SU1529444A1 - Двоичный счетчик - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной и импульсной технике. Цель изобретени  - увеличить быстродействие двоичного счетчика, который содержит инвертор и N разр дов, каждый из которых состоит из счетного триггера и формировател , включающего в себ  элемент ИЛИ-НЕ. В формирователи всех разр дов, кроме первого, введен элемент И-НЕ, предназначенный дл  ускоренного формировани  разрежени  переключени  N-го разр да, за счет чего достигаетс  повышение быстродействи  счетчика в два раза. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано при построении многоразр дных счетчиков в системах слежени , регистрации событий, цифровой обработки данных.

Цель - повышение быстродействи  двоичного счетчика.

На фиг.1 изображена схема счетчика; на фиг.2 - схема формировател  первого разр да; на фиг.З - то же, второго разр да; на фиг.4 - то же, каждого нечетного разр да, начина  с третьего; на фиг.5 - то же, каждого четного разр да, начина  с четвертого .

Счетчик содержит п разр дов i-l, каждый разр д состоит из счетного триггера 2 и формировател  3, пр мой выход триггера подключен к выходу разр да 4., ,...,п, счетный вход триггера соединен с первой входной пшной 5 расширени  разр да; вторую шину 6 расширени  разр да, второй и

первый выходы формировател  3 подключены соответственно к первой 7 и второй 8 выходным шинам расширени  разр да , третий вход формировател  первого разр да и четвертые вхоДы формирователей остальных разр дов подключены к шине 9 инверсии счетного ла устройства, второй вход формировател  первого разр да и третьи входы формирователей остальных разр дов соединены с шиной 10 наращивани  устройства , шина 9 инверсии счетного сигнала через инвертор 11 подключена к первой входной шине 5 расширени  первого разр да, вторые входы формирователей всех разр дов, кроме первого, подключены к второй входной шине 6 расширени  разр да, перва  5 и втора  6 входные шины расширени  каждого разр да, начина  с второго, подключены соответственно к первой 7 и второй 8 выходными шинами распшрени  предыдущего разр да, первый вход фор (Л

ел to

со ;;

3152

мировател  в четных разр дах подключен к пр мому, в нечетных - к инверсному выходу триггера, перва  и втора  выходные шины расширени  послед- него п-го разр да соединены соответственно с первой 12 и второй 13 выходными шинами расширени  счетчика.

Схема формировател  первого разр да (фиг.2) содержит инвертор 14 и элемент 15, вход инвертора 14 соединен с первым входом 16 формировател  и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 15, а его выход - с первым выходом 17 формировател  и вторым его входом 18, второй вход элемента ИЛИ-НЕ 15 подключен к третьему входу 19 формировател , а его выход - к второму выходу 20 формировател .

Схема формировател  второго раз- р да (фиг.З) содержит инвертор 21, элементы И-НЕ 22 и ИЛИ-НЕ 23, вход инвертора 21 соединен с первым входом 27 формировател  и первым входом элемента И-НЕ 22, а его выход - с пер вым выходом 25 формировател , второй 26 и третий 27 входы формировател  подключены к второму входу элемента И-НЕ 22, входы элемента ИЛИ-НЕ 23 соединены с четвертым входом 28 формировател  и выходом элемента И-НЕ 22, выход элемента ИЛИ-НЕ 23 подключен к второму выходу 29 формировател .

Схема формировател  каждого нечетного разр да, начина  с третьего (фиг,4), содержит два элемента

ИЛИ-НЕ 30, 31, элемент И-НЕ 32,

f

входы элемента ИЛИ-НЕ 30 подключены к первому 33 и второму 34 входам формировател , а его выход - к первому выходу 35 формировател  и первому входу элемента И-НЕ 32, второй вход которого соединен с третьим входом 36 формировател , а выход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 31, чей второй вход подключен к четвертому входу 37 формировател , а выход - к второму выходу 38 формировател .

Схема формировател  каждого четно- го разр да, начина  с четвертого (фиг.5), содержит два элемента И-НЕ 39, 40, элемент ИЛИ-НЕ 41 и инвертор 42, входы элемента И-НЕ 39 подключены к первому 43 и второму 44 входам фор- мировател , а его выход - к первому выходу 45 формировател  и через инвертор Д2 - к первому входу элемента 40, второй вход которого под-

5

0 5 о

Q 5

5

ключей к третьему входу 46 формировател , а выход - к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 41, чей второй вход соединен с четвертым входом 47 формировател , а выход - с вторым выходом 48 формировател .

Двоичный счетчик работает следующим образом.

