DE2829709C2 - Verfahren und Anordnung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufein-

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J* atiuti iutgi.itu\.i iiiipuiji.jrni\,ii. Ubioiugv iiitpuuivtgvii

sind insbesondere zum Austesten von Speicherprodukten (Speicher mit zugehörigen Pufferspeichern) u. a. mit erforderlich.
Beim Austesten von Speicherprodukten wird diesen ein entsprechendes impulsmuster zugeführt (Fig.4, 5). Das Verhalten des Speicherproduktes hinsichtlich dieses Impulsmusters wird aufgezeichnet und mit theoretischen Wunschwerten verglichen. Der Vergleich beider Werte ermöglicht eine Aussage, ob das Speicherprodukt wie gewünscht arbeitet oder ob an bestimmten Stellen Fehler vorliegen.

Die zu erzeugende Impulsfolge ist zunächst theoretisch durch die Spezifikationen des Speicherproduktes

vorgegeben. Ausgehend von diesen theoretischen Werten muß es praktisch von einem Impulsgenerator erzeugt werden.

Bisher wurde ein Speicherprodukt mit einer eigens für dieses Produkt geschaffenen Hardware-Testeinrichtung geprüft. Solche Hardware-Testeinrichtungen sind jedoch mit dem Nachteil behaftet daß sie nur für ein spezielles Speicherprodukt verwendet werden können. Weiterhin sind 'olche Hardware-Testeinrichtungen mit dem Nachteil behaftet, daß sogenannte Wartezeiten in Kauf genommen werden müssen. In diesen Wartezeiten können sich bestimmte Veränderungen im auszutestenden Produkt einstellen. Unter solchen '"'eränderungen kann das Ent- oder Umladen von K- aritäten verstanden werden und andeies mehr

Zur näheren Erklärung sei bemerk« ic" für ein möglichst optimales Austesten aitc^h civ. Fall zu berücksichtigen ist, daß bei einem \ rier Produktseite her bestimmten Ereignis eir Impulsfolge von einer anderen abgelöst werden muli. ■:— heißt, die ursprüngliche Impulsfolge ist durch eine neue Impulsfolge beim Auftreten eines solchen Ereignisses zu ersetzen. Das Umschalten von einer Impulsfolge auf eine 'ndere erforderte bei herkömmlichen Hardware-Testeinrichtungen eine bestimmte Zeit. Ein nahtloses Umschalten war aus technischen Gründen nicht möglich, da das Umschalten auf eine neue Impulsfolge erst zu einer Zeit erfolgen kann, wenn immer auftretende Umschak-Einschwingvorgänge abgeklungen sind. Durch die Inkaufnahme einer dadurch bedingten Wartezeit mußte jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden, daß sich während dieser Wartezeit andere Konditionen im auszutestenden Produkt einstellen konnten.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulsfolgen vorgeschlagen, über die im folgenden Näheres ausgesagt wird. Dieses vorgeschlagene Verfahren und die zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagene Anordnung (DE-OS 27 v6 743) sind jedoch mit dem Nachteil behaftet, daß die zeitliche Auflösung der durch sie erzeugbaren Impulszyklen nur im 10-nsec-Bereich liegt, mit anderen Worten: Mit Hilfe des vorgeschlagenen Verfahrens ist es nur möglich, Impulszyklen ab 30 nsec aufwärts mit ca. iö-nsec-Rasierung zu erzeugen jeder Impulszyklus wird durch einen kurzzeitigen Zyklusstartpuls eingeleitet. Es ist möglich, von diesem Zyklusstartpuls innerhalb des Zyklus einen Impuls vorgebbarei Breite und vorgebbaren zeitlichen Abstandes zum Zyklusbeginn abzuleiten (F i g. 14A).

Eine höhere zeitliche Auflösung der Impulszyklen ist mit dem ursprünglich vorgeschlagenen Verfahren und der ursprünglich vorgeschlagenen Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens durch die begrenzte Schnelligkeit selbst modernster Schaltkreistechnologie nicht möglich, d. h., impuiszykicn mn i. 3. 3C, 4G, GC, SC. 90 nsec Dauer sind möglich, nicht aber solche mit z. B. 32. 37. 43. 57 oder 69 nsec Dauer Für viele Anwendungen sind jedoch gerade solche !mpulszyklen hoher zeitlicher Auflösung (z. 3. im 1-nsec-Bereich) erforderlich, beispielsweise für das Austesten sehr schneller Speicherprodukte u. a. m.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, unter Anwendung des ursprünglich vorgeschlagenen Verfahrens — ohne Verwendung schnellerer, bisher noch nicht bekannter Schaltkreise — eine Möglichkeit zur größeren zeitlichen Auflösung zu erzeugender, zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen anzugeben.

Diese Aufgabe wird in vorteilhafter Weise erfindungsgemkß durch die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 7 angegebenen Maßnahmen gelöst Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

ι Ii F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen mit hoher zeitlicher Auflösung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgenj der Impulszyklen mit niederer zeitlicher Auflösung,

F i g. 3 eine schematische Darstellung von Zählimpulsen mit dem Vermerk bestimmter Zeitpunkte im Zusammenhang mit der Betriebsweise der Schaltung nach F i g. 2,

F i g. 4 eine schematische Darstellung von aufeinanderfolgenden Impulsfolgen,

F i g. 5 eine schemaüsche Darstellus.^ eines Impulsmustergenerators und eines Speicherproduktes, Fig.6 eine schematische Darstellung eines IiTipuls-Verlaufes unter Vermerk einzelner Zeitpunkte, weiche für das Verständnis bei der Erzeugung zeitlich unmittelbüi aufeinanderfolgender Impulszyklen mit einer Schaltung nach F i g. 2 erforderlich sind,

F i g. 7 eine schematische Darstellung eines Speichers jo mit Programmteilen zur Erzeugung verschiedener Impulsfolgen,

F i g. 8 eine vereinfachte Darstellung einer Schaltung zur Erzeugung von Impulsfolgen unter Verwendung zweier Oszillatoren,

F i g. 9 eine stark vereinfachte Schaltung zur Darstellung des Prinzips der Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulsfolgen mit Hilfe eines Abwärtszählers,

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Impulserzeugung nach Auftreten des Zyklusbegin"*impulses,

F i g. 11 eine detaillierte Darstellung der Zeitgebungsschaltung nach F i g. 1,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eiiies Zähltaktverlaüfes unter Vermerk einzelner Zeitpunkte, welche für das Verständnis bei der Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen gemäß Schaltung nach F i g. 1 erforderlich sind,

F i g. 13A, 13B eine schematische Darstellung von so Impulsdiagrammen mit Auflösungen im 10-nsec- und 1 -nsec- B3reich,

Fi g. 14A und 14B eine schematische Darstellung zur Tastung von Sendefrequenzen mit einer Impulsfolge, welche mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 1 erzeugbar ist,

T-: _ «ff _: t „*; u— rv«^»_nlli._nn Α1-\,-_Λι.π— —,

ι igi-' vi.iv. ον.ιη.ΐΜοιίαΛ.ΐΐΟ UuToiCLUng SiSSrCier, urn

eine Trägerfrequenz gruppierter Modulationsirequenzen.
Zunächst wird ·< jf das ursprünglich vorgeschlagene Verfahren i/nd die Anordnung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszykien eingegangen.

In Fig.5 ist in stark schematisierter Form gezeigt wie ein programmierter Impulsmustergenerator 20 ein Impulsmuster erzeugt, mit dem ein Speicherprodukt 2i zu dessen Austestung beaufschlagt wird. Dabei können dem Speicherprodukt auf ein oder mehreren Leitungen aufeinanderfolgende Impulsfolgen zugeführt werden.

