Устройства на основе конвейерных логических сетей с

УДК 621.382.6(06) Электронные измерительные системы
Л.Г. НОВИКОВ
Технологический институт (филиал) МИФИ, Лесной Свердловской обл.
УСТРОЙСТВА НА ОСНОВЕ КОНВЕЙЕРНЫХ
ЛОГИЧЕСКИХ СЕТЕЙ С ОПЕРАТОРАМИ СВЕРТКИ
Рассматриваются устройства, состоящие из логических и задерживающих элементов объединенных линиями связями, представляемые как логические сети
(NWL).
Конвейрные логические сети (KLW) в сочетании с операторами свертки позволяют выполнять различные операции с унитарными рядами: расширение, ограничения, выделение фронтов, удвоение, селекцию по длине
ряда, выборку комбинаций по шаблону, проверку условий, умножение и
деление на фиксированный многочлен, преобразование, кодирование и
декодирование унитарных рядов [1].
Входной и выходной сигналы представляются в виде суперпозиции
задержанных и незадержанных рядов, последовательность единиц длиной
NР названа Р-ряд, а последовательность нулей длиной NZ – Z-ряд.
Синхронной логической функцией (СЛФ) названо логическое действие над Р- и Z-рядами.
Представление логических схем в виде сетей обладает потенциальными возможностями, позволяющими надеяться на появление неординарных решений синтеза схем последовательного действия, что подтверждается приведенными в таблице 1 устройствами на основе NWL.
Простейшая одноконтурная NWL состоит из двух узлов: внешний узел
ввода-вывода, и внутренний транзитный узел преобразования.
В качестве внешнего узла ввода использован элемент "2И- 2ИЛИ [1].
Транзитный узел представляет собой универсальный модуль логической свертки [2], на котором с помощью внешнего управления реализуются все функции свертки.
Узлы сети соединены последовательно и образуют простейшую одноконтурную кольцевую сеть. Данная сеть является автоматом с памятью,
состояние которого определяется внутренней структурой и видом операторов свертки СПС.
Избранные устройства на основе одноконтурной NWL с СЛС приведенны в табл. 1.
Устройства на основе сети с узлом ввода "И-ИЛИ"
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 13
140
УДК 621.382.6(06) Электронные измерительные системы
№
Схема
Врем. диаграмма
Таблица 1
Граф переходов
1
Устройство описывается уравнением: Q += S +RQ, где Q + - последующее состояние, S
– установка Q=1, R установка Q=0, имеет два состояния с раздельными входами S и R
. Вход S имеет более высокий приоритет, то в данном триггере не будет состязания
входов, поэтому устройство названо P-триггером.
2
3
Благодаря введению в NWL процедуры {iκ jб} изменяются свойства управляемости P-триггера. Для перевода устройства в состояние Q=1 необходимо, чтобы длина
сигнала S удовлетворяла условию Ns > i, а для перевода в исходное состояние NR> j.
Как видно из графа состояний, устройство переходит из одного устойчивого состояния в другое. Сигналом S =1 устройство может быть переведена в состояние Q=1
за i – тактов, а возвратиться в исходное сигналом R=0 за j– тактов. Если объединить
входы R и S то получим ШИ-триггер управляемый длиной входного сигнала.
Введение в контур NWL процедуры {is}), при i ≥2, превращает устройство в синхронный бистабильный автомат, изменяющий свое состояние под воздействием сигналов синхронизации. Таким образом, данное устройство будет синхронным делителем частоты, работающим в старт-стопном режиме. При R=1 по срезу сигнала
W=S=1, активизируется процедура, формирующая нормированный сигнал Np=1, Nz=i.
Сигналом S=1 можно приостанавливать генерацию. При S=0 сигналом R=0 устройство переводиться в исходный, ждущий режим и вновь может быть запущено сигналом S.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 13
141
УДК 621.382.6(06) Электронные измерительные системы
№
Схема
Врем. диаграмма
Продолжение таблицы 1
Граф переходов
4
Для задания длины NP P-ряда дополнительно введена процедура {jδ} и получен делитель частоты с раздельной регулировкой Np =j, Nz=i. Таким образом данное устройство будет синхронным делителем частоты, работающим в старт-стопном режиме
k<NS<i, - включение автогенерации,
NS> i +1, - выключение автогенерации,
По входу R осуществляется конъюнктивное защелкивание
5
В данном устройстве с операторами {кµ} при формировании среза формируется противоречивый сигнал, что приводит к конфликтной ситуации, результатом
которой будет автогенераторный процесс. Для исключения этого противоречия должна быть введена задержка на один такт.
Заключить можно словами, вопрос предельно ясен – в простоте унитарного сигнала скрыто много интересного. Количество устройств, которое можно реализовать на логических свертках, говоря древнерусским
унитарным языком, тьма.
Список литературы
1. Новиков Л.Г, Логические узлы обратной связи.// Сборник научных трудов. –
М.:МИФИ, 2007. Т1. С. 51-52.
2. Новиков Л.Г. Универсальный модуль логической свёртки.// Сборник научных трудов. –
М.:МИФИ, 2005. Т1. С. 75-76.
ISBN 978-5-7262-0883-1. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2008. Том 13
142