Пристрій для сумування тривалостей імпульсів

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в ЦВМ. Целью изобретения является повышение быстродействия и расширение области при менения за счет параллельного суммирования или вычитания длительностей' импульсов. Устройство содержит К блоков суммирования,каждый из которых содержит п бистабильных элементов, группы элементов ИЛИ,группы элементов И, и формирователи импульсов,элементы запрета, шины сложения,вычитания,переноса, заема.Кроме того,устройство содержит блок формирования длительностей импульсов, импульсные входы, вход управления режимами сложения и вычитания, а первый блок суммирования дополнительно содержит группы элементов И, элемент И-НЕ и два элемента НЕ. Информация н устройстве представляется в единично-нормальном коде. Сложение и вычитание длительностей импульсов может производиться как параллельно, так и последовательно. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. s •Л ' • V ' і _ _ 1 1430970 выход 34, поступающий оттуда на шину Изобретение относится к автомати12 сложения, при этом сигнал с выхоке и вычислительной технике и может да элемента 10 запрета через элемент быть использовано в ЦВМ. ИЛИ 5 поступает на вход 3 установки Цель изобретения - повышение быств единичное состояние бистабильного родействия и расширение области приэлемента 2 f , вызывая его установку менения устройства за счет параллельв состояние логической "1", которая ного суммирования или вычитания длипоявляется на единичном выходе, дательностей импульсов. вая разрешение на переключение следуНа фиг. 1 изображена блок-схема ющего бистабильного элемента и т.д. предлагаемого устройства; на фиг.2 схема блока Формирования длительноПоследний бистабильный элемент стей импульсов. 2^ при установке в состояние логической " 1 " дает разрешение на формироваУстройство содержит К блоков 1--1- суммирования, каждый из кото- 15 ние импульса переноса с выхода схемы второго формирователя 9 импульсов, рых содержит п бистабильных элемензтїдо же импульсом все бистабильные тов 2 2^,-2 п с входами 3 и 4 устаэлементы, кроме первого в первой новки 1tв " I1"" и "0 м соответственно, " и "U" первую группу элементов ИЛИ 5, вторую группу элементов ИЛИ 6, первую груп- 20 пу .элементов Й 7, вторую группу элементов И 8, два формирователя 9 импульсов, первый 10 и второй И элегменты запрета, щину 12 сложения, шину 13 вычитания, шину 14 переноса, шину 25 15 заема, блок 16 формирования длительностей импульсов, первый 17 и второй 18 импульсные входы1 и вход 19 управления режимами сложения и вычитания. 30 В первый блок Ц суммирования дополнительно входят третья группа элементов И 20, четвертая группа из элементов Й 21-24, элемент И-НЕ 25 и два элемента НЕ 26 и 27. Блок 16 фор- 3 5 .мирования длительностей импульсов мирования длительностей импульсов, содержит с первого по третий выходы 28-30, сигнальные входы 31 и 32, управляющий вход 33, четвертый выход 34, элементы НЕ 35 и 36, элементы И 40 37-40 и элементьр И И 41 и 42. Л Устройство работает следующим образом. Каждый блок 1, - 1 ^ содержит четное количество бистабильных элементов, 45 т . е . п = 2 і (і » 1,К). Информация в устройстве представляется в единично-нормальном коде. Сложение и вычитание длительностей импульсов может производиться как па50 раллельно, так и последовательно. Для последовательного сложения длительностей импульсов на вход Ї9 устройства подается логический " 0 " , а на первый 17 либо второй 18 входы устройства подают первый импульс, по- „ ступающий на первый 31 или второй 32 входы блока 16 формирования длительностей импульсов и проходящий на его группе, устанавливаются в состояние логического " 0 " воздействием на входы 4 установки в нулевое состояние через элементы ИЛИ 6, при этом длительность £Срм ш , с импульса определяется максимальным временем переключения бистабильных элементов 2 1 - 2 h . Первый t бистабильный элемент 2, не устанавли-* вается в состояние логического 0 . только в том случае, когда входной і" импульс продолжает присутствовать на одном из двух входов Ї 7 или 18 устройства и по окончании времени установки в состояние логической " последнего бистабильного элемента \ первой группы, через время р ьр.