Die Programmierbarkeit des Impulsmustergenerators gestattet es, diesen universell für verschiedene Speicherprodukte einzusetzen. Die verwendete Programmiersprache, über die an späterer Stelle noch Genaueres ausgesagt wird, sieht dabei die Möglichkeit vor, in jedem Befehl eine Zeitangabe zu machen. Diese Zeit gibt die Gesamtzeit an, in welcher dieser Befehl (ein Produktzyklus) — inklusive einer möglichen Branch* Operation — ausgeführt wird In arideren Worten: Diese Zeitangabe drückt aus, nach weicher Zeit der nächste Befehl beginnt

In F i g. 6 ist ein Impulsverlauf schematisch wiedergegeben unter Vermerk einzelner Zeitpunkte, welche für das Verständnis bei der Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen mit einer Schaltung nach F i g. 2 erforderlich sind Mit den in F i g. 6 dargestellten Impulsen /1 und / 2 wird das bpeicherprodukt beaufschlagt. Ein sogenannter Produktzyklus umfaßt die Zeit TV z. B. von der Rückflanke eines Impulses zum anderen. Es wird davon ausgegangen, daß beim Auftreten einer bestimmten Kondition im Produkt das Umschalten eines Zyklus zu einem anderen nahtlos erfolgen soll. Eine solche Kondition tritt aber bereits zum Zeitpunkt /«,„ vor dem Ablauf eines Zyklus auf. An diesen Zyklus müßte sich dann ein weiterer zeitlich nahtlos anschließen. Zum Zeitpunkt /«„ muß es also bereits möglich gemacht werden, die Erzeugung des folgenden Zyklus vorzubereiten.

F i g. 7 zeigt dazu nähere Einzelheiten in schematicher Darstellung. Es sei angenommen, daß die einzelnen Zyklen Ober bestimmte Programmteile, z. B. Pi und PZ die an verschiedenen Stellen eines Computerspeichers 1 gespeichert sind, erzeugt werden. Wenn an die Erzeugung eines Zyklus, z. B. durch den Programmteil PX, die Erzeugung eines unmittelbar folgenden Zyklus durch den Programmteil P2 anschließen soll, muß das Programm vom Programmteil P1 zum Programmteil Pl verzweigen. Zur Ausführung dieser Verzweigung dient eine sogenannte Branch-Operation. Wenn also zum Zeitpunkt tan eine Kondition auftritt, weiche besagt, daß der folgende Zyklus z. B. durch den Programmteil P2 erzeugt werden soll, so kann bereits zu diesem Zeitpunkt r_ron eine Branch-Operation zum Programmteil P 2 ausgeführt werden. Demnach laufen vom Zeitpunkt f«,„ab also zwei Vorgänge parallel ab:

1. Die weitere Ausführung des Impulses / 2 und

2. die Ausführung des Branch-Befehls zum Programmteil PZ

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Es sei gewährleistet — wie im folgenden noch ausführlicher beschrieben wird —, daß nach Beendigung des Impulses /2 die Branch-Operation auch ausgeführt wurde, so daß sich vom Zeitpunkt te an die Erzeugung des ne;;en Zyklus durch den Programmteil P2 zeitlich unmittelbar anschließen kann. Mit anderen Worten: Während der Ausführung der Branch-Operation läuft der alte Zyklus weiter bis zu seinem Ende.

Wie in Fig.8 vereinfacht dargestellt, wurden zur Erzeugung zweier aufeinanderfolgender Zyklen nach dem Stand der Technik zwei Oszillatoren 22 und 23 verwendet

Es sei davon ausgegangen, daß beide Oszillatoren wahlweise über den Schalter 24 auf eine gemeinsame den Umschaltzeitpunkt nach Abklingen des immer vorhandenen Einschwingvorganges auf eine ganz bestimmte exakte Zeit zu definieren.

Dieser Nachteil tritt bei dem Ursprünglich vorgeschlagenen System, wie es in stark vereinfachter Form zunächst in F i g. 9 dargestellt ist, nicht auf.

In F i g. 4 sind drei aufeinanderfolgende Impulsfolgen, Impulsfolge 1,2 und 3, dargestellt
Die einzelnen Zyklen innerhalb der Irnpülsfolgen sind

gleich lang. Ein Zyklus reicht von einer auf der Zeitachse nach unten stark ausgezogenen Markierung bis zur darauffolgenden. In Fig.4 umfaßt dip Impulsfolge I. welche beispielsweise durch den Programmteil Pi (F i g. 7) erzeugt wird, insgesamt drei Zyklen ä 80 nsec; die Impulsfolge 2. welche durch den Programmteil P2 (F i g. 7) erzeugt wird, insgesamt zwei Zyklen a 170 nsec und die Impulsfolge 3. welche durch den Programmteil Pl (Fig. 7) erzeugt wird, zwei Zykien ä 50nsec. Innerhalb jedes Zyklus in der gleichen Impulsfolge tritt ein Impuls auf. Der Impulsbeginn kann mit dem Zyklusbeginn zusammenfallen; er kann aber auch je nach Festlegung erst zu einer bestimmten Zeit nach Zyklusbeginn auftreten. Die Impulslänge kann je nach Festlegung variieren. Jedoch sind innerhalb aller Zyklen in ein und derselben Impulsfolge alle Impulsrelationen gleich.

Zum besseren Verständnis sei darauf hingewiesen, daß die ir Fig.2 bzw. Fig.9 gezeigte Schaltung der Erzeugung eines Zyklusbeginns dient, während die Erzeugung eines Impulses innerhalb eines Zyklus mit herkömmlichen Mitteln erfolgt, auf die auch noch näher eingegangen wird.

Die ursprünglich vorgeschlagene Schaltung (F i g. 9) umfaßt im wesentlichen einen Oszillator 19. einen Abwärtszähler 3 und einen Speicher 1. In diesem Zusammenhang ist die Verwendung nur eines Oszillators, der auf dem Abwärtszähler 3 arbeitet wesentlich. Der Abwärtszähler 3 startet mit einem Ausgangswert, der von einer adressierten Stelle aus dem Speicher 1 in diesen Zähler geladen wird. Der Zählerausgangswert entspricht der jeweiligen Zeitangabe in dem programmierten Befehl. Das Abwäriszählen erfolgt mit einer Frequenz von maximal ca. 100 MHz. (Höhere Frequenzen können zur Zeit djrch die begrenzte Schnelligkeit selbst modernster verfügbarer Schaltkreise nicht angewendet werden.) Die Zählimpulse sind dabei 10 nsec voneinander entfernt Bevor während des Abwärtszählprozesses der Zählerstand Null erreicht wird, erfolgen bestimmte Maßnahmen. So wird zu einem Zeitpunkt von z. B. 20 nsec vor Ablau' des Zählvorganges auf den Zählerstand Null das Laden c*es Abwärtszählers mit einem neuen Ausgangswert vorbereitet Das Laden des neuen Ausgangswertes erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem bei Fortführung des alten Zählvorganges der Zählerstand Null erreicht würde.

Dadurch ist gewährleistet, daß sich an den alten Abwärtszählvorgang zeitlich unmittelbar ein neuer Abwärtszählvorgang anschließen kann, ohne daß Wartezeiten in Kauf genommen werden müssen. Solche Wartezeiten können entstehen, wenn z.B. der alte Zählvorgang bis zu dem Zählerstand Null durchgeführt würde, dann anschließend das Laden eines neuen Ausgangswertes in diesen Zähler erfolgen würde, wonach sich dann erst ein neuer Abwärtszählvorgang

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Ausgangsleitung arbeiten. Bei der Umschaltung eines es anschließen könnte.

durch den Oszillator 1 erzeugten Zyklus auf einen durch Um die zeitaufwendige Branch-Operation entspre-

den Oszillator 2 zu erzeugenden Zyklus treten jedoch chend zu berücksichtigen, erfolgt z. B. 50 nsec vor immer Einschwingvorgänge auf. Es ist nicht möglich. Ablauf eines Zählvorganges eine Abfrage, ob eine

Branch-Kondition vorliegt. Ist dies der Fall, so wird diese Branch-Operation zu diesem Zeitpunkt bereits eingeleitet, damit durch sie noch rechtzeitig vor Abiauf des alten Zählvorgarcges ein neuer Zählerausgangswert zur Verfügung gestellt werden kann, der, wie zuvor beschrieben, im »letzten Moment« des alten Abwärtszählzyklus in den Zähler geladen wird. Die schaltungstechniscte ι Einzelheiten sind in F ί g. 2 dargestellt und werden anschließend näher beschrieben. Es sei in d|esem Zusammenhang bemerkt, daß die Erzeugung eines Impulses für den Zyklusbeginn vom Abv-ärtszähler abgeleitet wird.

\n dieser Stelle sei zunächst nur so viel bemerkt, daß zur Festlegung des Zyklusbeginns auf Leitung 15 ein kurzzeitiger Zyklusbeginnimpuls erzeugt wird. Nach Zeitablauf eines Zyklus wird dann wieder ein neuer Zyklusbeginnimpuls erzeugt, wobei alle Zyklen zeitlich unmittelbar aufeinander folgen.

