ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УНАРНОГО СИГНАЛА В ПАРАФАЗНЫЙ СИГНАЛ С НУЛЕВЫМ СПЕЙСЕРОМ
CONVERTER OF UNARY SIGNAL INTO PARAPHASE SIGNAL WITH ZERO SPACER

Преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал с нулевым спейсером относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться при построении самосинхронных комбинационных, тригтерных, регистровых и вычислительных устройств, систем цифровой обработки информации.
Известен самосинхронный многоразрядный преобразователь унарного сигнала в парафазный сигнал [1, рис. 11.19], состоящий из элементов И-ИЛИ-НЕ, И-НЕ ИЛИ-НЕ и инверторов.
Недостаток известного устройства - невозможность его использования в самосинхронном режиме работы и единичный спейсер парафазного выхода.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и принятым в качестве прототипа является формирователь парафазного сигнала с высоким активным уровнем сигнала управления [2], содержащий элемент ИЛИ-И-НЕ, два элемента ИЛИ-НЕ и инвертор.
Недостаток прототипа - унарный сигнал может изменяться только при пассивном уровне на входе управления.
Задача, решаемая в изобретении, заключается в обеспечении самосинхронной работы преобразователя унарного сигнала в парафазный с нулевым спейсером, разрешающего изменение унарного входа сразу по окончании формирования рабочего состояния на парафазном выходе.
Это достигается тем, что в преобразователь унарного сигнала в парафазный с нулевым спейсером, содержащий инвертор, элемент ИЛИ-И-НЕ, элемент ИЛИ-НЕ, унарный вход, вход управления, парафазный выход с нулевым спейсером, причем выход инвертора соединен с первым входом первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ и первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-И-НЕ, второй вход первой группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к унарному входу, первый вход второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с входом управления, согласно изобретению введены второй инвертор, второй элемент ИЛИ-И-НЕ, выход инверсии входа управления и индикаторный выход, третий вход первой группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к первому входу второй группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ, входу второго инвертора и входу управления, вторые входы вторых групп входов ИЛИ первого и второго элементов ИЛИ-И-НЕ соединены друг с другом, выходом элемента ИЛИ-НЕ и индикаторным выходом преобразователя, третий вход второй группы входов ИЛИ первого элемента ИЛИ-И-НЕ подключен к выходу первого инвертора, прямой составляющей парафазного выхода и первым входам первой и второй групп входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ, выход первого элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с инверсной составляющей парафазного выхода, вход первого инвертора соединен с выходом второго элемента ИЛИ-И-НЕ, второй вход первой группы входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с унарным входом, вход третьей группы входов ИЛИ второго элемента ИЛИ-И-НЕ соединен с выходом второго инвертора и выходом инверсии входа управления.
Предлагаемое устройство удовлетворяет критерию "существенные отличия". Действительно, элементы ИЛИ-НЕ, ИЛИ-И-НЕ и инвертор используются и в прототипе. Но способ их подключения к входам и выходам преобразователя запрещает изменение угарного входа при активном уровне на входе управления. Добавление в схему второго инвертора и второго элемента ИЛИ-И-НЕ и реализация описанных связей между ними и другими элементами схемы преобразователя позволили достичь эффекта, выраженного целью изобретения.
Поскольку введенные конструктивные связи в аналогичных технических решениях не известны, устройство может считаться имеющим существенные отличия.
Понятие "парафазный", используемое в тексте данной заявки, определяется следующим образом. Парафазным считается сигнал, представленный двумя составляющими - парой переменных {X, ХВ}, которые в активной фазе имеют взаимоинверсные значения: {Х=0, ХВ=1} или {Х=1, ХВ=0}. Переход парафазного сигнала из одного статического рабочего состояния в противоположное рабочее состояние может осуществляться двумя способами.
Первый способ предполагает использование парафазного сигнала со спейсером: когда переходу в следующее рабочее состояние обязательно предшествует переход в третье статическое состояние - спейсерное (нерабочее состояние или состояние гашения). Если используется состояние {1, 1}, то говорят, что используется парафазный сигнал с единичным спейсером, а если состояние {0, 0} - парафазный сигнал с нулевым спейсером. Спейсерное состояние - статическое состояние, установка которого в самосинхронной схемотехнике должна фиксироваться индикатором окончания переходного процесса, в данном случае - окончания установки спейсерного состояния.
