DE1537307A1 - Logische Schaltung - Google Patents
Logische SchaltungInfo
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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Description
6473-67/Dr.v.B/Ro. . n„
RCA 58 064 . I 00 /.OU /■
US-Ser.No. 568,895
Piled: July 29, I966
Piled: July 29, I966
Radio Corporation of America, New York, N.Y., V,St.A.
Die Erfindung betrifft eine logische Schaltung mit zwei Schwellwertgattern.
Schwellwertgatter, also Majoritäts- oder Minoritätsgatter,
sowie logische Schaltungen, die mit solchen Schwellwertgattern arbeiten, sind aus der französischen Patentschrift 1 427 281
bekannt. Die bekannten logischen Schaltungen vermögen sowohl eine logische Verknüpfung zwischen binären Informationseingangssignalen
durchzuführen als auch Information zu speichern. Sie können als Stufen von Schieberegistern verwendet werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Arbeitsgeschwindigkeit solcher logischer Schaltungen und ihre
Einsatzmöglichkeiten zu erhöhen.
Eine logische Schaltung gemäß der Erfindung enthält ein
erstes Schwellwertgatter mit mindestens drei Eingängen und einem
Ausgang, das als Minoritfttsgatter arbeitet und ein Ausgangssignal
liefert, das der-Minorität der seinen Eingängen zugeführten
BAD
009Ö3171278
binären Signalen entspricht. Das zweite Gatter hat ebenfalls ,
mindestens drei -Eingänge, von denen der eine ein wesentlich größeres Gewicht hat als jeder der anderen Eingänge. Bei einer
Ausführungsform der Erfindung werden den Eingängen des ersten
Gatters ein binäres Informationssignal, ein binäres Steuersignal
bzw. ein binäres Vorspannungssignal zugeführt. Das zweite Gatter erhält an dem das größere Gewicht aufweisenden Eingang das Ausgangssignal
des ersten Gatters und an den anderen Eingängen geringeren Gewichtes dasselbe Steuersignal wie das erste Gatter,
und ein Vorspannungssignal.
Bei dieser Schaltungsanordnung bewirkt ein Steuersignal eines ersten Binärwertes bezüglich des Wertes des Vorspannungssignales
am ersten Gatter, daß dieses Gatter unempfindlich für den Wert des ihm zugeführten Informationssignales ist, während
das Anlegen dieses speziellen Steuersignales in Kombination mit dem Vorspannungssignal des zweiten Gatters und dem Ausgangssignal
des ersten Gatters, die dem zweiten Gatter zugeführt sind, dieses zweite Gatter unempfindlich gegen den Wert des
vom ersten Gatter erzeugten Signales macht. Wenn dem ersten Gatter ein Steuersignal eines zweiten Binärwertes bezüglich des
Wertes des Vorspannungssignales zugeführt wird, liefert dieses erste Gatter ein Ausgangssignal, das eine Funktion des Inforr
mationssignales ist, während dieses Steuersignal des zweiten
Binärwertes In Kombination mit dem Vorspannungssignal und dem
vom ersten Gatter erzeugten Signal bei gleichzeitiger Zuführung
.:■■■■'■ ' BAD ORJGfMAL
00983171278
zum zweiten Gatter bewirken, daß dieses zweite Gatter ein Ausgangssignal liefert, welches eine Punktion des Eingangssignales
des ersten Gatters ist.
