×
17.08.2018
218.016.7c23

СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат – повышение надежности и уменьшение массогабаритных показателей. Схема формирователя управляющих сигналов содержит двухвходовой логический элемент И-НЕ, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ (), двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом сигнала Удаление (D), вход операнда (А), соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, вход операнда (В), соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, первый инвертор, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, второй инвертор, выход которого является прямым сигналом Распространение (Р), а вход инверсным - Распространение-НЕ (), отличается тем, что в нее введены МОП транзистор Р-типа, затвор которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, исток - с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, а сток - с входом второго инвертора, и два МОП транзистора N-типа, затвор одного соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, а другого - с выходом первого инвертора, стоки обоих МОП транзисторов N-типа - с входом второго инвертора, а истоки - с шиной источника питания низкого уровня напряжения (GND). 1 ил., 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для формирования цифровых сигналов управления элементом манчестерской цепи переноса.

Известно электронное устройство - «Схема управления элементом манчестерской цепи переноса» [1]. Указанное устройство предназначено для формирования четырех сигналов, описываемых логическими функциями: G; D; Р; Р, которые необходимы для обеспечения правильной работы «Манчестерской цепи переноса» (см. Рис. 11.8 [2]).

Данная «Схема управления элементом манчестерской цепи переноса» [1] содержит два инвертора (1, 2), один двухвходовой логический элемент И-НЕ (3) и два двухвходовых логических элемента ИЛИ-НЕ (4, 5).

Таким образом, для того чтобы выполнить перечисленные логические элементы в КМОП базисе, согласно [2] (Рис. 6.17), потребуется шестнадцать МОП транзисторов.

Недостатком описанной выше схемы является то, что она содержит большое количество элементов и, следовательно, требует большого количества коммутационных связей. Так как надежность любого физического объекта не является абсолютной и прямо зависит от количества компонентов в его составе и количества связей, соединяющих эти компоненты, то использование при создании любого устройства большего количества компонентов и связей между ними снижает надежность работы такого устройства.

Кроме того, использование большего количества компонентов и связей при создании устройства приводит к увеличению его массогабаритных показателей, в данном случае - «Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса» [1].

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности Схемы управления элементом манчестерской цепи переноса и снижение его массогабаритных показателей.

Поставленная задача достигается тем, что в «Схему управления элементом манчестерской цепи переноса» [1], содержащую двухвходовой логический элемент И-НЕ, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ , двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом сигнала Удаление D, вход операнда А, соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, вход операнда В, соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, первый инвертор, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, второй инвертор, выход которого является прямым сигналом Распространение Р, а вход инверсным - Распространение-НЕ , введены МОП транзистор Р-типа, затвор которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, исток - с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, а сток - с входом второго инвертора, и два МОП транзистора N-типа, затвор одного из которых соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, а другого - с выходом первого инвертора, стоки обоих МОП транзисторов N-типа - с входом второго инвертора, а истоки - с шиной источника питания низкого уровня напряжения GND.

В предлагаемой схеме формирователя управляющих сигналов, полностью выполняющей функцию схемы управления элементом манчестерской цепи переноса, вместо второго двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ введено три МОП транзистора - один Р-типа и два N-типа. В то же время согласно [2] (Рис. 6.17) известно, что для реализации двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ в КМОП базисе требуется четыре МОП транзистора - два Р-типа и два N-типа.

Таким образом, предлагаемая схема формирователя управляющих сигналов позволяет из схемы управления элементом манчестерской цепи переноса исключить один транзистор. Это уменьшает общее количество транзисторов, требуемое для реализации необходимых функций, а значит и общее количество связей, соединяющих эти транзисторы с остальной частью схемы и между собой, и тем самым позволяет повысить надежность схемы формирователя управляющих сигналов и уменьшить ее массогабаритные показатели.

На чертеже приведена схема формирователя управляющих сигналов.

