Синтез распределителя импульсов в коде Джонсона

В цифровой технике часто используется кодирование состояний кодом Джонсона, когда элементы памяти последовательно друг за другом переходят в состояние 1, а затем последовательно переходят в состояние 0 (иногда такое кодирование называют «волной единицы» и «волной нулей»).

В первую очередь это используется в счетчиках (счетчики Джонсона, счетчики Мёбиуса, счетчики Либау-Крейга), но на основе счетчиков можно строить и распределители импульсов [6,22].

И счетчики и распределители имеют достаточно простую схему, высокое быстродействие, не имеют паразитных импульсов на выходах и импульсов тока питания, так как при переходе от состояния к состоянию изменяет состояние один триггер. Кроме того, они отличаются регулярностью (однородностью) структуры, которая не зависит от разрядности (в отличие от других, например, счетчиков или распределителей в двоичном коде или счетчиков и распределителей в коде Грея). Словесное описание закона функционирования такого распределителя полностью идентично словесному описанию распределителя в коде Грея. При одинаковом количестве выходов таблица переходов 3.2 аналогична таблице 3.1, но кодирование ее состояний проведено в соответствии с кодом Джонсона.

Таблица 3.1

Рис. 3.1 Схема распределителя импульсов в коде Грея

Функции переходов и функции выходов получены таким же способом (подбором) и приведены справа от Таблицы 3.2.

Функции выходов совпадают в данном случае с функциями переходов. Можно сравнить эту схему, например, со схемой распределителя импульсов в коде Джонсона, описанной в [27].

Можно отметить определенное преимущество полученной схемы в части использования вентилей. Их значительно меньше, так как на выходах не используются дополнительные вентили как в [27], хотя используемые вентили не 2-х входовые как в [27], а трехвходовые.

У полученной в результате синтеза схемы более высокое быстродействие, так как при прохождении входного импульса на один из выходов переключается только один вентиль «И», а не два, как в схеме [27]. Схема более однородна. Это говорит о возможностях получать при использовании формализованных методов синтеза устройства с лучшими параметрами, чем при «интуитивном проектировании».

Схема распределителя приведена на рис. 3.2