Eine wichtige Eigenschaft der logischen Schaltung gemäß
der Erfindung besteht darin, daß das Informationssignal in einem
einzigen Arbeitszyklus der Schaltung verarbeitet werden kann, d.h. daß ein anliegendes Informationssignal beim Zuführen des
Steuersignals sofort verarbeitet wird und am Ausgang der Schaltung
zur Verfügung steht.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1 ein Blocksymbol eines Gatters, das in den Schaltungen
der folgenden Figuren vorkommt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispieles der
Erfindung;
Fig. J ein Blockschaltbild einer Speicherschaltung gemäß
der Erfindung;
Fig. 4 ein Blockschaltbild eines tastbaren Flipflops gemäß
der Erfindung;
Fig. 5 ein Blockschaltbild eines anderen AusfUhrungsbeispieles
für ein tastbares Flipflop gemäß der Erfindung;
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, die während eines ersten
Arbeitszyklus ein Informationsbit speichert und ein anderes
0038 3 1 / 1278
Informationsbit empfängt, und während des nächsten Arbeitszyklus das letztgenannte Informationsbit speichert und ein drittes
Bit empfängt;
Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, die zwei verschiedene Informationsbits zu empfangen
und zu speichern vermag;
Fig. 8 und 9 Weiterentwicklungen der Schaltung gemäß Fig. 7;
Fig. 10 einen abgewandelten Teil der in Fig. 9 dargestellten
Schaltungsanordnung;
Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß
der Erfindung die neue Information aufzunehmen und gleichzeitig · ein Ausgangssignal, das von einer früher gespeicherten Information
abhängt, zu erzeugen vermag, und
Fig. 12 ein Blockschaltbild eines Registers, das aus
mehreren Schaltungen in dessen Fig. 11 dargestellten Typs besteht.
Die in den Schaltbildern dargestellten Blöcke bedeuten
logische Gatter, die mit binären Eingangssignalen gespeist werden
und binäre Ausgangssignale liefern. Die Signale können die Binärziffern 1 oder 0 darstellen , und es wird im folgenden
häufig der Einfachheit halber davon gesprochen werden, daß einer Stufe oder einem Eingang eine "l" oder eine "θ" zugeführt
werden.
Die logischen Schaltungen gemäß der Erfindung bestehen aus Majoritäts/Minoritäls-Gattern. Ein Majoritätsgatter ist eine
nnqoM/nTO BAD QRfGSiMAL
υ υ j υ .( I / I (i / 8
Schwellwertschaltung mit einer ungeraden Anzahl η von Eingangssignaleinheiten oder "Eingangssignalgewichten" und dem Schwellwert
(n+l)/2, die ein Ausgangssignal liefert, das gleich der
Majorität der Eingangssignalgewichte ist. Ein Minoritätsgatter ist eine Schwellwertschaltung mit einer ungeraden Anzahl η von
Eingangssignalgewichten und dem Schwellwert (n+l)/2, die ein Ausgangssignal liefert, das gleich dem Viert der Minorität der
Eingangssignalgewichte 1st. Ein Majoritäts/Mirioritäts-Gatter liefert zwei Ausgangssignale, von denen das eine der Majorität
und das andere, komplementäre der Minorität der Eingangssignalgewichte
entspricht.
■In PLg. 1 ist das Blockschaltungssymbol eines Majoritäts/ Minoritäts-Gatters mit drei Eingängen dargestellt, die Jeweils
das Gewicht 1 haben. Oberhalb des .3chaltungssymbols stehen die
Booleschen Gleichungen für die Majoritäts- und Minoritätsfunktionen.
.
Das Majoritäts/Minoritäts-Gatter der Fig. 1 kann auf verschiedene
VJeise aufgebaut seLn. Schaltungsanordnungen dieser Art
■ sind bekannt bzw. an anderer Stelle vorgeschlagen.
Der Einfachheit halber wird in allen Figuren ein Gatter des in FIg. 1 dargestellten Typs verwendet. In denjenigen Fällen,
in denen nur der Minoritätsausgang eines Gatters benötigt wird, kann selbstverständlich ein Minoritätsgatter an Stelle des
Majoritäts/Minoritäts-Gatters verwendet werden, dasselbe βLIt
entsprechend für Majoritätsgatter.
0 09 8 3 1/127 8
Pig. 2 zeigt eine logische Schaltungsanordnung die in
allen folgenden, komplizierteren Schaltungen vorkommt. Diese Schaltungsanordnung besteht aus zwei Gattern lo, 12, die in der
dargestellten Weise miteinander verbunden sind. Dem ersten Gatter 10 sind eine feste Vorspannung 0, ein Informationssignal x. und
ein Steuersignal C zugeführt. Dem zweiten Gatter 12 sind das Minoritätsausgangssignal R des Gatters 10, das Steuersignal C,
ein Vorspannungssignal 0 und ein weiteres Informationssignal y
zugeführt.
