Pierwszenstwo: 26.09.1972 (P. 157917) Zgloszenie ogloszono: 30.09.1973 Opis patentowy opublikowano: 14.07.1975 79146 KI. 42m2,1/08 MKP G06d 1/08 Twórcawynalazku: Stanislaw Kazimierz Michalowicz Uprawniony z patentu tymczasowego: Polska Akademia Nauk, Instytut Cybernetyki Stosowanej, Warszawa (Polska) Sposób dekodowania liczb z kodu dwójkowego na kod dziesietny, zwlaszcza przy uzyciu elementów strumieniowych Przedmiotem wynalazku jest sposób dekodowania liczb z kodu dwójkowego na kod dziesietny, zwlaszcza przy uzyciu elementów strumieniowych. Moze on znalezc zastosowanie przykladowo w niektórych galeziach przemyslu chemicznego, w górnictwie i innych dziedzinach techniki, tam gdzie istnieje zagrozenie wybuchowe, silne dzialanie korodujace, podwyzszone lub obnizone temperatury itp.Istniejace dekodery strumieniowe zawieraja bierne elementy strumieniowe, tzn. takie, w których operacje logiczne dokonywane sa na wejsciowych strumieniach plynu. Elementy te maja zbyt mala moc wyjsciowa i nie moga byc polaczone bezposrednio z nastepnymi biernymi elementami.W celu wzmocnienia sygnalu stosuje sie strumieniowe wzmacniacze sygnalu, co jednak zwieksza ilosc elementów i co oznacza zarówno zwiekszenie kosztu urzadzenia (niewielkie co prawda ze wzgledu na niewysoki koszt elementów strumieniowych) jak i zmniejszenie maksymalnej szybkosci dzialania ukladu dekodera oraz zwiekszenie zuzycia powietrza zasilajacego.Inne uklady dekoderów dwójkowo-dziesietnych nie zawieraja elementów biernych, natomiast posluguja sie czynnymi elementami logicznymi (elementy, w których operacje logiczne dokonywane sa na strumieniu zasilajacym) takimi jak NOR, OR i inne. W konstrukcjach tych nalezy bardzo wnikliwie badac obciazenie wyjsc strumieniowego licznika dwójkowo-dziesietnego, z którym zwykle wspólpracuje dekoder dwójkowo-dziesietny.W celu uproszczenia konstrukcji ukladu zlozonego z licznika dwójkowego i dekodera dwójkowo-dziesiet- nego warto jest stosowac równe cisnienia zasilania tych podzespolów. Obecny stan techniki strumieniowej pozwala na budowe ukladów, w których element czynny jest w stanie sterowac przecietnie czterema elementami wchodzacymi w sklad systemu strumieniowego opracowanego przez danego producenta. W przypadku koniecz¬ nosci obciazenia wyjsc licznika wieksza iloscia elementów niz cztery, nalezy zastosowac wzmacniacze sygnalu, co jednak posiada opisane uprzednio wady.Istnieja ponadto jeszcze rozwiazania w których jest zmniejszane obciazenie wyjsc licznika. W tych urzadzeniach obciazenie licznika nie wynosi wiecej niz dwa elementy, natomiast obciazenie elementów2 79 146 posredniczacych, którymi sa elementy NOR lub OR, nie jest wieksze niz cztery. Uklady tego typu wymagaja jednak uzyciu siedmiu dodatkowych elementów posredniczacych.Celem wynalazku jest opracowanie nowego sposobu dekodowania liczb z kodu dwójkowego na kod dziesietny, który pozwoli na zbudowanie ukladów dekodujacych o mniejszej ilosci elementów posredniczacych.Cel ten osiagnieto przez wykorzystanie elementów strumieniowych, w których sygnaly przeplywowe otrzymane z liczników dwójkowych lub wlaczników sygnalów steruja przeplywem strumieni plynu w elemen¬ tach strumieniowych.Istota wynalazku polega na tym, ze sygnaly wyjsciowe z dekodera, reprezentujace wartosci cyfrowe w kodzie dziesietnym podaje sie na inne strumieniowe elementy wyjsciowe tego dekodera przez co blokuje sie niektóre inne strumieniowe elementy wyjsciowe dekodera, na których to wyjsciach nie moze pojawic sie sygnal jedynkowy reprezentujacy okreslona cyfre dziesietna przy dekodowaniu mnej okreslonej cyfry.Przedmiot wynalazku zostanie