Počítače frekvence dělení 3: polomodulární schémata na binárních prvků
Ternární přepočítací zařízení dělí frekvenci vstupních impulsů 3. Taková schémata jsou postavena výhradně z binárních logických prvků a patří k polomodulárním sekvenčním strukturám. Koeficient 3 je zvolen jako nejbližší k mocnině dvou, což minimalizuje rozdíly oproti standardním binárním počítačům a zjednodušuje pochopení principů pro libovolné dělitele.
Sekvence práce je zajištěna indikátorem ukončení přechodových procesů, který předchází závodům a zajišťuje determinismus.
Počítací klopné obvody jako základní prvek
Nejjednodušší sekvenční počítací klopný obvod ze tří prvků je popsán rovnicemi:
X = X Z ∨ Y ¬Z
Y = Y ¬Z ∨ ¬X Z
Z = X Y ∨ ¬X ¬YPrvek X zachovává stav při Z=1 a přijímá hodnotu vstupu při Z=0. Y zapamatuje při Z=0 a invertuje X při Z=1. Z se aktivuje při X=Y (po spuštění X) a nuluje se při X≠Y (po Y), slouží jako indikátor dokončení přechodu.
Dokonalá realizace na RS-klopných obvodech bez zakázaného stavu 11 (obr.1,c) přeměňuje schéma na jednoduchý počítací klopný obvod. Přerušení propojky tvoří vstup a indikaci přechodů. Autogenerace zajišťuje druhý takt.
Známé varianty jednoduchých klopných obvodů (obr.2):
- Harvardský na NAND s horním indikátorem.
- Master-slave na duálních klopných obvodech s různou polaritou signálů.
- Analog s AND-OR-NOT a OR-AND-NOT pro zjednodušení.
Binární počítač mod 3
Základem je dvoumístný sekvenční počítač na Harvardských klopných obvodech (obr.3,a). Přetečení (stav 3) je přesměrováno na 1 přidáním invertoru: signál přetečení + invertovaný blokuje indikátor a vstup do dokončení přechodu (obr.3,b).
Výhody:
- Univerzalita pro k≠2ⁿ.
- Řízený koeficient dělení (analog K155IE8).
Nevýhoda: zpomalení na 'kulhavém' přechodu po přetečení.
Distribuční prstencová schémata
Prototyp — prstenec ze tří invertorů (obr.4,a). Synchronizace taktovým signálem a indikátor přechodů jsou realizovány na invertujících G-klopných obvodech (C-prvky): výstup 1(0) při všech vstupech 0(1), jinak paměť.
Prstenec cyklicky přechází mezi skupinami stavů (dvě 1 + nula / dva 0 + jednotka). Indikátor (AND-OR) spustí se při změně skupin, generuje takt 3krát častěji než prvky prstence (obr.4,b).
Dokonalá realizace (obr.4,c) — dvoutaktní na ramenech klopných obvodů, poziční počítač.
Třístavové klopné obvody v počítačích
Bistabilní RS-klopné obvody jsou nahrazeny třístavovými: dolní/horní v Harvardském klopném obvodu (obr.5,a) na třech NAND každý. Zvláštnosti:
- Dvě jednotky ve stabilních stavech, tři — v přechodném.
- Nastavení: 0 na vstupy prvků s 1 na výstupech.
Co je důležité
- Polomodulární schémata na binárních prvků zajišťují dělení 3 bez specializovaných ternárních logik.
- Indikátor Z je kritický pro sekvenci, předchází závodům v prstencích a počítačích.
- Univerzalita binárních základů: od K155IE8 po moderní FPGA.
- G-klopné obvody (C-prvky) jsou ideální pro asynchronní distributory.
- Nahrazení třístavovými prvky rozšiřuje bitovou šířku bez růstu prvků.
— Editorial Team
Zatím žádné komentáře.