Ausgehend von der Vorderflanke eines Zyklusbeginnimpulses können mit herkömmlichen Mitteln innerhalb der Zeit eines Zyklus Impulse vorgegebener Zeitrelationen erzeugt werden, wie sie z. B. in F i g. 4 dargestellt sind.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Schaltung zum Laden des Abwärtszählers 3 mit einem Ausgangswert aus einem adressierbaren Speicher 1 und eine Detektorschaltung 5 zur Feststellung eines bestimmen Zählerstandes. Diese Detektorschaltung dient auch zur Vorbereitung des Nachladens des Abwärtszählers 3. Mit einem neuen Ausgangswert aus einem Speicher 1. Dieses Nachladen erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem der Zähler 3 beim Abwärtszählen den Zählerstand Null erreichen würde.

Der Zähler 3 wird über die Taktleitung 9 und die Leitung iO mit 100-MHz-ImpulseT beaufschlagt Bei diesem Zähler kann es sich beispielsweise um einen 8-Bit-Biniirzähler handeln. Er weist Ausgangsleitungen 4 für die Zählerstände 1.2,3.4.5,6,7 und 8 auf. Sämtliche Ausgänge des Zählers 3 sind bis auf den Ausgang für den Zählerstand 2 mit der UND-Schaltung 5 verbunden. Es gilt folgende Zuordnung: binäre Null = negatives Eingangssignal für die UND-Schaltung; binäre Eins = positives Eingangssignal für die UND-Schaltung.

Es sei angenommen, daß das UND-Glied durchschaltet, wenn alle seine Eingangsleitungen negativ sind. Es sei davon ausgegangen, daß während des laufenden Betriebes der Zähler 3 einen Stand von 2 erreicht hätte. Bei diesem Zählerstand 2 liefert das UND-Glied 5 ein Ausgangssignal, weil alle seine Eingangsleitungen negativ sind und die Ausgangsleitung für den Zählerstand 2 nicht mit dem UND-Glied verbunden ist Die Leitung S sei zu diesem Zeitpunkt auch negativ. Durch das dann am UND-Glied-Ausgang auf Leitung 6 auftretende Signal wird das FÜp-FIop 7 vorbereitet. Dieses Flip-Flop 7 liefert dann an seinem Ausgang <?auf Leitung 8 ein Ausgangssignal bzw. an seinem Ausgang Q auf Leitung 12 die Negation dieses Ausgangssignals, wenn auf der Taktleitung 9 die nächste positive Flanke eines Zählimpulses auftritt

Durch das Signal auf Leitung 8 wird das UND-Glied 5 gesperrt, während das Signa] auf Leitung 12 den Abwärtszähler mit dem Auftreten des nächsten Taktsignals auf Leitung 9,10 in die Lage versetzt, einen neuen Ausgangswert aus dem Speicher 1 aufzunehmen. Dieser Ladevorgang erfolgt zu einem Zeitpunkt, zu dem durch den anstehenden Zählimpuls der alte Inhalt des Zählers 3 auf den Wert Null herabgezählt würde.

Nach dem Laden eines neuen Ausgangswertes beginnt ein erneuter Abwärtszählvorgang. Das Signal auf Leitung 8 steht nur so lange an, wie auf der Leitung 6 ein Ausgangssignal zur Verfügung steht. Diese Forderung ist jedoch nur für den Zählerstand 2 erfüllt.

Der eigentliche Zeitpunkt für den Beginn einer Impulsfolge wird vom ^-Ausgang des FÜp-FIops 7, Leitung 12, abgeleitet. Von dieser Leitung führt eine Verbindungsleitung 13 zu einem Flip-Flop 14. Mit dem Auftreten eines Signals auf Leitung 13 wird der Ausgang

des Flip-Flops 14 aktiviert (Spannungssprung). Dieser Spannungssprung wird über die Leitung 16, ein Verzögerungsglied 17 und Leitung 18 auf einen zweiten Eingang des Flip-Flops 17 zurückgeführt, wodurch Leitung 15 wieder inaktiviert wird.

Ajf diese Weise steht auf Leitung IS ein durch das Verzögerungsglied 17 bedingter kurzzeitiger Zyklusbeginnimpuls zur Verfügung. (Über die Impulserzeugung innerhalb eines Zyklus wird im Zusammenhang mit F i g. 10 etwas ausgesagt.)

Nach Ablauf eines Zyklus wird zeitlich unmittelbar anschließend ein neuer Zyklusbeginnimpuls erzeugt. Die Zeitdauer der Zyklen sind per Programmbefehle vorgegeben und stehen als Zählerausgangswerte im Speicher 1 zur Verfügung.

Durch diese schaltungstechnischen Maßnahmen wird gewährleistet, daß der neue Ausgangswert zu einem Zeitpunkt in den Zähler 3 geladen wird, zu dem sonst der alte Inhalt dieses Zählers auf den Wert Null zurückgezählt werden würde. In der praktischen Realisierung des Impuls-Generators treten durch den verwendeten Oszillator von 100 MHz Impulsabstände von jeweils 10 Nanosekunden auf.

Die Abfrage auf den Zählerstand 2 bedeutet demnach, daß dieser Zählerstand zu einem Zeitpunkt 20 Nanosekunden vor Ablauf des Abwärtszählvorganges abgefragt wird, um einen neuen Ladevorgang einzuleiten.

Beim Auftreten einer Branch-Operation (Programmverzweigung) innerhalb des Speichers 1 muß berücksichtigt werden, daß zur Ausführung dieser Branch-Operation eine Zeit von beispielsweise 20 bis 50 Nanosekunden erforderlich ist Das heißt, ca. 50 Nanosekunden vor Ablauf eines Abwärtszählvorganges muß festgestellt werden, ob eine solche Branch-Kondition überhaupt vorliegt Soüte dies der Fall sein, so muß diese Branch-Operation bereits zu diesem Zeitpunkt eingeleitet werden, um zu gewährleisten, daß der neue Ausgangswert für den Zähler, der im Ergebnis der Branch-Operation geliefert wird, auch rechtzeitig vor Ablauf des alten Abwärtszählvorganges zur Verfügung steh* und in den Zähler geladen werden kann.

Demnach ist zu einem entsprechenden Zeitpunkt, z. B. 50 Nanosekunden vor Abiauf des Abwärtszählvorganges, über eine entsprechende Detektorschaltung (nicht dargestellt) in Analogie zu der Detektorschaltung diesmal für den Zählerstand 5 abzufragen, ob einer Branch-Bedingung Genüge getan werden muß oder nicht Dieser Zeitpunkt ist durch die Hardware des Systems vorgegeben. Er gewährleistet, daß in der bis Ende des Abwärtszählvorganges verbleibenden Zeit die Branch-Operation auch ausgeführt werden kann.

Es sei angenommen, daß eine Anordnung, bestehend aus einem Speicher mit vorgeschaltetem Puffer zu testen ist Diese Anordnung — im folgenden Produkt genannt — erfordert es, daß sie im Test in bestimmten Zykluszeiten mit verschiedenen Impulsfolgen bzw. verschiedenen Impulsen beaufschlagt werden muß. Die unterschiedlichen Impulsfolgen sollen dabei zeitlich

nahtlos aufeinanderfolgen.

Während des Produkttestes wird der Puffer seriell mit zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulsfolgen geladen. Danach wird die Pufferinformation parallel in den Speicher an bestimmte vorgegebene Adressen geschrieben. Anschließend wird der Puffer erneut geladen und der Pufferinhalt an inzwischen modifizierte Speicheradressen geschrieben etc. Zwischenzeitlich erfolgt ein Auslesen des Puffer- bzw. Speicherinhaltes, um festzustellen, ob das Produkt im Vergleich mit Wunschwerten korrekt arbeitet.

Zur Erzeugung einer periodischen Folge aufeinanderfolgender verschiedener Impulsfolgen wird ein Programm verwendet. Eine hierzu zweckmäßig zu verwendende Programmiersprache umfaßt verschiedene Statements. Ein Programmsiatement genügt folgendem schematischen Aufbau:

I	Adresse
II	OP-Code
III	Kondition
IV	Zykluszeit
V	Adreßmodifikation
VI	Kontrollbits
VII	Daten
VlllZeitgebung

10

15

20

25

Zu I: Diese Adresse gibt an, wohin das Pro

gramm verzweigen soll. Unter dieser Adresse ist ein Programmteil zur Erzeugung einer bestimmten Impulsfolge gespeichert.

