×
26.08.2017
217.015.dd99

МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении быстродействия специализированных вычислителей таких как многозначный триггер. Указанный результат достигается за счет использования многозначного триггера, который содержит первый логический элемент с первым и вторым токовыми входами, а также первым и вторым токовыми выходами, второй логический элемент с первым и вторым токовыми входами, а также первым и вторым токовыми выходами, причем первый токовый вход второго логического элемента соединен с первым токовым выходом первого логического элемента, второй токовый вход первого логического элемента соединен с первым входом предустановки логического элемента памяти, второй вход второго логического элемента связан со вторым входом предустановки состояния устройства, второй токовый выход первого логического элемента связан с первым токовым выходом состояния устройства, второй токовый выход второго логического элемента связан со вторым токовым выходом состояния устройства. 3 з.п. ф-лы, 13 ил., 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления, передачи информации и т.п.

В различных вычислительных и управляющих системах могут использоваться устройства, реализованные на основе триггеров, которые имеют два состояния в зависимости от потенциальных сигналов на входах [1-34]. Входные и выходные сигналы в классических триггерах представляют собой высокий или низкий потенциалы, соответствующие логической "1" или логическому "0" булевой алгебры.

В работе [35], а также монографии соавтора настоящей заявки [36, 37] показано, что булева алгебра является частным случаем более общей линейной алгебры, практическая реализация которой в структуре вычислительных и логических устройств автоматики нового поколения требует создания специальной элементной базы, реализуемой на основе логики с многозначным внутренним представлением сигналов, в которой эквивалентом стандартного логического сигнала является квант тока I0. Заявляемое устройство относится к этому типу вычислительных устройств.

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является RS-триггер, представленный в патенте RU 2514789. Он содержит (фиг. 1) первый (1) логический элемент с первым (2) и вторым (3) токовыми входами, а также первым (4) и вторым (5) токовыми выходами, второй логический элемент (6) с первым (7) и вторым (8) токовыми входами, а также первым (9) и вторым (10) токовыми выходами, причем первый (7) токовый вход второго (6) логического элемента соединен с первым (4) токовым выходом первого (1) логического элемента, второй (3) токовый вход первого (1) логического элемента соединен с первым (11) входом предустановки логического элемента памяти, второй (8) вход второго (6) логического элемента связан со вторым (12) входом предустановки состояния устройства, второй (5) токовый выход первого (1) логического элемента связан с первым (13) токовым выходом состояния устройства, второй (10) токовый выход второго (6) логического элемента связан со вторым (14) токовым выходом состояния устройства.

Существенный недостаток известного элемента памяти (триггера) состоит в том, что он не может выполнять функции многозначного логического элемента памяти (многозначного триггера).

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в создании устройства, которое может иметь 2, 3, 4 и т.д. состояний, т.е. выполнять функции многозначного элемента памяти. В конечном итоге это позволяет повысить быстродействие специализированных вычислителей и создать элементную базу вычислительных устройств, работающих на принципах многозначной линейной алгебры [36, 37].

Поставленная задача решается тем, что в триггере (фиг. 1), содержащем первый (1) логический элемент с первым (2) и вторым (3) токовыми входами, а также первым (4) и вторым (5) токовыми выходами, второй логический элемент (6) с первым (7) и вторым (8) токовыми входами, а также первым (9) и вторым (10) токовыми выходами, причем первый (7) токовый вход второго (6) логического элемента соединен с первым (4) токовым выходом первого (1) логического элемента, второй (3) токовый вход первого (1) логического элемента соединен с первым (11) входом предустановки логического элемента памяти, второй (8) вход второго (6) логического элемента связан со вторым (12) входом предустановки состояния устройства, второй (5) токовый выход первого (1) логического элемента связан с первым (13) токовым выходом состояния устройства, второй (10) токовый выход второго (6) логического элемента связан со вторым (14) токовым выходом состояния устройства, предусмотрены новые элементы и связи - в качестве первого (1) и второго (6) логических элементов используются первый (1) и второй (6) логические элементы циклического сдвига, первый (9) выход второго (6) логического элемента циклического сдвига соединен с первым (15) токовым входом третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига, второй (17) вход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига соединен с третьем (18) входом предустановки состояния устройства, первый (19) токовый выход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига связан с первым (2) токовым входом первого (1) логического элемента циклического сдвига, а второй (20) токовый выход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига соединен с третьим (21) выходом состояния устройства.

