрядах регистра устанавливается кол «011», то есть код «101», сдвинутый по кольцу на один разряд.

Распределитель импульсов, выполненчый на инверторах 24- — 27, работает в течение времени 4тч, поэтому период следования импульсов сдвига должен быть больше времени

4ть

Итак, в общем случае лля закольцования регистра сдвига, солержащего и разрядов, необходимо установить дополнительный и+1 разряд, а выход вентиля связи первого разряда регистра соединить с входом триггера дополнительного и+1-го разряда. Это необходимо ввиду того, что сдвиг кода из первого разряда регистра происходит ранее сдвига кода из последнего разряда регистра, и для сохранения кода, выдаваемого первым разрядом регистра, необходим дополнительный разряд. При работе с закольцованным регистром, содержащим ира,зрядов,,частота следования импульсов сдвига должна удовлетворять неравенству гле и — число разрядов регистра сдвига;

t — ллительность импульса на выходе импуль ного инвертора.

В случае отказа любого элемента предлагаемого регистра сдвига, приводящего к установлению на выходе отказавшего элемента постоянного напряжения У, или U, ложные импульсы кода «1» на выходе регистра сдвига отсутствуют.

Действительно, в случае отказа любого из инверторов, образующих триггер, например инверторов 1 или 2, последний устанавливается в одно из устойчивых состояний «О» или

«1» и никогда не переводится в противоположное состояние, поэтому вентиль 5 связи не выдает импульсов на триггер принимающего каскада. В случае отказа, например, вентиля б связи последний никогда не выдает импульса, не принимающего разряд регистра, а в случае отказа импульсного, например, инвертора 8 прекращается работа распреле253133 разряда. Начиная с этого разряда, регистр постоянно выдает код «0» (отсутствие импульсов). Благодаря этому для повышения надежности предлагаемого регистра сдвига возможно параллельное включение двух и более одновременно работающих регистров, Предмет изобретения

Регистр сдвига на импульсно-потенциальных элементах, содержащий запоминающие триггеры, вентили связи между разрядами регистра, распределитель импульсов на импульсных инверторах, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности и исключения ложного импульса кода «1» при отказе любого элемента регистра, в нем вход вентиля связи соединен непосредственно с единичным выходом триггера, выход вентиля связи подключен к единичному входу триггеio ра, а выход импульсного инвертора каждого разряда соединен с нулевым входом триггера соответствующего разряда.

253133 и2

Составитель Г. С. Колотова

Редактор Т. В. Данилова Техред А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 39 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Раушская наб., д, 4/5, Типография М. 24 Главполиграфпрома, Москва, Г-19, ул. Маркса — Энгельса, 14,