Многоразрядный счетчик с параллельным переносом

Многоразрядный счетчик с параллельным переносом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е ()788388

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ баб 1,"

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.09.76 (21) 2403279/18-" с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

Н 03 К 23/02

Государственный комитет (53) УДК 621.374..33 (088.8) Опубликовано 15.12.80. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Г. С. Брайловский, И. М. Лазер, Ю. С. Крылов и Л. М. Лиогонькая (71) Заявитель (54) МНОГОРАЗРЯДНЫЙ СЧЕТЧИК

С ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ПЕРЕНОСОМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении интегральных схем повышенной степени интеграции.

Известны счетчики со взвешенным кодированием и параллельным переносом, где каждый счетный разряд построен на четырех логических элементах И-ИЛИ-НЕ (1) и (2).

Однако такие счетчики при многоразрядном выполнении содержат большое количест- во соединений. 1О

Наиболее близким к предлагаемому является многоразрядный счетчик с параллельным переносом, разряды которого разделены на группы, а каждый разряд содержит основной и коммутационный триггеры, выполненные на логических элементах И-ИЛИ-НЕ, 15 соответствующие входы основного и коммутационного триггеров каждого из разрядов каждой группы подключены к общей шине тактовых импульсов, входы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ основного триггера каждого разряда данной группы, кроме старшего разряда, а также входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера старшего разряда этой же группы соединены с

2 выходами первых элементов И-ИЛИ-НЕ коммутационных триггеров всех предыдущих разрядов той же группы .(3).

Однако такой схеме также присуще большое количество соединений между элементами.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Цель достигается тем, что к первому элементу И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы подключены дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ того же триггера, а второй вход каждого дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера соответствующего разряда этой же группы, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы соединен со входами обоих элементов И-ИЛИ-НЕ основных триггеров всех разрядов всех последующих групп.

На фиг. 1 изображена функциональная блок-схема i-ой группы разрядов многоразрядного счетчика с параллельным переносом и коэффициентом пересчета 2; на фиг. 2— и., 788388

55 временная диаграмма работы i-ой группы разрядов счетчика с коэффициентом пересчета !0; на фиг. 3 — группа разрядов счетчика с коэффициенто пересчета 10.

Схема построена на логических элементах l — 12 И-ИЛИ-HE. Соседние разряды счетчика объединены по группам. При этом каждая группа имеет выход сигнала параллельного переноса Р„ (i = 1, 2,...). Первый разряд группы содержит коммутационный триггер с выходами QÄ, и Q„, на элементах 1 и 2 и основной триггер с выходами

Q; и Q„3 и 4. Второй разряд содержит коммутационный триггер с выI ( ходами Q „„и (,)„ на элементах 5 и и основной триггер с выходами Q „„è (,) „ на элементах 7 и 8.

Старший (п-ый) разряд содержит коммутационный триггер с выходами (,) „и Qj» на элементах 9 и 10 и основной триггер с выходами Я;,„и Q; íà элементах 11 и 12.

Элемент 9 содержит (и — 1) дополнительных логических элементов И 13 — 15.

Выход Я1,д элемента 10 соединен с первыми входами элементов И 10. Выход (,);1 элемента 1 соединен со входами элементов

7 — 12. Выход Я;z элемента 5 соединен со входами элементов 7 — 12. Выход Q „<»-1) соединен со входом элемента 12. Выход (,);> элемента 4 соединен со вторым входом элемента И 13. Выход Я;< элемента 8 соединен со вторым входом элемента И 14. Выход

Q„:(-1)соединен со вторым входом элемента

И 15. Выход (,) „ „элемента 9 соединен с выходом переноса Р„ i-ой группы разрядов. Выходы переносов младших групп

P,,...,Є-< соединены со входами основных триггеров всех разрядов (co входами элементов 3 — 12).

Функционирование i-ой группы разрядов счетчика (фиг. 1) поясняется временной диаграммой (фиг. 2). Изменения состояний основных триггеров i-ой группы происходит, по счетному импульсу (T=l ), при условии .h, «

Яз1

«Р> — — 1. При этом i-ая группа реагирует только на каждый М-ый счетный импульс, где

M — коэффициент пересчета счетчика, образованного первыми (i — 1) группами разрядов. В начальном состоянии

I I

Q 1= QÄ â€” " Qig = О Q 1= Qj =

= Я„ = О.

При появлении первого счетного импульса (T=l) состояния разрядов i-ой группы не изменяются.

При появлении М-го счезного импульса происходит переключение основного триггера первого разряда в состояние Q„ < = 1.

По паузе (= О) происходит переключение коммутационного триггера первого разряда

I в состояние (,), = 1. При появлении 2М-ого счетного импульса происходят переключения основных триггеров первого и второго разрядов в состояния Q j< = О и Q;q = 1. По паузе переключаются коммутационные триг5 0

2S

3S

50 геры первого и второго разрядов в состояI ( ние Q = О и Q = 1 и т.д.

При появлении (2» — 1)М-ro импульса происходят переключения основных триггеров всех разрядов в состояния

Q 1= Qi1= Q;1 = О Q 1= 1.

По паузе переключаются коммутационные триггеры первых (и — 1) разрядов в состояние Q„„ » — — Я„» ——,..., (,) j„1 — — О, а коммутационный триггер старшего, (и-ого) разряда остается в состоянии Q,» = О и т.д.