Схема RS-триггера - прототипа показана на фиг. 1. На фиг. 2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 1 формулы изобретения.

На фиг. 3 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 2 формулы изобретения для случая, когда в качестве первого (1) и второго (6) логических элементов циклического сдвига используются логические элементы прямого циклического сдвига.

На фиг. 4 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 3 формулы изобретения для случая, когда в качестве первого (1) и второго (6) логических элементов циклического сдвига используются логические элементы обратного циклического сдвига.

На фиг. 5 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 4 формулы изобретения.

На фиг. 6 представлен частный случай выполнения N-значного триггера фиг.5, реализующего операцию прямого циклического сдвига.

На фиг. 7 представлен частный случай выполнения N-значного триггера фиг. 5 реализующего операцию обратного циклического сдвига.

На фиг. 8 приведена схема логического элемента прямого циклического сдвига в среде Cadence на моделях транзисторов HJV Zarlink.

На фиг. 9 показаны входные и выходные токовые логические переменные схемы прямого циклического сдвига фиг. 8.

На фиг. 10 представлена схема заявляемого триггера (троичного элемента памяти) фиг. 3 в среде Cadence на моделях транзисторов HJV Zarlink.

На фиг. 11 приведены входные и выходные токовые логические переменные схемы троичного триггера (фиг. 10) при подаче токовых сигналов предустановки на входы In1, In2, In3.

На фиг. 12 приведена схема логического элемента обратного циклического сдвига в среде Cadence на моделях транзисторов HJV Zarlink.

На фиг. 13 показаны входные и выходные токовые логические переменные схемы обратного циклического сдвига фиг. 12.

Триггер фиг. 2 (транзисторный логический элемент памяти) содержит первый (1) логический элемент с первым (2) и вторым (3) токовыми входами, а также первым (4) и вторым (5) токовыми выходами, второй логический элемент (6) с первым (7) и вторым (8) токовыми входами, а также первым (9) и вторым (10) токовыми выходами, причем первый (7) токовый вход второго (6) логического элемента соединен с первым (4) токовым выходом первого (1) логического элемента, второй (3) токовый вход первого (1) логического элемента соединен с первым (11) входом предустановки логического элемента памяти, второй (8) вход второго (6) логического элемента связан со вторым (12) входом предустановки состояния устройства, второй (5) токовый выход первого (1) логического элемента связан с первым (13) токовым выходом состояния устройства, второй (10) токовый выход второго (6) логического элемента связан со вторым (14) токовым выходом состояния устройства. В качестве первого (1) и второго (6) логических элементов используются первый (1) и второй (6) логические элементы циклического сдвига, первый (9) выход второго (6) логического элемента циклического сдвига соединен с первым (15) токовым входом третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига, второй (17) вход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига соединен с третьем (18) входом предустановки состояния устройства, первый (19) токовый выход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига связан с первым (2) токовым входом первого (1) логического элемента циклического сдвига, а второй (20) токовый выход третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига соединен с третьим (21) выходом состояния устройства.

На фиг. 3 в соответствии с п. 2 формулы изобретения в качестве первого (1) и второго (6) логических элементов циклического сдвига используются логические элементы прямого циклического сдвига.

На фиг. 4 в соответствии с п. 3 формулы изобретения в качестве первого (1) и второго (6) логических элементов циклического сдвига используются логические элементы обратного циклического сдвига.

На фиг. 5 в соответствии с п. 4 формулы изобретения первый (19) токовый выход второго (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига связан с первым (2) токовым входом первого (1) логического элемента циклического сдвига через N-й (22) дополнительный элемент циклического сдвига, первый (23) токовый вход которого связан с первым (19) токовым выходом третьего (16) дополнительного логического элемента циклического сдвига, первый (24) выход соединен с первым (2) токовым входом первого (1) логического элемента циклического сдвига, второй (25) вход соединен с N-м входом (26) предустановки состояния устройства, а второй (27) токовый выход связан с N-м (28) токовым выходом устройства.