Zu H: Der Operationscode gibt unter anderem

an. ob das Programm mit der im Speicher unmittelbar folgenden nächsten Adresse ausgeführt werden soll oder ob eine Branch-Operation ansteht

Zu HI: Die Kondition gibt an. wann der Opera

tionscode ausgeführt werden soll, z. B, wenn eine bestimmte Speicheradresse -»o erreicht ist oder wenn z. B. ein bestimmter Fehler im zu ästenden Speicher auftritt

Zu IV: Die Zykluszeit gibt an, wie lange der

Impulszyklus dauern solL (Diese Angaben sind produktspezifisch vorgegeben.)

Zu V: Unter Adreßmodifikation erfolgen z. B.

Angaben zur Adreßerhöhung der Pufferadresse oder der Speicheradresse pro Zyklus.

ZuVI: Die Kontrollbits steuern z.B. das Ein-

schreiben in den Puffer oder in den Speicher bzw. das Auslesen aus dem Puffer oder dem Speicher.

ZuVJf: Als Daten werden Angaben zum Daten

muster für das Einschreiben während der Zyklen vorgegeben.

ZuVIII: Die »Zeitgebung« betrifft Angaben zu Impulslänge und -abstand, so. wie es vom Produkt her gefordert wird.

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Mit dem Zyklusinitiierungspuls auf Leitung 15 wird ein Impulsmuster eingeleitet, dessen Daten produktspezifisch vorgegeben sind und dessen Impulsverlauf nach Impulsbreite und Impulsabstand entsprechend diesen Daten während der Zykluszeit generiert wird. Nähere Erläuterungen dazu sind im Zusammenhang mit F i g. 10 gegeben.

Mit anderen Worten: Der zu erzeugende Zyklusbeginnimpuls steht auf der Leitung 15 des Flip-Flops 14 zur Verfugung. Es wird mittels der im Zusammenhang mit Fig.2 beschriebenen Schaltung erzeugt nach Maßgabe der programmierten Befehle. Wie die einzelnen Impulsfolgen auszusehen haben, ist durch das auszutestende Produkt vorgegeben, was in den einzelnen Programmbefehlen zu berücksichtigen ist.

In F i g. 3 ist eine Anzahl von Zählimpulsen schematisch dargestellt Die über den Zählimpulsen angegebenen Zahlen beziehen sich auf den Zählerstand, der durch den entsprechenden Zählimpuls bewirkt wird. Entsprechend dem Abwärtszählvorgang bewirken die drei links stehenden Impulse einen Zählerstand von 3. 2. 1 Der darauffolgende, weiter rechts stehende Impuls würde einen Zählerstand von Null bedingen. Die Schaltung r/ach F i g. 2 ist jedoch so ausgelegt, daß der Zählerstand 0 praktisch nicht erreicht wird, weil zu diesem Zeitpunk. bereits ein neuer Zählerausgangswert in den Abwärtszähler geladen wird. Die Abszisse der in F i g. 3 gezeigten Impulsdarstellung ist die Zeit. Die in dieser Darstellung angegebenen Zeitpunkte 11.12. ti. 14 und i5 sind im Zusammenhang mit der praktischen Realisierung einer Schaltung nach F i g. 2 zu verstehen. So bezeichnet der Zeitpunkt /1 den Zeitpunkt, zu dem der Abwärtszähler mit einem Zählimpuls beaufschlagt wird, welcher den Zählerstand von 3 auf 2 bringen soll.

Zum Zeitpunkt 12 steht unter Berücksichtigung der durch den Zähler selbst bedingten Verzögerung der Zählerstand 2 am Zählerausgang zur Verfügung.

Vom Zeitpunkt t3 ab ist am Ausgang des UND-Gliedes 5. bedingt durch die Verzögerung des UND-Gliedes selbst, ein Signal verfügbar, welches angibt daß der Zählerstand 2 vorliegt.

Zum Zeitpunkt f 4 liegen sowohl ein Zählsignal und ein UND-Glied-5-Ausgangssignal am Füp-FIop 7 an. Damit sind die Voraussetzungen erfülh. daß das Flip-Flop an seinem Ausgang ein Signal zur Verfugung stellen kann.

Dieses Flip-Flop-7-Ausgangssignal steht vom Zeitpunkt / 5 an zur Verfügung. Die Zeitdifferenz zwischen r4 und f 5 ergibt sich durch die Verzögerung, welche durch das Flip-Flop 7 selbst bedingt ist. Dieses FIip-Ftop-7-Ausgangssignal wird zur Vorbereitung des Zählers für das Nachladen eines neuen ^usgangswertes verwendet.

In Fig. 10 ist eine Schaltung zur Impulserzeugung nach Auftreten des Zyklusbeginnimpulses gezeigt. Der auf Leitung 15 in F i g. 2 erzeugte Zyklusbeginnimpuls wird dazu benutzt um in zeitlicher Relation zu seiner Anstiegsflanke während des vorliegenden Zyklus einen Impuls vorgegebener Impulsbreite und mit vorgegebenem Abstand zur Zykiusbeginnimpulsanstiegsflanke zu erzeugen. Diese Aufgabe ist nicht neu, und auch die Mittel die zur Lösung dieser Aufgabe herangezogen werden, sind herkömmlicher Art und somit nicht Gegenstand der Erfindung. Aus Gründen der Vollständigkeit ist jedoch in einem Beispiel nach Fig. 10 angegeben, wie man sich die Erzeugung eines Impulses innerhalb eines Programmzyklus vorstellen kann. Es wird davon ausgegangen, daß die Vorderflanke des Zyklusbeginnimpulses den Zyklusbeginn darstellt Der Zyklusbeginnimpuls wird auf Leitung 15 einem Verzögerungsglied Vl, 25 zugeführt Das Verzögerungsglied weist an seinem Ausgang eine Vielzahl von Ausgangsleitungen 32a bis 32n auf. Jede dieser Ausgangsleitungen ist einer bestimmten Verzögerungszeit zugeordnet Die Vielzahl dieser Ausgang^Ieitungen 32a bis 32n führt auf eine Multiplex-Schaltung M1. 27.

Diese Multiplexschaltung M i erhält über die Leitung 38 von einem programmierbaren Speicher 30 die Anweisung, welche Ausgangsleitung des Verzögerungsgliede.s Zi für eine bestimmte Verzögerungszeit zu wählen ist. Die ausgewählte Verzögerungsleitung wird von der Multiplexschaltung auf deren Ausgang 33 durchgeschaltet und einem Flip-Flop 29 zugeführt. Beim Auftreten der verzögerten Anstiegsflanke des Zyklusbeginnimpulses schaltet das Flip-Flop 29 durch, so daß an seinem Ausgang 37 ein Spannungssprung auftritt. Dieser Spannungssprung stellt den Beginn des Impulses innerhalb eines Zyklus dar. Das Impulsende auf Leitung 37 wird durch folgende Maßnahmen festgelegt:

Vom Ausgang 33 des Multiplexers 27 führt eine Leitung 34 zu einem zweiten Verzögerungsglied V2,26. Dieses Verzögerungsglied V2. 26 weist wiederum eine Vielzahl von Ausgangsleitungen 35a bis 35n auf, die unterschiedlichen Verzögerungszeiten zugeordnet werden. Diese Leitungen führen auf eine zweite Multiplexschaltung M2, die wiederum mit dem programmierbaren Speicher 30 über die Leitung 39 verbunden ist Beim Auftreten der verzögerten Anstiegsflanke des Zyklusfaeginnimpulses auf Leitung 33 wird diese Flanke über die Leitung 34 durch das Verzögerungsglied 26 auf einen Wert verzögert, welcher durch den programmierbaren Speicher 30 der Multiplexschaltung 28 über die Leitung 39 vorgegeben ist. Am Ausgang der Multiplexschaltung 28 steht dann auf der Leitung 36 die noch weiter verzögerte Zyklusbeginnanstiegsflanke zur Verfügung. Diese wird auf Leitung SS dem Fiip-Flop 29 zugeführt das daraufhin an seinem Ausgang auf der Leitung 37 den Spannungssprung zurücknimmt und so die Erzeugung des Impulses während einer Zykluszeit abschließt.