Предлагаемая схема формирователя управляющих сигналов содержит двухвходовой логический элемент И-НЕ 1, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ , двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ 2, выход которого является выходом сигнала Удаление D, вход операнда А, соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ 1 и ИЛИ-НЕ 2, вход операнда В, соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ 1 и ИЛИ-НЕ 2, первый инвертор 3, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ 1, второй инвертор 4, выход которого является прямым сигналом Распространение Р, а вход инверсным - Распространение-НЕ , МОП транзистор Р-типа 5, затвор которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2, исток - с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ 1, а сток - с входом второго инвертора 4, первый МОП транзистор N-типа 6, затвор которого соединен с выходом первого инвертора 3, сток - с входом второго инвертора 4, а исток - с шиной питания низкого уровня напряжения GND, и второй МОП транзистор N-типа 7, затвор которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2, сток - с входом второго инвертора 4, а исток - с шиной питания низкого уровня напряжения GND.

Предлагаемая схема формирователя управляющих сигналов предназначена для формирования сигналов Генерация-НЕ , Удаление D, Распространение Р и Распространение-НЕ , значение которых представлено ниже в Таблице истинности схемы формирователя управляющих сигналов.

Таким образом, предлагаемая схема формирователя управляющих сигналов представляет собой логическую схему комбинационного типа и работает следующим образом.

В комбинации №1 на входы операндов А и В поступает напряжение низкого уровня, которое соответствует логическому значению «0» таблицы истинности схемы формирователя управляющих сигналов. Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 1 и ИЛИ-НЕ 2, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение высокого уровня, которое соответствует логическому значению «1» таблицы истинности схемы формирователя управляющих сигналов. Напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 1 поступает на выход схемы формирователя управляющих сигналов, исток МОП транзистора Р-типа 5 и вход первого инвертора 3, в результате чего на его выходе формируется инверсное напряжение низкого уровня «0», которое поступает на затвор первого МОП транзистора N-типа 6. Поэтому первый МОП транзистор N-типа 6 закрывается.

Одновременно напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2 поступает на затворы МОП транзисторов Р-типа 5 и второго МОП транзистора N-типа 7 и выход D схемы формирователя управляющих сигналов. Поэтому МОП транзистор Р-типа 5 закрывается, а второй МОП транзистор N-типа 7 - открывается, и через него на выход схемы формирователя управляющих сигналов и на вход второго инвертора 4 поступает напряжение низкого уровня «0», которое поступает на выход Р схемы формирователя управляющих сигналов. Таким образом, значения сформированных напряжений логических сигналов на выходах , D, Р и полностью соответствуют комбинации №1 таблицы истинности схемы формирователя управляющих сигналов.

В комбинации №2(3) на вход операнда А(В) поступает напряжение низкого уровня «0», а на вход В(А) - высокого «1». Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 1 и ИЛИ-НЕ 2, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение высокого уровня «1» - на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 1 и низкого уровня «0» - на выходе двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2.

Напряжение высокого уровня «1», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 1, поступает на выход схемы формирователя управляющих сигналов и на вход первого инвертора 3, в результате чего на его выходе формируется инверсное напряжение низкого уровня «0», которое поступает на затвор первого МОП транзистора N-типа 6. Поэтому первый МОП транзистор N-типа 6 закрывается. Одновременно напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2, поступает на затворы МОП транзисторов Р-типа 5, второго МОП транзистора N-типа 7 и выход D Схемы формирователя управляющих сигналов. Поэтому второй МОП транзистор N-типа 7 закрывается, а МОП транзистор Р-типа 5 открывается, и через него на выход схемы формирователя управляющих сигналов и на вход второго инвертора 4 поступает напряжение низкого уровня «1», которое поступает на выход Р схемы формирователя управляющих сигналов. Таким образом, значения сформированных напряжений логических сигналов на выходах , D, Р и полностью соответствуют комбинации №2(3) таблицы истинности схемы формирователя управляющих сигналов.

