DE2257277B2

DE2257277B2 - Schaltungsanordnung zur erzeugung einer folge von binaersignalen

Info

Publication number: DE2257277B2
Application number: DE19722257277
Authority: DE
Inventors: David Daniel Cinnaminson N.J. Freedman (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1971-11-22
Filing date: 1972-11-22
Publication date: 1976-07-15
Also published as: CA971636A; JPS4863666A; AU4894372A; NL7215718A; JPS5242578B2; GB1412978A; SE380954B; US3818242A; FR2160931B1; DE2257277A1; BE791651A; AU475185B2; FR2160931A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Verkntipfungsschaltungsanordnung nach dem Gattungsbegrill des Anspruchs 1.

In vielen Fällen, beispielsweise bei der Übertragung und Verarbeitung von digitalen Daten, müssen Folgen von binären Einsen und Nullen erzeugt werden. Hierzu kann man sich z. B. eines /i-stufigen Schieberegisters bedienen, das durch eine Takümpulsquelle gesteuert wird und eine RücKkopplungsschaltung hat. Bei jedem Taktimpuls wird die in den einzelnen Stufen gespeicherte Information (1 oder 0) jeweils zur nächstfolgenden Stufe verschoben, und die Rückkopplungsschaltung speist neue Information in die erste Stufe ein. Bei einem an sich sehr zweckmäßigen bekannten System dieser Art werden die Ausgangsgrößen bestimmter Stufen des Schieberegisters mit Hilfe von Modulo-2-Addierern (auch bekannt als EXKLUSIV-ODER-Giieder, Antivalenz-Glieder oder Halbaddierer) summiert und das resultierende Signal zur Eingangsstufe des Registers rückgekoppelt. Die Ausgangsfolge wird dabei durch die Anzahl der Schieberegisterstufen und die Rückkopplungsverbindungen bestimmt. Rückkopplungsverbindungen für spezielle Codes wie Pseudostreucodes sind bekannt und beispielsweise in dem Buch «Error-Correcting Codes« von W. W. Peterson, The MIT Press, Cambridge, Mass. (USA), 1961, sowie in dem Buch »Shift Register Sequences« ν on Solomon W. Golomb, Holden-Day, Inc., San Francisco, CaI. (L¹SA), 1967, beschrieben.

Gemäß dem Stand der Technik sind selbst die einfachsten Modulo-2-Addierer aus verschiedenen Kombinationen von logischen Verknüpfungsgliedern wie UND-, ODER- und NICHT-Gliedern aufgebaut (siehe z.B. Elvvyn R. Berlekamp: »Algebraic Coding Theory«, McGraw-Hill Book Company, 1970, Seite 31). Diese bekannten Modulo-2-Addierer bringen Verzögerungen mit sich. Bei Verwendung in der Rückkopplungsschleife eines Binärimpulsfolgegenerators wird dadurch die Arbeitsgeschwindigkeit des Generators, d. h. die maximale Folgefrequenz, mit der die Binärimpulse erzeugt werden können, beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für den obengenannten Anwendungszweck zu schaffen, deren Rückkopplungsschleife keine zusätzlichen Schaltverzögerungen einführt.

Die Lösung ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß lediglich ODER-V'erknüpfungen benötigt werden, die im Gegensatz zu anderen Verknüpfungsfunktionen mit verzögerungsfreien Schaltgliedern realisiert werden können. Die Scnahungsanordnung kann daher mit wesentlich höheren Frequenzen betrieben werden, als es bisher möglich war. Sie eignet sich besonders für die Verwendung in Impulsfolgegeneratoren wie Pseudostreucodegeneratoren (■'Zahlenwurmgeneraioren«').

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. I das Blockschaltschema eines bekannten ier.tungen Schieberegisters mit Modulo-2-Rüekicpplungsweg gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 das Blockschaltschema eine? lmpulsfolgereneraiors mit Schieberegister in er'":ndunäscemäßer \usbildung;

F i g. 3 ein Zeildiagramm, das die im Betrieb des Schieberegisters nach F i g. 2 auftretenden Sienalverlaufe wiedergibt;

F i g. 4 ein eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulichendes Blockschaltbild;

F i g. 5 ein eine weitere Ausführungsform der Erfindung veranschaulichendes Blockschaltbild; und

F i g. 6 ein Schaltschema, das in \erallgemeinerter Form eine ertindungsgemäße Verknüpfungsschaltung wiedergibt.

