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DE1946337C - Circuit arrangement for an electronic binary counter for high number speeds - Google Patents

Circuit arrangement for an electronic binary counter for high number speeds

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Publication number
DE1946337C
DE1946337C DE19691946337 DE1946337A DE1946337C DE 1946337 C DE1946337 C DE 1946337C DE 19691946337 DE19691946337 DE 19691946337 DE 1946337 A DE1946337 A DE 1946337A DE 1946337 C DE1946337 C DE 1946337C
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DE
Germany
Prior art keywords
register
counting
input
holding
bistable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE19691946337
Other languages
German (de)
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DE1946337B2 (en
DE1946337A1 (en
Inventor
Leopold 8000 München Anetseder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19691946337 priority Critical patent/DE1946337C/en
Publication of DE1946337A1 publication Critical patent/DE1946337A1/en
Publication of DE1946337B2 publication Critical patent/DE1946337B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1946337C publication Critical patent/DE1946337C/en
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung bezieht sich aul! eine Schaltungsanordnung für einen elektronischen Binärzähler für hohe Zählgeschwindigkeiten mit η bistabilen Registerstufen zum Zählen von 2" Zählimpulsen, der mit einem Voreinstellnetzwerk zum Ansteuern der bistabilen Registerstufen ausgestattet ist. Das Netzwerk besteht aus Eingangstorschaltungen, denen die Zählimpulse über eine Zählsignalleitung parallel zugefühii werden und die den beiden Eingängen jeder der bistabilen Registerstuten zugeordnet sind.The invention relates to aul! a circuit arrangement for an electronic binary counter for high counting speeds with η bistable register stages for counting 2 " counting pulses, which is equipped with a presetting network for controlling the bistable register stages. The network consists of input gate circuits to which the counting pulses are fed in parallel via a counting signal line and which are assigned to both inputs of each of the bistable register studs.

Es sind Binärzähier aus einer Kette bisiabiler Registerstufen bekannt, in denen nach Anliegen des Zähitaktes durch Kettenübertrag das Ergebnis gebildet wird. Sie haben den Nachteil, daß hierdurch eine von der Stufenzahl abhängige Zeit zum Einstellen des Ergebnisses benötigt wird. Dieser Nachteil wirdThey are binary counters from a chain of unstable register levels known, in which after applying the Zähitaktes through chain transfer the result is formed will. They have the disadvantage that they take a time to set, which depends on the number of stages of the result is needed. This disadvantage will

bekanntlich dadurch behoben, daß zur Ansteuerung der bistabilen Registerstufen ein Voreinstellnetzwerk verwendet wird. So ist z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 205 147 ein statischer Zähler zum Vor- und Rückwärtszählen und wahlweise Voreinstellung einer beliebigen Binarzahl und mit Mitteln zum Umwandeln in einen Dezimalzähler ohne oder mit Dezimaivoreinstellung zum Vor- und Rückwärtszahlen bekannt. Dieser Zählt' wird durch Zählsignale und Zählhilfssigiiale beliebiger Form angesteuert, wobei die Zähihilfssignale gegenüber den Zählsignalen zeitlich versetzt sind Binärzähler mit Voreinstellnetzwerken erlauben aber nur dann hohe Zählgeschwindigkeiten, wenn der Einstellvorgang zeitlich parallel und nicht in Serie erfolgt. Voreinstellneuwerke mit zeitlich parallelem Einstellvorgang haben aber den Nachteil, daß der Schaltungsaufwand je Stuft· von der Stufenzahl abhängig ist, wodurch diese Voreinstellnetzwerke bei Binärzählern mit großer Stufenzahl sehr umfangreich werden.as is known, solved by the fact that a presetting network is used to control the bistable register stages is used. So is z. B. from the German Auslegeschrift 1 205 147 a static counter for pre and down counting and optionally presetting any binary number and with means for converting into a decimal counter with or without decimal preset known for numbering forward and backward. This counting is done by counting signals and Counting aid sigilal of any form controlled, whereby the auxiliary counting signals offset in time with respect to the counting signals are binary counters with preset networks however, only allow high counting speeds if the setting process takes place in parallel and not in series. Presetting new movements with Time-parallel setting processes have the disadvantage that the circuit complexity per step · of depends on the number of stages, which means that these presetting networks are used for binary meters with a large number of stages become very extensive.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Binärzähler mit einem Voreinstellnetzwerk zu schaffen, in dem bei gegebener hoher Zählgeschwindigkeit der bcnaltungsaufwand je Stufe unabhängig von der Stufenzahl ist. Diese Aufgäbe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Registerstufe nur eine Haltetorschaltung zugeordnet ist, die einen Ausgang einer vorhergehenden Registerstufe mit einem Eingang einer nachfolgenden Registerstufe logisch verknüpft und dazu mit den Haltetorschaltungen der benachbarten Registerstufe 11 in Serie geschaltet ist, daß die Serienschaltung der Haltetorschaltungen zwischen einer m-ten und der (m -l l)ten Registerstufe unterbrochen ist und an einen Haltesignalausgang der m-ten Haltetorschalt"ing eine Sperrleitung angeschlossen ist, durch die die Eingangstorschaltungen der der m-ten Registerstufe folgenden höheren Registerstufen parallel geschaltet sind. Durch diese erfindungsgemäße Lösung wird mit einer überraschend einfachen Schaltmaßnähme bei der Verbindung der einzelnen bistabilen Registerstufen die maximale Zählgeschwindigkeit auch bei langen Zählketten unabhängig von ihrer Stufenzahl. Außerdem kann ein erflndungsgemäßer Binärzähler auch in integrierter Bauweise ausgeführt werden, da in jeder Stufe im wesentlichen dieselben logischen Elemente verwendet werden. The invention is therefore based on the object of creating an electronic binary counter with a presetting network in which, for a given high counting speed, the management effort per stage is independent of the number of stages. This task is achieved according to the invention in that each register stage is assigned only one holding gate circuit, which logically links an output of a preceding register stage with an input of a subsequent register stage and is connected in series with the holding gate circuits of the adjacent register stage 11 so that the series circuit of the holding gate circuits is connected between an m-th and the (m- l ) th register stage is interrupted and a blocking line is connected to a hold signal output of the m-th holding gate switch, through which the input gate circuits of the higher register stages following the m-th register stage are connected in parallel this solution according to the invention is a surprisingly simple Schaltmaßnähme at the connection of the individual bistable register stages the maximum counting speed even with long counting chains independently of their number of steps. in addition, a binary counter erflndungsgemäßer also in integrated form a are usgeführt as are used in each stage is substantially the same logical elements.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung wird durch eine weitere mit dem Haltesignalausgang der ersten Haltetorschaltung verbundene Sperrleitung er- A particularly advantageous development is achieved by a further blocking line connected to the hold signal output of the first hold gate circuit.

