SU1750056A1

SU1750056A1 - Асинхронный реверсивный двоичный счетчик

Info

Publication number: SU1750056A1
Application number: SU904870013A
Authority: SU
Inventors: Николай Андреевич Квитка; Владимир Прокофьевич Кожемяко; Алим Иванович Короновский; Александр Владимирович Вернигора; Валентина Владимировна Бойко
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1990-10-01
Filing date: 1990-10-01
Publication date: 1992-07-23

Abstract

Изобретение относитс к вычислительной технике, и может быть использовано дл реверсивного счета импульсов в трехмерном измерении, в устройствах сжати информации, в устройствах преобразовани двоичных кодов, кодов координат в геометрический код и при разборке линейных и круговых интерпол торов Асинхронный реверсивный двоичный счетчик содержит п JK-триггеров , п-1 первых мультиплексоров , n-1 вторых мультиплексоров 3i-3n-i, 2 элемента ИЛИ 677 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-10, 7 элементов И 11-17 1 шину управлени суммированием-вычитанием 18 1 шину сброса 19, 2 шины управлени режимами работы 20, 21, 1 шину синхронизации 25 п входных шин 270 27п-1. 1 ил

Description

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реверсивного счета импульсов, в трехмерном измерении, в устройствах сжатия информации, в устройствах преобразования двоичных кодов, кодов координат в геометрический код и при разработке линейных и круговых интерполяторов.

Цель изобретения - расширение области использования, заключающееся в обеспечении счёта в трехмерных геометрических кодах с иррациональным основанием.

Предлагаемый счетчик предназначен для счета импульсов в геометрическом трехмерном коде, представляющем вектор следующим образом:

Зп - 3 + Σ ! —о (1) где Хк, Xj, Xi. К, j, i - принимают значения:

Хк, Χ],Χι 6 {0,1}; i {0, 3. 6, 9,..., 3n-3};

J {1,4.7, 10.... 3n-2};

К {2, 5. 8. 11.....3n-1}.

Выражение (1) позволяет- любой вектор в пространстве изобразить в виде трех составных векторов, направление одного из которых совпадает с координатной прямоугольной системы координат, а его величина равна

Зп -з

Σ XJ 2

1=0 направление второго вектора составляет с направлением координат прямоугольной системы угол 45° и его значение представляется в виде

а направление третьего вектора с вторым вектором составляет угол arctg ^5/2 и изображается следующим образом ''з³х'х, А’ к = 2 .

Код (1), используемый для записи вектора, является более экономичным по сравнению с двоичным кодом в прямоугольной системе координат. При переходе от двоичного представления координат вектора к представлению этого же вектора с помощью кода (1), необходимо осуществить формиро5 вание трех частей выражения (1). Этот процесс осуществляется с помощью предлагаемого реверсивного двоичного счетчика.

На чертеже представлена функциональ10 ная схема асинхронного реверсивного двоичного счетчика.

Асинхронный реверсивный двоичный счетчик содержит IK-триггер 1₀-1_п-1 первые 2-|-2п-1 и вторые 3ι-3η-ι мультиплексоры, 15 первый и второй элементы ЗАПРЕТ 4 и 5, первый и второй элементы ИЛИ 6-7, первый -третийэлементы НЕ-РАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-ТО, первый - седьмой 17 элементы И 11 — 17, шину 18 управления суммироеанием-вы20 читанием, шину 19 сброса счетчика, первую вторую шины 20 и 21 управления режимами работы, первый - третий входы 22-24 счетчика, шину 25 синхронизации, выходы 26г26п-1 разрядов счетчика, входные шины 25 27₀-27п-1 поступления параллельного кода.