Das dem zweiten Gatter 12 zugeführte Ausgangssignal R des
ersten Gatters 10 hat das doppelte Gewicht, also den doppelten Einfluß auf das Gatter 12 wie die anderen Eingangssignale dieses
Gatters. Das Gewicht des Signales Ά ist also effektiv doppelt
so groß wie z.B. das Gewicht des Signales y. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man das Signal R zweien der fünf Eingangsklemmen
des Gatters 12 zuführt, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Eine andere Möglichkeit besteht darin, das Signal R nur einer
einzigen Eingangsklemme eines vier Eingangsklemmen aufweisenden Transistorgatters zuzuführen, der ein Widerstand in Reihe geschaltet
ist, welcher effektiv nur die Hälfte des Wertes der jeweils den anderen Eingangsklemmen in Reihe geschalteten Widerstände
hat.
Wenn im Betrieb das Steuersignal C den Wert 0 hat, hat R"
den Wert 1 unabhängig davon, weichen Wert das Informationssignal χ hat. Dies beruht darauf, daß zwei der drei Eingänge des Gatters
009831/1278
10 gleich O sind und das Minoritätsausgangssignal dieses Gatters
daher den Wert 1 haben muß. Im Gatter 12 hebt das Signal R die gemeinsame Wirkung des Vorspannungssignales 0 und des Steuersignales
C=O auf. Das Ausgangssignal des Gatters 12 wird daher
ausschließlieh durch den Wert des Informationseingangssignales y
bestimmt. Es gilt also P=y oder P=y.
Wenn C gleich 1 ist, ist R-=X. Wenn beispielsweise x=l ist,
sind zwei der drei Eingänge des Gatters 10 gleich 1 und R=O. Wenn x=0 ist, sind zwei der drei Eingänge des Gatters 10 gleich 0
und R=I. Die Eingänge des zweiten Gatters 12 sind R", 1, Ound y.
Die Eingänge 1 und 0 heben sich auf, so daß das Gatter 12 wie ein Schwellwertgatter mit drei Eingängen arbeitet, von denen zwei
aus dem Signal R bestehen. Dementsprechend ist P=R und da R=x ist, ist P=X. Mit anderen Worten gesagt wird das Informationsbit
χ unabhängig vom Wert des Signales y in die Stufe 12 übertragen,
wenn der Wert des Signales C von 0 nach 1 wechselt.
Eine wichtige Eigenschaft der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung
besteht darin, daß sie ihre Funktionen in einem Arbeitszyklus auszuüben vermag. Sobald C auf 1 wechselt, wird die
Information x, wenn sie vorhanden ist, in die Schaltung eingetastet. Die Anwesenheit der Information χ hat andererseits keinen
Einfluß auf die Arbeitsweise der Schaltung, wenn C gleich 0 ist.
Die in Fig. 3 dargestellte Schaltungsanordnung basiert auf '
der Schaltung gemäß Fig. 2, sie unterscheidet sich von dieser jedoch durch eine zusätzliche Rückkopplungsverbindung von der Aus-
0 0 9 3 3 1/12 7 8 BAD 0R1G1NAL
gangsklemme P des Gatters 12 zur Eingangsklemme y des Gatters 12..
An den Gattern liegt außerdem noch ein Vorspannungssignal B, das, wie noch erläutert werden wird, den festen Wert O oder 1 haben
kann.
Bei der Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten
Schaltungsanordnung soll zuerst angenommen werden, daß B=O und C=O. Wie bei Fig. 2 kann der Wert von x dann die Arbeitsweise
der Schaltung.nicht beeinflussen, dasxAusgangssignal ist
also unabhängig von x. Das dem Gatter 12 als Eingangssignal mit doppeltem Gewicht zugeführte Signal R=I kompensiert außerdem
die Eingangssignale C=O und B=O dieses Gatters. Das Minoritäts-Ausgangssignal
P des Gatters 12 ist also gleich dem Komplement des fünften Eingangssignales, also des Signales P, es ist also
P=P. Mit anderen Worten gesagt arbeitet das Gatter 12 als Speicherelement wenn sowohl B als auch C gleich 0 sind und es
speichert jeweils diejenige Information, die früher in das Gatter 12 eingegeben worden war.