omówiony ponizej na przykladzie zastosowania sposobu wedlug wynalazku do zbudowania ukladu realizujacego dekodowanie wedlug kodu 8421. Przyklad wykonania takiego ukladu przedstawiony jest na rysunku, którego fig. 1 przedstawia schemat ukladu zbudowanego z elementów wykorzys¬ tujacych efekt przylegania strunjienia plynu do scianki, a fig. 2 - schemat ukladu zbudowanego z wykorzysta¬ niem na wyjsciu dekodera elementów negacji czterech argumentów.Przy budowie ukladu wykorzystujacego sposób wedlug wynalazku wykorzystuje sie fakt, ze jezeli na wyjsciu dekodera istnieje jakakolwiek cyfra, to nie moze jednoczesnie istniec na nim inna. Realizuje sie to przez podanie sygnalów wyjsciowych, reprezentujacych wartosci dziesietne, na odpowiednie wejscia wyjsciowych elementów NOR.Realizacja takiego ukladu przedstawiona jest schematycznie na fig. 1 rysunku. Uklad ten zawiera trzy elementy posredniczace A, B, C bedace dwuwejsciowymi elementami OR. Elementy te dolaczone sa do wejsc dekodera a, b, c, d# a, U, c, i z jednej strony i do elementów wyjsciowych typu NOR D...N z drugiej strony.Polaczenie kanalami elementów posredniczacych A, B, C z wejsciami dekodera oraz z elementami wyjsciowymi jest takie, ze zapewnione jest dekodowanie sygnalów z kodu dwójkowego typu 8421 na kod dziesietny przy zablokowaniu tych elementów wyjsciowych dekodera, na których nie moze pojawic sie sygnal jedynkowy reprezentujacy okreslona cyfre dziesietna przy dekodowaniu mnej okreslonej cyfry.W tablicy 1 podano obliczenie obrazujace schemat polaczen elementów posrednich A, B, C z wejsciami dekodera oraz z elementami wyjsciowymi.Kolumna pierwsza tabeli oznacza liczbe dziesietna, kolumna druga- przeksztalcenia wyrazen logicznych realizujacych podawanie sygnalów miedzy elementami posredniczacymi i wyjsciowymi, kolumny trzecia do szóstej okreslaja, które sygnaly wejsciowe c, d, c, d dekodera powinny byc przylaczone do elementu wyjsciowego danej cyfry dziesietnej, kolumna siódma — przylaczenie jednego z trzech sygnalów na wyjeciu elementów posredniczacych A, B, C. Stosowane oznaczenia wejsc dekodera a, b, c, d oznaczaja tez istnienie sygnalu jedynkowego na tym wejsciu, zas oznaczenia wejsc dekodera a, b, c, d oznaczaja tez brak sygnalu jedynkowego na tym wejsciu.Z tablicy 1 nalezy odczytywac nastepujaco: dla uzyskania w kodzie dziesietnym liczby zero nalezy do wyjsciowego elementu NOR podac sygnal c, sygnal obrazujacy liczbe 1 w kodzie dziesietnym oraz sygnal z posredniczacego elementu OR realizujacego funkcje a + b.Te operacje zrealizowano w ukladzie na fig. 1. Element wyjsciowy NOR D na którym dekodowany jest sygnal odpowiadajacy cyfrze zero w kodzie dziesietnym kanalem O ma polaczone wejscie z wejsciem c dekodera, inne wejscie kanalem R z elementem wyjsciowym NOR G, w którym dekodowany jest sygnal odpowiadajacy cyfrze [eden w ukladzie dziesietnym oraz kanalem P z wyjsciem elementu posredniczacego OR A, w którym realizowana jest funkcja a + b.T a b I i c a 1 Sygnal Liczba Przeksztalceniwyrazen Sygnaly na wejsciu dekodera na wyjsciu dziesietna logicznych elementów c d c d posredni¬ czacych " 1 i 3 4 5 6 7 O abcd=abc(a-i:b+c+d)=abc(abcd) 1 aBcJ=aba(a+b+c+d)*aBa(abcJ) 279146 3 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 "abod-abc(a+b+c+d)-abc(abcd) a6cd=ibd(a+b+c+d)=abd(abcd) abcd=abc(a+b+c+dj=abc(abcd) abccT=abd(a+b+c+d)=abd(abcci) abcd=ibc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcd=abd(a+b+c+d)=abd(aBcd) abcd="abc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcJ=abd (a +E+c+d)=abd (abcd) abcd=abc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcd=abd(a+B+c+d)=abd(abcd) aboJ=abc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcJ=abd(a+6+c+d)=abd(abccl) abcd=abc(a+b+c+d)=abc(abdd) abcxl=abd(a+b+c+a)=abd(abcd) abod=abc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcd=aBd(a+b+5+d)=abd(abcd) abcd=aBc(a+b+c+d)=abc(abcd) abcd=abd(a"+b+c+3)=abd(aBcd) abcd=abc(a+b+c+3)=abc(abcd) abc3=aB3(a+b+c+d)=abd(abcd) 3 0 5 4 9 8 4 0 6 4 10 8 6 3 2 7 6 C - - 6 3 1 7 5 _ 1 a+b a+b a+b Podobnie, odczytujac z tablicy 1 pozostale polaczenia dla otrzymania pozostalych liczb w kodzie dziesietnym, otrzymuje sie schemat polaczen calego dekodera.Jak widac, istnieje wiele mozliwosci polaczen elementów wyjsciowych dekodera miedzy soba, przy czym musi byc wybrany odpowiedni sygnal z licznika. Powyzej przedstawiono jedna tylko z wielu mozliwosci uwidocznionych w tablicy 1. Nalezy podkreslic, ze uzyskane tu obciazenie poszczególnych kanalów licznika nie jest wieksze niz cztery elementy. Dzieki wprowadzeniu odpowiednich polaczen miedzy soba elementów dekodera uzyskano redukcje liczby elementów posredniczacych do trzech elementów.Realizacja sposobu wedlug wynalazku w ukladzie przedstawionym schematycznie na fig. 1 jest nastepuja¬ ca: Zalózmy, ze mamy liczbe zapisana w kodzie dwójkowym, 0011 -abcd, a wiec jest to liczba trzy w kodzie dziesietnym. Jezeli a = 1 i b = 1 wtedy elementy posredniczace B i C, realizujace odpowiednio funkcje a+b i a+b, daja na wyjsciach sygnaly jedynkowe, co powoduje przelaczenie na zero elementów wyjsciowych od H do N, a wiec obrazujacych liczby w kodzie dziesietnym od czterech do dziesieciu. Element posredniczacy A, realizujacy funkcje a + b daje sygnal zero, a wiec jedynkowy sygnal wyjsciowy moga dac wyjsciowe elementy od D do G, czyli obrazujace liczby od zera do trzy w kodzie dziesietnym. Poniewaz jednoczesnie na wejsciu c dekodera jest sygnal obrazujacy jeden w kodzie dziesietnym c - 1, to element wyjsciowy D jest przelaczony w stan zerowy. Podobnie, ze wzgledu na d=1, element E daje na swoim wyjsciu zero. Pozostaja do rozwazenia elementy F i G. Do elementu F przylaczony jest element E, którego stan jest zerowy. Podobnie c = o; Takwiec wszystkie sygnaly wejsciowe sa zerowe, a wiec element F ma na wyjsciu sygnal jedynkowy. Sygnal z elementu F podany jest na wejscie elementu G, powodujac zerowy jego stan. Takwiec na wyjsciu z dekodera otrzymuje sie sygnal jedynkowy reprezentujacy cyfre 3 w kodzie dziesietnym.4 79 146 Opisany powyzej przyklad ukladu realizujacego sposób wedlug wynalazku zbudowano z elementów wykorzystujacych efekt przylegania strumienia plynu do scianki. Mozliwa jest realizacja takiego ukladu np. na elementach turbulentnych.Przy budowaniu dekoderów realizujacych sposób wedlug wynalazku mozna uzyskac dalsza redukcje elementów posredniczacych przez zastosowanie na wyjsciu dekodera elementów negacji czterech argumentów, tzw. NOR—4. Uklad taki przedstawiono na fig. 2 rysunku.Polaczenia elementów z wejsciami przedstawione sa tez w tablicy 2.Tablica 2 Liczba dziesietna Przeksztalcenia wyrazen logicznych 1 10 ac 9 ad 8 a3 0 cd(atf)(aW)=cd(a+d)(a+b+c+^^ 1 abc(abcd)=abc(a+b+c+d)=abcd 3 bd(abcd)(ad) =W(a+d)(a+b+c+d)=abd(a+b+c+d)=abcd 2 te(akd(ac)=bc(a+c)(a+b+ 6 "acd(abcd)=acd(a+b+c+d)=abcd ° 7 abc(abcd)=abc(a+b+c+d)=abcd 5 abd(abcd)=ibd(a+b+c+a)=abcd 4 abc(abcd)=abc(a+b+c+d)=abcd Przedstawione przyklady sposobu dekodowania wedlug wynalazku dotycza kodu dwójkowego typu 8421.Jednakze to samo odnosi sie takze do zmodyfikowanego kodu dwójkowego 8421 oraz do kodu 2421, które maja dodatkowa zalete zerowania stanu licznika przy dziesiatym sygnale wejsciowym, a wiec zeruja dekade. PL