В комбинации №4 на входы операндов А и В поступает напряжение высокого уровня «1». Так как входы операндов А и В соединены с входами, соответственно первым и вторым, двухвходовых логических элементов И-НЕ 1 и ИЛИ-НЕ 2, то на их выходах, в соответствии с выполняемыми этими элементами функциями, формируется напряжение низкого уровня «0». Напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе двухвходового логического элемента И-НЕ 1, поступает на выход схемы формирователя управляющих сигналов, исток МОП транзистора Р-типа 5 и вход первого инвертора 3, в результате чего на его выходе формируется инверсное напряжение высокого уровня «1», которое поступает на затвор первого МОП транзистора N-типа 6. Поэтому первый МОП транзистор N-типа 6 открывается и через него напряжение низкого уровня «0» поступает на выход и вход второго инвертора 4.

Одновременно напряжение низкого уровня «0», сформированное на выходе двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ 2, поступает на затворы МОП транзисторов Р-типа 5 и второго МОП транзистора N-типа 7 и выход D схемы формирователя управляющих сигналов. Поэтому второй МОП транзистор N-типа 7 закрывается, а МОП транзистор Р-типа 5 открывается и через него на выход схемы формирователя управляющих сигналов и на вход второго инвертора 4 также поступает напряжение низкого уровня «0». Так как на входе второго инвертора 4 напряжение низкого уровня «0», то на его выходе формируется инверсное напряжение высокого уровня «1», которое поступает на выход Р схемы формирователя управляющих сигналов. Таким образом, значения сформированных напряжений логических сигналов на выходах , D, Р и полностью соответствуют комбинации №4 таблицы истинности схемы формирователя управляющих сигналов.

Литература

1. Глухов А.В., Шубин В.В. Патент на изобретение РФ №2554853, G06F 7/503 (2006.01), Схема управления элементом манчестерской цепи переноса, Федеральная служба по интеллектуальной собственности, бюллетень №18, 27.06.2015 г.

2. Цифровые интегральные схемы. Методология проектирования / Б. Николич, Ж. Рабаи, А. Чандракасан // Изд. Дом «Вильяме», 2-изд. - г. Москва, 2007.

Схема формирователя управляющих сигналов содержит двухвходовой логический элемент И-НЕ, выход которого является выходом сигнала Генерация-НЕ (), двухвходовой логический элемент ИЛИ-НЕ, выход которого является выходом сигнала Удаление (D), вход операнда (А), соединенный с первыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, вход операнда (В), соединенный со вторыми входами двухвходовых логических элементов И-НЕ и ИЛИ-НЕ, первый инвертор, вход которого соединен с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, второй инвертор, выход которого является прямым сигналом Распространение (Р), а вход инверсным - Распространение-НЕ (), отличающаяся тем, что в нее введены МОП транзистор Р-типа, затвор которого соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, исток - с выходом двухвходового логического элемента И-НЕ, а сток - с входом второго инвертора, и два МОП транзистора N-типа, затвор одного из которых соединен с выходом двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, а другого - с выходом первого инвертора, стоки обоих МОП транзисторов N-типа - с входом второго инвертора, а истоки - с шиной источника питания низкого уровня напряжения (GND).
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
СХЕМА ФОРМИРОВАТЕЛЯ УПРАВЛЯЮЩИХ СИГНАЛОВ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-3 of 3 items.
10.09.2015
№216.013.79bd

Схема управления элементом манчестерской цепи переноса

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения надежных, портативных, многоразрядных, быстродействующих сумматоров, построенных по схеме «Манчестерская цепь переноса» (Manchester Carry Chain). Технический результат заключается в повышении надежности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002562754
Дата охранного документа: 10.09.2015
19.01.2018
№218.016.0ba2

Преобразователь уровня напряжения

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующих преобразователей уровня напряжения, в том числе при сопряжении элементов электронных систем с несколькими источниками питания. Схема преобразователя уровня напряжения содержит: семь полевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632567
Дата охранного документа: 05.10.2017
31.01.2020
№220.017.fb62