Wenn B=O ist und C den Wert 1 annimmt, wird das Informationssignal
χ in die Schaltungsanordnung der Fig. 3 eingegeben. Unter diesen Bedingungen sind dann R=x und P=R=X.
Es sei nun angenommen, daß das Vorspannungssignal B=I und
das Steuersignal C= 1 sind. In diesem Falle ist dann R=O und P=P.
Mit anderen Worten gesagt speichert das Gatter 12 das Informationssignal, das früher in dieses Gatter eingegeben worden war.
Wenn B=I und C=O sind, sind Mund P=R=X. Mit anderen Worten
gesagt wird das Informationseingangssignal in das Gatter 12
0098317 1278 bad original
eingegeben und dort gespeichert, wenn C wieder 1 wird.
Die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsanordnung enthält
Gatter l4, l6, 18, 20, die in der aus dem Schaltbild ersichtlichen Welse miteinander verbunden sind. Die Gatter l6 und 20
entsprechen der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2. Wenn C=O ist,
kompensiert das zwei Eingängen des Gatters 20 zugeführte Signal R=I, das Vorspannungssignal 0 und· das Steuersignal C=O die an
zwei weiteren Eingängen dieses Gatters liegen. Das Gatter 20 arbeitet dann in ansich bekannter Weise wie ein Majoritäts/
Minoritäts-Gatter .mit drei Eingängen.
Eine an anderer Stelle vorgeschlagene Schaltungsanordnung entsprechend den Gattern 14, 18 und 20 läßt sich als Stufe eines
Binärzählers oder als tastbare Fllpflop-Stufe verwenden. Die
Schaltung gemäß Fig. 4 ermöglicht außerdem noch das Einschleusen
von Information in die Schaltung. Dies kann dadurch erfolgen, daß man 0=1 macht. R ist in diesem Falle gleich χ und da C=I
und das Vorspannungssignal gleich 0 sind, haben mindestens drei der sieben Eingänge des Gatters 20 den Wert H*=x. Außerdem hat
mindestens einer der restlichen drei Eingänge P, V und W denselben
Wert wie fi (es existiert nämlich kein stabiler Betriebszustand für P=V-W). Mindenterm vier der sieben Eingangesignale
haben also den Wert R, so daß P=R=X ist. Mit anderen Warten wird
das Bit χ in das Gatter 20 eingeschleust, wenn C den Wert einnimmt,
und dieses Bit bleibt ge ο pe I. chert wenn C wieder 0 wird.
Die oben erläuterte Arbeitsweise der Schaltung ist in der
folgenden Tabelle 1 dargestellt. Die erste Spalte dieser Tabelle
00983 1/1278 bad original
gibt den angenommenen Ausgangszustand der Schaltung an. In diesem Zustand sind Ic1=Ic2=O und V=W=P=O. Spalte 2 gibt den
Zustand der Schaltung für C=I und das Eingangsinformationsbit x=l an. Man beachte, daß P=I ist. Die Spalte 3 gibt den Zustand
der Schaltung für C=I und das Eingangsinformationsbit x=0 an.
Man beachte, daß in diesem Falle dann P gleich 0 ist .
Tabelle | I | 1 | 2 | 0 | |
0 | 0 | 0 | |||
t | 0 | 0 | 1 | ||
V | 0 | 0 | 0 | ||
Gatter | P | 0 | 0 | ||
14 | |||||
X | 1 | 1 | 1 | |
Gatter | 0 | 1 | 0 | |
16 | C | |||
0 | 1 | 1 | ||
V | T | 1 | 1 | |
Gatter 18 |
kl P |
0 1 |
0 1 |
0 0 |
W | 0 | 0 | 0 | |
P | 0 | ü | 1 | |
V | 1 | 1 | 1 | |
Gatter 20 |
Vorsp. r |
0 1 |
O 0 |
0 1 |
C | 0 | 1 | 1 | |
W | 0 | 0 | 0 |
BAD ORIGINAL
Ausgang
P ι ι ο 009831/1278
. Nachdem das EingangsMt in der Stufe 20 gespeichert worden
ist, wechselt der Wert des Steuersignals C wieder auf 0 und es kann ein Tastimpuls t zugeführt werden. Anschließend arbeitet
die Schaltungsanordnung genauso wie die bereits oben erwähnte vorgeschlagene Schaltung.
