DE1912438A1

DE1912438A1 - Logische Verknuepfungsschaltung

Info

Publication number: DE1912438A1
Application number: DE19691912438
Authority: DE
Inventors: Leonard Weiss
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1968-04-18
Filing date: 1969-03-12
Publication date: 1969-11-06
Also published as: FR2006398A1; US3628000A

Description

191243a

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen Gesellschaft mbH

Böblingen, 3. März 1969

km»oc

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10

Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 967 113

Logische Verknüpfungsschaltung

Die Erfindung betrifft eine logische Verknüpfungsschaltung mit einer Anzahl binärer Signaleingänge und wenigstens einem binären Signalausgang.

Es sind bereits Versuche unternommen worden, in elektronischen Rechenanlagen das ternäre Zahlensystem anzuwenden (IRE Transactions on Electronic Computers IC-9, März I960, Nr. 1, Seiten 92 - 94). Dieses Zahlensystem, hat gegenüber dein z. Z. vorwiegend angewendeten binären Zahlensystem verschiedene Vorteile, so beispielsweise den der Vereinfachung bestimmter logischer Rechen- und Verknüpfungsschal«· tungen. Um diese Vorteile ausnutzen zu können, müssen die Daten ent» weder auch im ternären Zahlensystem gespeichert und übertragen werden oder es müssen vor Zuführung der Operanden zu den Rechen- oder Verknüpfungs schaltungen Umsetzungsoperationen vom Zahlensystem der Basis 3 in das der Basis 2 sowie entsprechende Rückumsetzungen der Resultatwerte durchgeführt werden. Beide Wege haben erhebliche Nachteile, da einerseits die in den bekannten Datenverarbeitungsanlagen

9098Λ5/1563

191243a

bevorzugt verwendeten Speicherelemente eine binäre Charakteristik haben und für Umsetzungsoperationen der genannten Art ein zusätzlicher Schal« tungs- und Zeitaufwand notwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine logische Verknüpfungsschaltung anzugeben, welcher binäre Eingangs signale zugeführt werden und die auch binäre Aus gangs signale liefert, jedoch innerhalb der Schaltung den Vorteil der Verwendung eines Zahlensystems mit einer Basis/größer als 2 ausnutzt. Gemäß der' Erfindung geschieht dies dadurch, daß über Schalt- W elemente an die Eingänge angeschlossene Signalpfade zu wenigstens einem

ersten Knotenpunkt zusammengefaßt sind, der in Abhängigkeit von den bi« nären Eingangs Signalen mehr als zwei stabile Potentiale annehmen kann, daß daneben durch eine Zusammenfassung anderer Signalpfade wenigstens ein weiterer Knotenpunkt gebildet wird, der in Abhängigkeit von den binären Eingangs Signalen mindestens zwei stabile Potentiale annehmen kann, und daß die Knotenpunkte mit Schaltelementen verbunden sind, die auf die Potentialdifferenz zwischen den Knotenpunkten und/oder einem festen Bezugspotential ansprechen und binäre Aus gangs signale liefern.

Eine derartige Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß die Verarbeitung w der Signale innerhalb der logischen Schaltung nicht an die Beschränkungen

des binären Zahlensystems gebunden ist, bei dessen Anwendung über jede Verbindungsleitung und jedes Schaltelement innerhalb der logischen Schaltung nur jeweils eines von zwei möglichen Signalpotentialen übertragen werden kann. Durch Anwendung der Erfindung werden daher die Elemente der logischen Schaltung in einem höheren Grade ausgenutzt, als dies bei einer rein binären Verknüpfungslogik der Fall ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen zu ersehen. Nachfolgend sind verschiedene Ausführühgsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

9098 4 5/1563

FI 967 113

191243a

Fig. 1 eine Schaltung eines Stromschalters, wie er in den er-

findung s gemäß en Ausführungsbeispielen angewendet "wird,

Fig. 2 ein Strom-Spannungsdiagramm zur Erläuterung der Arbeits

weise der Schaltung von Fig. 1,

Fig. 3 eine Tabelle^ welche die möglichen Signalzustände beim

Betrieb der Schaltung von Fig. 1 zeigt,

Fig. 4 ein Schaltbild einer erfindungsgemäß ausgebildeten Ver

knüpfungsschaltung, die vorteilhaft als binärer Volladdierer oder als Majoritätsschaltung benutzt werden kann,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung des Potentialverlaufs inner

halb der Schaltung von Fig. 5,

Fig. 6 eine Tabelle, welche die verschiedenen möglichen Ein

gangs- und Ausgangspotentiale der Schaltung von Fig. 4 angibt,

Fig, 7 eine erfindungsgemäß ausgebildete ExklusiveOder-Schaltung,

Fig. 8 ein Diagramms das den Potentialverlauf innerhalb dieser

Schaltung erläutert und

Fig. 9 eine Tabelle der möglichen Potentialzustände an den Ein

gängen, Knotenpunkten und Ausgängen der Schaltung von Fig. 7.

