Устройство синхронизации триггера-защелки

Устройство синхронизации триггера-защелки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

28Б41

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫИтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Хо

Кл. 21ат, 36/18

Заявлено 05.V,1969 (№ 1327292/18-24) с присоединением заявки Мо

Приоритет

Опубликовано 14.1Х.1970. Бюллетень Ке 29

Дата опубликования описания 18.1.1971

МПК Н 03k 17/00

УДК 681,326.35 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Автор изобретения

А. А. Соловьев

Заявитель

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ТРИ ГГЕРА-ЗАЩЕЛКИ

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и, в частности, к устройствам синхронизации управления запоминающими элементами (триггерами) цифровых автоматов, выполненными па потенциальных элементах «И» и «ИЛИ» с управляемыми положительными обратными связями, которые известны также как «триггеры-защелки».

Цель изобретения — увеличить быстродействие цифровых автоматов, построенных на универсальных потенциальных элементах и содержащих комбинационные схемы и схемы запоминающих элементов на триггерах-защелках.

Достигается это тем, что предлагаемое устройство синхронизации триггера-защелки на потенциальных элементах с управляемой положительной обратной связью содержит шины синхронизации пересекающихся во времени синхронизирующих импульсов переключения триггера-защелки в нуль и в единицу, схемы

«НЕ» и «И» выделения длительности пересечения синхро изирующих импульсов oinpocoa триггера-защелки и синхронизирующих импульсов переключения его в нуль или в единицу, причем шины (i — k)-го и (Е -ч-1)-го синхронизирующих импульсов соединены с синхронизирующими входами схем «И» переключения триггера-защелки в нуль, шины (i—

k + 1)-го и (i + k + 1)-го синхронизирующих импульсов соединены с синхронизирующими входами схем «И» переключения триггера-защелки в единицу, шины (i + 1) -го и (i + k +

+- 1) -го синхронизирующих импульсов через схемы «НЕ» подключены к первым входам схем «И» выделения длительности пересечения соответственно i-го с (i - 1)-ым и (i +

+ k) -го с (i + k + 1) -ым синхронизпрующих импульсов, вторые входы которых связаны с шинами i-го и (i+k)-го синхро низирующих

10 импульсов, выход схемы «И» выделения пересечения i-го и (i + 1) -го синхропизирующих импульсов подключен к синхронпзирующему входу выходной схемы «И» опроса нулевого выхода триггера-защелки, а выход схемы «И»

15 выделения пересечения (i +k)-ro и (i + /г+

+1) -го синхронизпрующих импульсов подключен к синхронизирующему входу выходной схемы «И» опроса единичного выхода триггера защелки.

20 На фиг. 1 представлена блок-схема цифрового автомата; на фиг. 2 — временная диаграмма работы основных цепей для случая расширения сигналов при прохождепип последовательно включенных каскадов.

25 Цифровой автомат состоит из запоминающей части 1 и комбинационной части 2 (предлагаемое устройство синхронизации) и содержит триггер-защелку 3 на схемах 4 — 5 «И», 6

«ИЛИ» и 7 «НЕ», схемы 8 — 9 «И», 10 «ИЛИ» и 11

30 «НЕ» перекгпоченпя триггера-защелки в нуль, 281541 схемы 12 — 18 «И» и 14 «ИЛИ» переключения триггера-защелки в единицу, выходные схемы

15 — 1б «И», схемы 17 и 18 «НЕ» выделения дли;ю тельности пересечения i-ro и (i + 1) -го синхронизирующих импульсов, схемы 19 «И» и

20 «НЕ» выделения длительности пересечения (с+А)-го и (-<- k+ 1)-го синхронизирующих импульсов, шины 21 — 2б синхронизации nepecpкающихся во времени синхронизирующих импульсов, информационные входы 27.

Сигналы на фиг. 2 обозначены номерами соответствующих шин 21 — 2б и проме>куточных точек 28 — 8б на фиг. 1.

Синхронизирующий импульс (1 — k + 1)-й (шина 22) следует с пересечением по длительности за (1 — k)-ым (шина 21), (l -1- 1)-й (шина 24) — с пересечением по длительности за

i-ым (шина 28), а (i + k + 1)-й синхронизирующий импульс (шина 2б) следует с пересечением по длительности за (i k)-ым синхронизирующим импульсом (шина 25).

Известные устройства синхронизации управления триггером содержат обычно в комбинационной части схемы 8 — 9 «И», 12 — 18 «И», 10 «ИЛИ», 14 «ИЛИ», 11 «НЕ», а также выходные схемы 15 — 1б «И», работающие от непересекающихся во времени синхронизирующих импульсов.

Любой цифровой автомат содержит две части: комбинационную и запоминающую. Комбинационная часть включает в себя конечное множество предлагаемых устройств синхронизации. Связи между любыми триггерами-защелками запоминающей части цифрового автомата всегда осуществляются через соответствующие элементы его комбинационной части.

При построении реального цифрового автомата большое влияние на быстродействие оказывает каскадность логических цепей комбинационной части автомата, При расчете быстродействия необходимо учитывать также каскадность цепей, вырабатывающих синхронизирующие импульсы перед подачей их на шины синхронизации. При максимальном числе к каскадов цепей от датчика синхронизирующих импульсов (датчика СИ) до шин синхронизации и максимальном числе k каскадов цепей известных устройств синхронизации и предлагаемого устройства быстродействие цифрового автомата с известными устройствами синхронизации будет определяться числом

k3 каскадов, равным сумме kI +k3. Это происходит в связи со следующим обстоятельством.

