SU1083364A1 - Пороговый элемент - Google Patents

Abstract

Ь ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сканируннций мультиплексор, генератор тактовых импульсов, счетчик , элемент ИЛИ и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы которого соединены с информационными входами сканирующего мультиплексора, информационш 1й выход которого соединен ,с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера, а тактовый вход сканирующего мультиплексора соединен с выходом генератора тактовых от. личающийс  импульсов, тем, что, с целью повышени  быстродействи , в него введены Ik формирователей пачек импульсов и k элементов коммутации, блок сброса и дополнительный элемент ШШ, выход счетчика соединен с первым входом блока сброса, первьй выход которого соединен с тактовым входом триггера, второй вход блока сброса соединен с выходом генератора тактовых импульсов и тактовыми входами формирователей пачек импульсов, установочные входы которых соединены с установочными входами счетчика и сканирующего мультиплексора и вторым выходом блока сброса, третий вход которого соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ, первый информационный вход каждого из элементов коммутации, кроме первого, соединен с первым выходом предыдущего элемента коммутации , второй вход каждого элемента коммутцции , кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего формировател  пачек импульсов, второй выход -го элемента коммутации соединен с входом запуска i-го формировател  пачек импульсов, информационные входы первого элемента комму5гации соединены с выходом переноса СО сканируницего мультиплексора, а первый выход Ч -го элемента коммутации и выход переноса k-ro формировател  пачек импульсов соединены с входами дополнительного элемента ШШ, информационные выходы формирователей пачек импульсов соединены с входами элемента ИЛИ, управл ющие входы элеX ) ментов коммутации соединены с соот 9 со ветствующими управл ющими выходами сканирующего мультиплексора, а входы 9) сброса элементов коммутации соеди нены с вторым выходом блока сброса. 2. Элемент по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что элемент коммутации содержит триггер, первый и второй элементы И и двухвходовый элемент ИЛИ, входы которого соединеHtf с первым и вторым входами элемента коммутагщи, управл ющий вход и вход сброса которого соединены соответственно с установочным входом и входом сброса триггера, инверсный

Description

и пр мой выход которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответсвенно с первым и вторым выходами элемента коммутации, а вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом двухвходового элемента ИЛИ

Зо Элемент по п. 1, отличающий с   тем, что формирователь пачек импульсов содержит счетчик, многовходовый элемент И, двухвходовьй элемент И и триггер, первьй к второй входы, а также первьш и второй выходы которого соединены соответственно с выходом многовходового элемента И, информационным входом формировател  пачек импульсов входом сброса счетчика и первым входом двухвходового элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с информационным выходом и тактовым входом формировател  пачек импульсов, который соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами

многовходового элемента И, -выход, которого соединен с выходом переноса формировател  пачек импульсов.

4. Элемент по п. 1, отличающийс  тем, что блок сброса содержит вспомогательный элемент И, вспомогательный элемент ИЛИ, элемент ЗШ1РЕТ, инвертор и элемент зар ,е.руккк, первый и второй входы блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ и входом элем;ента задержки, выход которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЁТ и первым входом вспомогательного элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ и выходом вспомогательного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом элемента ЗАПРЁТ и выходом вспомогательного элемента И.

1

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении различных устройств обработки дискре ной информации дл  формировани  сигналов достижени  порога.

Известен пороговый элемент, содержащий генератор тактовых импульсов , сканирующий мультиплексор, который состоит из регистра сдвига, который соединен выходами с входами группы элементов И, вторые входы которых соединены с входами порогового элемента, а выходы соединены с входами элемента ИЛИ, выходы мультиплексора соединены с входом накопител , состо щего из регистра сдвига или счетчика с детектором и выходного триггера, информационный вход которого соединен с выходом нак пител  Cl

Недостатком этого порогового элемента  вл етс  относительно низкое быстродействие.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому пороговый элемент, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, счетчик, элемент ИЛИ и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы которого соединены с информационными входами сканирующего мультиплексора, информационный выход которого соединен с входом элемента или, выход которого соединен со счетным входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера, а тактовьй вход сканирующего мультирлексора соединен с выходом генератора тактовых импульсов С 23Недостатком этого порогового элемента  вл етс  относительно низкое быстродействие.