мок первый бистабильный элемент 2 1 сле дующей группы перейдет в состояние еей т логической " і " , а первый бистабильный элемент 2, первой группы останется в состоянии логической " I " лишь только в том случае, если где t - длительность импульса на входе 17 или 18 устройства; ^ср ср ~ среднее время срабатывания одного бистабильного элемента. Первый бистабильный элемент %i первой группы остается в состоянии 1 логической "Г , так как с выхода 30 блока 16 на вход первого элемента НЕ 26 поступает сигнал логической "1", который преобразуется в логический 0 и поступает на первый вход третьего элемента И 23, на выходе которого также будет присутствовать лом гический " 0 , поступающий через второй элемент ИЛИ 6 на нулевой вход первого бистабильного элемента 2и 1430970 Через шину J5 заема в нулевое сокоторый, в свою очередь, не перехостояние переходит старший бистабильдит в состояние логического " 0 " . ный элемент второй группы, находящийДля последовательного вычитания длися в состоянии логической " 1 " . тельностей импульсов в устройство Для одновременного сложения двух заносят импульс уменьшаемый. Процесс длительностей импульсов на вход 19 записи импульса уменьшаемого аналоустройства подается логический "О", гичен вышеописанному режиму последоа на первый 17 и второй 18 входы вательного сложения, суммируемые импульсы. Все они постуПри поступлении информации на шипают на входы 31-33 блока 16. В рену 13 вычитания сигнал с выхода э л е зультате на выходе 34 блока 16 будет мента ІЇ запрета поступает на элеменприсутствовать импульс с длительноты И 8 и появляется на выходах тех стью, равной наибольшей длительности ' элементов И 8, на вторые входы котоодного из суммируемых импульсов. рых с нулевых выходов бистабилькых элементов поступает сигнал логической Таким образом, устройство может ' ' I м , т . е . эти бистабильные элементы суммировать длительности импульсов, находятся в состоянии логического "О". совпадающие по передьим фронтам, а Допустим, в декаде в состоянии лосуммирование происходит за время, гической " 1 " находится і бистабильных равное времени импульса с большей 20 элементов 2.,-2. , следовательно, в содлительностью. стоянии логического " 0 " находится Если на первые два входа 17 и 18 п - і бистабильных элементов 21> + 1 - 2 п . устройства одновременно подаются сумС нулевого выхода (і+1)-го бистабильмируемые импульсы, то первых два ного элемента 2j + J через элемент И 8 25 бистабильных элемента 2Т и 2 2 первой сигнал логической " 1 " поступает ч е группы одновременно устанавливаются рез элемент И И 6 на вход 4 установЛ в единичное состояние за счет того, ки в нулевое состояние бистабильного что с двух выходов 28 и 29 блока 16 элемента 2^, вызывая его установку на входы элемента И 21 подаются лов состояние логического " 0 м , т . е . на гические " I й , а с выхода элемента 30 его нулевом выходе появляется логиИ 21 через элементы И И 5 единичный Л ческая п ! п , давая разрешение на песигнал поступает на единичные входы реключение следующего бистабильного 3 первых двух бистабильных элементов элемента 21.! . и т . д . Пртч этом на и 2 г , вызывая их установку в соединичном выходе і т о бистабнльного стояние логической "1", которая появэлемента 2,' поярляется логический *'0" 35 ляется на единичных выходах, давая и т.д. разрешение на переключение следующих двух бистабильных элементов 2 Э и 2 4 . Первый бистабильный элемент 2. при и Единичный сигнал с выхода элемента установке в состояние логического 0 " И 7, первый вход которого подключен разрешает формирование импульса пе40 реноса с выхода схемы первого формик единичному выходу бистабильного рователя импульсов, этим же импульэлемента 2^ поступает на третий вход сом вес бистабильные элементы 2 1 -2 f l второго элемента И 20, сигнал с выхоустанавливаются в состояние логичесда которого через элементы ИЛИ 5 покой " I " воздействием на входы 3 уста- 45 ступает на единичные входы 3 бистановки в единичное состояние через бильных элементов 2 3 и 2 Ф , тем самым элементы И И 6, при этом длительность Л вызывая их установку в состояние лоимпульса определяется максимальным гической " 1 " и т.д. временем переключения. Последний бистабильный элемент 2 П Последний бистабильный элемент 2 п при установке в состояние логической 50 устанавливается в состояние логичес"і" дает разрешение на формирование кой " і " лишь в том случае, если с импульса переноса с выхода второго тины 13 вычитания в этот момент не формирователя 9 импульсов. Этим же подается единичный сигнал. На выходе импульсом все бистабильные элементы второго элемента Н 27 присутствует Е устанавливаются в состояние логичес55 сигнал логической " 1 " , который через кого " 0 " воздействием на входы 4 усчетвертый элемент И 24 и элемент И И Л тановки в нулевое состояние через 5 поступает на единичный вход 3 поэлементы ИЛИ 6, при этом длительность следнего бистабильного элемента 2 to . импульса определяется максимальным 1430970 временем переключения бистабильных элементов. Если на первых двух входах 17 и !8 устройства продолжают присутствовать два импульса, то в состояние логической " 1 " переходит бистабильный элемент следующей группы, а в первой группе остаются в том же единичном