Высоковольтный преобразователь уровня напряжения

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении быстродействия Цифровой КМОП схемы сдвига. Технический результат достигается за счёт схемы Высоковольтного преобразователя уровня напряжения, которая содержит: семь полевых транзисторов Р-типа (1-7) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712422
Дата охранного документа: 28.01.2020
Showing 21-30 of 39 items.
25.08.2017
№217.015.b035

Устройство формирования двухканального широтно-модулированного сигнала

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в стабилизированных источниках вторичного электропитания, системах управления электрическими машинами, устройствах измерительной техники и автоматики. Технический результат заключается в повышении качества стабилизации...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002613522
Дата охранного документа: 16.03.2017
25.08.2017
№217.015.c240

Логарифмический контроллер защиты многопролетных волоконно-оптических линий

Изобретение относится к контроллерам защиты многопролетных волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) от попыток отвода оптического сигнала и может быть использовано в качестве технического средства защиты информации (ТСЗИ) ограниченного доступа в многопролетных волоконно-оптических линиях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617726
Дата охранного документа: 26.04.2017
26.08.2017
№217.015.ed8d

Способ обнаружения локальных дополнительных потерь в оптическом волокне методом обратного рассеяния

Способ обнаружения локальных дополнительных потерь в оптическом волокне методом обратного рассеяния заключается в формировании коротких зондирующих импульсов и преобразовании их в оптические импульсы, вводе их в оптическое волокно, приеме с волокна обратно-рассеянного и отраженных сигналов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628740
Дата охранного документа: 21.08.2017
19.01.2018
№218.016.0ba2

Преобразователь уровня напряжения

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующих преобразователей уровня напряжения, в том числе при сопряжении элементов электронных систем с несколькими источниками питания. Схема преобразователя уровня напряжения содержит: семь полевых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632567
Дата охранного документа: 05.10.2017
13.02.2018
№218.016.2514

Преобразователь логического уровня напряжения

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения быстродействующих преобразователей логического уровня напряжения, в том числе при сопряжении элементов электронных систем с несколькими источниками питания. Технический результат - более высокая надежность и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642416
Дата охранного документа: 24.01.2018
10.05.2018
№218.016.4af1

Способ изготовления ограничителей напряжения

Изобретение относится к области конструирования и производства мощных кремниевых ограничителей напряжения (защитных диодов), преимущественно с напряжениями пробоя от 3 В до 15 В, предназначенных для защиты электронных компонентов - интегральных микросхем и полупроводниковых приборов в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651624
Дата охранного документа: 23.04.2018
06.07.2018
№218.016.6d2f

Способ повышения радиационной стойкости термокомпенсированных стабилитронов

Изобретение относится к области разработки и производства радиационно стойких полупроводниковых приборов, преимущественно, низковольтных термокомпенсированных стабилитронов, применяющихся в качестве источников опорного напряжения, т.е. базовых электронных компонентов, в электронных системах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660317
Дата охранного документа: 05.07.2018
01.09.2018
№218.016.825d

Способ изготовления кмоп-структур

Изобретение относится к области микроэлектроники, а именно технологии изготовления КМОП-структур, используемых в преобразовательных и цифровых устройствах. Техническим результатом является формирование единого технологического цикла изготовления элементов управляющей схемы маломощного и мощного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665584
Дата охранного документа: 31.08.2018
25.09.2018
№218.016.8b31

Преобразователь уровня напряжения

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при согласовании схем, имеющих различные уровни напряжений источников питания и внутренних сигналов. Технический результат – повышение быстродействия преобразователя уровня напряжения. Преобразователь уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667798
Дата охранного документа: 24.09.2018
12.12.2018
№218.016.a574

Способ изготовления кристаллов силовых полупроводниковых приборов

Изобретение относится к области конструирования и производства силовых полупроводниковых приборов и, преимущественно, кремниевых ограничителей напряжения. Техническим результатом изобретения является создание способа изготовления кристаллов силовых полупроводниковых приборов с плоским...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674409
Дата охранного документа: 07.12.2018
+ добавить свой РИД