Ss zielt, über die die Eingangstorschaltungen der zweiten bis m-ten Registerstufe und die Haltetorschaltung der m-ten Registerstufe parallel angesteuert werden. Diese Maßnahme dient der weiteren Erhöhung der Ss aims, via which the input gate circuits of the second to the m-th register stage and the holding gate circuit of the m-th register stage are controlled in parallel. This measure serves to further increase the

t 946t 946

maximalen Z'.ählgeschwindigkeit und ist besonders auch bei einer geringeren Anzahl von bislabilen Stufen schon sehr wirksam, weil sich die gesamte KcI-i-.iilaufzeit der Haltetorschaltungen auf die Summe der Laufzeiten nur zweier logischer Glieder weiter \..-rkürzt, ohne daß für die parallele Voreinstellung ein besonderer Schaltungsaufwand ui>li<v istmaximum counting speed and is special even with a smaller number of unstable levels already very effective because the entire KcI-i-.iilaufzeit of the holding gate circuits to the sum of the running times of only two logic elements \ ..- r shortened without the need for parallel presetting a special circuit effort is ui> li <v

Andere Weiterbildungen einer erliiuiunesi>emlißcn Schaltungsanordnung sind in den Unter;rnsprüchen ^-kennzeichnet. ; Other developments of an essential circuit arrangement are identified in the sub-claims. ;

Zum besseren Verständnis werden im folgenden .u-führungsbeispiele der Erfindung an Hand der 7-iehnungen «läher erläutert. Es zeiijtFor a better understanding, the following examples of the invention are based on the 7-warnings «explained in more detail. It's time

i'ig. 1 e ■ schematisches Schaltbild eines erfiniiu'igsgemäßen n-stufigei, Binärzählers,i'ig. 1 e ■ schematic circuit diagram of an according to the invention n-stage, binary counter,

Fi g. 2 ein schematisches Schaltbild dor ers'en drei '■; ifen dieses Binärzählers mit einem Beispic. für die . .umführung der bistabilen Registerstufen,Fi g. 2 is a schematic circuit diagram of the first three '■; ifen this binary counter with an example. for the . . bypassing the bistable register stages,

[•"ig. 3 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der V'K'itsweise des Binnrzahlers.[• "Fig. 3 shows a timing diagram to explain the V'K'itsweise of the internal payer.

l-'ig. 4 eine tabellarische Darstellung des Arheits-ι . niches, d.h. des Bereiches, in dem einzelne Re-.i-.ijrstufen ihren Zustand bei der Verarbeitung -. i .N /ähliinpulses verändern.l-'ig. 4 a tabular representation of the Arheits-ι . niches, i.e. the area in which individual re-.i-.ijr stages their condition in processing -. Change in pulse.

! i g. 5 eir Impiilsdiagrainni zur Erläuterung des ! iMehens der Kettcnlaufzeit.! i g. 5 eir Impiilsdiagrainni to explain the ! in terms of the chain running time.

1 i g. 6 eine weitere Ausfuhrungsform eines erfin-('. ingsgemäßen ßinürzählers und1 i g. 6 another embodiment of an inven- ('. ings according to ßinürzähler and

F' i g. 7 ein Voreinstellnetzwerk, mit dem der Zähl bet eich dieses Binärzählers so erweitert wird, daß er aiah zum Rückwartszählen von Zählsignalen geeignet ist.F 'i g. 7 a preset network with which the meter If this binary counter is expanded so that it is suitable for counting down counting signals is.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines «-stufigen Binärzählers dargestellt, der aus einem 2'.ählregister RK mit bistabilen Registerstufen RO bis Rn und einem VoreinstellnetzwerkLN besteht, in dem jeder bistabilen Registerstufe RQ bis Rn Eingangstorschaltungen S und R zugeordnet sind, die als NOR-Glieder ausgeführt sind. Für jede bistabile Registerstufe RQ bis Rn ist außerdem im Voreinstellnetzwerk LN je eine Haltetorschaltung K mit NOR-Funktion vorgesehen, deren komplementäre Ausgänge an je einen der Eingänge der zugehörigen Eingangstorschaltungen 5 bzw. R angeschaltet sind. Den anderen EingängeT der Eingangstorschaltungen S. R werden über eine Zählsignalleitung ZS die Zählimpulse ζ parallel zugeführt.In Fig. 1, an embodiment of the invention of a "-step binary counter is shown, which consists of a 2 'count register RK with bistable register stages RO to Rn and a presetting network LN , in which each bistable register stage RQ to Rn input gate circuits S and R are assigned, which are designed as NOR elements. For each bistable register stage RQ to Rn , a holding gate circuit K with NOR function is also provided in the presetting network LN , the complementary outputs of which are connected to one of the inputs of the associated input gate circuits 5 and R, respectively. The counting pulses ζ are fed in parallel to the other inputs T of the input gate circuits S. R via a counting signal line ZS.