Цель изобретени  - повышение, быстродействи .

Поставленна  цель достигаетс  тем что в пороговый элемент, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, счетчик, элемент ИЛИ и триггер, выход которог соединен с выходом порогового элемен та, входы которого соединены с информацирнными входами сканирующего мультиплексора, информационный выход которого соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счет лым входом счетчика, выход которого соединен с информационным входом триггера, а тактовый-вход сканирующего мультиплексора соединен с выходом генератора тактовых импульсов введены 1 формирователей пачек импульсов и k элементов коммутации блок сброса и дополнительный элемент ИЖ, выход счетчика соединен с первым входом блокасброса, первый выход которого соединен с тактовым вхо дом триггера, второй вход блока сброса соединен с выходом генератор тактовых импульсов и тактовыми входами формирователей пачек импульсов установочные входы которых соединены с установочными входами счетчика и сканирующего мультиплексора и вто рым выходом блока сброса, третий вход которого соединен с выходом до полнительного элемента ИЛИ, первый информационный вход каждого из элементов коммутации, кроме первого., соединен с первым выходом предыдуще элемента коммутации, второй вход каждого элемента коммутации, кроме первого, соединен с выходом перенос предыдущего формировател  пачек импульсов , второй вход 1 -го элемент коммутации соединен с входом запуска i-ro формировател  пачек импульсов , информационные входы первого элемента коммутации соединены с выходом переноса сканирующего мультиплексора, а первьй выход k-r элемента коммутации и выход переноса 1с-го формировател  пачек импуль сов соединены с входами дополнитель ного элемента ИЛИ, информационные выходы формирователей пачек импульсов соединены с входами элемента ИЛИ, управл ющие входы элементов ко мутации соединены с соответствующим управл ющими выходами сканирующего мультиплексора, а входы сброса элементов коммутации соединены с вторы выходом блока сброса. Элемент коммутации содержит триг гер, первый и второй элементы И и двухвходовый элемент ИЛИ, входы которого соединены с первым и вторым входами элемента коммутации, управл ющий вход и вход сброса которого соединены соответственно с установочным входом и входом сброса триггера, инверсный и пр мой выходы которого соединены с первыми входами соответственного первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента коммутации, а вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом двухвходового элемента ИЛИ, Формирователь пачек импульсов содержит счетчик, многовходовый элемент И, двухвходовый элемент И и триггер , первый и второй входы, а также первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом многовходового элемента И, информационным входом формировател  пачек импульсов, входом сброса счетчика и первым входом двухвходового элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с информационным выходом и тактовым входом формировател  пачек импульсов, который соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами многовходового элемента И, выход которого соединен с выходом переноса формировател пачек импульсов. Блок сброса содержит вспомогательный элемент И, вспомогательный ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, инвертор и элемент задержки, первый,и второй входы блока сброса соединены соответственно с первым входомвспомогательного элемента ИЛИ и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ и входом элемента задержки, выход которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ и первым входом вспомогательного элемента И, второй вход которого соединен с вторым вхо (Дом элемента ЗАПРЕТ и выходом вспомогательного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом элемента ЗАПРЕТ и выходом вспомогательного элемента И. На фиг. 1 приведена структурна  схема порогового элементарна фиг.2 пример реализации элемента коммутации; на фиг. 3 - пример реализации формировател  пачек импульсов; на фиг. 4 - пример реализации блока сброса. Пороговый элемент содержит сканирующий мультиплексор 1, генератор 2 тактовых импульсов, счетчик 3, элемент ИЛИ 4 и триггер 3, выход которого соединен с выходом 6 порого вого элемента, входы 7 которого соединены с информационными входами сканирующего мультиплексора 1, информационный выход которого,соединен с ВХОДО.