На шину 9 подаютс  инверсные значени  счетных сигналов. Триггер в каждом разр де счетчика выполн ет роль делител  на два частоты импульсов , поступающих на первую входную Шину 5 расширени  разр да. Урав- ненне счетного импульса, поступающего на вход триггера i-ro разр да, имеет следующий вид:,

С C,Q,...Q,,, , ....,п, (1) где Сд - счетные сигналы; Q, , . ,Q;.,.- выходы счетных триггеров с первого по (1-1)-й разр ды. Дл  первого разр да С CQ. Следовательно, счетный импульс на первую входную шину расширени  i-ro разр да поступит одновременно с общим счетным сигналом С при условии, что все предыдущие разр ды счетчика готовы к переключению (значени  их выходов Q ... Q,-,, 1).

Анализ схемы формировател  прототипа показьшает, что его функционирование по второму выходу описьшаетс 

формулой

С ,...Q,., , а на первом выходе формировател  реализуетс  функци 

F; Q, ... G, i l ,. .. ,п.

На первом выходе формировател  i-ro разр да предлагаемого счетчика реализуютс  функции: дл  нечетных разр дов (кроме первого)

Q,...Q,-, ,5,7,...,n-l; дл  четных разр дов

F. Q...Q|, , 4, 6,...,п; Дл  первого разр да Q ,.

Изменение функций первого выхода формировател  в каждом разр де позвол ет существенно повысить быстродействие счетчика. Действительно, задержка переключени  п-го разр да прототипа относительно входного счетного сигнала С определ етс  фомулой

2,,

задержка переключени  инвертора;

задержка переключени  триггера . В предлагаемом счетчике эта задержка равна

(n-2)

п

Увеличение быстродействи  счетчика в 2 раза достигаетс  благодар  тому, что в схеме прототипа при максимальной частоте следовани  счетных сигналов С условие разрешени  переключени  п-го разр да должно быть сформировано цепочкой из п элементов формирователей, эквивалентных двухвходовым элементам И-НЕ/ИЛИ- НЕ, за один период счетных сигналов, а в схеме данного счетчика - за два периода, поскольку состо ние Q первого разр да подключаетс  к формированию услови  разрешени  переключени  п-го разр да лишь на последнем этапе, а не проходит по всей цепочке формирователей.

Таким образом, за счет введени  в каждый формирователь, начина  с .второго разр да, дополнительного элемента И-НЕ быстродействие счетчика увеличиваетс  в два раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени  30

   ,,

   Двоичный счетчик, содержащий и п разр дов, каждый разр д состоит из счетного триггера и формировател , счетный вход триггера подключен к первой входной шине расширени  разр да , пр мой выход триггера  вл етс  выходом разр да, первый и второй выходы формировател  подключены соответственно к второй и первой выходным шинам расширени  разр да, во всех разр дах , кроме первого, второй вход формировател  соединен с второй входной шиной расширени  разр да, во всех четных разр дах первый вход формиро- вател  соединен с пр мым выходом триггера , перва  и втора  входные шины расширени  каждого последующего разр да , начина  с второго, подключены соответственно к первой и второй выходным шинам расширени  предыдущего разр да, отличающийс  тем, что, с целью повьппени  быстродействи , первые входы формирователей

   0

   0

   5

   0

   5

   0

   5

   нечетных разр дов подключены к инверсным выходам триггеров соответствующих разр дов, формирователь каждого разр да содержит элемент ИЛИ-НЕ, второй вход которого соединен с последним входом формировател , а выход - с вторым выходом формировател , второй вход фop U poвaтeл  первого разр да и третьи входы формироьателей остальных разр дов соединены с шиной наращивани  счетчика, в первом разр де третий вход, а в остальных разр дах четвертый вход формировател  подключены к шине инверсии счетного сигнала счетчика, котора  через инвертор соединена с первой входной шиной расширени  первого разр да, в .формирователь первого разр да введен инвертор, вход которого подключен к первым входам формировател  и элемента ИЛИ-НЕ, а выход его - к второму входу и первому выходу формировател , в формирователь второго разрада введены инвертор и элемент И-НЕ, вход инвертора соединен с первыми входами формировател  и элемента И-НЕ, а выход его - с первым выходом формировател , второй вход элемента И-НЕ подключен к второму и третьему входам формировател , а выход - к первому входу элемента ИЛИ-НЕ, в формирователь каждого нечетного разр да, начина  с третьего, введены элемент И-НЕ , и второй элемент ИЛИ-НЕ, входы второго элемента ИЛИ-НЕ соединены с первым и вторым входами формировател , а выход - с первым выходом формировател  и первым входом элемента И-НЕ, второй вход которого подключен к третьему входу формировател , а вьгход - к первому входу первого элемента ИЛИ- НЕ, в формирователь каждого четного разр да, начина  с четвертого, ввеДе- ны инвертор и два элемента И-НЕ, входы первого элемента И-НЕ подключены к первому и второму входам формировател , а его выход - к первому выходу формировател  и через инвертор - к первому входу второго элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с третьеим входом формировател , а выход - с первым входом элемента ИЛИ-НЕ.

   0