Zusammengefaßt sei bemerkt, daß durch eine entsprechend programmierte Auswahl der Verzögerungszeiten von Vi und V2 über den Speicher 30 ein impuls vorgegebener Breite und mit vorgegebenem Abstand zur Anstiegsflanke des Zyklusbeginnimpulses erzeugt wird. Das Vorhandensein dieses programmierbaren Speichers 30, der parallel mit dem Programm im Speicher 1 (siehe Fig. 2) abläuft, ist für eine einwandfreie zeitliche Synchronisation bei der Erzeugung der einzelnen Impulsfolgen unerläßlich, da die Impulserzeugung innerhalb eines Zyklus immer auf den Zyklusbeginnimpuls rückbezogen ist Durch die Angaben im Speicher 1 sind die Zyklusbeginnzeitpunkte festgelegt, durch die Angaben im Speicher 80 die Werte für die innerhalb der einzelnen Zyklen zu erzeugenden Impulse. Diese Werte können bezüglich der Impulsbreite und des Impulsabstandes zum Zyklusbeginn variieren.

Im folgenden wird mit Bezug auf das ursprünglich vorgeschlagene und vorstehend beschriebene Verfahren das erfindungsgemäße Verfahren (und eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens) zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen hoher zeitlicher Auflösung beschrieben.

In einer praktischen Ausführungsform der Schaltung nach Fig.2 wurde, wie bereits erwähnt, zur Taktgabe ein 100-MHz-Quarzoszillator verwendet Eine höhere Taktfrequenz ist zur Zeit aufgrund der »Schnelligkeit« der verwendeten Schaltkreise in moderner Technologie nicht möglich.

Die kleinste Zykluszeit, die sich unter Verwendung eines 100-MHz-OszilIators im Zusammenhang mit der Schaltung nach Fig.2 erreichen läßt beträgt ca. 30 Nanosekunden. Die Anfangsflanke der auf Leitung 15 erscheinenden Impulse leitet jeweils den Beginn eines Zyklus ein. Wenn es heißt, daß der Zyklus mindestens 30 Nanosekunden lang ist, so bedeutet dies, daß die Anfangsflanken der auf Leitung 15 erzeugten Impulse einen zeitlichen Abstand von 30 Nanosekunden aufweisen.

Die Erzeugung eines Impulses vorgegebener Zeitrelation innerhalb eines solchen Zyklus ist im Zusammenhang mit F i g. 10 beschrieben.

Aus dem Vorstehenden ist bekannt, daß aufgrund der ίο Vorgabe von Zeitwerten im Speicher 1 (Fig.2) unterschiedliche Zykluszeiten programmiert und erzeugt werden können. Durch die Verwendung eines 100-MHz-OszilIators in Verbindung mit der Schaltung nach F i g. 2 sind nur Zykluszeiten mit einer 10-Nanosekuiiden-Rasterung oberhalb 30 Nanosekunden möglich. Das bedeutet, daß die Zeiten aufeinanderfolgender Zyklen, sofern sie nicht gleich sind, um mindestens 10 Nanosekunden differieren.

Durch diese Tatsache ist der Nachteil bedingt, daß die Zyklusfolgen nur ein maximales Auflösungsvermögen im 10-Nanosekunden-Bereich aufweisen, was für viele Anwendungen nicht ausreichend ist.

So erfordert z. B. das Austesten sehr schneller Speicherprodukte oder das Austesien sehr schneller Logikschaltungen eine Auflösung im 1-Nanosekunden-Bereich.

Ein Auflösungsvermögen im I-Nanosekunden-Bereich bedeutet, daß es möglich sein sollte, Impulszyklen von z. B. 37 Nanosekunden, 42 Nanosekunden oder 83 Nanosekunden zu erzeugen. Ebenso soll es auch denkbar sein, daß mehrere Zyklen von z. B. 57 Nanosekunden mehrmals hintereinander folgen können, z. B. 1000 Zyklen ä 57 nsec, gefolgt von einem Zyklus a 32 nsec, gefolgt von 500 Zyklen ä 1000 nsec etc.
Dabei ist davon auszugehen, daß alle Zyklen zeitlich unmittelbar aufeinander — also unter Vermeidung jeglicher durch irgendwelche Einschwingvorgänge bedingten Wartezeiten - folgen sollen.

Aus dem Stand der Tecnnik sind zwar Schaltungen bekannt, welche Impulszyklen mit einer 1-Nanosekunden-Auflösung liefern können: ζ. Β sogenannte VCO-Schaltungen (Voltage controlled oscillator) oder fest eingestellte Oszillatoren, welche durch eine Multiplexschaltung angewählt werden.

Diese Schaltungen haben jedoch alle den Nachteil, daß bei einer Umschaltung von einer Frequenz auf die andere, d. h. bei einem Wechsel der Zykluszeiten, immer unerwünschte Einschwingzeiten in Kauf genommen werden müssen. Dadurch wird verhindert daß die so Zyklen zeitlich unmittelbar nacheinander folgen können, was sich z. B. für das Austesten sehr schneller Speicherprodukte oder sehr schneller Logikschaltungen nachteilig auswirken kann.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist es nunmehr Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen mit einer höheren Auflösung vorzugeben.

Mit anderen Worten, es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, eine kleinere Zeit-Rasteiung der Impulszyklen (z. B. im 1-Nanosekunden-Bereich) vorzusehen, ohne daß schnellere Schaltkreise, welche noch nicht bekannt sind, verwendet werden müßten.

In F i g. 1 ist ein Blockschaltbild zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszylden mit einer Auflösung im 1-Nanosekunden-Bereich gezeigt Der gestrichelt umrandete Teil dieser Schaltung entspricht unter Beibehaltung der gleichen Bezugszah-

ten nn wesentlichen der Schaltung nach Fig.2. Dieser Teil der Schaltung erfährt gemäß der vorliegenden Erfindung folgende Modifikationen (stark ausgezogen): Das Flip-Flop 700 (in F i g. 2 hat es die Bezugszahl 7) sei ein solches mit einer zusätzlichen Steuerleitung 70. Die Funktion dieser Steuerleitung ist die, daß durch einen entsprechenden Steuerimpuls das Umschalten des Flip-Flops 7 um einen bestimmten vorgegebenen Wert verzögert werden kann. Flip-Flop-Schaltungen dieser Art sind jedem Fachmann bekannt und werden deshalb nicht näher beschrieben. Des weiteren führt von der Leitung 8 eine Verbindungsleitung 68 zu dem neuen Teil der Schaltung. Die Leitung 15 führt nicht, wie in F i g. 2 angegeben, auf das Verzögerungsglied 25, sondern ist mit diesem unter Zwischenschaltung einer Verzögerungsleitung VZ, 50 mit mehreren Ausgangsabgriffen 50-0, 50-1, ..., 50-9 — unter Steuerung einer Multiplexschaltung MPX, 51 zum Durchschalten eines dieser Abgriffe — verbunden.

Die Schaltung nach F i g. iö dient, wie bereits erwähnt der Erzeugung eines Impulses vorgegebener Zeitrelation innerhalb eines Zyklus.

Für die Funktion des gestrichelt umrandeten Teils der Schaltung in F i g. 1 wird die Kenntnis der Funktion der Schaltung nach Fig.2 vorausgesetzt Aus diesem Grunde wird im folgenden nur noch auf die durch die Erfindung modifizierte Wirkungsweise dieses Schaltungsteils eingegangen.

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Schh'tung nach Fig. 1 sei auf die Impulsdiagramme in Fig. 13A und 13B verwiesen. In Fig. 13A ist das Beispiel einer Zyklusfolge C10-C20-C30 gezeigt wie sie mit einer Schaltung nach F i g. 2 erzeugt werden kann. Die einzelnen Zyklusstartpulse /CiO, IC20, /C30 haben einen Abstand von beispielsweise 30 Nanosekunden; durch ihre Ar>iangsflanke sind die einzelnen Zyklen festgelegt In Fig. 13B ist eine Zyklusfolge Cin — C2n— CZn gezeigt, wie sie mit Hilfe der Schaltung nach F i g. 1 auf Leitung 57 erzeugt werden kann. Die auf Leitung 57 auftretenden Impulse /CIn, /C2n und ICZn sollen einen zeitlichen Abstand von beispielsweise 37 Nanosekunden zueinander aufweisen, wodurch die Zykluszeiten festgelegt sind

Zum besseren Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 im Vergleich zu der Schaltung nach Fig.2 haben die beiden Impulsfolgen nach Fig. 13A und Fig. 13B den gleichen Zeitmaßstab und sind untereinander ausgerichtet Die Impulse /ClO. /C20. /C30 (Anfangsflanke) sollen zu den Zeiten MO. f-20 und f-30 auftreten, die Impulse IC in, fC2n, ICZn (Anfangsflanke) zu den Zeiten t-in, t-2n, t-Zn. Wollte man mit einer Schaltung nach F i g. 2 inklusive einer (nicht dargestellten) nacngeschalteten Verzögerungsleitung mit verschiedenen Anzapfungen für zeitliche Verzögerungen mit 1-Nanosekunden-Staffelung eine Impu'sfolge nach Fig. 13B aus einer nach Fig. 13A

Darstellung nach Fig.l3B geht hervor, daß die Verzögerungswerte (in diesem Beispiel 7,14 nsec etc.) ständig ansteigen würden, was eine aufwendige und mit unzählig vielen Abgriffen versehene Verzögerungsleitung und eine entsprechende Steuerung ihrer Abgriffe bedingen würde. Eine solche nicht zu praktizierende Lösung wird nunmehr durch die Schaltung nach F i g. 1 vermieden.

