книги из ГПНТБ / Филимонов Г.А. Основы цифровых устройств систем управления учебное пособие

соединена со своим управляющим усилителем, а

каждая

шина

С, кроме того,

соединена и с усилителем считывания /рис.105/.

При считывании в соответствии с сигналом адреса выби­

рается шина В,

в которую поступает отрицательный импульс.

Если состояние

элемента соответствует "О", то его развязы­

вающий диод открывается, а на выходе разряда

возникает

от­

рицательный импульс. Если состояние элемента

соответствует

При записи сначала производится выборка строки, в

ко­

торую должна быть

записана информация. Одновременно с

им­

пульсом в шине В в

относящейся к ней шине А снимается

напря­

жение, и все запоминающие элементы

выбранной строки

перево­

дятся в состояние,

соответствующее

записи "О". После

этого

по разрядным шинам

С в тех разрядах, где должны быть запи­

саны " I" ,

подаются

положительные импульсы. Амплитуда этих

импульсов

должна быть достаточной

для создания тока

больше

для приема, хранения и

выдачи кодов чисел, над

которыми

производятся операции,

и логические схемы для передачи чи­

сел из одного узла АУ в другой.

Элементы, из которых построены сумматоры,

умножители

и делители, по принципу действия разделяются на

комбинаци­

онные и накапливающие.

В соответствии с этим и АУ разделя­

ются на комбинационные

и накапливающие.

ется п + 2

триггера, где

п - количество цифровых разрядов

слагаемых.

Два триггера

отводятся для знаковых

разрядов,

В цепь связи между триггерами включены линии задерж­

ки /Л З/,

предназначенные для задержки импульсов переноса,

необходимые для того, чтобы эти импульсы поступали на триг­

геры старших разрядов только после окончания в них

всех

переходных

процессов, связанных с суммированием цифр

сла­

гаемых.

Слагаемые подаются на сумматор разновременно

через

ющее.

Если в данном разряде первого слагаемого

имеется

"О",

а

второго -

"I",

то пришедший на вход триггера

им­

пульс

переводит

его из

состояния "О" в состояние "I" .

Ес­

ли же

в. данном разряде обоих слагаемых имеются единицы, то

импульс

перебросит триггер из состояния "I" в

состояние

"О",

и при этом образуется импульс переноса, который

че­

рез линию задержки поступает на вход триггера

следующего

Заметим, что выдавать значение суммы в другие устрой­

ства можно

только в прямом коде. В связи с этим в сумматор

/р и с .107/

включены две

группы

выходных вентилей

В1 и

#

Вентили Bi

подключены

к правым

выходам триггеров

цифровых

Поэтому их называют вентилями прямого кода. Вентили

Bz

подключены к левым выходам триггеров.

Они отперты

тогда,

когда соответствующие им триггеры находятся в

состоянии

"О". Поэтому их называют вентилями обратного кода.

Выдачей прямого кода суммы в другие устройства через

кодовые шины чисел /КШЧ/ управляют вентили В3

и В^ , под­

ключенные к выходам триггера старшего

разряда

знака.

Вен­

тиль В3 отперт

в том случае, когда

триггер

находит­

ся в состоянии

"О", а вентиль ЪА -

когда триггер

Тзнг на­

ходится

в

состоянии " I" . Импульс УИЗЧнепосредственно уп­

равляющей

выдачей кода суммы из сумматора, подается сразу

на оба

вентиля В3

и Вг

Проходя

через

один из них, отпер­

тый в

соответствии

со

значением

знака

суммы, этот импульс

поступает

на формирователь Ф и далее

на входы вентилей

или знаку "+". Если сумма отрицательна, то

УИЭ проходит

через

В А , обеспечивая выдачу

обратного

кода

образовавше­

гося

в сумматоре числа, т .е .

прямого кода суммы. При этом

в кодовую шину знака поступает импульс, представляющий

код ”1" или знак " -

Проверка переполнения

разрядной

сетки

Известно, что при сложении чисел

в модифицированных

для

выработки

признака

<^>, который при переполнении

раз­

рядной сетки будет

<р =

I ,

используется

отдельный триггер

Ту

, состояние

которого

соответствует

значению признана

tр

. Для проверки подается

УИг , который

поступает

на

входы вентилей В 5

и В5 ,

подключенных к

правым

выходам

триггеров

T3Hi и

Тзн2. Если

отперт только

один из

этих

вентилей, что может быть лишь при переполнении разрядной

сетки, то на вход

триггера

поступает единичный

импульс,

перебрасывающий

его в состояние

" I" . Если же оба вентиля

В5

и В6

заперты

или отперты,

то конечным состоянием триг­

гера

Ту

будет

"О", так

как в

первом случае на

его

счет­

Обычно

временем

суммирования двух

п -

разрядных дво­

ичных чисел

считают

время от

момента подачи

на сумматор

кодовых импульсов

первого

слагаемого

до момента установ­

Величину

Ттах’

можно подсчитать

по формуле

Л 5 5 /

где Т - время

от

момента подачи

на

сумматор кодовых им­

пульсов первого слагаемого до момента подачи на

него кодовых импульсов второго слагаемого;

Ьпп -

время

переходных процессов

в триггере;

I

-

время

задержки

импульсов в ЛЗ.