состоянии первые бистабильные 10 элементы 21 и 2 2 , так как с выходов 28-30 блока I6 на входы элемента И-НЕ 25 и элемента НЕ 26 подаются сигналы логической "I". На выходах элементов НЕ 26 и И-НЕ 25 появляются 15 логические " 0 " , поступающие через элементы И 23 и 22 и элементы ИЛИ 6 на нулевые входы 4 первых двух бистабильных элементов 2Л и 2., тем самым не вызывая их переключения. В даль20 нейшем процесс сложения происходит аналогичным образом. С момента времени, когда импульс с меньшей длительностью заканчивается, сложение происходит так же, как 25 и сложение при последовательном суммировании, до окончания импульса с большей длительностью. Для параллельного вычитания двух длительностей импульсов на вход 19 30 устройства подают сигнал логической "I", а на первый 17 и второй 18 входы устройства соответственно подают импульс-уменьшаемого и импульс вычитаемого, причем моменты присутствия 35 обоих импульсов должны соответствовать условиям ' 1 Lo где Ці при • при Сі " 1 40 ~ 0, - время присутствия импульса 45 вычитаемого; t 1 ~ время присутствия импульса уменьшаемого. Таким образом, время присутствия вычитаемого импульса не выходит за рамки времени присутствия уменьшаемо- 50 го импульса. Блок 16 на выходе 34 формирует импульс, длительность которого соответствует времени t з = t , - t . присутствия только уменьшаемого импульса. Вре-55 мя присутствия одновременно двух импульсов не учитывается. Если импульсы по передним фронтам не совпадают, то на выходе блока і 6 будет присутствовать два импульса с длительностями, соответственно равными длительности от переднего Фронта уменьшаемого импульса до переднего фронта вычитаемого импульса и от заднего фронта вычитаемого импульса до заднего фронта уменьшаемого импульса, т.е. блок !б вырезает длительность импульса (двух импульсов), полученного в результате вычитания. Полученный импульс поступает на шину сложения и в дальнейшем процесс записи происходит аналогично процессу последовательного суммирования , описанного выше. Таким образом, устройство может последовательно и параллельно суммировать и вычитать длительности импульсов. Блок 16 формирования импульса сложения и вычитания работает следующим образом. В режимах сложения на вход^ЗЗ подается логический "0", а на входы 31 и 32 подаются логические " I м , поступающие через элементы И 38 и 39 (за счет присутствия на выходе элемента НЕ логического "0") на входы элемента ИЛИ 41 и на выходы 28 и 29. С выхода элемента ИЛИ 41 единичный сигнал поступает на выход 30 и через элемент ИЛИ 42 - на выход 34 блока І6. Если присутствует один импульс на одном из двух входов блока 16, то на выходе элемента ИЛИ 41 также будет присутствовать логическая " 1 " . Б режиме параллельного вычитания на вход 32 блока 16 подается логическая "і", поступающая также на вход элемента И 37. С выхода элемента НЕ 35 на вторые выходы первого и второго элементов И 38 и 39 поступает логический "0". Следовательно, на выходе элемента ИЛИ 41 и выходах 28 и 29 присутствует логический "О". Если на выходе 30 присутствует импульс, а на входе 31 импульс не присутствует, то на первый вход элемента И 40 с первого выхода 30 блока J6 и на второй вход с выхода второго элемента НЕ 36 поступает логическая "1". С выхода элемента И 40 через элемент И 37 и второй элемент ИЛИ 42 единичный сигнал поступает на выход 34 блока 16. Если импульсы присутствуют на первых двух входах 31 и 32 блока 16, то на выходе элемента И 40 будет присутствовать логичегкий 430970 1f Tr 0 , который также поступает на" "вы-" ход 34 блока 16. Формула и з о б р е т е н и я , І. Устройство для суммирования длительностей импульсов, содержащее К блоков суммирования, каждый из которых содержит п бистабильных элемен-ю тов, два элемента запрета, два формирователя импупьсов, две группы по и . элементов И и две группы по п элементов ИЛИ, причем в каждом j - м ( j e l . К) блоке суммирования единичный выход 15 і-го (і = 1,п) бистабильного элемента подключен к первому входу і-го элемента И первой группы, соединенного выходом с первым зходом (і+і)~го элемента И И первой группы, выход ко-20 Л торого подключен к входу установки в " 1 " (і-И)-го бистабильного элемента, соединенного нулевым выходом с первым входом (1+1)-го элемента И второй группы, подключенного выходом к пер- 25 вому входу і-го элемента И И второй Л группы, выход которого соединен с входом установки в "О" і-го бистэбильного элемента * причем выход первого элемента И И первой группы под- 30 Л ключей к входу установки в "1 п первого бистабнльного элемента, соединенного нулевым выходом с первым входом первого элемента И второй группы, подключенного выходом к входу'перво- ,с го формирователя импульсов, причем вторые входы элементов