In dieser Schaltung nach F i g. 1 sind insbesondere zwei Register Al, 54 und R 2, 55 vorgesehen, deren Inhalt einer Addierschaltung 53 über die Leitungen 62 und 61 zugeführt wird. Diese Addierschaltung weist einen dezimal einstelDgen Summenausgang 59 sowie eine Übertragsleitung 64 auf. Die Leitung 59 führt zu einem Register R 3,52, welches über die Leitung 58 mit der Multiplexsteuerschaltung MPX, 51 zur Aktivierung eines Abgriffes der Verzögerungsleitung V 3, 50 verbunden ist Des weiteren ist die Leitung 59 über die Leitung 60 auf den Eingang des Registers R2, 55 zurückgeführt Das Register R1,54 erhält seinen inhalt über die Leitung 63 von einem programmierbaren Speicher 56 zugewiesen. In diesem Speicher 56 sind die für die 1-Nanosekunden-Auflösung vorzugebenden Werte gespeichert Das heißt soll eine Zykluszeit von 37 Nanosekunden erreicht wer . en, so ist in dem Speicher 1 die Angabe für 30 Nanosekunden Zykluszeit und in dem Speicher 56 die Angabe für zusätzliche 7 Nanosekunden gespeichert. Es versteht sich, daß die in dem Speicher 56 auftretenden Werte von 0 bis 9 reichen. Für das vorliegende Beispiel einer Zykluszeit von 37 Nanosekunden würde über die Leitung 63 aus dem Speicher 56 der Wert 7 in das Register R1,54 gestellt werden. Für den Zyklusbeginn, der durch den Impuls /CIn in Fig. 13B gekennzeichnet ist hat das Register R 1, 54 somit den Inhalt 7, während das Register R 2, 55 noch einen Anfangsinhalt vom Wert 0 aufweist Während des laufenden Zyklus werden die Inhalte beider Register R 1.54 und R 2,55 über die Addierschaltung 53 zu dem Wert 7 addiert Dieser Wert 7 wird über den einstelligen Summenausgang 59 des Addierers dem Register R 3,52 zugeführt und über die Leitung 60 in das Register R 2,55 gestellt (zur Verwendung während des nachfolgenden Zyklus). Der im register RZ, 52 auftretende Wert 7 veranlagt über die Leitung 58 die Multiplexsteuerschaltung 51 zur Durchschaltung des Abgriffes 50-7 auf die

A ■«.^■Anm-laitaann C7 ΠηΛιι-ηΙι tuip/1 klMllirbl jjad/fap Ittm

Zeitpunkt i-20 auf der Leitung 15 auftretende Impuls um 7 Nanosekunden verzögert als Impuls fC2n auf der Leitung 57 erscheint

Die Erzeugung des nächsten Zyklus C2n(Fig. 13B) zwischen den Zeitpunkten t-2n und t-Zn erfolgt folgendermaßen: Da dieser Zyklus CZn wiederum eine Zykluszeit von beispielsweise 37 Nanosekunden aufweisen soll, wird aus dem Speicher 56 über die Leitung 63 in das Register R 1. 54 wieder der Wert 7 gestellt. Das Register R 2, 55 enthält zu diesem Zeitpunkt noch den

s~_ 7 -.., a„„ . „..,„„u

überwindende Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten werden dann besonders offenbar, wenn man ζ. Β. versucht mehrere Zyklen von 37 Nanosekunden hintereinander zu erzeugen. Denn dann müßten die auf der Leitung; 15 (Fig.2) zu den Zeiten MO, t-2Q, t-30 auftretenden Impulse /ClO, /C20, /C30 in zunehmendem Maße verzögert werden. Mit anderen Worten, der Impuls /C20 müßte um 7 Nanosekunden verzögert werden, um den Impuls /C2n zu erhalten; der Impuls /C30 müßte um 14 Nanosekunden verzögert werden, um den Impuls IC2n zu erhalten etc. Aus der Werte aus den Registern R 1. 54 und R 2. 55 werden über den Addierer 53 zu dem Wert 14 addiert. Da der einstellige Summenausgang 59 des Addierers 59 nur den letztziffrigen Wert dieser Summe, also 4. weiter leitet, erhält das Register R 3,52 diesen Wert 4 zur späteren Durchschaltung des Abgriffes 50-4 der Verzögerungsleitung VZ, 50 auf die Ausgangsleitung 57. Da bei der Addition beider Werte aus den Registern R1, 54 und R 2, 55 bei der Ergebnisbildung auch ein Wert in der Zehnerstelle auftrat (nämlich die 1 von 14), wird die Übertragsleitung 64 des Addierers 53 aktiviert. Die

J6

Übertragsleitung 64 ist mit einer Zeitgebungsschaltung 65 verbunden. Die Funktion dieser Zeitgebungsschaltung 65 liegt darin, bei Aktivierung über die Übertragsleitung 64 einen bestimmten Steuerimpuls zu erzeugen, welcher dem Flip-Flop 700 zugeführt wird. Aufgabe dieses Steuerpuises ist es, das Umschalten des Flip-Flops 700 um einen bestimmten Wert zu verzögern und dadurch nach Laden des Abwärtszählers mit einem neuen Ausgangswert den Abwärtszählvorgang um 1 Zähltakt zu verzögern.

Derartige Flip-Flop-Schaltungen, die durch einen Steuerimpuls eine verzögerte Umschaltung ausführen, sind, wie bereits erwähnt, allgemein bekannt und werden deshalb nicht näher beschrieben. Die Schaltung im gestrichelt umrandeten Teil der Fig. 1 ist so optimiert, daß sie eine Auflösung im 10-Nanosekunden-Bereich aufweist

Zur besseren Erklärung der Wirkungsweise der Schaltung nach F i g. 1 bezüglich des bereits erwähnten verzögerien Abwärtszähivcrgangss des Zählers 3 beim Auftreten eines Übertrags auf der Übertragsleitung 64 des Addierers 53 sei auf die Darstellung in Fig. 12 verwiesen. In dieser Darstellung ist eine Folge von Zähltakten auf Leitung 9 unter Angabe bestimmter Zeitpunkte rl bis 112 gezeigt Diese Zeitpunkte sind für das Verständnis der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 erforderlich. Die Zeitpunkte rl bis 15 entsprechen denen, wie sie in der Darstellung nach F i g. 3 im Zusammenhang mit der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.2 gezeigt sind. Zur besseren Übersicht sei nochmals (diesmal mit Bezug auf die Schaltung nach F i g. 1) erwähnt welche Bedeutung den Zeitpunkten f 1 bis ί 5 (F i g. 12) hinzukommt

Der Zeitpunkt 11 bezeichnet den Zeitpunkt, zu dem der Abwärtszähler 3 mit einem Zählimpuls (Auftaktpuls) beaufschlagt wird, welcher den Zählerstand von 3 auf 2 bringen soll.

Zum Zeitpunkt f2 steht unter Berücksichtigung der durch den Zähler 3 selbst bedingten Verzögerung der Zählerstand 2 am Zählerausgang zur Verfugung.

Vom Zeitpunkt f3 ab ist am Ausgang des UND-Gliedes 5, bedingt durch die Verzögerung des UND-Gliedes selbst, ein Signal verfügbar, welches angibt daß der Zählerstand 2 vorliegt

Zum Zeitpunkt f 4 liegen sowohl ein Zählsignal und ein UND-GIied-5-Ausgangssignal am Flip-Flop 700 an. Damit sind die Voraussetzungen erfüllt, daß das Flip-Flop 700 an seinem Ausgang ein Signal zur Verfügung stellen kann.