F i g. 1 zeigt ein als Folgegenerator eingerichtetes vierstufiges Schieberegister gemäß dem Stand der Technik. Die Rückkopplung wird \on der dritten und der vierten Flipflopstufe abgenommen und auf die erste Stufe des Schieberegisters gekoppelt. Das Schieberegister 10 enthält vier Flipp.opstufen 12, 14. 16 und 18 vom D-Tvp. Der O-Ausgang jedes Flipflops, mit Ausnahme des Flipflops 18. ist an den D-Eingang des nächstfolgenden Flipflops angeschaltet. Der Tast- oder Takteingang jeder Stufe wird über die Taktleitung 20 von einer Taktimpulsquelle CLK gespeist. Der Modulo-2-Addierer besteht aus zwei NOR-Gliedern 22 und 24 und einem virtuellen ODER-Glied iPhantom-ODER-Glied) 26. Der ^-Ausgang des Flipflops 16 ist über die Leitung 28 an den ersten Eingang des NOR-Gliedes 22 angeschaltet. Der Q-Ausgang der Flipflopstufe 18 ist über die Leitung 30 an den zweiten Eingang des NOR-Gliedes 22 angeschaltet. Der Komplementausgang Q der Flipflopstufe 16 ist über die Leitung 32 an den ersten Eingang des NOR-Gliedes 24 angeschaltet. Der Komplementausgang Q der Flipflopstufe 18 ist über die Leitung 34 an den zweiten Eingang des NOR-Gliedes 24 angeschaltet. Die Ausgänge der NOR-Glieder 22 und 24 sind auf die Eingänge des virtuellen ODER-Gliedes 26 geschaltet, dessen Ausgang über die Leitung 36 an den D-Eingang der Flipflopstufe 12 angeschaltet ist.

Die Wirkungsweise der NOR-Glieder 22 und 24 ist wie folgt: Wenn eines der NOR-Glieder an beiden Eingängen eine binäre (logische) 0 empfängt, erscheint an seinem Ausgang eine binäre 1. Bei allen übrigen Kombinationen der Binärwerte 1 und 0 an den Eingängen eines NOR-Gliedes, erscheint an seinem Ausgang eine binäre 0. Beim virtuellen ODER-Glied 26 erscheint am Ausgang eine binäre 1, wenn an einem oder beiden Eingängen eine binäre 1 erscheint. Werden beide Eingänge des virtuellen ODER-Gliedes 26 gleichzeitig mit einer binären 0 beaufschlagt, erscheint am Ausgang eine binäre 0.

Bekanntlich wird eine virtuelle ODER-Funktion (auch bekannt als implizite oder Phantom-ODER-Funktion) im allgemeinen dadurch erhalten, daß man die Ausgänge von zwei oder mehr Verknüpfungsgliedern direkt zusammengeschaltet. Dieses Vermögen, die virtuelle ODER-Fur.ktion zu bilden, ist der Ausgangsschaltung geeignet gewählter Verknüpfungsglieder eigentümlich. Das heißt, die Ausgangskreise der Verknüpfungsglieder müssen so beschaffen sein, daß eine direkte oder durch Verdrahtung gegebene Zusammenschaltung ohne Beeinträchtigung der inneren Arbeitsweise des Verknüpfungsgliedes möglich ist und daß die kombinierten Ausgangsgrößen bei einem gegebenen logischen Eingangszustand die ODER-Verknüpfung und bei einem rvveiten logischen Eingangszustand die UND-Verknüpfung erfüllen.

Unter der Voraussetzung, daß anfänglich die Q-Ausgänge der Flipflopstufen 12, 14, 16 und 18 den Binärwert 0 haben, ist die Arbeitsweise des Schieberegisters 10 wie folgt: Die Q-Ausgänge der Flipflopstufen 16 und 18 beaufschlagen beide Eingänge des NOR-Gliedes 22 mit einer 0. Die Komplement- oder ρ-Ausgänge der Flipflopstufen 16 und 18 beaufschlagen beide Eingänge des NOR-Gliedes 24 mit einer 1. In diesem Fall erscheinen am Ausgang des NOR-Gliedes 22 eine 1 und am Ausgang des NOR-Gliedes 24 eine 0, so daß die Ausgangsgröße des virtuellen ODER-Gliedes 26 eine 1 ist. Nach der Eingabe des ersten Taktimpulses in das Schieberegister 10 über die Taktleitung 20 erscheint am (^-Ausgang jeder Flipflopstufe die Eingangsgröße der betreffenden Stufe. Mithin erscheinen am Ö-Ausgang der Flipflopstufti 12 eine 1 und am (^-Ausgang der Flipflopstufen 14. 16 und 18 jeweils eine 0. Am Ausgang des virtuellen ODER-Gliedes 26 bleibt daher die 1 erhalten. Nach dem zweiten Taktimpuls erscheint an den Q-Ausgängen der Flipflopstufen 12 und 14 jeweils eine 1. An den Q-Ausgängen der Flipflopstufen 16 und 18 erscheint wiederum eine 0. Nach dem dritten Taktimpuls erscheint an den ß-Ausgängen der Flipflopstufen 12, 14 und 16 jeweils eine 1 und am 2-Ausgang der Flipflopstufe 18 eine 0. Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsgröße des NOR-Gliedes 22 eine 0 und die Ausgangsgröße des NOR-Gliedes 24 ebenfalls eine 0. Am Ausgang des virtuellen ODER-Gliedes 26 erscheint daher eine 0. Nach dem vierten Tastimpuls erscheint die am Eingang des Flipflops 12 auftretende 0 an dessen Q-Ausgang. An den Ausgängen der Flipflopstufen 14, 16 und 18 erscheint dann eine 1. Die Ausgangsgröße des virtuellen ODER-Gliedes 26 ist daher eine 1.