Die in Fig. 5 dargestellte Schaltungsanordnung stellt ein
tastbares Flipflop dar, das vier Schwellwertgatter 22, 24, 2β und 28 enthält. Der Minoritätsausgang des Gatters 26 wird auf
einen Eingang des Gatters 24 rückgekoppelt und der Majoritätsausgang.des
Gatters 28 wird auf einen Eingang des Gatters.22 rückgekoppelt. Außerdem dient der Majoritätsausgang des Gatters
2β als Eingangssignal für das Gatter 26, und der Majoritätsausgang des Gatters 28 dient als Eingangssignal für das Gatter
28.
Wenn im Betrieb der in Fig. 5 dargestellten Schaltungsanordnung
t=0 und V=I sind, heben sich vier der fünf Eingangssignale des als Majoritätsgatter arbeitenden Gatters 26 gegenseitig
auf. Dieses Gatter speichert also das Bit, das ihm früher zugeführt worden war. Zwei der drei Bits an den Eingängen des
Gatters 24 heben sich auf und W, das Ausgangssignal des Gatters
24, ist gleich P (dem Komplement des dritten Eingangssignales
des Gatters 24). Q, das Ausgangssignal des Gatters 28, ist gleich
W und dies ist wiederum gleich P, so daß Q=P ist. Mit anderen
Worten gesagt ist der Minoritätsausgang des Gatters 26 gleich dem Minoritätsausgang des Gatters 23.
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Wenn t=l ist, sind W-O, Q=Q (das Gatter 28 speichert das
früher in dieses Gatter eingeschleuste Bit), Y=Q und P=Y=Q, so
daß P=Q ist. Mit anderen Worten gesagt, sind die Minoritätsausgänge
der Gatter 26 und 28 verschieden, d.h. daß die Schaltung in einen neuen Betriebszustand geschaltet worden ist und in diesem
verbleibt, wenn t wieder 1O wird.
Ein Arbeitszyklus der Schaltung gemäß Fig. 5 ist in der
folgenden Tabelle 2 aufgeführt. Dabei wurde angenommen, daß im ursprünglichen Zustand der Schaltung P=I und t,=©i.s:ind.
1 | Tabelle | 0 | II | 1 | 0 | 0 | |
P | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 |
t | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
V | 1 | 0 | O | 1 | 1 | 0 | 0 |
W | 1 | 0 | 01 | 0 | 1 | 1 | 0 |
Q | 1 | 0 | |||||
Die Schaltung gemäß Fig. 6 entspricht der der Fig. 5 mit
der Ausnahme, daß keine geschlossene Rückkopplungsschleife vorhanden
ist. Der Ausgang Q des Gatters 28 wird nämlich nur einem
Eingang des Gatters 28 und nicht dem Gatter 22 zugeführt. Der dritte Eingang des Gatters 22 besteht aus einem Informationsbit x.
Wenn im 'Betrieb der in Fig. 6 dargestellten Schaltung C=I,
V=X und F=Y=X sind, ist P=x. Mit anderen Worten gesagt wird das
Eingangsbit χ in die Stufe 2.6 eingeschleust und dort gespeichert.
Weiterhin ist, da zwei der drei Eingänge des Gatters 2^· den Wrt
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haben, W=O und das Gatter 28 speichert dementsprechend das vorher
in.dieses Gatter eingeschleuste Bit.
Wenn C von 1 auf O wechselt, wird ?=1 und das Gatter 26
speichert das Bit F=x, das im vorangehenden Halbzyklus von C
empfangen worden war. Der Ausgang W des Gatters 24 ist gleich
P und Q=P=X. Mit anderen Worten gesagt ist die während des vorangehenden Halbzyklus von G im Gatter 26 gespeicherte Information
nun in das Gatter 28 geschleust und dort gespeichert worden. Während einem Halbzyklus der Schaltung gemäß Pig. 6 wird also
Eingangsinformation χ im Gatter 26 gespeichert und während des
nächsten Halbzyklus wird die früher im Gatter 28 gespeicherte Information entfernt und das im Gatter 26 gespeicherte Informationsbit
χ wird in das Gatter 28 geschoben. Während des nächsten
Halbzyklus kann das Gatter 22 ein neues Bit χ aufnehmen während das Gatter 28 das alte Bit χ speichert.'