Рассмотрим работу многозначного триггера (троичного элемента памяти) (фиг. 3) на основе операции прямого циклического сдвига для случая, когда ее таблица истинности имеет вид:

Следует отметить, что данная таблица истинности является не полностью определенной - в ней отражены не все возможные значения аргументов x0, y2, а только значения, которые могут быть реализованы при работе троичного элемента памяти (фиг. 3). Соответствующая таблице истинности функция описывается уравнением

Как известно, различают два режима работы триггера:

- режим установки триггера в некоторое состояние;

- режим хранения этого состояния.

При подаче на второй токовый вход (3) первого логического элемента (1) управляющего сигнала в виде состояния логической "2" триггер (фиг. 3) переходит в установочный режим. На первый токовый вход (3) первого логического элемента (1) подается состояние логического "0". На первом (4) и втором (5) выходах первого логического элемента (1) получаем состояние логического "0". Далее состояние логического "0" подается на первый токовый вход (7) второго логического элемента (6). На второй токовой вход (8) второго логического элемента подается состояние логического "0". На первом (9) и втором (14) выходах второго логического элемента (6) получаем состояние логической "1". Далее состояние логической "1" подается на первый токовый вход (15) третьего логического элемента (16). На второй токовый вход (17) третьего логического элемента подается состояние логического "0". На первом (19) и втором (20) выходах третьего логического элемента (16) получаем состояние логической "2". При подаче состояния логической "2" на второй токовый вход (8) второго логического элемента (6) или на второй токовый вход (15) третьего логического элемента (16) триггер (фиг. 3) в установочном режиме работает аналогично. Управляющий сигнал подается только один раз на один из трех входов (3), (8), (17), после установочного режима схема триггера (фиг. 3) работает в режиме хранения.

В режиме хранения состояния логической "2" ток с первого токового выхода (19) третьего логического элемента (16) подается на первый токовый вход (2) первого логического элемента. На второй токовый вход (3) первого логического элемента (1) подается состояние логического "0". На первом (4) и втором (5) выходах первого логического элемента (1) получаем состояние логического "0". Далее состояние логического "0" подается на первый токовый вход (7) второго логического элемента (6). На второй токовой вход (8) второго логического элемента подается состояние логического "0". На первом (9) и втором (14) выходах второго логического элемента (6) получаем состояние логической "1". Далее состояние логической "1" подается на первый токовый вход (15) третьего логического элемента (16). На второй токовый вход (17) третьего логического элемента подается состояние логического "0". На первом (19) и втором (20) выходах третьего логического элемента (16) получаем состояние логической "2", которое с первого токового выхода (19) третьего логического элемента (16) подается на первый токовый вход (2) первого логического элемента.

Временные диаграммы фиг. 9, 11 показывают, что предлагаемый элемент памяти на основе трех логических элементов прямого циклического сдвига работоспособен - в режиме хранения его выходные токовые сигналы имеют 3 устойчивых состояния: "0" - 0 мкА, "1" - 200 мкА, "2" - 400 мкА.

Рассмотрим работу трехзначного триггера (фиг. 4) на основе операции обратного циклического сдвига.

В триггере для значности сигналов k>2 может использоваться функция обратного циклического сдвига (вычитание 1 по modk) . Схема триггера на основе операции обратного циклического сдвига показана на фиг. 4, а его таблица истинности имеет вид:

Для данной таблицы логическая функция в триггере может быть записана в виде уравнения:

Временные диаграммы фиг. 13 показывают, что предлагаемый трехзначный триггер на основе трех логических элементов обратного циклического сдвига работоспособен - в режиме хранения его выходные токовые сигналы имеют 3 устойчивых состояния: "0" - 0 мкА, "1" - 200 мкА, "2" - 400 мкА.