При появлении (2" 1) М-ого импульса происходит переключение основного триггера первого разряда в состояние Q 1 = 1, при этом основные триггеры всех разрядов находятся в состоянии

Q L = Q И =,..., Q -4 = Q, 1,— — 1

По паузе происходят переключения коммутационных триггеров первого и п:го разрядов в состоянии Я, 1 = 4 и Q „2 — = 1. При появлении 2М-oro импульса происходят переключения основных триггеров всех разрядов в состояния Q„ 1 — — (,)„ =,...,= Q 11.= О.

По паузе происходят переключения коммутационных триггеров всех разрядов в состояния

I /

Q „.„= Q„„.„=,..., = Q„. О.

На временной диаграмме (фиг. 2) показан сигнал P, который соответствует

4=1 сигналу переноса для (i+1)-ой группы.

Рассматривают построение групп разрядов с коэффициентом пересчета, не равным

2 на примере группы с коэффициентом пересчета 10.

Группа с коэффициентом пересчета 10 (фиг. 3) построена на логических элементах

6 — 3 И-ИЛИ-НЕ. Каждый разряд также выполнен на коммутационных триггерах 16 и 17Ä20 и 21, 24 и 25, 28,и 29 с, выходами Q„ 1и Qj1 Я Еи Qi.ь Qi) и L3, Ъч и

Q соответственно и основных триггерах 18 и 19, 22 и 23, 26 и 27, 30 и 31 с выходами

Q11 И (,) », Ql. Ll ЯЛ., QL J И Яй, QI.V И Я 0

Элемент 28 содержит дополнительный элемент И 32. Выход Q. элемента 29 соединен с первым выходом элемента

И 32 и со входом элемента 23. Выход Я;, элемента 16 соединен со входами элементов

22, 23, 26, 27 и 31. Выход Q„ элемента 20 соединен со входами элементов 26, 27 и 31.

Выход Q 3 элемента 24 соединен со входом элемента 31. Выход Q.„ элемента 19 соединен со вторым входом элемента И 32. Выход Q„< элемента 28 соединен с выходом перелога Р„ i-ой группы разрядов. Выходы перелогов младших групп Р1 — Р; g соединены со входами основных триггеров всех разрядов группы.

Функционирование декадной группы происходит аналогично функционированию группы с коэффициентом пересчета 2 Счет производится в коде 8421. Переключение коммутационного триггера четвертого разряда в состояние Q;„= 1 происходит в паузе меж788388 ду счетными импульсами при следующих состояниях основных триггеров

Я;1 1 ALL qi3 oi Я ц 1

Максимальная нагрузка на выходы коммутационных триггеров определяется коммутационным триггером старшего разряда первой группы и составляет 2(N — P) +3, где

P — количество разрядов в первой группе.

Максимальный коэффициент объединения по входу И определяется старшим разрядом последней группы и равен гп+ где m — количествс групп, а — количество разрядов в последней группе. Кроме того, уменьшаются нагрузки и коэффициенты объединения для всех триггеров всех разрядов счетчика.

Все это приводит к уменьшению общего количества соединений в схеме многоразрядного счетчика и позволяет строить счетчики с параллельными перелогом большей разрядности на логических элементах с ограниченными коэффициентами разветвления по выходам и объединения по входам без применения дополнительных логических элементов для разветвления выходных сигналов коммутационных триггеров и для увеличения коэффициентов объединения по входам основных триггеров разрядов.

Формула изобретения

Многоразрядный счетчик с параллельным переносом, разряды которого разделены на группы, а каждый разряд содержит основной и коммутационный триггеры, выполненные на логических элементах И-ИЛИ-НЕ, соответствующие входы основного и коммутационного триггеров каждого из разрядов каждой группы подключены к обшей шине тактовых импульсов, входы первого и второго элементов И-ИЛИ-НЕ основного триггера каждого разряда данной группы, кроме старшего разряда, а также входы второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера старшего разряда этой же группы соединены с выходами первых элементов И-ИЛИНЕ коммутационных триггеров всех предыдуших разрядов той же группы, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, о к первому элементу И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда каждой группы подключены дополнительные элементы И, первые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ того же триггера, а второй вход каждого дополнительного элемента И соединен с выходом второго элемента И-ИЛИ-НЕ основного триггера соответствующего разряда этой же группы, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ коммутационного триггера старшего разряда

zo каждой группы соединен со входами обоих элементов И-ИЛИ-НЕ основных триггеров всех разрядов всех последующих групп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Филиппов А. Г. и Белкин О. С. Проектирование логических узлов ЭВМ. — «Советское радио». М., 1974, с. 152, рис. 2.89 — 2.90.

2. Коган Б. М. и Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и системы»,—

Зо «Энергия». М., 1973, с. 180, рис. 3 — 37 (a).

3. Коган Б. М. и Каневский М. М. Цифровые вычислительные машины и системы.—

«Энергия». М., 1973, с. 210, рис. 3 — 63 (прототип) .

788388

7 л 2/Ч (2- 1)М /Р -1)lИ (8-1)М+1 2 М

О- С О- СЗ СЛ О

Составитель И. Долгушева

Редактор Т. Веселова Техред А. Бойкас Корректор М. Коста

Заказ 8380/70 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектйая, 4