Zur Erläuterung der prinzipiellen Arbeitsweise des Binärzählers sind in d«:r Fig. 2 die ersten drei Stufen nochmals dargestellt; dabei wird auch eine mögliche Ausuihrungsform der bistabilen Registerstufen gezeigt. Jede bistabile Registerstufe RQ bis Rn besteht aus zwei identisch aufgebauten NOR-Gliedern A und ß, die mit einem der Eingänge des anderen NOR-Gliedes verbunden sind. Jedes NOR-Glied A bzw. B besitzt einen externen Setzeingang SE, mit dem jede bistabile Registerstute R 0 bis R η auf einen Anfangswert Null oder einen beliebigen anderen dualen Anfangswert des Binärzählers von außen eingestellt werden kann. Definiert man wie allgemein üblich einen Anfangswert Null des Binärzählers so, daß dann in jeder bistabilen Registerstufe der Querausgang aA das logische »1 «-Signal führt, d.h. die ersten NOR-Glieder A im gesetzten Zustand sind, so sind die zweiten NOR Glieder B rückgesetzt und an ihren Ausgängen aB steht ein logisches Signal »0«. Dieser Zustand wird in der ersten bistabilen Registerstufe RO so lange gehalten, bis der erste Zählimpuls r. den Eingangstorschaltungen R bzw. S über die Zählsignalleitung ZS zugeführt wird. Das Halten des eingestellten Zustandes wird dadurch erreicht, daß der Ausgange,, des ersten NOR-Gliedes A über ein Verzögerungsglied VZ an einen Eingang der dieser Stufe zugeordneten Haltetorschaltung K angeschlossen ist. Jede der Haltetorschaltungen K besitzt zwei komplementäre Ausgänge aK und aK, die an einen Eingang der Eingangstorschaltungen R. bzw. S ίο angeschlossen sind. Legt man außerdem fest, daß ein Zä'nlereignis dann eintritt, wenn auf der Zählsignalleitung ZS der Zustand »0« herrscht, dann wird mit dem Eintreffen des ersten Zählimpulses ζ — wie aus Fig. 3 ersichtlich — die erste Eingangstorschaltuiig R der ersten Stufe RO des Binärzählers durchgcschaltct, und an ihrem Ausgang aK tritt ein Signal »1 κ auf. Damit ist für das erste NOR-Glied A der ersten, bistabilen Registerstufe RO eine Sperrbedingung gegeben, und der Signalzustand an seinem Ausgang ax wechselt von »1« auf »0«. Die zweite Einyangstorschaltung S der erst ... Stufe RO des Bi näi/ählers wird auch bei Eintreffen des ersten ZählimpulseN 2. im gesperrten Zustand gehalten. Das geschieht über ihren zweiten Eingang, der mit dem »5 einen Ausgang äK, dem OR-Ausgang, der Haltetorschalt^n« K verbunden ist. Deshalb wird nach dem Umschalten des ersten NOR-Gliedes A das zweite NOR-Glied H von dem Zustand »0« in den Zu stand »1« gesetzt. Höhere bistabile Registerstufen ändern ihren Signalzustand nicht, da vorläufig auch die Haltetorschaltungen K den Signalzustand nicht wechseln. Damit dieser Signalzustar.d der ersten bistabilen Registerstufe RO bis zum Eintreffen des nächsten Zählsignals gehalten werden kann, ist zwisehen den Ausgang aA des ersten NOR-Gliedes A der Registerstufe RO und den zugehörigen Eingang eÄ„ der zugehörigen Haltetorschaltung KO ein Laufzeitglied VZ eingeschaltet, dessen Zei'verzo^erung so groß ist, daß der Stellenwert am Eingang eKi der ersten Haltetorschaltung KO während der Dauer des Zählimpulses ; gehalten wird.To explain the basic mode of operation of the binary counter, the first three stages are shown again in FIG. 2; a possible embodiment of the bistable register stages is also shown. Each bistable register stage RQ to Rn consists of two identically constructed NOR elements A and ß, which are connected to one of the inputs of the other NOR element. Each NOR element A or B has an external set input SE with which each bistable register R 0 to R η can be set externally to an initial value of zero or to any other dual initial value of the binary counter. If, as is customary, an initial value of zero is defined for the binary counter so that the transverse output a A in each bistable register stage then carries the logic "1" signal, that is, the first NOR elements A are in the set state, the second NOR elements are B. reset and at their outputs a B there is a logic signal "0". This state is held in the first bistable register stage RO until the first counting pulse r. is fed to the input gate circuits R and S via the counting signal line ZS. The set state is maintained in that the output of the first NOR element A is connected to an input of the hold gate circuit K assigned to this stage via a delay element VZ . Each of the holding gate circuits K has two complementary outputs a K and a K , which are connected to an input of the input gate circuits R. or S ίο. If it is also determined that a counting event occurs when the state "0" prevails on the counting signal line ZS , then with the arrival of the first counting pulse ζ - as can be seen from FIG. 3 - the first input gate circuit R of the first stage RO of the binary counter, and a signal »1 κ occurs at its output a K. A blocking condition is thus given for the first NOR element A of the first bistable register stage RO, and the signal state at its output a x changes from “1” to “0”. The second Einyangstorschaltung S of the first stage RO ... Bi Nai / ählers is maintained even when the second arrival of the first counts in the blocked state. This is done via its second input, which is connected to the "5 an output" K , the OR output, the stop gate switch " K ". Therefore, after switching over the first NOR element A, the second NOR element H is set from the state “0” to the state “1”. Higher bistable register levels do not change their signal state, since the holding gate circuits K do not change the signal state either. In order for this Signalzustar.d the first bistable register stage RO can be kept until the arrival of the next count signal, the associated Haltetorschaltung KO is turned on by a delay element VZ zwisehen the output a A of the first NOR gate A of the register stage RO and the corresponding input e Ä " whose Zei'verzo ^ erung is so great that the value at the input e Ki of the first hold gate circuit KO during the duration of the counting pulse; is held.