Прямой и инверсный выходы 1К-триггера 1| подсоединены соответственно к первому и второму информационным входам мультиплексора 2i+i, управляющий вход ко30 торого соединен с шиной 18 управления суммированием-вычитанием, а его выход подключен к первому - третьему информационным входам соответственно мультиплексоров Зн-1, 3i+2 и 3|+з, причем выход 35 мультиплексора 3i-n подключен к -С-входу JK-триггера 1i+i управляющие входы мультиплексоров 3ι~3η-ι соединены с шинами 20. и 21 управления режимами работы. Выход мультиплексора 2_п-1 подключен лишь к 40 первому информационному входу мультиплексора Зп-1. второй и третий информационный вход мультиплексора 3t подключены к выходу второго 5 элемента ЗАПРЕТ, а третий информационный вход мультиплексора 45 З2 подключен к выходу четвертого элемента И 14 и инверсному входу второго элемента ЗАПРЕТ 5, к первому - третьему входам первого 6 и второго 7 элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно первого 50 - третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 8-10 и первого третьего элементов И 11-13.

Асинхронный реверсивный двоичный счетчик может работать в трех режимах: ре55 жиме реверсивного счета импульсов по одному из входов в двоичном коде; режиме реверсивного счета импульсов по одному И (или) двум входам в коде с основанием режиме реверсивного счета импульсов по одному, двум и (или) трем входам в трехмерном геометрическом коде. Первый режим обеспечивается приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы сигналов нулевого уровня, второй - приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логической единицы и логического нуля, третий - приложением к шинам 20 и 21 управления режимами работы соответственно сигналов логического нуля и логической единицы. При этом независимо от режима работы суммирование импульсов происходит в случае присутствия в шине 18 управления суммированием-вычитанием нулевого потенциала, а вычитание - единичного потенциала.

Реверсивный двоичный счетчик при счете импульсов (суммировании) в двоичном коде работает следующим образом.

Подсчету импульсов предшествует установка реверсивного счетчика в исходное состояние путем приложения к шинём 1821 сигнала нулевого уровня, вследствие чего IK-триггеры 1₀-Тп-1 устанавливаются в нулевое состояние и одновременно с Этим обеспечивается подключение с помощью мультиплексоров 2ι-2_η-ι прямых выходов триггеров к первым информационным входам мультиплексоров 3ι-3η-ι с последую^ щим подсоединением их к счетным входам .соответствующих IK-триггеров 1_о~1п-1. Импульс, появившийся на входе 22 (23 или 24), поступает через пятый 15 (или шестой 16 или седьмой 17) элемент И на вход первого 8 (или второго 9, или третьего 10) элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, пройдя через него попадает на первый или второй, или третий вход первого 6 элемента ИЛИ. затем с его выхода поступает, пройдя через первый 4 элемент ЗАПРЕТ, на С-вход триггера 1₀. переводя в инверсное (в данном случае) состояние. Вследствие того, что С-вход триггера 11 через мультиплексоры 3ι и 2ι соединен с прямым выходом триггера 1₀, то каждый переход последнего в нулевое состояние переводит триггер в инверсное состояние. Аналогично работают остальные 1К-триггеры при счете импульсов. После каждого такта счета на выходах 26₀-26_η-ι реверсивного двоичного счетчика присутствует двоичный код, соответствующий количеству импульсов, поступивших на вход 22 (23 или 24) счетчика. Таким же образом работает счетчик при вычитании импульсов в двоичном коде. Предварительно исходный двоичный код, поступивший к выходным шинам 27о27п-1 записывается в реверсивный счетчйк, к шинам 19-21 прилагаются соответственно высокий и низкий потенциалы. В данном случае к С-входу IK-триггера 1ι с помощью ' мультиплексоров 3ι и 2ι подключается инверсный выход IK-триггерэ 1ι-ι. Счетные импульсы поступают на Вход 22 (23 или 24) реверсивного счетчика, а результат счета (вычитания) присутствует на выходах 26_О“ 26п-1.

В режиме счета (суммирования) в кодах с основанием Ϋ2 работе счетчика, предшествует установка его в исходное (нулевое состояние) подачей в шину 19 нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 21 подается нулевой, а в шину 20 - единичный потенциалы, благодаря чему обеспечивается соединение прямого выхода триггера 1ι через мультиплексор 2ι+ι и Зщ с С-выходом триггера 1ι+2· При поступлении на вход 22 (23 или 24) Импульса, он (аналогично работе в первом режиме) поступает на счетный вход IK-триггера 1_о. переключая его в инверсное состояние. Каждое переключение триггера 1₀ в нулевое состояние приводит к переключению триггера 1г в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах 1о. 1г. 14....1|·... 1 п-2 счетчика фиксируется информация η —2 .,

Σ xj-2*^ .