М элемента ИЛИ 4,- выход кото- -15 рого соединен со счетным входом счетчика 3, выход которого соединен с информационным входом триггера 5, а тактовый вход сканирующего мультиплексора 1 соединен с выходом генератора тактовых импульсов 2. Пороговый элемент также содержит k формирователей пачек импульсов и 1 элементов коммутации , блок to сброса и дополнительный элемент ИЛИ 11, выход счетчика 3 соединен с первым входом блока 10 сброса, первый выход которого соединен с тактовым входом триггера 5, второй вход блока 10 сброса соединен с выходом генератора 2- тактовых импульсов и тактовьми входами формирователей пачек импульсов , установочные входы которых соединены с установочными входами счетчика 3 и сканирующего мультиплексора 1 и вторым выходом блока 10 сброса, третий вход которого соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ 11, первый информационный вход каждого из элементов коммутации , кроме первого, соединен с первым выходом предыдущего элемента коммутации, второй вход каждого элемента коммутации (, кроме первого, соединен с выходом переноса предьщущего-формировател  пачек импульсов, второй выход i-го элемента коммутации 9 i соединен с входом запуска i-ro формировател  Д1аче|с импульсов , информационные входы первого элемента коммутации 9 соединены с выходом переноса сканирующего мультиплексора 1, а первый выход элемента коммутации DOlAiW IX А v-1i, ii.iw.,.- ---9 4 И выход переноса 1с-го формйровател  пачек импульсов 8 k соединены 6 входами дополнительного элемента ИЛИ 11, информационные вы10 6 ходы формирователей паЧек импульсов 1 соединены с входами элемента ИЛИ 4, управл ющие входы элементов коммутации соединены с соответствующими управл ющими выходами сканирующего мультиплексора 1, а входы сброса элементов коммутации соединены с вторым выходом блока 10 сброса. Элемент коммутации содержит триг .гер 12, первый 13 и второй 14 элементы И и двухвходовый элемент ИЛИ 15, информационные входы которого соединены с первым и вторым входами элемента коммутации, управл ющий вход и вход сброса которого соединены соответственно с установочным входом и входом сброса триггера 12, инверсный и пр мой выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого 13 и второго 14 элементов И, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами элемента коммутации, а вторые входы первого 13 и второго 14 элементов И соединены с выходом двухвходового элемента ИЛИ 15. Формирователь пачек импульсов содержит счетчик 16, многовходовьй элемент И 17, двухвходовый элемент И 18 и триггер 19, первьй и второй входы, а также первьй и второй выходы которого соединены соответственно с выходом мно-говходового элемента И 17, информационным входом формировател  пачек импульсов, входом сброса счетчика 16 и первым входом двухвходового элемента И 18, выход и второй вход которого соединены соответственно с информационным выходом и тактовым входом формировател  пачек импульсов, который соединен со счетным входом счетчика 16, выходы которого соединены с входами многовходового элемента И 17, выход которого соединен с выходом переноса формировател  пачек импульсов. Блок 10 сброса содержит вспомогательньй элемент И 20, вспомогательрый элемент ИЛИ 21, элемент ЗАПРЕТ 22, инвертор 23 и элемент задержки 24, первый и второй входы блока 10 сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ 21 и входом инвертора 23, выхоД которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ 22 и входом элемента задержки 24, выход которого 71 соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 22 и первым входом вспомогательного элемента И 20, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ 22 и выходом вспомогательного .элемента 21, второй вход которого со динен с третьим входом блока 10 сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом элемента ЗАПРЕТ 22 и выходом вспомогательного элемента И 20. . Функционирование предлагаемого порогового элемента происходит следующим образом. Формирователи пачек 1 из (и} -1)-го импульса в исходном состо  нии сброшены и не считают тактовые импульсы, поступакнцие на их тактовый вход. При подаче запускающего импуль са. на информационный вход (в паузу между тактовыми импульсами) они переход т в рабочее состо ние и, начина  со следующего тактового импульса , осуществл ю их счет, пропуска  импульсы на информационный выход. При поступлении последнего (w,- -1)-го импульса по его окончании формируетс  сигнал переноса и форми рователи устанавливаютс  в исходное состо ние, В исходном состо нии устройства триггер 5, счетчик 3, элементы коммутации ., формирователи паче импульсов и сканирующий мультиплексор 1 сброшены. В сброшен ном состо нии формирователи пачек .