Накапливающий счетчик

О П И С А Н И Е (ll)l00148l

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистическик республик

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 06.05.81 (21) 3285316/18-21 (51)М. Кд.. 3 с присоединением заявки №

Н 03 К 23/00 ..

Гееудерстееевй кемнтет

СССР

te дееем езееретееке и еткрмтий (23) Приоритет—

Опубликовано 28.02.83. бюллетень № 8.

Дата опубликования описания 28.02.83 (53) УДК 621 374..322(088.8) (72) Автор изобретения

В.Л. Баранов

Ордена Ленина институт кибернетики (7l) Заявитель (54 ) НАКАПЛИВАОЦИй СЧЕТЧИК

Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике и может быть использовано в различных облас-. тях техники и промышленности для счета входной последовательности импуль5 сов и суммирования последовательности двоичных чисел.

Известен накапливающий счетчик, содержащий динамический регистр, блок синхронизации, три элемента И, инвер- 1п тор, триггер, элемент ИЛИ и элемент задержки j1).

Недостаток этого накапливающего счетчика заключается в ограниченных функциональных возможностях. 15

Известен также накапливающий счетчик, содержащий генератор импульсов сдвига, регистр сдвига и элемент И, тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдви- о

ra, а регистр сдвига содеркит разряды, вход каждого из которых, кроме .первого, соединен с выходом предыдущего разряда, а каждый разряд, кроме первого, содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход которого соединены соответственнос выхо дом данного разряда и выходом элемен- та задержки, информационный и тактовый входы которого соединены соответственно с входом данного разряда и первым выходом генератора импульсов сдвига, второй выход которого соеди" нен с тактовыми входами элемента И всех разрядов, первый разряд содержит элемент ИЛИ и элемент И-ИЛИ, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которо" го соединен с тактовым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с пер вым входом первой группы входов по

И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого со81 4 первого разряда и вторым входом второго элемента И-НЕ, который соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с входом накапливающего счетчика и первым входом элемента ИЛИ первого разряда, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда регистра сдвига и вторым входом элемента И, а первый и второй выходы генератора импульсов сдви » га соединены с тактовыми входами соответственно первого и второго элементов И-НЕ, а также тактовыми входами утриггера.

На чертеже показана структурная схема накапливающего счетчика.

Накапливающий счетчик содержит генератор 1 импул ьсов сдви ra, - ре гис тр 2 сдвига, элемент И 3, первый и второй элементы И-HE 4 и 5, а такие 5-триггер 6 на элементах И-ИЛИ и задержки 8. Тактовый вход элемен,ч И 3 соединен с первым выходом генератора 1 импульсов сдвига, а регистр 2 сдвига содержит разряды 9 и 10, вход каждого

9 из которых, кроме первсго 10 соединен с выходом предыдущего разряда а каждый разряд, кроме первого 10 содержит элемент 11 задержки и элемент И 12, выход и первый вход котОрого соединены соответственно с выходом данного разряда 9 и выходом элемента 11 задержки, инф8рмационный и тактовый входы которого соединены соответственно с входом данного разряда 9 и первым выходом генератора 1 импульсов сдвига, второй выход которого соединен с тактовыми входами элементов 12 И всех разрядов 9, первый разряд 10 содержит зле;мент ИЛИ 13 и элемент И-ИЛИ 14, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда 10 и вторым выходом генератора 1 импульсов сдвига, первый вы ход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с первым входом первой группы входов по И элемента И-.ИЛИ 14, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого соединены с вторыми входами .элементов И 12 всех разрядов 9 и с .шиной 15 сброса. Первый выход S-триггера 6 соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 4, выход и второй вход которого соединены со.ответственно с третьим входом эле3 10014 вдинены с вторыми входами элементов И всех разрядов и с шиной сброса (2J. ,Недостатком этого накапливаюцего счетчика является ограниченность его функциональных возможностей. Этот счетчик не может использоваться для сложения двоичных чисел в последовательном коде.

Цель изобретения - расширение функ-1О циональных возможностей накапливающего счетчика .

Поставленная цель достигается тем, что в накапливающий счетчик, содержащий генератор импульсов сдвига, ре гистр сдвига и элемент И, тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдвига, а регистр сдвига содержит разряды, вход каждого из которых, кроме пер20 вого, соединен с выходом предыдущего разряда, а каждый разряд, кроме первого содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход которого соединены соответственно с выходом данного разряда и выходом элемента задержки, информационный и тактовый входы которсго соединены соответст" венно с входом данного разряда и пер" вым выходом генератора импульсов сдви. зо га, второй выход которого соединен с тактовыми входами элемента И всех разрядов, первый разряд содержит элемент ИЛИ и элемент И-ИЛИ, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым вхо-. дом первой группы входов по И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого соединены с вторыми входами элементов И всех разрядов и с шиной сброса, введены первый и второй элементы И-НЕ и 5 --триг гер, первый выход которого соединен с первым входом первого элемента И-BE, выход и второй вход которого соединены соответственно с третьим входом элемента И второго разряда и выходом второго элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с вторым входом второй группы входов по И элемента И-ИЛИ первого разряда и вторым выходом

%5

S-триггера, инверсный вход сброса и установочный вход которого соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ

5 1001 мента И 12 второго разряда и выходом второго элемента И-НЕ 5, первый вход которого соединен с вторым входом второй группы входов по И элемента И-ИЛИ 14 первого разряда и вторым выходом 5-триггера 6, инверсный вход сброса и установочный вход которого соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ 13 первого разряда 10 и вторым входом второго элемента И НЕ 5,10 который соединен с.выходом элемента И 3, первый вход которого соединен с входом 16 накапливающего счетчика и первым входом элемента ИЛИ 13 первого разряда, второй вход которого соединен с выходом последнего разряда регистра 2 сдвига и вторым входом элемента И 3, а первый и второй выходы генератора l импульсов сдвига соединены с тактовыми входами со- ?0 ответственно первого 4 и второго 5 элементов И-НЕ, а также тактовыми входами S- òðèããåðà.

S -триггер содержит элемент И-ИЛИ 7 и элемент 8 задержки, вход каждого 25 соединен с выходом элемента И-ИЛИ 7 и первым выходом 6-триггера, второй выход которого соединен с выходом элемента 8 задержки и первым входом первой группы ходов по И элемен- 30 та И-ИГИ 71второй вход первой груп пы входов по И и вход второй группы входов по И которого соединены соответственно с инверсным входом сброса К и установочным входом S-три г35 гера .

Накапливающий счетчик работает следующим образом.

В исходном состоянии регистр 2 сдвига устанавливается в нулевое 40 состояние логического нуля, который подается по шине 15 сброса. Сиг нал логического нуля, действующий по.шине 15 сброса, закрывает элемент И-ИЛИ l4 первого разряда 10 и 4) все элементы И 12 последующих разрядов 9. На входной шине 8 действует сигнал логического нуля, который закрывает элемент И 3. Сигнал логического нуля, действующий на выходе эле- 50 мента ИЛИ 13 первого разряда 10, устанавливает -триггер 6 в нулевое состояние, в котором на его первом и втором выходах действуют сигналы логи. ч еского нуля .

Накапливающий счетчик может функционировать в двух режимах в зависимости от входной последовательности

481 6 сигналов., Если на входную шину 16 податьь последовательность импульсов с частотой

Ь т (1) где F - частота тактовых сигналов генератора 1;

N - число разрядов регистра 2 сдвига;

К - кратность обращения числа в регистре 2 сдвига, то накапливающий счетчик функционирует в режиме счета входной последовательности импульсов. Если на входную шину 16 подать, начиная с младшего разряда, последовательность двоичных чисел с частотой, определяемой соотношением (1 ), то накапливающий счетчик функционирует в режиме накопления суммы последовательности двоичных чи" сел.

В режиме счета входной последовательности импульсов накапливающ и счетчик работает следующим образом.

На шине 15 сброса в режиме счета действует сигнал логической единицы, который снимает блокировку регистра 2 сдвига. Сигналы логического нуля пер" вого и второго выходов -триггера 6 формируют на выходах. элементов И-НЕ 4 и 5 сигналы логической единицы.

Первый импульс, действующий на входной шине 16 по тактовому импульсу первого выхода генератора 1 устанавливает на выходе элемента ИЛИ 13 первого разряда 10 сигнал логической единицы. На выходе элемента И 3 формируется сигнал логического нуля, так как на выход последнего разряда 9 регистра 2 сдвига действует сигнал логического нуля, Следовательно, B -триггер 6 сохраняет нулевое состояние, а сигнал логической единицы с выхода элемента ИЛИ 13 первого разряда 10 под действием импульсов сдвига генератора 1 за Й тактов-(где N- количество разрядов регистра 2 сдвига) сдвигается в последний разряд 9 и действует на выходе регистра 2 сдвига к моменту действия на входной шине 16 второго импульса, если, например, частота входной после. довательности импульсов

F y= F /й

Второй импульс входной последовательности совместно с сигналом логической единицы выхода регистра 2 сдвига приводит к срабатыванию элемента И 3, выходной сигнал которого по тактовому импульсу второго выхода ге7 10014 нератора 1 формирует на выходе элемента И-ИЛИ 7 (.первый выход $-триггера 6 ), сигнал логической единицы. Сиг нал логической единицы на выходе эле- мента 8 задержки (второй выход 9-триг-5 гера 6) формируется спустя полпериода тактовой чаСтоты Ilo тактовому импуль-! су первого .выхода генератора 1. В это время на входах элемента И-НЕ 4 действуют сигналы логической единицы пер-1 ваго выхода 9-триггера 6 и выхода эле" мента И-НЕ 5, которые по тактовому импульсу первого выхода генератора 1 формируют на выходе элемента И-НЕ 4 сигнал логического нуля, который бло- 15 кирует элемент И l2 второго разряда 9 в момент сдвига через этот элемент единицы младшего разряда двоичного кода регистр 2. В это время сигнал логической единицы второго выхода 2о

5-триггера 6 обеспечивает по тактовому импульсу второго выхода генератора 1 формирование на выходе элемента И-ИЛИ 14 сигнала логической единицы в момент сдвига через этот эле- 25 мент второго разряда двоичного кода регистра 2. В это же время происходит формирование на первом выходе

5-триггера 6 сдвига логического нуля, так как в момент сдвига через эле- 5в мент И-ИЛИ 14 второго разряда двоичного кода регистра 2 на выходах элементов ИЛИ 13 и И 3 действуют сигналы логического нуля, -триггер 6 возвращается в нулевое состояние, 35

Таким образом, спустя Я тактов после поступления второго импульса по входной шине 16 на выходе последнего разряда регистра 2 сдвига действует сигнал логического нуля младшего разряда двоичного кода, а на выходе предпоследнего разряда 9 регистра 2 сдвига действует сигнал логической единицы второго разряда двоичноГО КОДа, 45

В дальнейшем накапливающий счетчик работает аналогичным образом, а в регистре 2 сдвига формируется по-. следовательный двоичный код количест« ва входных импульсов.

В режиме суммирования входной последовательности двоичных чисел накапливающий счетчик работает следующим образом.

Установка в исходное состояние на- 55 капливающего счетчика осуществляется таким же образом, как в режиме сче та. В режиме суммирования последовательности двоичных чисел на шине 15 сброса действует сигнал логической единицы, а на входную шину 16 подается последовательность двоичных чисел, например, путем считывания по выходным сигналам генератора 1 из последовательного запоминающего устройства ряда последовательных двоичных кодов, начиная с младшего разряда. Разрядность Ч регистра 2 сдвига выбирается так, чтобы 2 7 х™ а„, где а„ - двоичное число входной последовательности, 1 - количество двоичных чисел.

Первое двоичное число, поступающее по входной шине 16, записывается в регистр 2 сдвига за ц тактов по второму входу элемента ИЛИ 13 первого разряда 10.

Последовательный двоичный код второго числа, действующий по входной шине 16, суммируется с двоичным кодом

-IlepeoI-o числа следующим образом.

Если начиная с младших разрядов в одноименных разрядах первого, и второго числа не содержатся одновременно код логической единицы, то на входах элемента И 3 отсутстввует совпадение сигналов и 5 -триггер 6 сохраняет нулевое состояние. В этом случае на выходе элемента ИЛИ 13 первого разряда 10 формируется последовательный двоичный код дизъюнкции двоичных кодов первого и второго чисел, который сдвигается в регистр сдвига 2 вместо сдвигаемого двоичного кода первого числа.

Так продолжается до совпадения на входах элемента И 3 единичных кодов одноименных разрядов первого и второго числа. В этом случае на выходе элемента И 3 формируется сигнал логической единицы, который устанавливает триггер 6 в единичное состояние. Совпадение сигналов логической единицы первого выхода 5 -триггера 6 и выхода элемента И-HE 9 приводит к формированию на выходе элемента И-НЕ 4 сигнала логического нуля, который блокирует элемент И 12 второго разряда 9 в момент сдвига через этот элемент того разряд-.: дизъюнкции первого и второго чис ", в котором происходит совпадение единичных кодов.

Если после первого совпадения сигналов логической единицы на входах элемента И 3 в последующих одноименных разрядах йервого и второго чисел действуют сигналы логической единицы, то на ,входах элемента И-НЕ 5 происходит

10

9 10014 сбвпадение сигналов логической единицы второго выхода S -.триггера 6 и выхода элемента И 3, а на выходе элемента И-НЕ 5 формируется сигнал логического нуля, который обеспечивает формирование на выходе элемента И-HE 4 сигнала логической единицы и разблокировку элемента И 12 второго разряда 9. В этом случае в регистр сдвига 2 записывается с выхода элемента ИЛИ 13 дизъюнкция кодов первого и второго числа.

Если после первого совпадения сигналов логической единицы на входах элемента И 3 в последующих одноименных разрядах первого и второго чисел действует комбинация нулевого и единичного кодов, то на выходе элемента И 3 формируется сигнал логического нуля, который поддерживает на выхо >о де элемента И-НЕ 5 сигнал логической единицы. Совпадение сигналов логической единицы первого выхода S-триггера 6 и выхода элемента И-НЕ 5 формирует на выходе элемента И-НЕ 4 сигнал логического нуля, который блокирует элемент И 12 второго разряда 9 регистра 2 сдвига в момент сдвига через этот элемент дизъюнкции кодов первого и второго числа, в одноименных 30 разрядах которых содержатся комбинации единичного и нулевого кодов.

Так продолжается до тех пор, пока -триггер 6 не вернется в нулевое состояние. Это происходит, когда на вы-З5 ходе элемента ИЛ1 13 формируется сигнал логического нуля дизъюнкции одноименных разрядов первого и второго чисел. В этом случае на первом выходе "триггера 6 формируется сигнал 4о логического нуля, который формирует на выходе элемента И-НЕ 4 сигнал логической единицы и снимет этим блокировку элемента И-НЕ 12 второго разряда 9. В момент формирования на пер-is вом выходе 8 -триггера.б сигнала логического нуля на его втором выходе действует сигнал логической единицы, который формирует на выходе элемента И-ИЛИ 14 первого разряда, сигнал логической единицы в разряде нулевого кода дизъюнкции первого и второго числа.

Возврат 5-триггера 6 в нулевое состояние обеспечивает возврат устройства в состояние, с которого началось формирование младшего разряда суммы первого и второго числа. В процессе поступления сигналов последующих раз" рядов первого и второго числа после возврата 5 -триггера 6 в нулевое состояние накапливающий счетчик работает аналогичным образом до тех пор, пока на входную шину 16 поступают сигналы разрядов второго числа. Результат суммирования двух последовательных дво-ичных чисел запоминается в регистре 2 сдвига. В случае поступления по входной шине 16 последовательности двоичных кодов нескольких чисел в регист- ре 2 сдвига сформируется двоичный код суммы этих чисел.

Таким образом обеспечивается расши" рение функциональных возможностей на" капливающего счетчика. Предлагаемый накапливающий счетчик позволяет выполнять как счет входной последовательности импульсов, так и суммирование последовательности двоичных чисел. формула изобретения

Накапливающий счетчик, содержащий генератор импульсов сдвига, регистр сдвига и элемент И, .тактовый вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов сдвига, а регистр сдвига содержит разряды, вход каждого из которых, кроме первого, соединен с выходом предыдущего разряда, а каждый разряд, кгэме первого, содержит элемент задержки и элемент И, выход и первый вход которого соединены соответственно с выходом данного разряда и выходом элемента задержки, информационный и тактовый входы которого соединены соответственно с входом данного разряда и первым выходом генератора импульсов сдвига, второй выход ко" торого соединен с тактовыми входами ,элемента И всех разрядов, первый раз-! ! ряд содержит элемент ИЛИ и элемент ИИЛИ, выход и тактовый вход которого соединены соответственно с выходом первого разряда и вторым выходом генератора импульсов сдвига, первый выход которого соединен с тактовым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первой группы входов по И элемента И-ИЛИ, второй вход первой группы входов по И и первый вход второй группы входов по И которого соединены с вторыми входами элементов И всех разрядов и с ши1ной сброса, отличающийся

11 . 1001481 12 тем, что, с целью расширения Функцио- накапливающего счетчика.и первым вхойаЛьных возможйастей, в него введены дом элемента ИЛИ первого разряда, первый и второй элементы И-НЕ и,9-триг- второй вход которого соединен с выхо» гер, первый выход которого соединен дом последнего разряда регистра сдвис первым входом первого эЛемента И-HE,з га и вторым входом элемента И, а первыход и второй. вход которого соеди- вый и второй выходы генератора импуль- нены соответственно с третьим входом сов сдвига соединены с тактовыми вхо" элемента И второго разряда и выходом дами соответственно первого и второвторого элемента И-НЕ, первый вход го элементов И-НЕ, а также тактовыми которого соединен с вторым входом а входами g триггера. второй группы входов по И элемента И-ИЛИ первого разряда и вторым вы- Источники информации, ходом 5"триггера, инверсный вход сбро- принятые во внимание при экспертизе са и установочный вход которого со- 1. Авторское свидетельство СССР единены соответственно с выходом эле- >5 395989, кл. H 03 К 23/00, 1973. мента ИЛИ первого разряда и вторым, 2. Филиппов А.Г., БелкинО.С. Провходом второго элемента И-НЕ, который ектирование логических узлов ЭВМ. М,, соединен с выходом элемента И, пер- -"Советское радио", 1974, с. 224 вый вход которого соединен с входом (прототип).

ВНИИПИ Заказ 1445/75 Тираж 934 Подписное

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4