Die oben beschriebene Funktionsweise sowie die Funktionsweise des Schieberegisters 10 für 15 aufeinanderfolgende Taktperioden ist in der nachstehenden Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Takt impuls	Flip flop 12	Flip flop 14	Flip flop 16	Flip flop 18
Anfangs zustand	0	0	0	0
1	1	0	0	0
2	1	1	0	0
3	1	1	1	0
4	0	1	1	1
5	1	0	1	1
6	1	1	0	1
7	0	1	1	0
8	0	0	1	1
9	1	0	0	1
10	0	1	0	0
11	1	0	1	0
12	0	1	0	1
13	0	0	1	0
14	0	0	0	1
15	0	0	0	0

Durch die NOR-Glieder 22 und 24 ergibt sich eine der ρ-Ausgänge eine Ϊ ansteht, und das eine 0 ist, der Schaltzeit eines Verknüpfungsgliedes entspre- wenn an beiden (5-Ausgängen eine 0 ansteht. Um der chende Verzögerung, bevor die Eingangsgrößen in Deutlichkeit willen sind jedoch die beiden Größen A' den Leitungen 28, 30, 32 und 34 eine Änderung der und A", welche die inneren Zustände der Flipflops 66 logischen Zustände an den Ausgängen der entspre- 5 und 12 darstellen, in F i g. 3 getrennt wiedergegeben. chenden NOR-Glieder bewirken können. Die maxi- Unter der Voraussetzung, daß die Ausgangsgröße male Taktgabegeschwindigkeit oder Taktfrequenz sämtlicher Schieberegisterstufen, bei A, B, C und D muß daher verringert werden, damit die Eingangs- in F i g. 2 und 3. anfänglich eine 0 ist, ist die Funksignale der NOR-Glieder22 und 24 eine Änderung tionsweise wie folgt: Die Ausgangsgrößen der Flipam Ausgang des virtuellen ODER-Gliedes 26 be- ίο flops 52 und 16 sowie des Flipflops 18 sind eine 0 am wirken können. Daraus folgt, daß die Arbeitsge- {^-Ausgang _uncj _ej_ne \ _arn ρ-Ausgang. Die Eingangsschwindigkeit oder Taktfrequenz des Schieberegisters größen des virtuellen ODER-Gliedes 58 erzeugen da-10 nicht nur durch die Grundschaltgeschwindigkeiten her die Ausgangsgröße 0. Ebenso steht an beiden der Flipflopstufen, sondern zusätzlich durch die Ver- Eingängen des \RrtueIlen ODER-Gliedes 76 eine 1 an, zögerung oder Schaltzeit der NOR-Glieder 22 und 24 15 so daß die Ausgangsgröße eine 1 ist.
begrenzt ist. Nach dem ersten Taktimpuls erscheint am ρ-Aus-