Универсальные потенциальные элементы не могут формировать длительности сигналов, проходящих через них. Поэтому при построении реальных логических цепей цифровых автоматов на таких элементах (в базисах «И—

НЕ», «И — ИЛИ вЂ” HE» и других) с использованием известных устройств синхронизации управления триггерами-защелками период Т,„ следования синхронизирующих импульсов (длительность микротакта) определяется с учетом как возможного сужения, так и воз5

15 г0 г5

65 можного их расширения при прохо>кдении цепи из последовательно включенных каскадов..) си Г си иин + 3 - т! + )) 3 — ) с2) (1 ) т си си иин + 3

-.„, „„„— минимальная допустимая длительность сигналов переключения, поступающих непосредственно на триггер-защелку, и определяемая максимальным временем его переключения;

lг3 — максимальное число последовательно включенных каскадов в цепях синхронизирующпх импульсовв до и после шпн синхронизации (исключая трпггерзащелку), сужающих или расширяющих импульсы;

Лт, Лт3 — соответственно среднее сужение и расширение длительности синхронизирующих импульсов при прохождении одного каскада цепи с учетом наихудших допустимых условий работы потенциальных элементов в том или ином цифровом автомате (изменение температуры, питающих напряжений, нагрузки).

ВЕЛИЧИНЫ Лт,, Лт3 И т,и„„н ЯВЛЯЮТСЯ ХаРаКтеристиками потенциальных систем элементов и указываются в инструкциях по применению этих элементов.

Быстродействие цифрового автомата с применением предлагаемого устройства синхрониза ции с пересекающимися во времени синхронизирующими импульсами определяется только максимальным числом k3 каскадов его цепей (k3(k3). 3То происходит от Toro, что расширение синхронизирующих импульсов при прохождении последовательно включенных каскадов в данном случае можно не учитывать, так как в устройстве имеются специальные схемы «И» и «НЕ» выделения длительности пересечения двух соседних синхронизирующих импульсов — опрашивающего триггерзащелку и переключающего его.

Работа предлагаемого устройства синхронизации управления триггером-защелкой характеризуется следующими временными условиями:

Длительность синхронизирующих импульсов определяется только с учетом их возможного сужения в логических цепях, включая цепи до: и после шин синхронизации.

281541

Сдвиг Лт передних фронтов двух соседних пересекающихся во времени синхронизирующих импульсов, поступающих непосредственно с датчика синхронизирующих импульсов (длительность микротакта), должен быть равен < — т си мин 1 т1> где Й вЂ” максимальное число последовательно включенных каскадов в предлагаемом устройстве синхронизации.

Уменьшение длительности микротакта за счет применения предлагаемого устройства синхронизации оценивается зависимостью (4) т,и — Л-. <, q,).<, + q,q, си -си мии + >и (»1+ ) где Т,„— период следования СИ (длительность микротакта) при использовании известных устройств синхронизации управления триггером-защелкой;

Лт — длительность микротакта при применении предлагаемого устройства синхронизации.

Предмет изобретения

Устройство синхронизации триггера-защелки, выполненного на потенциальных элементах с управляемой положительной обратной связью. отлича>ощееся тем, что, с целью повышения быстродействия цифровых автоматов, содержащих триггеры-защелки и комбинационные схемы, оно содержит шины пересекающихся во времени синхронизирующпх импульсов переключения триггера-защелки в нуль и в единицу, схемы «НЕ» и «И» выделения длительности пересече1шя синхронизирующих импульсов опросов триггера-защелки и переключения его в нуль или в единицу, при10 чем шины (1 — k)-го и (i + 1)-го синхронизирующих импульсов соединены с спнхронпзирующпми входами схем «И» переключения триггера-защелки в нуль, шины (i — k + 1)-ro u (I —, k + 1) -го синхронизирующих импульсов

15 соединены с синхронпзирующими входами схем «И» переключения триггера-защелки в единицу, шины (i + 1)-го и (+Уг+1)-го синхроппзирующих импульсов через схемы

«НЕ» подключены к первым входам схем «И»

20 выделения длительности пересечения 1-ro c (ii+k)-ым и (i+k)-ln с (i+k+1)-ым синхронпзирующих импульсов, вторые входы которых связаны с шинами i-го и (i+k)-го синхропизирующих импульсов, выход схемы «И»

25 выделения пересечения i-го и (i + 1)-го синхронизирующих импульсов подключен к синхронизирующему входу выходной схемы «И» опроса нулевого выхода триггера-защелки, а выход схемы «И» выделения пересечения (i -130 + k) -ГО и (е —, k + 1) -Го синхро11!1зирующих импульсов подключен к синхронизпрующему входу выходной схемы «И» опроса ед1шичного выхода триггера-защелки.

281541

О.ютпЫй76

«-- Г с

Составитель В. Е. Валюжеиич

Корректор Г. С. Мухина

Редактор И. Е. Уряшзон

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3880 2 Тираж 480 Подписное

Ц1111ИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 4/5