Nach dem Abklingen des Zählimpulses ζ ändert sich der Zustand am Eingang ^n der ersten Haltetorschaltung KO und entspricht nun dem Signalzustand am Ausgang αΛ des NOR-Gliedes A der bistabilen Registerstufe KO. Ohne Einfluß auf den Signalzustand der beiden NOR-Glieder A und B ändert sich damit auch der Signalzustand an den Ausgängen der ersten Haltetorschaltung KO, die erste Eingangstorschaltung R wird gesperrt, während die zweite Eingangstorschaltung S zum Durchschalten beim Eintreffen des nächsten Zählimpulses vorbereitet wird. Beim zweiten Zählimpuls ζ sind nämlich ihre beiden Eingänge im Zustand »0«, und die Eingangstorschaltung S schaltet durch. Damit ist für das zweite NOR-Glied B eine Sperrbedingung gegeben und der Sigr.alzustand am Ausgang a0 wechselt von »1« auf »0«. Da die erste Eingangstorschaltung R auch noch beim Eintreffen des zweiten Zählimpulses gesperrt bleibt, kann jetzt das erste NOR-Glied A der bistabilen Registerstufe RO durchschalten, urid der Signaizustand an seinem Ausgang aA wechsel? von »0« auf -»l·«.After the counting pulse ζ has decayed, the state at the input ^ n of the first holding gate circuit KO changes and now corresponds to the signal state at the output α Λ of the NOR element A of the bistable register stage KO. Without influence on the signal state of the two NOR gates A and B thus also the signal state at the outputs of the first Haltetorschaltung KO, the first input gate R is blocked, while the second input gate S is prepared for switching upon arrival of the next count changes. With the second counting pulse ζ both of its inputs are in the "0" state and the input gate circuit S switches through. This means that a blocking condition is given for the second NOR element B and the signal state at output a 0 changes from "1" to "0". Since the first input gate circuit R also remains blocked when the second counting pulse arrives, the first NOR element A of the bistable register stage RO can now switch through, and the signal state at its output a A changes ? from »0« to - »l ·«.

Durch den zweiten Zählimpuls wird aber auch die zweite bistabile Registerstufe R i gesetzt; derm mit dem Wechsel des Signalzustandes M der ersten Haltetorschaltung XO wird die zweite' ttaltetorschaJtung /Cl1 die der zweiten RcgisterstuftfK Ϊ zugeordnet ist,However, the second bistable register stage R i is also set by the second counting pulse; derm with the change of the signal state M of the first hold gate circuit XO, the second gate switch / Cl 1 that is assigned to the second RcgisterstuftfK Ϊ,

und die erste Eingangstorschaltung K dieser Registerstufe vorbereitet. Damit spielen sich in der zweiten Registerstufe Rl beim zweiten Zählimpuls dieselben Vorgänge ab wie in der ersten Registerstufe RO beim ersten Zählimpuls, während der Zustand aller anderen Registerstufen dadurch gehalten wird, daß sich der Signalzustand der dritten Haltetorschaltung K% nicht ändert.and the first input gate circuit K of this register stage is prepared. Thus, the same processes take place in the second register stage Rl with the second counting pulse as in the first register stage RO with the first counting pulse, while the state of all other register stages is maintained by the fact that the signal state of the third holding gate circuit K% does not change.

Wie sich der Signalzustand der einzelnen Registerstufen beim Verarbeiten von Zählimpulsen ändert, ist schematisch in der F i g. 4 am Beispiel eines fünfstufigen Registers dargestellt. Daraus ist zu ersehen, daß sich nur die Stellen des Registers, die in einem sogenannten Arbeitsbereich liegen, der schraffiert dargestellt ist, bei dem nachfolgenden Zählimpuls verändert werden. Dieser Arbeitsbereich wird, in Richtung der höheren Registerstufen gesehen, durch die erste Eins einer vorangegangenen Kette von Nullen begrenzt, und bei der Verarbeitung des folgenden Zählimpulses werden die Nullen in Einsen rückgesetzt, während die den Arbeitsbereich begrenzende Eins in eine Null umgewandelt wird. Dazu mUssen vor dem Eintreffen des nächsten Zählimpulses sämtliche Haltetorschaltungen K, die den im Arbeitsbereich liegenden Registerstufen zugeordnet sind, ihren Betriebszustand wechseln.How the signal state of the individual register levels changes when processing counting pulses is shown schematically in FIG. 4 using the example of a five-stage register. It can be seen from this that only those positions in the register which are in a so-called work area, which is shown hatched, are changed during the subsequent counting pulse. In the direction of the higher register levels, this work area is limited by the first one of a preceding chain of zeros, and when the following counting pulse is processed, the zeros are reset to ones, while the one limiting the work area is converted into a zero. For this purpose, all holding gate circuits K, which are assigned to the register levels located in the work area, have to change their operating status before the arrival of the next counting pulse.