импульсов не считают тактовые импульсы (до момента поступлени  импульса на их запускающие входы). При поступлении на тактовый вход сканирующего мультиплексора 1 такто вых импульсов последний начинает опрос входов 7, последовательно под ключа  их на информационньй выход в течение длительности тактового импульса. Сигналы с информационного выхода сканирующего мультиплексора j1 поступают через элемент ИЛИ 4 на счетный вход счетчика 3, подсчитыва щего число единичных логических сиг налов на входах 7 устройства. Однов менно импульсы с выходов сканирующего мультиплексора 1 поступают на управл ющие входы элементов коммутации . Если на входе Х- уст ройства, имеющем вес w , имеетс  единичный логический сигнал, то при 4 опросе данного входа сканирующим мультиплексором на его выходе, соединенном с управл ющим входом элемента коммутации , по вл етс  единичный логический сигнал, переключающий элемент коммутации в состо ние , при котором сигналы с информационных входов проход т на выход, соединенйый с информационным входом формировател  пачек импульсов. Если на входе Х- нулевой логический сигнал , то элемент коммутации 9 i остаетс  в исходном состо нии, при котором сигналы с информационных входов проход т на выход, соединенный со следующим элементом коммутации 9 (; i +1) . Таким образом, после опроса входов Х 1с имеющих веса 1, элементы коммутации , соответствующие входам Х- , на которые поданы единичные логические сигналы, оказываютс  переключенными (т.е. соответствующие формирователи пачек импульсов задействованы ). По окончании опроса всех входных шин сканирующий мультиплексор формирует на выходе переноса импульс (в паузу между тактовыми), поступающий на информационный вход элемента коммутации и останавливаетс . I , . , Импульс с выхода переноса сканирующего мультиплексора 1 поступает через элемент коммутации на вход запуска формировател  8 i пачек импульсов, иницииру  его ( i- номер первого ненулевого входа Х , счита  с Х ). В последующие ( и/ -1) такты функционирует формирователь , формиру  на своем информационном выходе пачку из ( )-ro импульсов , поступающих через элемент ИЛИ 4 на счетный вход счетчика 3, который их считает. По окончании формировани  пачки импульсов импульс переноса поступает на информационный вход элемента коммутации 9(i+1) и проходит на вход запуска формировател  пачки импульсов, соответствующего следукицему единичному входному сигналу. Таким образом производитс  последовательное возбуждение всех формирователей 8, соответствующих единичным входным сигналам на входных шинах. При этом каждый формирователь формирует пачку из (и/ -1)-го импульса , поступающего на вход счетчика 3. По окончании работы последнего 910 из задействованных формирователей сигнал переноса с его выхода проходи на вход элемента ИЛИ 11 и с его выхода - на вход блока сброса 10, кото рый формирует в течение паузы между тактовыми импульсами сначала сигнал 1зазрешени  записи в триггер 5, при этом в триггер 5 записываетс  сигнал с выхода счетчика 3, а затем сигнал сброса, устанавливающий   исходное состо ние элементы коммутации 1с и сканирующий мультиплексор 1. Цикл работы устройства окончен. Со следующего тактового импульса цикл работы повтор етс  Если в течение цикла работы порогового элемента происходит заполнение счетчика 3 (т.е. на его вход поступило о( импульсов, где о - порог ), то сигнал с его выхода поступает на вход блока сброса 10, который в течение паузы между тактовыми импульсами формирует сначала сигнал разрешени  записи в триггер 5, а затем сигнал сброса элементов коммутации формирователей пач ( импульсов и сканирующего мультиплексора 1. Цикл работы порогового элемента оканчиваетс . Со следующего тактового импульса цикл работы устройства возобновл етс . Таким образом, цикл работы порогового элемента переменный. Это обе печиваетс  тем, что, во-первых, он оканчиваетс  при за:полнении счетчика 3, а, во вторых, тем, что после опроса всех входов 7 устройства в течение п тактов, во врем  которых вы вл ютс  все единичные входы с весами 1 и инициируютс  соответствующие формирователи пачек пульсов, к содержимому счетчика 3 последовательно добавл етс  по (и -1) импульсов в соответствии с весами единичных входов. При этом исключаетс  многократный опрос входов , на которые подан нулевой логический сигнал и вес которых 1 Перечисленные особенности обес leчивaют повышение быстродействи  порогового элемента. Так, цикл работы предлагаемого устройства равен П п n -d-Slx. при Х X,uJ./ot i пч . K.wxoi K-t|x. isl п ш.«, получаем учитыва , Ы ,. Дл  порогового элемента на семь входов с весами и)., Ю, 2 u)3. 7,u)..5-, . 3 . с 20 цикл работы устройства приведен дл  различных кодов в таблице. Число тактов