I = О которая присутствует на выходах 26_О. 26г....26|,...26п-2 асинхронного реверсивного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 24, или 22 ,· и 23. или 23 и 24 импульсы через пятый 15 и шестой 16 или пятый 15 и седьмой 17. или шестой 16 и седьмой 17 элементы И пройдут через первый 11 или второй 12. или третий 13 элементы И. через второй элемент ИЛИ 7 через второй элемент ЗАПРЕТ 5. поступят на второй информационный вход мультиплексора 3ι. а с выхода которого - на С-вход триггера 11, переводя его в инверсное (единичное) состояние. При этом импульс с выхода второго элемента И 7, поступая на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ 4, вызывает запрещение прохождения импульса с выхода первого элемента ИЛ И 6 на С-вход триггера 1_о. Переход триггера 1ι в нулевое состояние переводит триггер 1з в инверсное состояние и т. д. В данном случае в нечетных триггерах 1ι, 1з. l5.. !j.. !n-t запишется информация = 1 которая будет присутствовать на выходах 26ι. 26з. 265..... 26j.....26п-1 реверсивного

175.0056 .счетчика. При счете (вычитании) необходимо в триггеры 1о~1д-1 записать исходный код с основанием У2 η — 1 '·/ η — 2,/ £ Xj 2ι +Σ Xf · 2.

J = 11=0 и приложить к шинам 18 и 20 единичные потенциалы, благодаря чему инверсный выход ΙΚ-триггера 11 с помощью мультиплексора 2j.ii мультиплексора З1+1 подсое- диняется к С-входу 1К-триггера 1], а инверсный выход ΙΚ-триггера 1] через мультиплексор 2| и мультиплексор 3j+i приложится к С-входу триггера 1j+i. Процесс вычитания импульсов в коде с основанием ^2 происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в этом же коде.

В режиме счета (суммирования) в трехмирном геометрическом коде работе счетчика предшествует установка его в исходное (нулевое) состояние подачей в шину 19 сброса нулевого сигнала, одновременно с этим в шины 18 и 20 подаются нулевые потенциалы, а в шину 21 - единичный потенциал благодаря чему обеспечивается соединение прямого выхода триггера 1ι через мультиплексоры 2ι+ι и 31-+-3 с С-выходом триггера 1 |+з. При поступлении на вход 22 (23 или 24) его поступление на С-вход ΙΚ-триггера 1₀происходит аналогично первому режиму, переключая триггер 1р в инверсное (единичное в д.сл.) состояния. Каждое переключение триггера 1_о в нулевое состояние приводит к переключению триггера 1з в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах-ίο, 1з, U.....1п-зсчетчикафиксируется информация

Зп-З j^Xi --2^.

которая присутствует на выходах 26_О. 26з, 26|.....26п-з асинхронного двоичного счетчика. При одновременном наличии импульсов на входах 22 и 23 или 22 и 24, или 23 и 24 поступление на С-вход триггера 11 импульса, формируемого первым 11 или вторым 12, или третьим 13 элементами И, происходит аналогично второму режиму. Переход триггера 11 в нулевое состояние переводит триггер 14 в инверсное состояние и т. д. В данном случае в триггерах 1ι, 14, 1»г.....

),...,1 п-2 запишется информация которая присутствует на выходах 261. 264,

267.. ...26].....26п-2 реверсивного счетчика.

При одновременном наличии импульсов на входах 22-24 они. пройдя через пятыйседьмой элементы 14 15-17 поступят на первый - третий входы четвертого элемента И 14, сформировавшийся на его выходе импульс поступит на инверсный вход второго элемента ЗАПРЕТ 5 и третий информационный вход мультиплексора 3₂. пройдя через который поступит на С-вход триггера 1₂, переключая его в инверсное состояние. Появление импульса на инверсном входе второго 5 элемента ЗАПРЕТ вызовет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе второго элемента ИЛИ 7, импульс с которого, придя на инверсный вход первого элемента ЗАПРЕТ 4, вызовет запрещение прохождения через него импульса, сформировавшегося на выходе первого элемента ИЛИ 6. Каждое переключение триггера 1₂ в нулевое состояние приводит к переключению триггер 15 в инверсное состояние и т. д. Таким образом, в триггерах 1₂, I5, 1β....1κ....1η-ι счетчика фиксируется информация 'Т’У’х.-гЧ'.

к =2 которая присутствует на выходах 26г. 26э.

283.. ...26к.....26п-1 реверсивного счетчика.

При счете (вычитании) в трехмерном геометрическом коде необходимо в триггеры 1₀1п-1 записать исходный трехмерный геометрический код 't? X_k 2^+ ^2 Y X_k · 2*Γ+ k=2 j = 1

1=0 и приложить к шинам 18 и 21 единичные потенциалы, благодаря чему инверсный выход ΙΚ-триггера 1i с помощью мультиплексора 2j и мультиплексора 3i+i присоединяется к С-входу триггера 1j. инверсный выход ΙΚтриггера 1j через мультиплексор 2_К мультиплексор 3j+i присоединится к С-входу триггера 1j+i, а инверсный выход триггера 1к через мультиплексор 2i+i и мультиплексор 3κ+ι подсоединится к С-входу триггера 1_к+1. Процесс вычитания импульсов в трехмерном геометрическом коде происходит аналогично рассмотренному процессу суммирования в том х<е коде.

Claims

Формула изобретения

Асинхронный реверсивный двоичный счетчик, содержащий первый элемент И и первый элемент НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, в каждом 1-м разряде счетчика, начиная со второго младшего, первый и второй мультиплексоры и в каждом i-ом разряде (i=0, п-1, п - разрядность счетчика) IK-триггер, прямой выход которого соединен с выходом данного разряда счетчика, а R-входы и Sвходы триггеров всех разрядов подсоединены соответственно к шине сброса счетчика и входным шинам поступления параллельного кода, первый и второй информационные входы первого мультиплексора ί-го разряда, подсоединены соответственно к прямому и инверсному выходам IK-триггера l-1-го разряда, управляющий вход данного мультиплексора соединен с шиной управления суммированием-вычитанием, а выход ,’ервого мультиплексора i-ro разряда подключен к первому информационному входу второго мультиплексора 1-го разряда и к второму информационному входу второго мультиплексора (i+1)-го разряда, выход второго мультиплексора Ι-го разряда соединен с С-входом данного разряда IK-триггера, а первые управляющие входы всех вторых мультиплексоров соединены с первой шиной управления режимами, при этом выход первого мультиплексора (п-1)-го разряда счетчика подсоединен только к первому информационному входу второго мультиплексора данного разряда, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования, заключающегося в обеспечении счета в трехмерных геометрических кодах с иррациональным основанием, в него введены второй и третий элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй элементы ЗАПРЕТ, выходы которых подсоединены соответственно к С- входу IK-триггера первого разряда и второму и третьему информационным входам второго мультиплексора второго разряда, прямой и инверсный входы первого элементы ЗАПРЕТ подсоединены к выходам соответственно первого и второго элементов ИЛИ, при этом прямой вход второго элемента ЗАПРЕТ подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а его инверсный вход совместно с третьим информационным входом второго мультиплексора третьего разряда подсоединен к выходу четвертого элемента И, к первому, второму и третьему входам первого и второго элементов ИЛИ подсоединены выходы соответственно первого, второго, третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и первого, второго, третьего элементов И, первые входы первого и второго элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первого второго четвертого элементов И соединены с выходом пятого элемента И. вторые входы первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, первого, четвертого элементов И и первые входы третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и третьего элемента И подключены к выходу шестого элемента И, а к выходу седьмого элемента И подсоединен^ вторые входы второго и третьего элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и второго и третьего элементов И и третий вход четвертого элемента И, первые входы пятого, шестого и седьмого элементов И являются соответственно первым, вторым и третьим входами счетчика, а их вторые входы объединены и подсоединены к шине синхронизации, вторые управляющие входы всех вторых мультиплексоров подсоединены к второй шине управления режимами, а выход первого мультиплексора 1-го разряда подключен также к третьему информационному входу второго мультиплексора (i+2)-ro разряда счетчика.