И первой группы и первый вход первого элемента И И Л первой группы соединены с РЫХОДОМ первого элемента запрета, подключенАП ного первым входом к вторым входам с третьего по n-й элементов И И втоЛ рой группы и выходу второго' формирователя импульсов, соединенного входом с выходом п-го -элемента И первой группы, а вторые входы элементов И второй группы и второй вход п-го элемента ИЛИ второй группы подключены к выходу второго элемента запрета, соединенного первым входом с выходом первого формирователя импульсов и 50 вторыми входами с первого по (п-1)-й элементов И И первой группы, причем Л в каждом j'-M блоке суммирования, за исключением первого блока, выход первого формирователя импульсов подклю- 55 чен к второму входу п-го элемента И И первой группы, выход второго форЛ мирователя импульсов соединен с вто рыми входами первого и второго элементов И И второй группы, вторые вхоЛ ды первого и второго элементов запрета j - r o блока суммирования тюдкпючены к выходам второго н первого формирователей импульсов ( j - l ) - r o блока суммирования соответственно, а вторые чходы первого и второго элементов запрета первого блока суммирования соединены с шинами сложения и вычитания устройства соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и расширения области применения за счет параллельного суммирования или вычитания длительностей импульсов, в него введен блок формирования длительностей импульсов, а первый блок суммирования дополнительно содержит третью группу из ( п - 2 ) / 2 элементов И, четвертую группу из четырех элементов И, два элемента НЕ и элемент И-НЕ, при этом блок формирования длительностей импульсов подключен первым и вторым сигнальными входами к первому и второму импульсным входам устройства, управляющим входом - к входу управления режимами сложения и вычитания устройства, первым и вторым выходами ' соответственно к первым и вторым входам элементов И третьей группы, первому и второму входам первого элемента И четвертой группы и первому и второму входам элемента И-НЕ, третьим выходом - к входу первого элемента ' НЕ, а четвертым выходом - к второму входу первого элемента запрета первого блока суммирования, причем в первом блоке суммирования выход первого элемента И четвертой группы соединен с третьими входами первого и второго элементов И И первой группы, второй Л элемент И четвертой группы подключен выходом к второму входу второго элемента И И второй группы, первым вхоЛ дам - к выходу элемента И~НЕ, а вторым входом - к выходу второго формирователя импульсов и первому входу третьего элемента И четвертой группы, соединенного вторым входом с выходом первого элемента НЕ, а выходом - с вторым входом первого элемента И И Л второй группы, при этом четвертый элемент И четвертой группы подключен выходом к второму входу п т о элемента И И первой группы, первым входом Л к выходу первого формирователя импульсов, а вторым входом - к выходу 1430970 второго элемента НЕ, соединенного входом с шиной вычитания устройства, при этом каждый 1-й f l ±Ц ( n - 2 ) » - 2 j элемент И третьей группы подключен третьим входом к выходу (2 - 1 ) - г о элемента И первой группы, а выходом к третьему входу 2*(1+1)-го элемента ИЛИ первой группы. 2. Устройство п о п . 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования длительностей импульсов с о держит четыре элемента И» два элемента ИЛИ и два элемента НЕ, причем пер~ вый элемент НЕ подключен входом к управляющему входу блока формирования длительностей импульсов и первому входу первого элемента И, а выходом к первым входам второго и третьего элементов И, причем второй элемент И соединен вторым входом с первым сиг- 20 нальным входом блока формирования длительностей импульсов и первым э х о 10 дом четвертого элемента И, а выхо- . дом - с первым выходом блока формирования длительностей импульсов н первым входом первого элемента ИЛИ, подключенного вторым входам к выходу третьего элемента И и второму выходу блока формирования длительностей импульсов, а выходом - к первому входу второго элемента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходов первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И, соединенного вторым входом с выходом второго элемента НЕ, подключенного входом к второму входу третьего элемента И и второму сигнальному входу блока формирования длительностей импульсов, а выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока формирования длительностей импупьсов. 1430970 Si* I «6 Редактор А. Ревин Заказ 5344/51 Составитель С. Казинов Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Патай Тираж 704 Подписное ВІІИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.» д . 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4