F i g. 2 zeigt das Blockschaltschema eines vier- gang des F!ipfk>ps 66, bei A', eine 1 und am Q-Ausstufigen Schieberegisters in erfindungsgemäßer Aus- gang des Flipflops 12, bei A", eine 0. Die Ausgangsbildung. Im allgemeinen mit 50 bezeichneten Schiebe- größe des virtuellen ODER-Gliedes 70, bei A, ist daregister sind gleiche Elemente wie in F i g. 1 mit den 20 her eine 1. Die ^-Ausgangsgrößen der Flipflops 14, gleichen Bezugszeichen wie dort versehen. Außerdem 16 und 18, bei ß, C und D, bleiben 1. Die Ausgangsist ein zusätzliches Flipflop 52 vom D-Typ mit seinem größen der virtuellen ODER-Glieder 58 und 76 Eingang über die Leitung 54 an den 0-Ausgang des bleiben daher 0 bzw. 1. Nach dem zweiten Takt-Flipflops 14 angeschaltet. Der Takteingang des Flip- impuls sind die Fliflop-Ausgangsgrößen bei A' und flops 52 ist über die Leitung 56 an die Taktleitung 20 25 A" eine 1 bzw. eine 0. Die Ausgangsgröße des virangeschlossen. Der (2'Ausgang des Flipflops 52 ist tuellen ODER-Gliedes 70, bei A, bleibt 1. Die Flipüber die Leitung 60 an den ersten Eingang eines vir- flop-Ausgangsgröße B ist jetzt eine 1, während die tuellen ODER-Gliedes 58 angeschaltet. Der ρ-Aus- Ausgangsgrößen C und D den Wert 0 behalten. Nach gang des Flipflops 18 ist über die Leitung 62 an den dem dritten Taktimpuls nehmen die Ausgangszweiten Eingang des virtuellen ODER-Gliedes 58 30 größen A, B und C den Wert 1 an, während die Ausangeschaltet. Der Ausgang des virtuellen ODER- gangsgröße D den Wert 0 behält.
Gliedes 58 ist über die Leitung 64 an den Eingang Zu diesem Zeitpunkt haben die Eingangsgrößen des eines zweiten zusätzlichen Flipflops 66 angeschaltet. virtuellen ODER-Gliedes 58 die Werte 1 und 0, so Der Takteingang des Flipflops 66 ist über die Leitung daß die Ausgangsgröße des virtuellen ODER-Glie-68 an die Taktleitung 20 angeschlossen, und der 35 des 58 eine 1 ist. Ebenso haben die Eingangsgrößen Q-Ausgang des Flipflops 66 ist über die Leitung 72 des virtuellen ODER-Gliedes 76 die Werte 1 und 0, an ein virtuelles ODER-Glied 70 angeschaltet. Der so daß die Ausgangsgröße des virtuellen ODER-ß-Ausgang des Flipflops 12 ist über die Leitung 74 Gliedes 76 eine I ist. Nach dem vierten Taktimpuls an den zweiten Eingang des virtuellen ODER-Glie- haben somit de AusgangsgrößenA' und A" den des 70 angeschaltet. Der erste Eingang eines virtuellen 40 Wert 0, so daß die Ausgangsgröße A des virtuellen ODER-Gliedes 76 ist über die Leitung 78 an den ODER-Gliedes 'Ό ebenfalls eine 0 ist. Die Ausgangsg-Ausgang des Flipflops 16 angeschaltet. Der zweite größen B. C und D haben den Wert 1.
Eingang des virtuellen ODER-Gliedes 76 ist über die Zu diesem Zeitpunkt haben die Ausgangsgrößen Leitung 80 an den ß-Ausgang des Flipflops 18 ange- der Flipflops 52 und 16 sowie des Flipflops 18 den schaltet. Der Ausgang des virtuellen ODER-Glie- 45 Wert 1 am (2-Ausgang und den Wert 0 am Q-Ausdes 76 ist über die Leitung 82 an den Eingang des gang. Die Eingangsgrößen des virtuellen ODER-Glie-Flipflops 12 angeschlossen. des 58 erzeugen daher am Ausgang eine 1, und die

Die Funktionsweise der virtuellen ODER-Glie- Eingangsgrößen des virtuellen ODER-Gliedes 76 erder 58, 70 und 76 ist wie folgt: Bei Beaufschlagung zeugen am Ausgang eine 0. Nach dem fünften Takteines oder beider Eingänge des virtuellen ODER- 5° impuls hat daher die Ausgangsgröße A' den Wert 0 Gliedes mit einer 1 erscheint am Ausgang eine 1, und die AusgangsgrößeΛ" den Wcitl. Die Auswährend bei Beaufschlagung beider Eingänge mit gangsgröße A hat daher den Wert 1, und die Ausgangseiner 0 am Ausgang eine 0 erscheint. größen B, C und D haben die Werte 0, 1 bzw. 1.

Die Funktionsweise des Schieberegist'rs 50 wird Die oben beschriebene Funktionsweise sowie die

am besten an Hand der Signalverläufe nach Fig. 3 55 Funktionsweise des Schieberegisters50 für 15 auf-

verständlich. Die Ausgangsgröße der ersten Schiebe- einanderf olgende Taktimpulse ist in der nachstehenden

registerstufe wird am Ausgang des virtuellen ODER- Tabelle 2 wiedergegeben.