Таким образом, рассмотренные схемотехнические решения триггеров характеризуются многозначным состоянием внутренних сигналов и многозначным представлением сигнала на его токовом выходе и могут быть положены в основу вычислительных и управляющих устройств, использующих многозначную линейную алгебру, частным случаем которой является булева алгебра.

ЛИТЕРАТУРА

1. Патент US 2011/0121877, fig. 9.

2. Патент ЕР 06011821, fig. 2.

3. Патент US 5.994.936, fig. 3.

4. Патент US 5.327.020, fig. 1.

5. Патент US 6.362.674, fig. 4A.

6. Патент US 6.535.024.

7. Патент US 7.098.652, fig. 1, fig. 10.

8. Патент US 4.441.075 fig. 1.

9. Авторское свидетельство СССР 1390790.

10. Авторское свидетельство СССР 1193798.

11. Авторское свидетельство СССР 1370732.

12. Патент US 5.065.052, fig. 3, fig. 10.

13. Патент US 7.697.319, fig. 2.

14. Патент US 8.232.825, fig. 9.

15. Патент US 8.115.522 fig. 2.

16. Патент US 7.626.433.

17. Патент US 7.236.029 fig. 3.

18. Патент US 6.268.752 fig. 4.

19. Патент US 6.486.720.

20. Патентная заявка US 2002/0003443 fig. 4.

21. Патент US 6.714.060.

22. Патент US 5.025.174.

23. Патент US 5.945.858.

24. Патент US 5.892.382 fig. 2.

25. Патент US 5.844.437 fig. 2.

26. Патент US 5.220.212.

27. Патент US 5.815.019 fig. 1.

28. Патент US 5.541.544 fig. 1.

29. Патент US 5.001.361 fig. 3.

30. Патент US 5.969.556 fig. 1.

31. Патент US 4.156.819 fig. 2.

32. Патент US 4.779.009 fig. 4.

33. Патент US 4.309.625 fig. 4.

34. Патент US 3.305.728.

35. Малюгин В. Д. Реализация булевых функций арифметическими полиномами // Автоматика и телемеханика, 1982. №4. С. 84-93.

36. Чернов Н.И. Основы теории логического синтеза цифровых структур над полем вещественных чисел // Монография. - Таганрог: ТРТУ, 2001. - 147 с.

37. Чернов Н.И. Линейный синтез цифровых структур АСОИУ» // Учебное пособие Таганрог. - ТРТУ, 2004 г., 118 с.


МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
МНОГОЗНАЧНЫЙ ТРИГГЕР
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 358 items.
27.01.2013
№216.012.215a

Избирательный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является повышение добротности АЧХ усилителя и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса f. Избирательный усилитель, содержит первый (1) входной транзистор, источник входного сигнала (2),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474039
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215b

Избирательный усилитель

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п. Техническим результатом является повышение добротности АЧХ усилителя и его коэффициента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474040
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.24ea

Операционный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является уменьшение входного статического тока ОУ, а также повышение быстродействия ОУ при импульсных входных сигналах. Операционный усилитель содержит первый (1) и второй (2) входные транзисторы, неинвертирующий вход...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474952
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24eb

Дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном изменения входного синфазного сигнала

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является расширение допустимого диапазона изменения входных синфазных сигналов на 0,7÷0,8, что является существенным улучшением одного из важных качественных показателей ДУ. Дифференциальный усилитель с расширенным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474953
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.24ec

Токовое зеркало

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является повышение точности передачи малых входных токов токового зеркала Вильсона при его реализации на p-n-p транзисторах с изоляцией p-n переходами на подложку. Токовое зеркало содержит первый (1) входной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474954
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28b1

Избирательный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является повышение добротности АЧХ усилителя и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса f. Избирательный усилитель содержит источник сигнала (1), связанный со входом устройства (2), первый (3)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475937
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28b2

Избирательный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является повышение добротности АЧХ усилителя и его коэффициента усиления по напряжению на частоте квазирезонанса f. Избирательный усилитель содержит входной транзистор (1), эмиттер которого через первый (2)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475938
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28b3