Dies wird an Hand des in der F i g. 5 dargestellten Impulsdiagramms näher erläutert. Wie schon ausgeführt, ändert sich nach der Verarbeitung des ersten Zählimpulses ζ in der ersten bistabilen Registerstufe R Q Her Signalzustand am Eingang eKo der dieser zugeordneten Haltetorschaltung KO. Unter Berücksichtigung der Gatterlaufzeit der Haltetorschaltung KO wechselt dementsprechend etwas verzögert auch der Signalzustand an den* einen Eingang eKx 0 der Haltetorschaltung K1, die der zweiten Registerstufe zugeordnet ist Da aber bei diesem ersten Zählimpuls ζ der Zustand der zweiten Registerstufe R1 aufrechterhalten wird, bleibt dementsprechend auch der Signalzustand am zweiten Eingang eKit der Haltetorschaltung Kl erhalten. Erst nach der Verarbeitung des zweiten Zählsignals wechselt auch der zweite Eingang eKlt der Haltetorschaltung Ki seinen Signalzustand, und damit wird diese kurzzeitig durchgesteuert. Das ist auf die verschiedenen Laufzeiten zurückzuführen, die beim Setzen und Rücksetzen einer »1« auftreten. Während beim Rücksetzen einer »1« innerhalb einer Registerstufe nur die Laufzeiten zweier logischer Glieder zu berücksichtigen sind, nämlich der ersten Einganptorschaltung R und des zugehörigen ersten NOR-Gliedes A, werden zum Setzen einer »1« drei logische Glieder benötigt, die zweite Eingangstorschaltung S, das zweite NOR-Glied B und das erste NOR-Glieds. So beginnt in der Serienschaltung der Haltetorschaltungen K eine »0«, die aus einer im Arbeitsbereich zuerst zurückgesetzten »1« entsteht, zu höherwertigen Stellen hin zu laufen, gefolgt von einer »1«, die aus den im Arbeitsbereich umgewandelten »0« hervorgeht. Diese fehlerhafte Durchschaltung einer Haltetorschaltung K muß aber bis zum Eintreffen des nächsten Zählimpulses z, z. B. des dritten Impulses, rückgängig gemacht werden, damit der Zähler einwandfrei arbeiten kann. In ähnlicher Weise macht sich die Laufzeit von in Serie geschalteten Haltetorschaltungen beim Stellenübertrag bemerkbar, wenn eine Kette von Signalzuständen »0« in »1« umgewandelt werden soll. Es muß nämlich die vom vorhergehenden Zähtimpuls an der nicdcrwertigsten Stelle gebildete »0« über alle Haltetorschaltungen K laufen, damit das Voreinstellnetzwerk für den kommenden Zählimpuls vorbereitet ist. In jedem Fall addieren sich die Laufzeiten allgemein bei η im Arbeitsbereich liegenden und in Serie geschalteten Haltetorschallungen. Bezeichnet man die Laufzeit in einer Haltetorschallung K mit tK, so ergibt sich eine gesamte Kettenlaufzeit /(; = η · tK. Addiert man dazu die Laufzeit, ίο die sich aus dem zeitlichen Abstand des Eintreffens des Zählimpulses und dem Abbau des Signalzustandes »1« an der Haltetorschaltung KO der ersten Registerstufe ergibt — sie sei mit /sr bezeichnet —, so läßt sich folgende allgemeine Bets zichung angeben:This is based on the in FIG. 5 illustrated pulse diagram explained in more detail. As already stated, after the processing of the first counting pulse ζ in the first bistable register stage R Q Her, the signal state at input e Ko of the holding gate circuit KO assigned to it changes. Taking into account the gate delay time of the holding gate circuit KO, the signal state at the * one input e Kx 0 of the holding gate circuit K 1, which is assigned to the second register level, changes accordingly with a slight delay.Because, however, with this first counting pulse ζ the state of the second register level R 1 is maintained, accordingly, the signal state at the second input e kit of the holding gate circuit Kl is also retained. Only after the processing of the second counting signal does the second input e Klt of the holding gate circuit Ki also change its signal state, and it is thus controlled through for a short time. This is due to the different runtimes that occur when setting and resetting a "1". While resetting a "1" within a register level only takes into account the runtimes of two logic elements, namely the first input gate circuit R and the associated first NOR element A, three logic elements are required to set a "1", the second input gate circuit S. , the second NOR gate B and the first NOR gate. In the series connection of the stop gate circuits K, a "0", which arises from a "1" first reset in the work area, starts to run to higher-value digits, followed by a "1", which arises from the "0" converted in the work area. This faulty through-connection of a holding gate circuit K must, however, until the arrival of the next counting pulse z, z. B. the third pulse, can be reversed so that the counter can work properly. In a similar way, the running time of holding gate circuits connected in series becomes noticeable when transferring positions when a chain of signal states "0" is to be converted into "1". This is because the "0" formed by the previous counting pulse at the least significant place must run over all holding gate circuits K so that the presetting network is prepared for the coming counting pulse. In any case, the running times generally add up if η is in the work area and is connected in series with stopping gate sound. If one denotes the transit time in a stopping gate sound K with t K , the result is a total chain transit time / (; = η · t K. If one adds the transit time, ίο which results from the time between the arrival of the counting pulse and the reduction of the signal state » 1 «results in the holding gate circuit KO of the first register level - it is denoted by / sr - the following general figure can be given:

tr - tsi f η ■ tK = fs, f tu. t r - t si f η ■ t K = f s , f t u .