DieFigo 1 stellt einen normalen Stromschaltkreis dar, der gemäß vorlie» gender Erfindung in neuartiger Weise benutzt werden kann. Zwei Tran»

, „„ 909845/1563

sistoren 6 und 7, die als Stromschalter betrieben werden, sind mit ihrem Emittern über einen gemeinsamen Widerstand 5 an eine Gleichstromquelle angeschlossen, die eine negative Spannung -Ve besitzt. Der Kollektor des Transistors 6 ist über einen Widerstand 8 geerdet,und der Kollektor des Transistors 7 ist über einen Widerstand 4 geerdet. Die Basis des Transistors 6 wird durch ein Eingangssignal A vorgespannt, und die Basis des Transistors 7 wird durch ein Eingangssignal B vorgespannt. Ein Ausgangs signal C wird von der Verbindung des Transistors 7 mit dem Widerstand 4 abge« nommen, und ein Signal C wird von der Verbindung des Transistors 6 mit dem Widerstand 8 abgenommen.

einem
B ei/St rom schaltkreis der in Fig. 1 dargestellten Art wird in üblicher Weise an den einen Eingang Binärsignale und an den anderen Eingang ein festes Bezugspotential angelegt. Wie die vorliegende Erfindung zeigt_s ist dies jedoch nicht die einzige mögliche Betriebsart. Ein Stromschalter arbeitet aufgrund der relativen Differenz zwischen den Potentialstufen an den Signal=» eingängen. Es besteht beispielsweise keine Notwendigkeit, daß der Schalter mit absoluten Potentialdifferenzen zwischen verschiedenen Eingangs Signalen und Erdpotential arbeitet. Die Schalter können in allgemeinen für mehr als zwei Signalpotentiale benutzt werden. Die maximal mögliche Anzahl von Potentialen hängt von den Grenzwerten des Schaltkreises ab_o Diese Grenz = werte können durch die Verwendung von integrierten Schaltungen erheblich verbessert werden, da in diesen eine bessere Kontrolle der Her stellung s ~" toleranzen und der Temperaturabhängigkeiten für die Widerstände und die aktiven Elemente möglich ist. Aus diesem Grunde ist ein Ausführungsbei« spiel vorliegender Erfindung als integrierte Schaltung ausgebildete

Bei der folgenden Erläuterung werden drei Signalstufen (-j-_s 0 imd =) verwendet. Die benutzten Polaritäten sind jedoch nicht afccrai sondern relativ aufzufassen, d.h. das positive Signal ist positiver als das Null- oder das negative S ignal und das negative Signal ist negativer als das Null- oder das

f,,67U3 909845/1563

positive Signal. Die verwendeten Polaritäten geben daher nicht notwendiger· weise eine Anzeige über ihre Lage in bezug auf Erdpotential.

Die Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Arbeitsweise des Stromschaltkreises von Fig. 1. Es sind charakteristische Kurven A , A und A für drei Potentiale (-, 0 und +) des Eingangs signale s A dargestellt.

0 +

Ebenso sind Kurven B , B und B für drei Potentiale des Eingangs signals B dargestellt. Die relativen Potentiale zwischen den Signalen A und B sind so gewählt, daß A positiver ist als B , das wiederum positiver ist als A usw. Dies kann mathematisch in der folgenden Weise ausgedrückt werden:

Die Schnittpunkt e für die entsprechenden A- und B-Kurven, welche die jeweils existierenden Eingabesignal-Bedinungen angeben, zeigen den Strom I an, der bei der betreffenden Eingangs signal-Bedingung über den Widerstand 5 fließt.