Gliedes 70 abgenommen. Die mit A in F i g. 2 und 3 Wie man sieht, stimmt die Tabelle 2 mit der Tabezeichnete Ausgangsgröße des virtuellen ODER- belle 1 überein, wenn die Ausgangsgrößen A, B, C Gliedes 70 wird durch die ρ-Ausgangsgrößen der 60 und D als die Ausgangsgrößen der Flipflopstufen 12, Flipflops 66 und_12, bezeichnet mit A' bzw. A", be- 14, 16 und 18 des Schieberegisters 10 in F i g. 1 gestimmt. Da die ß-Ausgänge der Flipflops 66 und 32 nommen werden. Man kann sehen, daß die Modulozusammengeschaltet sind, können die einzelnen Si- 2-RückkoppIungsschaItung nach F i g. 2 mit den gnale bei A' und A" nicht getrennt wahrgenommen virtuellen ODER-Gliedern 58, 76 und 70 sowie mit oder voneinander unterschieden werden. _Statt dessen 65 Mitteln zum Komplementieren der Ausgangsgrößen ist das wahrnehmbare Signal an den ß-Ausgängen der virtuellen ODER-Gheder58 und 76 keine Verlier beiden FBpflops bei dieser Schaltungsausführung knüpfungsghed-Schaltverzögerung mit sich bringt das Signal A, das eine 1 ist, wenn an einem oder beiden Das heißt, die gewünschten Kombinationen von Rück-

kopplungssignalen von gegebenen Stufen werden auf die Eingänge bestimmter Eingangsstufen ohne die bei Anordnungen gemäß dem Stand der Technik auftretende Verzögerung gekoppelt. Ferner ist die resultierende Ausgangsgröße der gewähleten Eingangsstufe unmittelbar nach dem nächsten Taktimpuls, und zwar wiederum ohne Verzögerung, verfügbar.

Tabelle 2

Taktimpuls	A'	A"	A	B	C	D
Anfangszustand	0	0	0	0	0	0
1	1	0	1	0	0	0
2	1	0	1	1	0	0
3	1	0	1	1	1	0
4	0	0	0	1	1	1
5	0	1	1	0	1	1
6	0	1	1	1	0	1
7	0	0	0	1	1	0
8	0	0	0	0	1	1
9	0	1	1	0	0	1
10	0	0	0	1	0	0
11	1	0	1	0	1	0
12	0	0	0	1	0	1
13	0	0	0	0	1	0
14	0	0	0	0	0	1
15	0	0	0	0	0	0

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40

Betrachtet man nochmals die Funktionsweise des Schieberegisters 50 nach F i g. 2, so ist klar, daß die Ausgangsfolge irgeneiner gegebenen Stufe sich nach 15 Taktimpulsen "wiederholt. Die vom Modulo-2-Addierer erzeugte Schaltfunktion, ausgedrückt in der booleschen Algebra, ist CD + CD. Diese Scbaltfunktion bestimmt die Ausgangsgröße A des virtuellen ODER-Gliedes 70 nach jedem Taktimpuls. Zu beachten ist jedoch^aß die hier erzeugte Schaltfunktion, wiederum CD + CD, nicht die einzige mögliche Funktion ist. Wenn man beispielsweise die Q- und e-Anschlüsse der Ausgänge des Flipflops 16 oder 18 umkehrt oder vertauscht, ^o erhält man die komplementäre Funktion CD + CD. Diese Funktion kann vom Standpunkt des Praktikers aus als die normalere Funktion angesehen werden, da sie aus dem Anfangszustand mit lauter Einsen eine annehmbare Bitfolgegruppierung ergibt, während der Anfangszustand mit lauter Einsen in F i g. 2 unannehmbar ist, da das Schieberegister dann blockieren oder »einrasten« würde, indem es in irgendeiner gegebenen oder festen Stufe laufend lauter Einsen erzeugt

Fig. 4 zeigt ein Blockschaltschema, das eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht Und zwar zeigt F i g. 4 ein Schieberegister 90, das in seiner Funktion identisch ist mit dem Schieberegister 50 nach F i g. 2, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie dort bezeichnet sind.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 ist eine Flip· flopschaltung eingespart, indem beim Flipflop 16 ein zweiter Q-Ausgang, bezeichnet mit Q', vorgeseher ist. Die Ausgänge Q und Q' des Flipflops 16' lieferr identische Ausgangsfunktionen, die jedoch elektrisch voneinander isoliert sind. Die isolierten Ausgang* sind erforderlich, um zu vermeiden, daß der Eingang des Flipflops 18 direkt mit dessen Ausgang verbunder ist, wenn die Ausgänge der Flipflops 16 und 18 als virtuelles ODER-Glied zusammengeschaltet werden. Iir übrigen ist die Wirkungs- und Funktionsweise des Schieberegisters 90 nach F i g. 4 mit der des Schieberegisters 50 nach F i g. 2 identisch. Der Vorteil de; Schieberegisters 90 besteht in einer verringerten Belastung der Taktleitung 20 sowie in der Einsparung einer Flipflopschaltung.