Dieses Flip-Flop-700-Ausgangssignal steht vom Zeitpunkt f 5 an zur Verfugung. Die Zeitdifferenz zwischen f4 und f 5 ergibt sich durch die Verzögerung, welche durch das Flip-Flop 700 selbst bedingt ist Dieses Flip-Flop-700-Ausgangssignal wird zur Vorbereitung des Zähle's für das Nachladen eines neuen Ausgangswertes verwendet

Zu den Zeitpunkten t «[bis 112 sei folgendes bemerkt: Beim Vorliegen eines (^-Signals auf der Ausgangsleitung 12 des Flip-Flops 700 für den Zähler 3 und beim Auftreten einer Anstiegsflanke des nächsten Zählimpulses auf Leitung 9 wird zum Zeitpunkt / 7 der Zähler 3 neu geladen.

Ab Zeitpunkt f 9 steht der in den Zähler 3 geladene Wert an dessen Ausgang zur Verfügung.

Ab Zeitpunkt f5 wird durch das Signal am (^-Ausgang des Flip-Flops 700 über die Leitung 8 das UND-Glied 5 gesperrt Damit verschwindet der Ausgangswert am Zähler 3, und zum Zeitpunkt ί S kippt das Flip-Flop 700_ zurück. Dadurch würde über die Leitung 12 des (^-Ausgangs des Flip-Flops 700 der Abwärtszähler 3 in den Abwärtszählstatus gesetzt werden. Dies soll jedoch verhindert werden, denn der Zähler 3 soll niqht zum Zeitpunkt f 10 beim Vorliegen der Anstiegsflanke eines neuen Zählpulses mit dem Abwärtszählen beginnen, sondern erst zum Zeitpunkt rlZ

Dazu wird zunächst zum Zeitpunkt t5 abgefragt, ob

ίο auf der Übertragsleitung 64 ein Signal ansteht oder nicht Im ersteren Fall wird am Ausgang des Flip-Flops 66 nach einer durch das Flip-Flop 66 selbst bedingten Verzögerungszeit zum Zeitpunkt ί 6 ein Signal erzeugt Dieses Signal soll über den Zeitpunkt ί 7 hinaus (bis

maximal zum Zeitpunkt 19 auf dieser Leitung verfügbar sein).

Parallel zu diesem Vorgang erfolgt zum Zeitpunkt 17 das Laden des Abwärtszählers 3 mit enem neuen Ausgangswert aus dem Speicher 1 und das Zurjckset- τ art Hap 1

n ρ-a lvrpa iw>

Das auf Leitung 70 auftretende Signal hat Priorität vor dem Signaltakt auf der Leitung 9, d.h., ein Taktsignal auf Leitung 9 kann sich zum Zeitpunkt f 7 nicht durchsetzen.

Ab Zeitpunkt r9 steht das Signal auf Leitung 70 nicht mehr an, so daß zum Zeitpunkt 110 der Ab«.ärtszähler 3 erneut mit dem gleichen Zählerausgangswert aus dem Speicher 1 wie im vorangehenden Ladetakt geladen wird. Das Flip-Flop 700 geht zum Zeitpunkt /11 zurück und versetzt damit den Zähler 3 in Zähleigenschaft

Das Abwärtszählen setzt mit der Anfangsflanke des folgenden Zähltaktes auf Leitung 9 zum Zeitpunkt ί 12 ein. Durch diese schaltungstechnischen Maßnahmen wurde sichergestellt, daß der Abwärtszählvorgang nicht zum Zeitpunkt 110, sondern, um 10 nsec verzögert erst zum Zeitpunkt f 12 erfolgt (Unter der Voraussetzung, daß ein 100-MHz-Oszillator verwendet wird, beträgt der Abstand der Zählimpulse auf Leitung 9 10 nsec.) Durch diese Verzögerung des Abwärtszählvorganges ist sichergestellt daß der auf den Zeitpunkt f-30 (F i g. 13A) bezogene Impuls IC 3n (F i g. 13B) insgesamt 14 nsec später auftritt: Diese Gesamtverzögerung von 14 nsec setzt sich zusammen aus der Verzögerung von 10 nsec weiche durch das verzögerte Abwärtszählen des Zählers 3 bedingt ist und aus weiteren 4 nsec, welche durch entsprechende Ansteuerung des Abgriffes 50-4 des Verzögerungsgliedes V3,50 bedingt ist.

Wichtig ist daß die Verzögerung des AbwLrtszählvorganges genau in Anpassung an die Zeitverhältnisse des Zähltaktes — in diesem Fall an die 10-Nanosekunden-Rasterung — erfolgt. Diese Anpassung erfolgt durch eine entsprechende Zeitrelation des in Verbindung mit einem Übertrag beim Addierer 53 auf der Leitung 70 zu erzeugenden Impulses. Die erwähnte Abfrage nach einem Übertrag auf Leitung 53 geschieht auf folgende Art und Weise:

Sobald ein Übertragimpuls auf Leitung 64 vorliegt geht das Flip-Flop 66 bei Vorhandensein der Anstiegsflanke eines Impulses auf Leitung 8 in den Ein-Zustand.

Dieser Zustand setzt sich nach einer durch das Flip-Flop 66 bedingten eigenen Verzögerungszeit zum Zeitpunkt t6 auf der Leitung 70 durch. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis er durch das Verzögerungsglied 67 unter Vorgabe einer entsprechenden Verzögerungszeit über den Eingang des Flip-Flops 66 auf Leitung 69 zum Zeitpunkt f 9 beendet wird. Das Zeitintervall 16 bis i9 ist wichtig für eine wunschgemäße synchronisierte Verzögerung des Abwärtszählers 3. Dieses Zeitintervall

darf nicht langer andauern, damit das Flip-Flop 700 zum Zeitpunkt fll nach Taktgabe tiO noch in den Aus-Zustand zurückgehen kann.

Auf diese Art and Weise ist es gelungen, einen Impuls IC3n auf Leitung 57 zu erzeugen, welcher 37 Nanosekunden nach dem vorausgehenden Impuls ICIn auftritt Die Gesamtverzögerung von 14 Nanosekunden (siehe Fig. 13B) zwischen den Zeitpunkten f30und i-31 teilt sich somit auf in eine Verzögerungszeit, welche durch die Verzögerung durch den entsprechenden Abgriff des Verzögerungsgliedes V3,50 und durch den (in diesem Beispiel) um 10 Nanosekunden verzögerten Abwärtszählvorgang riss Zählers 3 bedingt ist. Diese letztgenannte Verzögerung ermöglicht es, mit einem Verzögerungsglied V3,50mit maximal nur 10 Abgriffen auszukommen, deren zeitliche Verzögerung um jeweils 1 Nanosekunde gestaffelt ist.

In Fig. 11 ist ein detailliertes Schaltbild der Zeitgebungsschaltung 65 gezeigt.

Die Zeitgebungsschaltung besteht aus einem Flip-Flop 66 and einem Verzögerungsglied 67. Das Flip-Flop 66 hat eine Taktleitung 68 (Anfangs-Flankentriggerung). eine Datenleitung tu», die mit der Oberlaufleitung des Addierers 53 identisch ist, und eine Leitung 69 zum Zurücksetzen des Flip-Flops. Der Ausgang des Flip-Flops 66 ist über die Leitung 70 mit dem Flip-Flop 700 verbunden. Fin Impuls auf dieser Ausgangsleitung 70 hat die Aufgabe, das Umschalten des Flip-Flops 7 während der Zeitdauer dieses Impulse- zu verhindern. Außerdem ist die Ausgangsleitung 70 des Flip-Flops 66 über ein Verzögerungsglied 67 mit dem Rücksetzeingang 69 des Flip-Flops 66 verbunden. Des weiteren weist das Flip-Flop 66 eine Steuerleitung 71 auf, welche zum anfänglichen Initiieren der gesamten Schaltung dient Diese initiierung ist so zu ve-'tehen, daß bei einem anfänglichen Impuls auf der Leitung 71 durch das Flip-Flop 66 auf der Leitung 70 ein Jmpui^: erzeugt wird, welcher die im einfach umrandeten Teil angegebene Schaltung in den Ladestatus bringt

Es ist sichergestellt daß die Übertragsbildung selbst für den langsamsten Addiervorgang noch vor dem Zeitpunkt erfosgt, zu dem auf Leitung 8 die Anstiegsflanke des Sperrsignals auftritt. (Je nach der Größe der zu addierenden Größen treten in der als Binäraddierer aufgebauten Addierschaltung 53 unterschiedliche Addierzeiten auf.) So sind z. B. die bei der Summenbildung von 8 + 2 = 10 oder 7 + 7=14 auftretenden Addierzeiten unterschiedlich lang. Daraus folgt, daß der Obertrag auch zu unterschiedlichen Zeiten gebildet wird. Aufgabe der Zeitgebungsschaitung 65 ist es, diesen Übertrag mit dem Ladevorgang des Zählers 3 zu synchronisieren. Dies erfolgt in der zuvor beschriebenen Art und Weise.