Е1

HrfFip (риг. 2

Claims (4)

1. ПОРОГОВЫЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий сканирующий мультиплексор, генератор тактовых импульсов, счетчик, элемент ИЛИ и триггер, выход которого соединен с выходом порогового элемента, входы которого соединены с информационными входами сканирующего мультиплексора, информационный выход которого соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом счетчика, · выход которого соединен с информационным входом триггера, а тактовый вход сканирующего мультиплексора соединен с выходом генератора тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены 1 формирователей пачек импульсов и к элементов коммутации, блок сброса и дополнительный элемент ИЛИ, выход счетчика соединен с первым входом блока сброса, первый выход которого соединен с тактовым входом триггера, второй вход блока сброса соединен с выходом генератора тактовых импульсов и тактовыми входами формирователей пачек импульсов, установочные входы которых соединены с установочными входами счетчика и сканирующего мультиплексора и вторым выходом блока сброса, третий вход которого соединен с выходом дополнительного элемента ИЛИ, первый информационный вход каждого из элементов коммутации, кроме первого, соединен с первым выходом предыдущего элемента коммутации, второй вход каждого элемента коммутации, кроме первого, соединен с выходом переноса предыдущего формирователя пачек импульсов, второй выход ΐ-го элемента коммутации соединен с входом запуска i-го формирователя пачек импульсов, информационные входы первого элемента коммутации соединены с выходом переноса сканирующего мультиплексора, а первый выход К -го элемента коммутации и выход переноса k-го формирователя пачек импульсов соединены с входами дополнительного элемента ИЛИ, информационные выходы формирователей пачек импульсов соединены с входами элемента ИЛИ, управляющие входы элементов коммутации соединены с соответствующими управляющими выходами сканирующего мультиплексора, а входы сброса элементов коммутации соединены с вторым выходом блока сброса.

2. Элемент поп. 1, отлич 'а ю щ и й с я тем, что элемент коммутации содержит триггер, первый и второй элементы И и двухвходовый элемент ИЛИ, входы которого соединены· с первым и вторым входами элемента коммутации, управляющий вход и вход сброса которого соединены соответственно с установочным входом и входом сброса триггера, инверсный

1083364 :

и прямой выход которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответсвенно с первым и вторым выходами элемента коммутации, а вторые входы первого и второго элементов И соединены с выходом двухвходового· элемента ИЛИ.

3» Элемент поп. 1, отличающий с я тем, что формирователь пачек импульсов содержит счетчик, многовходовый элемент И, двухвходовый элемент И и триггер, первый и второй входы, а также первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом многовходового элемента И, информационным входом формирователя пачек импульсов, входом сброса счетчика и первым входом двухвходового элемента И, выход и второй вход которого соединены соответственно с информационным выходом и тактовым входом формирователя пачек импульсов, который соединен со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами многовходового элемента И, -выход, которого соединен с выходом переноса формирователя пачек импульсов.

4. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что блок сброса содержит вспомогательный элемент И, вспомогательный элемент ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ, инвертор и элемент задержки, первый и второй входы блока сброса соединены соответственно с первым входом вспомогательного элемента ИЛИ и входом инвертора, выход которого соединен с первым входом элемента ЗАПРЕТ и входом элемента задержки, выход которого соединен с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ и первым входом вспомогательного элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ЗАПРЕТ и выходом вспомогательного элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с третьим входом блока сброса, первый и второй выходы которого соединены соответственно с выходом элемента ЗАПРЁТ и выходом вспомогательного элемента И.