Die gleichen Vorteile lassen sich erzielen, wenn mar eine Flipflopstufe mit zwei elektrisch isolierter D-Eingängen ausrüstet. In diesem Fall schaltet man die Ausgänge zweier gegebener Schieberegisterstufen (mil einem einzigen ρ-Ausgang) als virtuelles ODER-Glied am Doppeleingang der abgewandelten, das Flipflop 66 in F i g. 4 ersetzenden Flipflopschaltunj zusammen.

F i g. 5 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Das dortige Schieberegister lOi ist in seiner Funktion mit dem Schieberegister 50 nach F i g. 3 identisch, wobei gleiche Elemente mit der gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 3 bezeichnet sind. Die Flipflopstufen 12', 14' und 66' haben jeweil: zwei elektrisch isolierte Eingänge, bezeichnet mit L und D'. Bei dieser Ausführungsform sind die ß-Ausgänge der Flipflops 18 und 16 über die Leitungen 6i und 60 auf den .D-Eingang bzw. den D'-Eingang de: Flipflops 66' geschaltet, während die Q-Ausgänge übei die Leitungen 80 und 78 an den Z>-Eingang bzw. der D'-Eingang des Flipflops 12' angeschaltet sind. Di< Ö-Ausgänge der Flipflops 66' und 12' sind über di« Leitungen 72 bzw. 74 an den D-Eingang bzw. der D-Eingang des Flipflops 14' angeschaltet.

Diese Doppeleingänge können in Form von ζ. Β zwei Eingangstransistoren mit gemeinsamen odei parallelem Ausgangskreis an jedem Flipflop-Einganj realisiert sein. Ebenso ergeben die getrennten Tran sistor-Eingangselektroden elektrisch isolierte Eingänge und die virtuelle ODER-Funktion, wie oben beschrie ben, wird am gemeinsamen Ausgangspunkt der Tran sistoren erhalten. Zu beachten ist, daß die Doppel eingänge nicht in Form einer getrennten, dem Flip flop-Eingang vorgeschalteten Eingangsstufe vorge sehen zu sein brauchen, sondern durch einen zweiter Eingangstransistor, der mit seinem Ausgang dem nor malerweise vorhandenen Eingangstransistor paralle geschaltet ist, gebildet sein können.

Zusätzlich zu einer verringerten Belastung der Takt leitung und zur Einsparung einer Flipflopschaltunj hat die Ausführungsform nach F i g. 5 den Vorteil daß die Schaltung mit Verknüpfungsgliedern aufge baut werden kann, deren Ausgänge nicht direkt zu sammengeschaltet werden können, um die virtuelii ODER-Funktion zu erhalten. Beispielsweise könnei die Ausgänge von CMOS- und 11 /--Verknüpfungs gliedern nicht direkt zusammengeschaltet werden während man jedoch mit solchen Verknüpfung» gliedern in der in F i g. 5 gezeigten Weise eine Ver kaüpfungsschaltung mit hoher Arbeitsgeschwindig keit gemäß der Erfindung aufbauen kann. Weiten Vorteile dieser Ausführungsform sind die verringert

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kapazitive Belastung der ρ-Ausgänge der Flipflops 12' und 66' sowie die Tatsache, daß die Q-Ausga'nge der Flipflops 12' und 66' als getrennte Ausgänge zur Verfügung stehen.

Die erfindungsgemäße Schnellverknüpfungsschaltung ist in ihrer Anwendung nicht auf einen Folgegenerator mit einem vierstufigen Schieberegister beschränkt. Vielmehr ist die Modulo-2-Schaltfunktion auf Schieberegister mit beliebiger Stufenzahl anwendbar. Ferner kann der Schieberegister-Folgegenerator mit mehreren Modulo-2-Rückkopplungsschallungen in erfindungsgemäßer Ausbildung arbeiten, um eine gewünschte Folge oder einen gewünschten Code zu erzeugen. Des weiteren ist die erfindungsgemäße Verknüpfungsschaltung in ihrer Anwendung nicht auf Rückkopplungsschleifen für Folgegeneratoren beschränkt, sondern auch für andere Anwendungszwecke, wo mit Modulo-2-Addition gearbeitet wird, geeignet.

Dazu gehören z. B. Anwendungsfälle, wo die der Verknüpfungsschaltung zugeleiteten Signale unmittelbar nach einem ersten Ereignis (beispielsweise einer Taktimpulsperiode) verfügbar sind und wo die Modulo-2-Funktion unmittelbar nach einem zweiten Ereignis oder Taktimpulsintervall benötigt wird.