Diese Kettenlaufzeit fa läßt sich zwar prinzipiellThis chain running time f a can in principle

ao nicht ausschalten, weil letztlich in jede Haltetorschaltung der Stellenwert der vorhergehenden Registerstufe des Binärzählers eingekoppelt werden muß; erfindungsgemäß läßt sich aber ihre nachteilige Wirkung auf die maximale ZählgeschwindigkeitDo not switch off ao, because ultimately the value of the previous register level of the binary counter is coupled into each hold gate circuit got to; according to the invention, however, their disadvantageous effect on the maximum counting speed can be observed

*5 durch eine einfache Schaltungsmaßnahme vermeiden. Das geschieht dadurch, wie aus Fig. 1 zu entnehmen, daß ,iie Serienschaltung der Haltetorschaltungen K zwischen der vierten und fünften Registerstufe R 3 bzw. R 4 aufgetrennt wird und statt dessen* 5 Avoid with a simple switching measure. This is done, as can be seen from FIG. 1, that the series connection of the holding gate circuits K is separated between the fourth and fifth register stage R 3 or R 4 and instead über ein Sperrglied H mit Inverterfunktion eine Sperrleitung SP an den einen Haitesignalausgang aK, den NOR-Äusgang oder direkt an den anderen komplementären Ausgang der vierten Haltetorschaltung K 3 angeschaltet wird. Durch die Sperrleitung SP A blocking line SP is connected via a blocking element H with an inverter function to the one holding signal output a K , the NOR output or directly to the other complementary output of the fourth holding gate circuit K 3. Through the blocking line SP

wird jeweils ein Eingang der Eingangstorschaltungen S und R der folgenden Registerstufen parallel geschaltet und damit diese Eingangstorschaltungen so lange in ihrem Zustand gehalten, bis sich der Signalzustand auf der Sperrleitung SP ändert.each input of the input gate circuits S and R of the following register stages is connected in parallel and thus these input gate circuits are kept in their state until the signal state on the blocking line SP changes.

Die Wirkungsweise dieser Schaltmaßnahme sei an Hand der F i g. 4 für den Fall eines Stellenübertrages näher erläutert. Wie daraus hervorgeht, wandern yO-Linien zur Bildung des Stellenübertrages von höherwertigen zu niederwertigen Stellen hin. TrenntThe mode of operation of this switching measure is based on FIG. 4 in the event of a job transfer explained in more detail. As can be seen from this, yO lines move to form the position carryover from higher value to lower value positions. Separates man nun die Serienschaltung der Haltetorschaltungen zwischen der vierten und fünften Registerstufe auf, so beginnt die Kettenlaufzeit für die fünfte bis «-te Registerstufe bereits bei der Entstehung der Linie Y 04 mit dem sechzehnten Zählimpuls, .irstIf you now open the series connection of the holding gate circuits between the fourth and fifth register level, the chain running time for the fifth to the «th register level begins as soon as the line Y 04 is created with the sixteenth counting pulse, .irst

so nach weiteren sechzehn Zählereignissen muß der Stellenübertrag vorgenommen werden. Bis dahin können aber selbst bei längen Kettenlaufzeiten sämtliche Haltetorschaltungen K bis zur «-ten Stufe vorbereitet sein. Dies mag ein kleines Beispiel erläu-so after a further sixteen counting events, the position must be carried over. By then, however, all holding gate circuits K up to the «th stage can be prepared, even with long chain running times. This may be explained by a small example.

ss tern. Setzt man eine minimale Impulsfolgezeit dei Zählimpulse mit 100 ns an, so kann die Nullenlaufzeit von der fünften bis zur η-ten Registerstufe 16 · 100 ns = 1600 ns maximal betragen. Bei einei Laufzeit von 10 ns je Haltetorschaltung K könntetss tern. If a minimum pulse repetition time of the counting pulses is set at 100 ns, then the zero delay time from the fifth to the η-th register stage can be 16 · 100 ns = 1600 ns at a maximum. With a running time of 10 ns per holding gate circuit K could dann in dieser Zeit 160 Haltetorschaltungen, die dei Zahl der Registerstufen entsprechen, vorbereitei werden.Then, during this time, prepare 160 holding gate circuits, which correspond to the number of register stages will.

In der F i g. 6 ist eine weitere Ausführungsforrr eines erfindungsgemäßen Binärzählers dargestellt, irIn FIG. 6 shows a further embodiment of a binary counter according to the invention, ir

dem die Serienschaltung der Haltetorschaltungen Λ zwischen dem invertierten Ausgang aK der Haltetor schaltung K1 und einem Eingang dei Haltetorschal tung K1 unterbrochen ist. Statt dessen ist der zweit«which the series connection of the holding gate circuits Λ between the inverted output a K of the holding gate circuit K 1 and an input of the holding gate circuit K1 is interrupted. Instead, the second is "