Die Schaltung gemäß Fig. 6 kann beispielsweise als Akkumulator
verwendet werden. .Während ein neues Bit χ von einer Quelle
für logische. Signale, .z.B:. einer Addierschaltung, empfangen wird,
liefert'die Schaltung gemäß E1Ig. 6 während der gleichen Arbeitsphase ein früher gespeichertes Bit-^, das ein Addendenbit sein
kann. Jn Fig. 6 ist zwar nur eine einzige Stufe, die aus- vier
Gattern besteht, dargestellt, selbstverständlich können in der Praxis mehrere solcher Stufen parallelgeschaltet sein, um eine
Speicher- und Gatter-Untereinheit einer Datenverarbeitungsanlage zu bilden. . ; -. - -. ; /' .-·.
BAD OBiGINAL
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Die in Fig. 7 dargestellte Schaltungsanordnung vermag mehrere Bits zu: empfangen. Diese Schaltung enthält drei Gatter
30, 32 und y\.. Ein Steuersignal C. wird den Gattern 30 und y\
und ein Steuersignal Sp wird den Gattern ;2 und 34 zugeführt. .
Die Gatter 30 und 32 erhalten außerdem feste Vorspannungssignale
0 bzw. 1 und Informationseingangsbits x, bzw. Xp. Die Minoritätsausgänge
der Gatter 30 und 32 sind jeweils mit doppeltem Gewicht
dem Gatter 32J- zugeführt. Der Majoritätsausgang des Gatters J>h
ist auf einen Eingang desselben Gatters rückgekoppelt.
Wenn im Betrieb der Schaltung gemäß Fig. 7 C1=C3=O (Cg=I)-.
sind, ist "P=I, W=O und das. Gatter 3^ speichert ein .früher in ,
dieses Gatter eingegebenes Bit. Wenn 0,-1 und Cp=O (C2=I) sind,
sind V=x.,. ^=O (% hebt dementsprechend C" und Op auf) und P=V=X,.
Mit anderen Worten gesagt wird das Bit x, unter diesen Umständen
in die Schaltung eingeschleust und im Gatter ^>h gespeichert.
Wenn C=I und Cg=I (Cg=O) sind, sind V=I (V hebt dementsprechend
C1 und Cp auf), W=Xp und P=W=Xp. Mit anderen Worten gesagt wird
unter diesen Umständen dann das Bit Xp in die Schaltung einge- .
schleust und im Gatter 3^ der Fig. 7 gespeichert.
Man kann mehrere Stufen, wie sie in Fig. 7 dargestellt
sind, miteinander verbinden um mehr als 2 Eingangsbits ver*-
arbeiten zu können. Eine für die Verarbeitung von vier Bits ·
geeignete Schaltung ist beispielsweise in Fig. 8 dargestellt. Der Majoritätsausgang P des unteren Gatters ist nun nicht mehr:
auf einen Eingang desselben Gatters rückgekoppelt sondern mit
■..,... BAD ORIGINAL
00 9831/12?8 ' ; —
' einem folgenden Gatter verbunden. Im Falle des Gatters 34, ist
dieser Ausgang mit einem Eingang des Gatters 34p verbunden.
Beim letzten Gatter einer Kette, wie dem Gatter 34p kann der
Ausgang auf einen Eingang des ersten Gatters der Kette, wie 3^1
rückgekoppelt sein.
Mit der in Fig. 8 dargestellten Schaltung kann eines der vier
Eingangsbits x-, bis Xw ausgewählt und gespeichert werden. Um
ein Bit auszuwählen, z.B. das Bit X1, werden das entsprechende
Steuersignal C1 gleich 1 und die übrigen Steuersignale Cp, C-,
und O1, gleich 0 gemacht. Es ist dann P=X,, P=X, und Qpx,. Man
beachte, daß sich sechs der sieben Eingänge des Gatters 34p
aufheben, wenn C^=C2=O sind und^der Ausgang Q des Gatters 342
gleich f ist. Wenn C1 wieder 0 wird, so daß C1=C2=C5=C^ ist,
wird Q=P auf das Gatter 34. rückgekoppelt, so daß dieses Gatter
weiterhin das Ausgangssignal P=F liefert. In der Schaltung gemäß
Fig. 8 kann jedes beliebige Eingangsbit gespeichert werden, indem man das entsprechende Steuerbit C gleich 1 und alle anderen
Steuerbits gleich 0 macht. Für die Speicherung von Xp werden
also beispielsweise Cp gleich 1 und C-, C-, und C^ gleich 0 gemacht
.