Solche Situationen trifft man gewöhnlich bei Digitalsignal-Verarbeitungsvorgängen, beispielsweise bei der Analog-Digital-Umwandlung an. Hier besteht die Umwandlungsmethode darin, daß ein linear quantisierter Spannungsbereich in einen äquivalenten Binärcode umgewandelt wird, wobei gemäß einer herkömmlichen Methode zuerst in einen Gray-Code und dieser anschließend in den konventionellen Binärcode umgewandelt wird. Das für diese Umwandlung erforderliche Schaltwerk besteht aus ModuIo-2-Addierern und einer Anordnung von in Reihe geschalteten Flipflopstufen, die gemeinsam taktgesteuert werden, um den Binärcode zu gewinnen. Ähnliche Situationen trifft man in Schieberegistern an, die für die Paritätsprüfung von digitalen Daten verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Verknüpfungsschaltung ist also für die verschiedensten Anwendungszwecke nützlich, wo verschiedene Kombinationen von Binärziffern darstellende Signale den Eingangs-Verknüpfungsgliedern zugeleitet werden, um eine gewünschte Schaltfunktion durchzuführen. In F i g. 6, wo gleiche Elemente wie in den vorherigen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, ist eine verallgemeinerte schaltschematische Darstellung der erfindungsgemäßen Verknüpfungsschaltung gezeigt. Die in den Eingangsleitungen 62 und 60 des virtuellen ODER-Gliedes 58 erscheinenden Signale sind mit A bzw. B bezeichnet. Ebenso sind die in den Eingangsleitungen 80 und 78 des virtuellen ODER-Gliedes erscheinenden Signale mit Γ bzw. D bezeichnet. Die Ausgangsgröße des virtuellen ODER-Gliedes 70 wird der Ausgangsleitung 71 entnommen.

Die Ausgangssignalzustände der Verknüpfungsschaltung nach F i g. 6 für verschiedene Kombinationen von Binärziffern-Eingangssignalen sind in der nachstellenden Tabelle 3 wiedergegeben. Zu beachten ist, daß das Ausgangssignal der Verknüpfungsschaltung, das von dem jeweils einem Taktimpulsintervafl oder einer Taktimpulsperiode vorausgehenden Zustand der Eingangssignale abhängt, jeweils unmittelbar nach jeder Taktimpulsperiode verfügbar ist

Tabelle 3

Eingangssigna !zustand

Ausgangssignalzustand der Verknüpfungsschaltung

0 0 0

4. O

5. O

6. O

7. O
8. O

9.
10.

11. 1

12.
13.

14.
15.
16.

35

0 1 1 1 1 0 0

Ausgang

Wie obenerwähnt, erfüllt die Ausgangsgröße eines virtuellen ODER-Gliedes für einen ersten logischen Eingangszustand die logische ODER-Funktion und für einen zweiten logischen Eingangszustand die logische UND-Funktion. Wie oben gezeigt, ist die Ausgangsgröße der verschiedenen virtuellen ODER-Glieder eine 1, wenn irgendeine oder sämtliche der Eingangsgrößen 1 ist bzw. sind, dagegen eine 0, wenn

sämtliche Eingangsgrößen 0 sind. Die eingangsseitigen virtuellen ODER-Glieder der erfindungsgemäßen Schaltung, beispielsweise die virtuellen ODER-Glieder 58 und 76, können daher jeweils virtuelle ODER-Glieder mit einem einzigen oder mit mehreren Em-

gangen sein. Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Verknüpfungsschaltung läßt sich folgicn durch eine vereinfachte Funktionstabelle darstellen, in der lediglich die resultierenden Ausgangsgrößen del virtuellen ODER-Glieder berücksichtigt sind. Dem-

entsprechend ist in der nachstehenden Tabelle 4 dei Ausgangssignalzustand der Verknüpfungsschaltuni nach F i g. 6, entsprechend den vier Ausgangskom· binationen der virtuellen ODER-Glieder 58 und 7t» wiedergegeben.

Tabelle 4 gibt die Funktionsweise der erfindungs gemäßen Verknüpfungsschaltung ohne Rücksichtau die Anzahl der Eingangssignale der entsprechendei eingangsseitigen virtuellen ODER-Glieder wieder, η beachten ist wiederum, daß das Ausgangssignäl ae

Verknüpfungsschaltung, das durch den Zustand üe Eingangssignale vor dem jeweiligen Taktimpuls oe stimmt ist, unmittelbar nach dem betreffenden laß impuls verfügbar ist

3547

ZZD/ Z//

11

Tabelle 4

Ausgangsgröße des Verknüpfungsgliedes 58

Ausgangsgröße des Vcrknüpfungsglicdes

Ausgangsgröße der Verknüpfungsschaltung

1	1
1	0
0	1
0	0

Die Ausgangsgröße des ausgangsseitigen virtuellen ODER-Gliedes der erfindungsgemäßen Schaltung, 15 beiten kann

beispielsweise des virtuellen ODER-Gliedes 70, kann auch mit Ausgangssignalen von den ausgangsseitigen Verknüpfungsgliedern anderer ähnlicher Verknüpfungsschaltungen nach der virtuellen ODER-Funktion verknüpft werden.