Ъ

расчетах

величиной t nn пренебрега­

При практических

ют и считают, что

Ь^ = Т . Тогда

Tmc * - < ” + V

T -

Л 5 6 /

Накапливающий сумматор с параллельным переносом

Из формулы /1 5 6 / видно, что

время суммирования двух

чисел

в

накапливающем сумматоре

с последовательными пере­

го / переноса.

Смысл параллельного переноса состоит в том, что

им­

пульс переноса, возникший при суммирования цифр

любого

разряда слагаемых, передается

в направлении старших

раз­

рядов, минуя все триггеры,

находящиеся в состоянии

" I" .

Если на пути импульса переноса имеется триггер,

находящий­

ся

в состоянии

"О", то импульс переноса

перебрасывает

его

в

состояние

"I"

и дальше не

передается.

1е

триггеры,

ми­

мо которых

прошел импульс

переноса, автоматически пере­

брасываются

в состояние "О".

На рис.108 представлена схема нескольких разрядов

сум­

матора, поясняющая принцип

построения цепей

параллельного

переноса} вентили группы Bi

составляют

цепь

переносов.

триггер данного разряда находится в состоянии "1",

то

со­

ответствующий ему вентиль

отперт, и наоборот.

Импульсы

переноса, возникающие на выходах триггеров,

поступают

в

цепь

переносов - вентилей

группы В2 , управляемых тактовы­

ми импульсами ТИ , которые подаются с блока управления.

Им­

пульс, поступивший в цепь

переносов, проходит до того

вен­

тиля

группы В i , которому соответствует триггер состояния

"О".

При этом через ЛЗ

импульс переноса поступает

на

вход

триггера, находящегося

в состоянии "О", а также на

входы

тех триггеров, которые

находились в состоянии

" I" .

В вентилях группы В2

импульсы переноса должны

не­

сколько задержаться, чтобы импульс поступил

в цепь пере­

носа после переброса триггера соседнего старшего

разряда

в состояние "I" или "О"

кодовым импульсом второго

слагае­

мого.

Предположим, что в триггерах сумматора записано

чис­

ло О Ш , к которому необходимо прибавить число 0001.

В

этом

сл у ч а е

исходным

состо я н и ем

сум м атора

б у д е т

следую щ ее:

тр иггеры

2

,

Тг

и Г 3

н а х о д я т ся

в со ст о я н и и " I " ,

т . е .

в е н -

тили

1

и

3

а ^триггер Т^

находится

в со­

E>i

, b 1

отперты,

стоянии

"О",

следовательно,

6 i

заперт.

Число

0001

попа­

кода. Кодовый импульс

первого разряда этого числа

пере­

брасывает

триггер

Т{

в состояние "О",

вызывая

появление

на его выходе импульса переноса.

Одновременно

с

вводом

кода второго

слагаемого

в

сум­

матор на

вентили

группы В£

подается тактовый

импульс

ТИ.

Поэтому импульс

переноса, возникший на

выходе

7 ^ , через

тиля

и через ЛЗ попадает на входы Тг , Т 3

и ^.Триг­

гер

перебрасывается в состояние "I" , а Тг и 7^ -

в состояние

Если при вводе

кода очередного слагаемого импульсы

переноса возникают

на выходах нескольких триггеров,

то

го

переноса, сокращается до двух

рабочих тактов, т .е .

Т

=■ < ? Т , при этом оно не за в и си т

от к о л и ч ест в а р а зр я д о в

входа или на основе одного одноразрядного сумматора

на

три входа. В связи с этим рассмотрим принципиальные

схемы

и работу каждого из них в отдельности.

Одноразрядный сумматор на два входа /ОС-2/

Одноразрядный сумматор на два входа предназначен для

сложения только двух одноразрядных двоичных чисел,

пред­

ставленных в виде

импульсов или уровней потенциала. ОС-2

имеет

два входа А

и В и два выхода 3 и С

/р и с Л 0 9 ,а /. На

входы

поступают значения суммируемых цифр,

а на выходе S

образуется частичная сумма

/сумма по

модулю д в а /. Если же

при суммировании возникает

перенос в

следующий разряд, то

значения

переноса носит название логики

работы 0С -2/табл.5/

Таблица 5

Вход А

Вход В

Выход S'

Выход С

0

0

0

0

0

I

I

0

I

0

I

0

I-

I

0

I

В соответствии с данными таблицы работа ОС-2

может

быть описана следующими логическими формулами

5 Ч / и В м М л В ) ; с Ч 4 л В .

Д 5 7 /

Эти выражения поясняются следующим образом:

сигнал

на выходе 3 появляется тогда, когда имеется сигнал

на