In der Tabelle von Fig. 3 sind die resultierenden Ausgänge C und C für drei Signalpotentiale der Eingangs signale der Schaltung von Fig. 1 dargestellt. Aus dieser Tabelle ist ersichtlich, daß in Übereinstimmung mit den Prinzipien vorliegender Erfindung bei einer Schaltung von zwei Eingängen die Ausgangs signale binär und auf die Eingangs signale in einer vorherbestimmbaren Weise zurückbezogen sind, obgleich die Eingangs signale aus einem Zahlensystem gebildet werden, dessen Basis größer als 2 ist.

Die Fig. 4 illustriert eine logische Schaltung innerhalb der vier Signal- -pegel angewendet werden, obwohl die zu verarbeitenden Eingangssignale und die erzeugten Ausgangs signale binär sind. Diese logische Schaltung ist als Volladdierer verwendbar; sie kann^edoch auch als Majoritätsschaltung in redundanten Schaltungsanwendungen dienen.

909345/1563

FI 967 113

•J · »

Bei einem Volladcferer stellen die drei Eingangs signale X, Y und Z die zwei Addenden und einen Übertrag von der nächstniedrig^n Ziffernstelle dar, während zwei Signalausgänge der binären Summe und dem Übertrag zur nächsthöheren Wertstelle zugeordnet sind.

In einer Majoritätsschaltung können die drei Signale X₉ Y und Z das Resultat von drei unabhängigen identischen logischen Operationen sein, die mit den gleichen Daten in drei separaten logischen Schaltungen ausgeführt werden. Wenn diese drei'Schaltungen richtig arbeiten, liefern sie das gleiche Ausgangs signal, d.h. X, Y und Z sind identisch. Wenn eine der drei separaten logischen Schaltungen nicht korrekt arbeitet und deshalb ein falsches Ausgangs signal erzeugt, sind nur zwei der drei Werte X, Y und Z identisch, während der dritte von diesen abweicht. Die Majoritäts logik setzt voraus, daß die zwei identischen Signale die richtigen Werte darstellen. Das auf einer Leitung 33 der. Schaltung von Fig. 4 auftretende Aus gangs signal stellt den Majoritätswert dar und ist das primäre Ausgangs signal, wenn die dargestellte Schaltung als Majoritätsschaltung verwendet wird. Das auf einer Leitung 35 auftretende Signal stimmt mit dem Signal auf Leitung 33 überein, wenn alle drei Eingänge identisch sind und hat einen abweichenden Wert, wenn keine Identität vorliegt. Durch Zuführung der Signale von den Leitungen 33 und 35 zu den Eingängen einer exklusiven Oder-Schaltung (nicht dargestellt) kann eine Anzeige für das Vorliegen einer Störung in den überwachten logischen Schaltungen gewonnen werden.

In der Schaltung von Fig. 4 ist mit dem X«Eingang ein Stromschalter verbunden, der aus Transistoren 10 und 11 besteht, die einen gemeinsamen Emitteranschluß über einen Widerstand 20 an eine negative Vorspannung -Ve besitzen. Der Kollektor des Transistors 10 ist an eine Leitung 30 angeschlossen, die einen ersten internen Knotenpunkt bildet, und der Kollektor des Transistors 11 ist an eine Leitung 31 angeschlossen, die einen zweiten internen Knotenpunkt bildet. Jede der Leitungen 30 und 31 ist über einen Widerstand 25 bzw. 26 mit Erdpotential verbunden. Die Basis des

909845/1563

FI 967 113

Transistors 10 empfängt das X-Signal, Die Basis des Transistors 11 ist mit einer Referenz-Signalquelle V verbunden. V wird auf einen Wert eingestellt, der zwischen den zwei möglichen Werten von X liegt, so daß bei X >> V der Transistor 10 leitet und der Transistor 11 gesperrt ist. Umgekehrt ist bei V "!>· X der Transistor 11 leitend und der Transistor

gesperrt.

Für den Y-Eingang ist eine ähnliche Anordnung in Gestalt der Transistoren 12 und 13 sowie des Widerstandes 21 vorgesehen. Eine entsprechende Schaltung für den Z-Eingang verwendet die Transistoren 14 und 15 und den Widerstand 22.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung von Fig. 4 dient das Diagramm gemäß Fig. 5. Dieses Diagramm zeigt drei Linien, die den Potentialzustand auf den verschiedenen Leitungen angeben. Dabei ist die ausgezogene Linie dem Potential auf Leitung 30, die gebrochene Linie dem Potential auf Leitung 31 und die gestrichelte Linie dem Potentialverlauf auf Leitung 32 zugeordnet. Die Bedingungen für die durch diese Linien zum Ausdruck gebrachten Signalpegel sind im unteren Teil des Diagramms eingetragen. Der im linken Teil der Figur dargestellte Signalzustand existiert, wenn alle drei Eingangs signale X, Y und Z negativ sind. Der daran anschließende Teil zeigt den Signalzustand bei Vorliegen eines einzigen positiven Eingangs signale s. Der nächste Teil bezieht sich auf den Signalzustand, der vorliegt, wenn nur zwei der Eingangs signale positiv sind, und der rechte Teil der Figur stellt den Signalzustand für den Fall dar, daß alle drei Eingangs signalepositiv sind.

Der Durchgang des Stromes durch jeden der Transistoren 10, 12 oder 14 bewirkt einen zusätzlichen Stromfluß über den Widerstand 25, wodurch die Spannung auf der Leitung 30 um je eine Stufe abfällt_s d.h. negativer wird. Der Stromdurchgang durch zwei oder drei der Transistoren 10, 12 und 14 bewirkt, daß die Spannung auf der Leitung 30 um zwei oder drei

909845/1563

191243a

Stufen gegenüber dem Potential abfällt, das sie einnimmt, wenn alle drei Eingänge negativ sind. Die der Leitung 30 zugeordnete ausgezogene Linie in Fig. 5 zeigt diese Potentialstufen.

Da die Transistoren 11, 13 und 15 jeweils den entgegengesetzten Leitzustand wie die Transistoren 10, 12 und 14 einnehmen, wird das Potential auf der Leitung 31 jeweils dann um eine Stufe größer, wenn das Potential auf Leitung 30 um eine Stufe abnimmt» Das Potential auf Leitung 31 wird durch die Transistoren 11, 13 und 15 bestimmt, die den Stromfluß über den Widerstand 26 regulieren. Die verschiedenen Potentialstufen von Leitung 31 sind durch die gebrochene Linie in Fig. 5 veranschaulicht.

Jede der Leitungen 30 und 31 kann daher einen von vier stabilen, ein bestimmtes logisches Signal darstellenden Potentialzuständen einnehmen. Die Leitungen 30 und 31 sind mit den Basen von zwei Transistoren 16 und 17 verbunden, die einen Stromschalter bilden. Die Emitter dieser Transistoren sind über einen gemeinsamen Widerstand 23 an eine Vor spannung squelle -Ve angeschlossen. Der Transistor 16 ist mit seinem Kollektor über einen Widerstand 27 geerdet. Der Kollektor des Transistors 17 ist über einen Widerstand 36 mit einer negativen Vorspannungsquelle -Vc verbunden. Das Potential von Vc ist etwa halb so groß wie eine. Stufe der aus Fig. 5 ersichtlichen Spannungsänderungen auf Leitung 30 oder 31 und bemißt sich in bezug auf Erdpotential.

Die Ausgangsleitung 33, auf der das binäre Übertrags signal auftritt, sofern die Schaltung von Fig. 4 als Volladdierer betrieben wird, ist an die Verbindungsstelle zwischen dem. Transistor 16 und dem Widerstand 27 angeschlossen. Diese Ausgangsleitung führt ein relativ positives Signal, wenn der Transistor 16 gesperrt ist, und ein relativ negatives. Signal, wenn der · Transistor 16 leitend ist.

Der Transistor 16 wird dann leitend, wenn das Signal auf der Leitung 30

^r 909845/1563

FI 967 113

* 1 ι

' positiver ist als das Signal auf Leitung 31, das heißt, wenn wenigstens zwei der^ Eingangs signale X, Y und Z einen relativ negativen Signalzustand einnehmen. Auf der Leitung 33 erscheint demzufolge ein relativ negatives Ausgangs signal.

Andererseits wird der Transistor 16 gesperrt, wenn das Signal auf Leitung 30 negativer als das Signal auf Leitung 31 wird, d.h. wenn wenigestens zwei der Eingangssignale X, Y und Z ein relativ positives Potential führen. Als Folge hiervon nimmt auch die Ausgangsleitung 31 ein relativ positives Potential an.

Wie die Fig. 5 zeigt, tritt auf Leitung 32 ein relativ negatives Signal auf, wenn das Übertrags signal auf Leitung 33 relativ positiv ist und umgekehrt. Das Potential auf Leitung 32 ist so gewählt, daß es stets etwa in der Mitte zwischen der ersten und der zweiten Potentialstufe von Leitung 30 oder annähernd in der Mitte zwischen der dritten und vierten Potentialstufe dieser Leitung liegt.