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Ausgang aK der Haltetorschaltung Λ'1, der Ausgang gut geeignet ist, so daß auch vom praktischen Aufmit NOR-Funktion, mit dem Eingang eines Inverter- bau einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gltedesWl verbunden, dessen Ausgang an die Sperr- her gesehen für geringe Laufzeiten in den logischen leitung SPl angeschlossen ist, durch die die Halte- Gliedern gesorgt werden kann,
torschaltungen S und R der nächsten sieben Stufen 5 Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsdes Binärzählers parallel angesteuert werden. Für formen einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordden in diesem Ausführungsbeispiel dargestellten nung denkbar. So ist es z. B. durchaus möglich, statt Binärzähler mit insgesamt dreißig Stufen werden der dargestellten Verzögerungsglieder Zwisehennoch weitere drei Sperrglieder H2, H3 und H4 be- register zu verwenden, die, ausgelöst durch von den nötigt, die an entsprechende Sperrleitungcn angc- ib Zählimpulsen abgeleitete Übernahmeimpulse, den schlossen sind. Über diese Sperrleitungen, die in der Stellenwert an die entsprechenden Eingänge der F i g. fi a schematisch mit SPn bezeichnet sind, wird I Ialtetorschaltunf ^n verzögert abgeben. Auch ist es jeweils ein Block von sieben Registerstufen über im Gegensatz zu den dargestellten Ausführungsderen Eingangstorschaltungen angesteuert. formen möglich, die Serienschaltung zwischen den Die Fig. 7 zdgt ein Voreinstellnetzwerk, das 15 Haltetorschaltungen schon zwischen der ersten und entsprechend dem in der Fig. 6a dargestellten Vor- zweiten Registerstufe zu unterbrechen. In Anleheinstellnetzwerk aufgebaut ist. Wird dieses Netzwerk nung an das erste in F i g. 1 dargestellte Ausfühmit seinen Ausgängen e'An und eBn an die entspre- rungsbeispiel könnte dann z. B. eine weitere Sperrchenden Eingänge eAn bzw. eBder bistabilen Re- leitung vorgesehen werden, die an den invertierten gisterstufen des in Fig. 6 dargestellten Binärzählers ao Ausgang der ersten Haltetorschaltung KO angeangeschaltet und werden außerdem die Ausgänge eK schlossen ist und an einen zusätzlichen invertierten der Verzögerungsglieder VZ mit den Eingängen έκ Eingang der Haltetorschaltung K3 geführt ist. Dades in Fig. 7 dargestellten Voreinstellnetzwerkes durch läßt sich die bei der in der Fig. 1 dargestellverbunden, dann ist die gesamte Anordnung zum ten Ausführungsform noch wirksame Kettenlaufzeit Vorwärts- und Rückwärtszählen geeignet. Dazu wer- as von vier auf zwei Gatterlaufzeiten weiter reduzieren, den den Eingangstorschaltungen S und R der in Selbstverständlich wäre es von der Logik des Auf-F ig. 6 dargestellten Anordnung zum Vorwärtszählen baus her gesehen auch möglich, die zweite Sperr ,. Zählimpulse zv ül>er die Zählsignalleitung ZS und leitung einerseits an den nicht invertierten Ausgang ]|; entsprechend dem in der Fig. 7 dargestellten logi- dieser HaltetorschaltungKO und andererseits direkt ! sehen Netzwerk Zähltmnulse zH über die Zählsignal- 30 an den Eingang des Sperrgliedes H anzuschließen. fL leitung ZS' zum Zählen* in Rückwärtsrichtung züge- Damit könnte auch die Laufzeit für die Haltetorführt. Am Beispiel des in den Fig.6a und 6b dar- schaltung K3 ausgeschaltet werden. Dies ist aber gestellten Binärzählers zum Zählen in Vorwärts- und technisch nur dann sinnvoll, wenn die Haltetor-Rückwärtsrichtung zeigt sich besonders deutlich, schaltung KO auf eine entsprechende Leistung aus- t daß eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung 35 gelegt ist, um das invertierende Sperrglied H voll | auch für eine Ausführung in integrierter Bauweise wirksam zu halten. * (
Output a K of the holding gate circuit Λ'1, the output is well suited, so that even from the practical Aufmit NOR function, gltedesWl connected to the input of an inverter construction of a circuit arrangement according to the invention, the output of which to the blocking point for short running times in the logical line SPl is connected through which the holding links can be provided,
Gate circuits S and R of the next seven stages 5 Of course, other versions of the binary counter can also be controlled in parallel. For forms of a circuit arrangement according to the invention, the voltage shown in this exemplary embodiment is conceivable. So it is B. quite possible, instead of binary counters with a total of thirty steps, the delay elements shown are to use a further three blocking elements H2, H3 and H4 which are triggered by the takeover pulses derived from the corresponding blocking lines are closed. Via these blocking lines, which are connected to the corresponding inputs of the F i g. fi a are denoted schematically by SPn , Ialtorschaltunf ^ n will be delayed. In contrast to the embodiment shown, there is also a block of seven register stages controlled by their input gate circuits. 7 shows a presetting network that interrupts the 15 holding gate circuits between the first and, corresponding to the pre-second register stage shown in FIG. 6a. Is set up in lean-to-loan network. If this network is connected to the first in FIG. 1 shown embodiment with its outputs e ' An and e Bn to the corresponding example could then z. B. a further Sperrchenden inputs e e B "of the bistable circuit Re- be provided on or which is to the inverted of the binary counter shown in FIG. 6 ao output of the first Haltetorschaltung KO gisterstufen is turned on, and the outputs e K are also included and to an additional inverted of the delay elements VZ with the inputs έ κ input of the holding gate circuit K 3 is performed. The presetting network shown in FIG. 7 can be connected to the display in FIG. 1, then the entire arrangement is suitable for counting up and down counting, which is still effective chain running time. For this purpose, the gate delay times of the input gate circuits S and R are reduced from four to two. Of course, it would depend on the logic of the Auf-F ig. 6 shown arrangement for counting up structurally also possible, the second blocking,. Counting pulses z v ül> er the counting signal line ZS and line on the one hand to the non-inverted output] | ; corresponding to the logic shown in FIG. 7 this holding gate circuit KO and on the other hand directly! see network counting pulses z H to connect to the input of the blocking element H via the counting signal 30. f L line ZS ' for counting * in the reverse direction, this could also run the running time for the stop gate. Using the example of the circuit K 3 shown in FIGS. 6a and 6b. But this is made binary counter for counting in the forward and technically only makes sense if the Haltetor-backward direction is particularly apparent, KO circuit for a corresponding benefit off t that a device according to the invention is placed 35 fully to the inverting blocking member H | also to be kept effective for an implementation in an integrated construction. * (