Fig. 9 zeigt eine Fig. 8 analoge Schaltung zur Auswahl und Speicherung eines Bits aus η Bits, wenn η eine gerade Zahl
ist. Wenn die Anzahl der Eingangsbits ungerade ist, muß die
Schaltung entsprechend Fig. 10 abgewandelt werden. Im übrigen
entspricht sie jedoch der Schaltung.gemäß Fig. 9.
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Die in Fig. 11 dargestellte Schaltungsariordnung enthält
neun Schwellwertgatter 51 bis 59· Den Gattern 51 bis 5^ werden
jeweils eines von vier Eingangsbits Χ-,-Xh und von vier Steuersignalen
C1 bis Ck zugeführt. Die Schaltung nimmt ein Bit x.
auf, wenn C=I und alle anderen Steuersignale C gleich 0 sind.
Wenn C. wieder O wird, ist x. gespeichert. Um ein anderes Bit
x. zu speichern während x. abgefragt werden kann, wird C . gleich gemacht. Wenn C. wieder O wird, wird x. gespeichert.
J J ■.::-■"
Die Schaltung gemäß Fig. 11 kann als SchiebWegisterzelle
verwendet werden. Die Informationsbits können von folgenden. Quellen kommen: x, vom Ausgang der links anschließenden Zelle;.
Xp vom Ausgang der rechts folgenden Zelle; x^ von einer Quelle
für neue Datenbits und Xn vom Komplementausgang P des Gatters 59*
der als ein Eingang rückgekoppelt ist, wie in Fig. 11 durch die gestrichelte Linie 60 angedeutet ist. Die Steuersignale entsprechen
den folgenden Kommandos:
C1=I Rechtsverschiebung
Cp = 1 Linksverschiebung
C = 1 Einspeicherungskommando
C^, = 1 Register-Komplementkommando
Für eine etwas eingehendere Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 11 dargestellten Schaltung sei angenommen, daß C1=I
und Cp=Cv=Cv=O seien. Es ist nun V=X1, J=V=X,, am Gatter 57 hebt
C2 das Signal C-, auf, C1=I und δ\=1, so daß E=I ist unabhängig
■ davon, welchen Wert J hat; am Gatter 55 ist H=J=Li am Gatter
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ist C1=I und Sk=I, so daß P=O ist, unabhängig davon welchen
Wert H hat. Von den drei Eingängen des Gatters 59 ist E=I und
F=O, so daß das Gatter 59 das früher eingegebene Bit P weiter
speichert.
Nun wird C1 wieder 0 während C?, C, und Cu 0 bleiben.
Das Gatter 59 speichert weiter das früher eingegebene Bit, dies gilt auch für das Gatter 55· Bei der vorangehenden Betrachtung
war gezeigt worden, daß J=X1 und H=Sc1 sind. In den
Gattern 57 und 58 heben sich alle Steuersignale gegenseitig auf,
so daß E=J=X1 und S=fi=X, sind. Das Gatter 59 erhält also als
Eingangssignale x,, x, und ρ und liefert als Ausgang
P=X1, was auch gespeichert wird.
Fig. 12 zeigt ein Register, dessen Zellen aus Schaltungen gemäß Fig. 11 bestehen. Das Steuerkabel ist in Form einer
einzigen Leitung dargestellt, die durch kurze schräge Striche gekreuzt wird.