Eine Betrachtung der Schaltung von Fig* 4 zeigt, daß das Signal auf Leitung 32 stets relativ positiv ist, wenn das Signal auf Leitung 30 eine der beiden in bezug auf den gesamten Potentialverlauf relativ positiven Potentialstufen einnimmt. Andererseits ist das Signal auf Leitung 32 stets relativ negativ, wenn das Signal auf Leitung 30 eine der beiden negativen Potentialstufen einnimmt.

Die Leitung 32 ist mit der Basis eines Transistors 18 verbunden. Die Leitung 30 ist an die Basis eines Transistors 19 angeschlossen, dessen Emitter gemeinsam mit dem Emitter des Transistors 18 über einen Widerstand 24 an eine negative Vorspannung -Ve gelegt ist. Die Transistoren 18 und 19 bilden daher einen Stromschalter. Ihre Kollektoren sind Übe^e einen Widerstand 28 und 29 geerdet. Die Ausgangssignale von den Tran«

_FI967113 909845/1563

sistoren 18 und 19 werden auf den kollektor seitig angeschlossenen Leitungen 34 und 35 erhalten.

Wenn das Potential auf Leitung 32 positiver ist als das Potential von Leitung 30, nimmt die Ausgangsleitung 35 ein relativ positives Potential an^ während die Ausgangsleitung 34 relativ negativ ist. Wenn dagegen das Potential von Leitung 30 positiver ist als das Potential von Leitung 32, wird die Ausgangsleitung 35 negativer und die Ausgangsleitung 34 positiver.

Die Ausgangs signale auf den Leitungen 33, 34 und 35 haben daher binären Charakter. Die Fig. 6 zeigt eine Tabelle über die Beziehungen zwischen den Eingangs Signalen X, Y und Z und den Ausgangs Signalen auf Leitung und 33. Es ist hieraus ersichtlich, daß die Schaltung von Fig. 4 je nach der Bedeutung der Eingangs signale als binärer Volladdierer oder als Majoritätsschaltung betrieben werden kann.

Die Fig. 7 zeigt eine logische Schaltung, die drei interne Potentialstufen benutzt, jedoch binäre Eingangs signale empfängt und binäre Ausgang ssignale erzeugt. Es handelt sich dabei um eine exklusive Oder-Schaltung.

Zwei binäre Eingangs signale D und E werden der Schaltung auf Leitungen 56 und 58 zugeführt. Ein Bezugs signal V₀, das ein Potential von annähernd der Hälfte der beiden binären Signalepegel eines Eingangssignals besitzt, wird an zwei Leitungen 57 und 59 angelegt. Ein das Eingangssignal D empfangender Stromschalter umfaßt Transistoren 50 und 51, die eine ge-

, meinsame Emitterverbindung über einen Widerstand 60 an eine negative

Vorspannung -Ve aufweisen. Der Kollektor des Transistors 50 ist mit

[ einer Leitung 62 verbunden, die einen ersten internen Knotenpunkt bildet.

Der Kollektor des Transistors 51 ist mit einer Leitung 63 verbunden, die einen zweiten internen Knotenpunkt bildet. Die Leitungen 62 und 63 sind über je einen Widerstand 64 und 65 geerdet. Der Basis des Transistors wird das Eingangssignal D zugeleitet. Die Basis des Transistors 51 erhält

909845/1563
_{FI 967 113} ORIGINAL WSPEGTED

das Bezugssignal V_ zugeführt. Wenn D > V , ist der Transistor 50 leitend und der Transistor 51 nichtleitend. Andererseits ist bei V *> D der Transistor 51 leitend und der Transistor 50 nichtleitend.

Eine entsprechende Schaltung für den Eingang E wird durch die Transistoren 52 und 53 sowie durch den Widerstand 61 gebildet.

Das Diagramm von Fig. 8 zeigt drei Potentialstufen, die sich von einem am meisten positiven Pegel im oberen Teil der Figur zu einem am meisten negativin Pegel im unteren Teil der Figur erstrecken. Diese drei Pegel sind mit 1,2 und 3 bezeichnet. Daneben ist noch das Bezugspotential V eingetragen. Das Potential 1 entspricht einem positiven Potential des bi nären Eingangs- oder Ausgangssignals. Der Pegel 2 entspricht einem ne gativen Potential des binären Eingangs- oder Ausgangs signals. Der Pegel 3 entspricht keinem Binärsignal und ist negativer als jedes dieser Signale. Das Bezugspotential V liegt zwischen den Potentialwerten der beiden

JR.