Избирательный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в устройствах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п. Технический результат заключается в повышении добротности АЧХ усилителя и его коэффициента усиления по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475939
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28b4

Радиационно-стойкий дифференциальный усилитель

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является повышение стабильности коэффициента усиления по напряжению при радиационном воздействии. Радиационно-стойкий дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (1) с общей эмиттерной цепью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475940
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.02.2013
№216.012.28b5

Дифференциальный усилитель с комплементарным входным каскадом

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является обеспечение высокой стабильности статического режима дифференциального усилителя и повышение значения его коэффициента усиления по напряжению. Дифференциальный усилитель с комплементарным входным каскадом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475941
Дата охранного документа: 20.02.2013
Showing 1-10 of 240 items.
20.04.2014
№216.012.bb74

Быстродействующий аналого-цифровой преобразователь с дифференциальным входом

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники, радиотехники и связи. Технический результат заключается в расширении в несколько раз предельного частотного диапазона обрабатываемых входных сигналов АЦП за счет снижения погрешности передачи входных дифференциальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513716
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.05.2014
№216.012.c282

Быстродействующий драйвер дифференциальной линии связи

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления и преобразования аналоговых сигналов, в структуре «систем на кристалле» и «систем в корпусе» различного функционального назначения (например, операционных усилителей, работающих на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515543
Дата охранного документа: 10.05.2014
27.05.2014
№216.012.cacc

Быстродействующий датчик физических величин с потенциальным выходом

Изобретение относится к области информационно-измерительной техники и автоматики и может быть использовано в датчиках, обеспечивающих измерение различных физических величин. Техническим результатом является повышение быстродействия датчика за счет минимизации влияния внутренней емкости 2...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517682
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.05.2014
№216.012.cadc

Широкополосный аттенюатор для быстродействующих аналоговых и аналого-цифровых интерфейсов

Широкополосный аттенюатор для быстродействующих аналоговых и аналого-цифровых интерфейсов относится к области измерительной техники, электротехники, радиотехники и связи и может использоваться в структуре различных интерфейсов, в измерительных приборах, быстродействующих аналого-цифровых (АЦП)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517698
Дата охранного документа: 27.05.2014
10.06.2014
№216.012.cfea

Сверхбыстродействующий параллельный аналого-цифровой преобразователь с дифференциальным входом

Изобретение относится к области измерительной и вычислительной техники, радиотехники и связи. Технический результат: расширение в несколько раз частотного диапазона обрабатываемых сигналов АЦП за счет снижения погрешности передачи входных дифференциальных напряжений от источников входных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518997
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d149

Управляемый усилитель и смеситель аналоговых сигналов на базе дифференциального каскада дарлингтона

Предлагаемое изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в радиоприемных устройствах, фазовых детекторах и модуляторах, а также в системах умножения частоты или в качестве усилителя, коэффициент передачи по напряжению которого с входов канала «X» зависит от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519348
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d190

Широкополосный повторитель напряжения

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Техническим результатом является расширение диапазона рабочих частот широкополосного повторителя напряжения при наличии емкости на выходе С, которая не может быть уменьшена по объективным причинам - является неотъемлемой частью цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519419
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.d19a

Измерительный усилитель с управляемыми параметрами амплитудно-частотной характеристики

Изобретение относится к области измерительной техники, радиотехники и связи и может использоваться в устройствах фильтрации радиосигналов, телевидении, радиолокации. Технический результат заключается в увеличении затухания выходного сигнала в диапазоне низких частот при повышенной и достаточно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519429
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.07.2014
№216.012.dbc8

Быстродействующий драйвер емкостной нагрузки

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления и преобразования аналоговых и цифровых импульсных сигналов в устройствах различного функционального назначения, работающих на емкостную нагрузку. Достигаемый технический результат -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522042
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.07.2014
№216.012.e026

Компенсационный стабилизатор напряжения

Устройство относится к области электротехники. Технический результат заключается в получении температурно-стабильного выходного напряжения и снижении минимальной разности напряжения вход-выход стабилизатора. Для этого предложен стабилизатор напряжения, содержащий первый и второй транзисторы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523168
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД