184361. lajstromszámú szabadalom • Háromállapotú elektronikus kapuáramkör, valamint ezekkel kialakítható háromértékű kombinációs és szekvenciális kapcsoló hálózat
1 184 361 2 kapu szimbolikus jelölését szemléltetik, az 5e.—5h. ábrán viszont az egybemenetű négyféle kapuáramkör szimbolikusjelöléseit láthatjuk. Az Sa.—Sh. ábrákon látható kapuáramkör szimbólumok mindegyike ugyanazt a4. ábrán látható áramkört jelöli. Közöttük csupán annyi a különbség, hogy a 11 és 12 sarkokra adott előfeszültségek polaritása eltérő. A 6a. ábra az irodalomból ismert diódás VAGY kaput a 6b. ábra annak szimbolikus jelölését tartalmazza. Rájöttünk arra, hogy a gazdaságos realizálást segítjük elő, ha a kétértékű logikai hálózatokban használt diódás kapukat, háromértékű logikai áramkörünkben is használjuk. Méréseink szerint ezek előnyösen kapcsolhatók össze az 5. ábrán látható találmány szerinti áramköreinkkel. Mivel a diódás áramkör felépítése és működése a kétértékű logikai hálózatokból közismert, ezért csak mátrix alakban adjuk meg azt, hogyan viselkedik ez az áramkör akkor ha az a és b bemenetek és az f föld-pont közé pozitív, illetve negatív impulzusokat adunk. a b 1 0-1 1111 0 10 0-1 1 0-1 A 7a. ábra az irodalomból ismert diódás ÉS kaput a 7b. ábra annak szimbolikus jelölését tartalmazza. Az áramkör a következő háromértékű függvényt realizálja: a b 1 0-1 1 10-1 0 0 0 -1 -1 -1 -1 -1 Ezen mátrixok jelölése megegyezik a 4. ábra kapcsán ismertetett mátrixok jelöléseivel. Fentebb már kimutattuk, hogy a 6a., illetve 6b., valamint 5e—Sh. ábrákon szimbolikusan jelölt áramkörökkel funkcionálisan tetszőleges változójú háromértékű függvény realizálható. Áramköreink tervezhetősége és előnyős felhasználhatósága érdekében kidolgoztunk — új háromértékű logikai rendszert — háromállapotú kapuáramköreinknek a Boole algebrától eltérő új algebráját — a háromértékű igazságtáblázatok kiolvadási módszereit, valamint számítógépes egyszerűsítését — az optimalizált háromértékű algebrai kifejezéseink gazdaságos realizálását kapuáramköreinkkel. Találmányunk alapján nem csak kombinációs hanem szekvenciális hálózatok is tervezhetők. Fentiek alátámasztására a 8. ábrán aszinkron üzemmódú háromérték tárolására alkalmas billenő áramkört mutatunk be. Mivel az áramkör már általunk ismertetett részekből tevődik össze, csupán dinamikus működését ismertetjük. A találmány szerinti 8. ábrán látható áramkörnek négy állapota van, ezért három logikai érték: 1,0, —1 beírható és tárolható. A kapcsolás lehetséges négy állapota a következő: 1. Alapállapot: Bemenő szintek Ua = 1; Ub = —1 4 Kimenő szintek: maradnak abban az állapotban, amelyben voltak. Ez a tartás a tárolás állapota. 2. Az 1 állapot: Bemeneti szintek Ua = 1; Ub = —1 Kimeneti szintek Uj = —1; Uj = 1 Ez az 1-es beírás. Megszüntetve a beíró impulzust az, ,a” és, ,b” bemenetekben vissza kell állítani az alapállapotnak megfelelő negatív feszültséget: Ua = 1; Ub = 1. Ilyenkor a kimenet marad az 1-es állapotnak megfelelően: U; = 1; Uj = 1. 3. A —1 állapot. Bemeneti szintek:Ua = 1; Ub = 1. Kimeneti szintek: U; = 1; Uj = 1. Ez a —1-es beírás. Megszüntetve a beíró impulzust és a bemenetekre az alapállapotnak megfelelő negatív feszültséget kapcsolva a —1-es állapot tárolódik: Ua = —1; Ub = —1 U; = 1: Uj = -1 4. A 0 állapot. Bemeneti szintek: Ua = 0; Ub = 0 Kimeneti szintek: Uj = 0; Uj = 0 Ez a törlés állapota. Megszüntetve a törlést és ha a bemenetre visszajön a negatív feszültség, akkor a kimeneti feszültségek változatlanok: Ua = -1; Ub = —1 U; = 0; Uj = 0 A 8. ábrán látható kapcsolás a 9. ábra szerinti kis módosítással alkalmas arra, hogy szinkron üzemmódban dolgozzon. E célból az óragenerátor a 13 sarkon csatlakozik, s a kapcsolás i és j kimenetekkel rendelkezik. Az óragenerátor negatív feszültséget ad amely csak az engedélyezés időpillanatában változik rövid időre pozitív értékűvé. Mivel az ÉS kapun mindig a minimális érték mehet át, az alaphelyzethez szükséges negatív feszültséget az óragenerátor biztosítja. Tehát a 9. ábrán látható kapcsolás a és b bemenetére előkészítő szintet lehet kapcsolni, mert ez csak akkor lesz hatásos, ha az óragenerátor jele pozitívbe vált át rövid időre. A beírások megtörténte után, mivel a VAGY kapukon csak a maximális értékek jutnak át, a beírt értékek tárolódnak. A beírt értékek tárolásáról az óragenerátor negatív szintje is gondoskodik. Az elmondottak alapján tárolóinkkal háromértékű számláncokat is kialakíthatunk. A találmány szerinti kapuáramkörökkel kialakítható kapcsolóhálózat illusztrálását a 10. ábrán mutatjukbe. A10. ábrán feltüntetett kapuáramköreinkből felépített 14 kombinációs hálózatunknak n számú Ui.. .U„ bemenete és m számú Ki...K)c kimenete van. Az m számú kimenet közül V1.. .Vv kimenet a háromállapotú 15 tároló áramkörbe (1. 8. és 9. ábra) megy, amelynek ej.. .ee kimenete a 14 kombinációs hálózatban lévő IQ. ábra szerinti áramkör tranzisztorainak előfeszítését állítja be. Amennyiben a feladat megkívánja, az n számú U i.. .U„ bemenetieken olyan jelkombináció érkezhet, amely a Vj.. .Vv kimeneteken keresztül átbillenti a tároló áramköröket és azok megváltoztatják a 14 kombinációs hálózat tranzisztorainak előfeszítéseit, és ezáltal azt egy másik kombinációs hálózattá alakítja át. Ezáltal lényegében, .hardware” változásokat tudunk elérni az előfeszítések polaritásának a megváltoztatásával. Találmányunk nem korlátozódik csak az ismertetésben vázolt 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