Binär signale.

Das Spannungspotential F auf Leitung 62 befindet sich auf seinem höchsten Wert, d.h. auf dem Pegel 1 (annähernd Erdpotential),wenn beide Transistoren 50 und 53 nichtleitend sind. Dies ist der Fall, wenn V , ■> D und

E T> V . Dies tritt ein für D beim Pegel 2 und E beim Pegel 1. Beim gleichen Eingangssignalzustand ist das Spannungspotential G auf Leitung 63 auf seinem niedrigsten Wert, d.h. auf dem Pegel 3.

Diese Signalzustände sind in den ersten vier Spalten der untersten Zeile in der Tabelle von Fig. 9 angegeben. Diese Tabelle zeigt auch die Potentialstufen der Signale F und G für die anderen drei möglichen Kombinationen der binären Eingangs signale. Es sei darauf hingewiesen, daß die Signale F und G das gleiche Spannungspotential haben, wenn die binären. Eingangssignale D und E untereinander gleich sind und daß die Signale F und G ein unterschiedliches Spannungspotential haben,, wenn die binären Eingangs«

909845/1. 563

FI 96Xl:13U:V'i .ν«.'^.'SHO

signale voneinander verschieden sind.

Zwei Transistoren 54 und 55 sind zueinander parallel geschaltet, indem ihre Kollektoren über einen gemeinsamen Widerstand 66 geerdet und ihre Emitter über einen gemeinsamen Widerstand 68 an eine negative Vorspannung squelle - Ve angeschlossen sind. Ein weiterer Transistor 70 ist emitterseitig ebenfalls über den Widerstand 68 mit der negativen Vorspannung squelle -Ve verbunden und bildet dadurch einen Stromschalter. Der Kollektor des Transistors 70 ist über einen Widerstand 71 geerdet.

Die Basis des Transistors 70 ist an eine Bezugs spannung V angeschlossen.

Die Basen der Transistoren 54 und 55 sind mit den Leitungen 63 und 62 zum Empfang der Signale G und F verbunden.

Ein Ausgangs signal H wird von der Verbindungsstelle zwischen dem Kollektor des Transistors 70 und dem Widerstand 71 zu einer Ausgangsleitung 72 geleitet. Ein weiteres Ausgangs signal H wird von einer Leitung 67 erhalten, die an den Verbindungspunkt zwischen den Kollektoren der Transistoren 54 und 55 und dem Widerstand 66 angeschlossen ist.

Sofern V positiver ist als eines der Signale F oder G, wird der Transi-

Ψ storschalter 70 leitend und die Transistoren 54 und 55 werden gesperrt.

Wenn jedoch eines der Signale F oder G positiver als V ist, wird der

jeweils positiver vorgespannte der Transistoren 54 und 55 leitend, was eine Sperrung des Transistors 70 zur Folge hat. Hieraus ergibt sich, daß bei V_ > F und V > G das Signal H sich auf dem Pegel 2 und das Signal __ i\. JEv

H sichauf dem Pegel 1 befindet. Dies bedeutet, daß die Schaltung von Fig. 7 als exklusive Oder-Schaltung arbeitet.

Obgleich die oben beschriebenen Auführungsbeispiele NPN-Transistoren verwenden, können entsprechende Schaltungen auch mit PNP-Transistoren aufgebaut werden, sofern dies erwünscht ist. Die Erfindung wurde voraus-

909845/1563

FI 967 113

gehend anhand spezieller logischer Schaltungen erläutert. Abgesehen hiervon ist das erfindungsgemäße Konzept der Benutzung eines schaltung sinter« nen Zahlensystems, dessen Basis größer ist als die Basis des Zahlensystems der Eingangs- und Ausgangs signale der Schaltung, vielfältig anwendbar.