Второй способ предполагает использование парафазного сигнала без спейсера. При этом переход из одного рабочего статического состояния в другое осуществляется через динамическое (кратковременное) состояние: {1, 1} или {0, 0}, - называемое транзитным состоянием.
В материалах данной заявки речь идет о формировании на выходе преобразователя парафазного сигнала с нулевым спейсером, в дальнейшем - просто парафазного сигнала.
Унарный сигнал - обычный одиночный информационный сигнал, имеющий два возможных значения: 0 или 1. Вход управления переключением в состояние "1" отражает факт появления на информационном унарном входе нового значения, которое может и совпадать с предшествующим значением.
На фиг. 1 представлена схема преобразователя унарного сигнала в парафазный с нулевым спейсером. Схема содержит два инвертора 1-2, два элемента ИЛИ-И-НЕ 3-4, элемент ИЛИ-НЕ 5, унарный вход 6, вход управления 7, парафазный информационный выход 8-9, индикаторный выход 10, выход инверсии входа управления 11, вход инвертора 1 подключен к входу управления 7 и к первым входам первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 3, выход инвертора 1 соединен с входом третьей группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 4 и выходом инверсии входа управления 11, вторые входы первых групп входов ИЛИ элементов ИЛИ-И-НЕ 3 и 4 подключены к унарному входу 6, третьи входы первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 3 соединены с выходом инвертора 2, первыми входами первой и второй групп входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 4, прямой составляющей парафазного информационного выхода 9 и первым входом элемента ИЛИ-НЕ 5, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ-И-НЕ 3 и инверсной составляющей парафазного информационного выхода 8, вход инвертора 2 соединен с выходом элемента ИЛИ-И-НЕ 4, второй вход второй группы входов ИЛИ которого подключен ко второму входу второй группы входов ИЛИ элемента ИЛИ-И-НЕ 3, выходу элемента ИЛИ-НЕ 5 и индикаторному выходу 10.
Схема работает следующим образом. В спейсерной фазе на вход управления подается уровень логической 1, в результате обе составляющие парафазного выхода 8 и 9 принимают значение логического 0 и на индикаторном выходе 10 появляется логическая 1 как признак спейсера. При этом значение сигнала на унарном входе 6 никак не влияет на значения выходов преобразователя. В рабочей фазе на вход управления 7 подается значение логического 0, в результате чего парафазный выход 8, 9 переключится в рабочее состояние, соответствующее значению унарного входа 6. По окончании переключения парафазного выхода 8, 9 в рабочую фазу индикаторный выход 10 перейдет в логический 0, отражая окончание всех переходных процессов в преобразователе.
Особенности данной схемы по сравнению с прототипом следующие.
Вместо второго элемента ИЛИ-НЕ введены второй элемент ИЛИ-И-НЕ и второй инвертор. Это обеспечивает самосинхронность переключения преобразователя из рабочей фазы в спейсер и обратно и разрешает унарному сигналу переключаться в следующее рабочее значение сразу по окончании записи в преобразователь его текущего значения, т.е. еще в рабочей фазе сигнала управления.
Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает самосинхронную работу преобразователя унарного сигнала в парафазный сигнал с нулевым спейсером. Цель изобретения достигнута.
Источники информации
[1] Варшавский В.И., Кишиневский М.А., Мараховский В.Б. и др. Автоматное управление асинхронными процессами в ЭВМ и дискретных системах / Под ред. В.И.Варшавского. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1986. - 400 с.
[2] Пат. 2469470 Российская Федерация, МПК Н03K 3/00. Формирователь парафазного сигнала с высоким активным уровнем входа управления / Степченков Ю.А., Дьяченко Ю.Г., Шнейдер А.Ю., Прокофьев А.А., Хилько Д.В.; заявитель и патентообладатель ИПИ РАН. - №2011129014/08; заявл. 13.07.11; опубл. 20.02.13, Бюл. №34. - 6 с.