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche.Claims. 1. Schaltungsanordnung für einen elektronischen Binärzähler für hohe Zählgeschwindigkeiten mit η bistabilen Registersü'fen zum Zählen von 2" Zählimpulsen und mit einem Voreinstellnetzwerk zum Ansteuern dieser bistabilen Registerstufen, in dem Eingangstorschaltungen, denen die _ ihlimpulse über eine Zählsignalleilung parallel zugeführt werden, den Eingängen jeder der bistabilen Registerstufen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Registerstufe (A; B) nur eine Haltetorschaltung (Kn) zugeordnet ist, die einen Ausgang einer vorhergehenden Registerstufe mit einem Eingang einer nachfolgenden Registerstufe logisch verknüpft und dazu mit den Haltetorschaltungen der benachbarten Registerstufen in Serie geschaltet ist, daß die Serienschaltung der Haltetorschaliungen zwisch:?;«. einer m-ten und der (m l l)ten Registerstufe (/.B. R 3 und R 4) unterbrochen ist und an einen Haltesignalausgang K) der »i-ten Haltetorschaltung (K 3) eine Sperrleitung (SP) angeschlossen ist, durch die die Eingangstorschaltungen (S bzw. R) der der /η-ten Registerstufe folgenden höheren Registerstufen (R4... Rn) parallel geschaltet sind.1. Circuit arrangement for an electronic binary counter for high counting speeds with η bistable Registersü'fen for counting 2 "counting pulses and with a presetting network for controlling these bistable register levels, in the input gate circuits, to which the _ ihlimpulse are fed in parallel via a counting signal line, to the inputs of each of the bistable register stages, characterized in that each register stage (A; B) is assigned only one holding gate circuit (Kn) which logically links an output of a preceding register stage with an input of a subsequent register stage and for this purpose with the holding gate circuits of the adjacent register stages in series is connected so that the series connection of the stop gate formwork between:?; «. an m-th and the (m l l) th register stage (/.B. R 3 and R 4) is interrupted and to a stop signal output K ) of the" i-th holding gate circuit (K 3) a blocking line (SP) is connected through which d ie the input gate circuits (S or R) of the higher register stages (R4 ... Rn) following the / η-th register stage are connected in parallel. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei einer großen Anzahl bistabil^ Registerstufen mehrere Sperrleitungen (SPn) vorgesehen sind, wobei von einer Sperrleitung nur dn bestimmter Teil der höheren RegisEerstufen parallel angesteuert wird und die über je ein invertierendes Spenglied (H \ bis H4) parallel an einen Haltesigrialausgang (αΛ·) der m-ten Haltetorschaltung (Km) angeschlossen sind.2. Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that, with a large number of bistable register stages, several blocking lines (SPn) are provided, with only a certain part of the higher register stages being controlled in parallel by a blocking line and each via an inverting blocking element (H \ to H 4) are connected in parallel to a holding signal output (α Λ ·) of the m-th holding gate circuit (Km) . 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch eine weitere mit dem Haltesignalausgang der ersten Haltetorschaltung verbundene Sperrleitung, über die die Eingangstorschaltungen der zweiten bis m-ten Registerstufe und die Haltetorschaltung der m-ten Registerstufe parallel angesteuert werden.3. Circuit arrangement according to claim I or 2, characterized by a further with the hold signal output of the first hold gate circuit connected blocking line via which the Input gate circuits of the second to m-th register levels and the holding gate circuit of the m-th register stage can be controlled in parallel. 4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 zum Vorwärts- und Rückwärtszählen von Zählimpulsen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartig aufgebaute Voreinstellnetzwerke (I.N) mit je einer Zählsignalleitung (ZS bzw. ZS') vorgesehen sind, von denen dem Binär?:ähier über die eine Zählimpulse für die Vorwärtsrichtung (zv) und über die andere Zählimpulse für die Riickwärtsrichtung (z.R) zugeführt werden, daß die beiden Netzwerke derart an die bistabilen Registerstufen angeschaltet sind, daß der Ausgang einer Eingangstorschaltung des einen Netzwerkes an den einen Eingang und der Ausgang der entsprechenden Eingangstorschaltung des anderen Netzwerkes an den anderen Eingang einer Registerstufe angeschaltet ist und daß die beiden komplementären Ausgänge dieser Registerstufe jeweils einem Eingang der einander entsprechenden Haltetorschakungen beider Netzwerke zugeordnet sind. ,4. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 3 for upward and downward counting of counting pulses, characterized in that two similarly structured presetting networks (IN) each with a counting signal line (ZS or ZS ') are provided, of which the binary?: Ähier One of the counting pulses for the forward direction (z v ) and the other counting pulses for the backward direction (z. R ) are supplied so that the two networks are connected to the bistable register stages in such a way that the output of an input gate circuit of one network is connected to the one The input and output of the corresponding input gate circuit of the other network is connected to the other input of a register stage and that the two complementary outputs of this register stage are each assigned to an input of the corresponding holding gates of both networks. ,
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