909845/1563

FI 967 113

Claims

191243a

- 14 -

PATENTANSPRÜCHE

f 1.) Logische Verknüpfungsschaltung mit einer Anzahl binärer Signaleingänge und wenigstens einem binärem Signalausgang, dadurch gekennzeichnet, daß über Schaltelemente (10, 12, 14) an die Eingänge angeschlossene Signalpfade zu wenigstens einem ersten Knotenpunkt (30) zusammengefaßt sind, der in Abhängigkeit von den binären Eingangs-Signalen mehr als zwei stabile Potentialzustände annehmen kann, daß daneben durch eine Zusammenfassung anderer Signalpfade wenigstens ein weiterer Knotenpunkt (31) gebildet wird, der in Abhängigkeit von den binären Eingangs Signalen wenigstens zwei stabile Potentialzustände einnehmen kann, und daß die Knotenpunkte mit Schaltelementen (16, 17) verbunden sind, die auf die Potentialdifferenz zwischen den Knotenpunkten und/oder einem festen Bezugspotential ansprechen und binäre Ausgangs signale liefern.

2, Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signaleingänge mit Transistorschaltern (10, 11; 12, 13; 14, 15) verbunden sind, von denen jeder zwei Ausgänge aufweist, die zueinander ein komplementäres Potential verhalt en zeigen, daß die einen Ausgänge zu einem ersten Knotenpunkt (30) zusammengeschaltet sind, der in Abhängigkeit von den binären Eingangs signale mehr als zwei stabile Potentialzustände einnehmen kann, und daß die anderen Ausgänge der Schalter zu einem zweiten Knotenpunkt (31) zusammenge schaltet sind, der in Abhängigkeit von den binären Eingangs Signalen mindestens zwei stabile Potentialzustände einnehmen kann.

3. Verknüpfungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Transistorschalter (10, 11) Stromschalter mit je zwei Eingängen sind, von denen der eine (11) an einem festen Bezugspotential liegt*

909845/1563

FI 967 113

4. Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als ausgangsseitige Schaltelemente (16, 17) Stromschalter mit je zwei Eingängen dienen, die beide mit unterschiedlichen Knotenpunkten verbunden sind«

5„ Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der aus gang sseitigen Sehaltelemente (54, 55, 70) Stromschalter mit wenigstens je zwei Eingängen sind, von denen der eine (70) an einem festen Bezugspotential liegt.

6. Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der ausgangsseitigen Schaltelemente (18, 19) Stromschalter mit je zwei Eingänge sind, von denen der eine mit einem Ausgangsanschluß eines anderen der ausgangsseitigen " Schaltelemente verbunden ist.

7. Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromschalter aus zwei emitterseitig gekoppelten Transistoren bestehen.

8. Verknüpfungsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung als integrierte Schaltung.

9. Verknüpfungsschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Ausführung von Ejtklusiv-Oder-Verknüpfungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Knotenpunkte (62, 63) vorgesehen sind, die bei gleichen Eingangs Signalen einen mittleren Potentialzustand und bei ungleichen Eingangs Signalen zwei extreme Signalzustände einnehmen, und daß ein Ausgangs schalter (54, 55 und 70) vorgesehen ist, der auf eine Potentialdifferenz der Knotenpunkte anspricht und ein Ausgangssignal erzeugt.

9 09845/1563

FI 967 113

10, Verknüpfungsschaltung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Verwendung als binärer Volladdierer oder als Majoritätsanzeige«, schaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Knotenpunkte (30, 31) vorgesehen sind, von denen der eine den aktiven und der andere den komplementären Signalpfaden zugeordnet ist und die bei drei gleichen Eingangs Signalen (alle 1 oder alle 0) die beiden äußeren von vier möglichen Potentialzuständen einnehmen und bei ungleichen Eingangs Signalen (zwei 1 und eins 0 oder zwei 0 und eins 1) die beiden inneren der vier Potentialzustände einnehmen, daß ein erster Ausgangs schalter (16, 17) vorgesehen ist, der nur auf eine negative Potentialdifferenz der Knotenpunkte (Überlappung der Potentialzustände bei allen oder wenigstens zwei der Eingangs signale = 1) anspricht und ein erstes Ausgangssignal erzeugt, und daß ein zweiter Ausgangsschalter (18, 19) vorgesehen ist, der auf eine positive Differenz (keine Überlappung) zwischen dem Potential des Knotenpunktes der aktiven Signalpfade und einem vom ersten Ausgangs schalter gelieferten Bezugssignal, dessen Potential in Abhängigkeit vom Ruhe- oder Arbeitszustand dieses Schalters auf einem Wert zwischen einem der beiden äußeren und dem benachbarten inneren Sgnalzustand der Knptenpunkte gehalten wird, anspricht und ein zweites Ausgangs signal erzeugt.

9 0-9 845/1563

FI 967 113