Durch die Erfindung wird also eine Schnellverknüpfungsschaltung geschaffen, die eine Modulo-2-Addition ohne durch die Modulo-2-Funktion bedingte Schaltverzögerung durchführt. Wie oben beschrieben, eignet sich die Schaltung besonders füi Schieberegister-Folgegeneratoren zum Durchführen der Modulo-2-Addition ohne zusätzliche Schaltverzögerung, so daß der Folgegenerator mit der maximalen Taktfrequenz der Schieberegisterstufen ar-

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung einer Folge von Binärsignalen mit einem Schieberegister aus mindestens einem ersten, einem zweiten und einem letzten taktgesteuerten Register- flipflop, deren jedes einen Signaleingang, einen Takteingang, einen Signalausgang und einen Komplementausgang enthält, wobei ein Ausgang jedes Registerflipflops mit dem Signaleingang des nächstfolgenden Registerflipflops verbunden ist, während der Signaleingang des ersten Registerflipflops über eine Rückkopplungsschaltung Signale von Ausgängen des letzten und eines anderen Registerflipflops empfängt, gekennzeichnet durch eine erste Kopplungsanordnung zur Beaufschlagung des Signaleingangs des ersten RegisterflipSops (12) mit der ODER-Funktion eines Ausgangs des letzten Registerflipflops (18) und eines Ausgangs des anderen Registerflipflops (16); ein zusätzliches takigesteuertes Flip- flop (66) und eine zweite Kopplungsanordnung zur Beaufschlagung des Signaleingangs dieses zusätzlichen Fhpflops mit der ÖDER-Funktion eines Ausgangs des letzten Registerflipflops (18) und eines Ausgangs des anderen Registerflip- as flops (16); eine dritte Kopplungsanordnung zur Beaufschlagung des Signaleingangs des zweiten Registerflipflops (14) reit der ODER-Funktion der Komplementausgänge des ersten Registerflipflops (12) und des zusätzlichen Flipflops (66).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die e'ste Kopplungsanordnung_die ÜDER-Funktion der Kompiementausgänge (Q) des letzten und des.anderen Registerflipflops (18, 16) liefert und daß die zweite Kopplungsanordnung die ODER-Funktion der Signalausgänge (Q) dieser beiden Registerflipflops liefert.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kopplungsanordnung aus einer Verdrahtung (»wired on« 76; 58; 70) zweier Leitungen (78, 8θΊ 60, 62; 72, 74) besteht, die Signale entsprechend den jeweils zu verknüpfenden Flipflopausgängen liefern, sowie aus einer Verbindung des Verdrahtungspunkts mit dem Signaleingang des jeweils zu beaufschlagenden Flipflops (12; 66; 14) (F i g. 2 und 4).

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal, welches demjenigen Ausgang(Q) des anderen Registerflipflops (16) entspricht, der mit dem Signaleingang des nachfolgenden Registerflipflops (18) verbunden ist, dem zugehörigen verknüpfenden Verdrahtungspunkt (58) vom gleichnamigen Ausgang* ρ) eines weiteren zusätzlichen taktgesteuerten Flipflops (52) zugeführt ist. dessen Signaleingang mit dem vorangehenden Registerfiipflop (14) verbunden ist (F 1 g. 2).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Ausgang des anderen Registerflipflops (16). der mit dem Signaleingang des nachfolgenden Regisierflipflop> (18) verbunden ist und gleichzeitig mit emeni Au>gang des letzten Registerflipflops (18) zu veiknüpfen in. zwei voneinander entkoppelte Au-.-gangskreise 1 Q, Q) aufweist, deren einer (Q) /um Signaleincang des nachfolgenden Registertiipflops(18) und deren zweiter 1 O') zum verknüpfenden Verdrahtungspunkt (58) führt (Fig. 4).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kopplungsanordnung aus einer direkten Verbindung (78, 80; 60, 62; 72, 74) der beiden jeweils zu verknüpfenden' Flipflopausgänge mit zwei voneinander entkoppelten Signaleingangskreisen (£>, D') des jeweils zu beaufschlagenden Flipflops (12; 66; 14) besteht (Fig. 5).