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Claims (6)
1.) Logische Schaltung mit zwei Sehwellwertgattern, die jeweils mindestens drei Eingänge und einen Ausgang aufweisen, wobei das
erste Gatter ein Minoritätsgatter ist und das zweite Gatter einen Eingang aufweist, der ein wesentlich größeres Gewicht hat
als jeder andere Eingang dieses Gatters, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Eingängen des ersten Gatters (lO) ein binäres Informationssignal (x), ein binäres
Steuersignal (C) und ein binäres Vorspannungssignäl liegen, daß der Ausgang (R) des ersten Gatters mit dem Eingang größeren
Gewichtes des zweiten Gatters (12) gekoppelt ist, dessen Eingängm außerdem noch dasselbe Steuersignal (G), das>aus dem ersten. .
Gatter zugeführt ist, und ein Vorspannungssignäl zugeführt sind,
daß die Zuführung eines Steuersignals eines ersten Binärwertes
bezüglich des Wertes des Vorspannungssignales am ersten Gatter
dieses-Gatter unempfindlich bezüglich des ihm zugeführten Informationssignales
(x) macht, daß das Steuersignal dieses speziellen Wertes, in Kombination mit dem dem zweiten Gatter zugeführten
Vorspannungssignal und dem diesem Gatter zügeführten Signal,
das vom ersten Gatter erzeugt wird, das zweite Gatter unempfindlich
gegenüber dem Wert des vom.ersten Gatter erzeugten Signales
machen, daß die Zuführung eines Steuersignal eines zweiten
Binärwertes bezüglich des Wertes des Vorspannungsaignales am ersten Gatter dieses erste Gatter in die Lage versetzen, ein
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Ausgangssignal zu erzeugen, das eine Punktion des Informationssignales
(x) ist, und daß das gleichzeitige Zuführen des Steuersignals dieses zweiten Viertes in Kombination mit dem Vorspannungssignal
und dem vom ersten Gatter (10) erzeugten Signal (K) das
zweite Gatter (12) in die Lage versetzen, ein Ausgangssignal
zu erzeugen, das eine Funktion des vom ersten Gatter erhaltenen Eingangssignales (R) ist.
2.) Logische Schaltung nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet , daß den beider}. Gattern (10, 12)
dasselbe Vorspannungssignal (0 oder l) zugeführt ist.
3.) Logische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das zweite Gatter den Schwellwert 5- hat, daß das Ausgangssignal (R) des ersten Gatters
(10) dem zweiten Gatter (12) mit dem Gewicht 2 zugeführt ist, daß jedes andere Eingangssignal des zweiten Gatters, nämlich
das Vorspannungs- und Steuersignal, das Gewicht 1 haben, und daß das zweite Gatter einen fünften Eingang mit dem Gewicht 1 hat,
dem ein zusätzliches Eingangssignal (y) zuführbar ist.
4.) Logische Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß das erste Gatter (lO) einen
Schwellwert 2 und jeder seiner Eingänge das Gewicht 1 haben, daß das zweite Gatter den Schwellwert (n+l)/2 und seine Eingänge
das Gesamtgewicht η haben, wobei η eine ungerade Zahl ist, daß ·
der Eingang oder die Eingänge des zweiten Gatters (12), denen
das Ausgangssignal (fi) des ersten; Gatters (IQ^ zugeführt sind.
009831/1278
das Gewicht 2 haben, daß die Eingänge des zweiten Gatters, denen das Steuersignal und das Vorspannungssignal zugeführt sind, jeweils das Gewicht 1 haben, und daß das zweite Gatter (12) mindestens
einen zusätzlichen Eingang (y) mit dem Gewicht 1 hat, dem ein zusätzliches Eingangssignal zuführbar ist.
5.) Logische Schaltung nach Anspruch j5 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der zusätzliche Eingang (y) des zweiten Gatters (12) mit dem Ausgang des zweiten Gatters
verbunden ist (Fig. 3)* und daß das zweite Gatter bezüglich der
seinen Eingängen zugeführten Eingangssignale als Majoritätsgatter arbeitet.
6.) Logische Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gatter
Majoritäts/Minoritäts-Gatter sind.
00983 1 /1278
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US3532991A (en) * | 1968-05-08 | 1970-10-06 | Rca Corp | Shift circuits including threshold or other logic gates and employing multiple-phase shift pulses |
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- 1967-07-28 DE DE19671537307 patent/DE1537307B2/de active Pending
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