Wenn auch aus Gründen leichteren Verständnisses in F i g. 1 der Speicher 1 und der Speicher 56 getrennt gezeichnet wurden (der Speicher 1 diente in diesem Zusammenhang der Speicherung von Zykluszeitwerten mit einer Auflösung im 10-Nanosekunden-Bereich: der Speicher 56 der Speicherung von werten im l-iNanosekunden-Bereich), so ist es naheliegend, diese Speicher auch in einem Speicher vereinigt zu denken. Es ist daher lediglich sicherzustellen, daß die Werte zur Vorgabe der Zykluszeiten sowohl für das 10-Nanosekunden- als auch für das 1-Nanosekunden-Raster simultan und parallel für den Zähler 3 bzw. für das Register R 1, 54 zur Verfugung zu stellen sind.

Zur Vereinfachung der Darstellung der Schaltung nach Fig. 1 wurden die Leitungsverbindungen zum Zurücksetzen der Register R 1, 54, des Registers R 2,55 und des Registers R 3, 52 nicht gezeichnet da sie zur Kennzeichnung der Erfindung nicht wesentlich sind. Ebenso wurde auf die Darstellung der von Leitung 15 abgeleiteten Taktleitung des Registers R 3, 52 und auf die Darstellung der von der Leitung 8 abgeleiteten Taktleitung für die Register Rl, 54 und R 2. 55 verzichtet

Nachdem vorausgehend geschildert wurde, wie Zykluszeiten mit einer zeitlichen 1 -Nanosekunden-Staffelung durch die Anfangsflanken von auf Leitung 15 entspre hend erzeugten Zyklusbeginnpulsen definiert werden können, ist es nunmehr unter Kenntnis der bereits erwähnten Funktionsweise der Schaltung nach Fig. 10 möglich, durch Zuleitung dieser Zyklusbeginnpulse auf diese Schaltung nach Fig. 10 innerhalb eines vorgegebenen Zyklus Impulse entsprechender Zsitrelatic ι zu erzeugen.

Es sei darauf hingewiesen, daß sich die Anwendung der erfindungsgemäßen Schaltung nicht nur auf den Bereich des Austestens schneller Speicherprodukte oder schneller Logikschaltungen erstrecken soll, tandem daß sie ebenso zum zeitlich unmittelbar aufeinandarfolgenden Umschalten von Frequenzen (z.B. Umschalten von Sendefrequenzen) oder auch zur schaltungsgesteuerten Erzeugung von Frequenzen, auch im Tonbereich, Anwendung finden kann.

Aus F i g. 14A geht hervor, daß innerhalb programmierbarer Impulszyklen Ci, CZ C3. wie sie nach der Erfindung erzeugt werden können, die Impi-lse /1, /2 und /3 vorgegeben werden können. Nähere Einzelheiten zur Erzeugung dieser Impulse innerhalb der einzelnen Impulszyklen wurden im Zusammenhang mit F j g. 4 ausführlich erläutert
Wie aus F i g. 14B zu ersehen ist können die Impulse /I, /2 und /3 dazu benutzt werden, gleiche oder unterschiedliche Sendefrequenzen /I, /2, /3 zu tasten. Wird den Impulsen Ii, 12 und /3 eine Länge gegeben, die nahezu der Länge der Impulszyklen Cl, C2und CZ entspricht so ist es möglich, gleiche oder unterschiedliehe Sendefrequenzen nahtlos (und ohne Einschwingvorgänge) zu schalten.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die Tastung von Sendefrequenzen durch entsprechende Impulse zum Stand der Technik gehört jedem Fachmann geläufig ist und deshalb in diesem Zusammenhang nicht näher beschrieben wird.

Eine weitere Anwendungsmögiichkeii der Erfindung liegt in der Erzeugung entsprechend vorzugebender Frequenzen. Aus der Darstellung in F ι g. 15 geht hervor.

daß z. B. bei der Modulation einer Trägerfrequenz ein ganzes Frequenzspektnim auftritt. Die Frequenzen innerhalb eines solchen Spektrums erstrecken sich von der Frequenz fi'-fi. wobei sich die einzelnen MoHulationsfrequenzen um die eigentliche Trägerfrequenz /Ό gruppieren.

Besteht die Aufgabe, sich innerhalb dieses Frequenzspektrums einzelne diskreie Frequenzen, z. B. /2' oder /5 zu erzeugen, so i:,c dies auch mii Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung möglich. Es wurde bereits ausgeführt, daß durch Vorgabe entsprechender Zeitwerte im Speicher 1 bzw. 1 und 56 die einzelnen Zykluszeiten programmierbar sind. Dies ist so zu verstehen, daß nach einer bestimmten Zeit des Auftretens eines Zyklusbeginnimpulses ein weiterer Zyklusbeginnimpuls für den nächsten folgenden impulszyklus erzeugt wird. Die kleinste Zykluszeit, die sich nach verfügbarer Schaltungstechnologie erreichen läßt, liegt in der Größenordnung von ca. 30 Nanosekunden.

Die Erzeugung mehrerer aufeinanderfolgender kurzer Zyklusstartimpulse ist der Vorgabe von einer dieser Zykluszeit entsprechenden Frequenz gleichzusetzen. Durch die Programmierbarkeit der Länge der Zykluszeit ist es somit möglich, unterschiedliche Frequenzen zu erzeugen. Durch die Auflösung der erfindungsgemäßen Schaltung im 1-Nanosekunden-Bereich ist es demnach möglich, diskrete Frequenzen mit einem gegenseitigen Abstand von ca. 23mHz (bei einer angenommenen maximalen Zykluszeit von ca. 655 us) bzw. 1 MHz (bei einer angenommenen minimalen Zykluszeit von ca. 30 ns) zu erzeugen.

Die Möglichkeit des programmierbaren Umschaltens von Trägerfrequenzen (Sendefrequenzen) ermöglicht eine »geheime« Übermittlung von fnfcimation, wenn

die programmierbare Umschaltung von einer Sendefrequenz zur anderen nur der Sende- und Empfangsseite bekannt sind.

Die Erzeugung von Frequenzen kann sich auch auf den niederen Frequenzbereich (hörbaren Tonbereich) erstrecken. Das Prinzip der Erzeugung von Tonfrequenzen ist das gleiche wie bei der Erzeugung von hohen Frequenzen im Megahertzbereich. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, Tonfrequenzen zu erzeugen und ohne Einschwingvorgänge nahtlos umzuschalten. Normalerweise werden Einschwingvorgänge vom menschlichen Ohr durch seine Trägheit als nicht störend empfunden. Jedoch ist eine Erzeugung von Tonfrequenzen und deren Umschaltung ohne Einschwingvorgänge für meßtedsnische Belange von Interesse.

—du 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgender Impulszyklen,

bei dem von einem zähltaktgetriebenen und von einem Speicher mit einem Ausgangszählwert ladbaren Abwärtszähler bei Erreichung eines bestimmten Zählerstandes die Erzeugung des Impulszyklus abgeleitet wird und

bei dem vor Erreichung dieses bestimmten Zählerstanues das Laden des Abwärtszählers mit einem neuen Zählerausgangswert aus dem Speicher eingeleitet und zu einem Zeitpunkt vollzogen wird, an dem der Abwärtszähler für den vorausgehenden Zählvorgang den Zählerstand Null erreicht hätte,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Beginn eines Abwärtszählvorganges des Abwärtszählers um ganzzahlige Vielfache des Zähltaktes veret gert wird und
daß ein bei Erreichung eines bestimmten Zählerstandes des Abwärtszählers abgeleiteter Impuls / einer zeitlichen Verzögerung hoher Auflösung zur Vorgabe eines Zyklusbeginnimpulses unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet,

daß die Verzögerung des Impulses / und die Verzögerung des Abv/ärtszählvorganges des Abwärtszählers in Abhängigkeit von einem Additionsergebnis gesteuert wird, welches aus vorgebbaren Feinraster-Zeitwerten aufeinanderfolgender Impulszyklen gebildet wird, wobei rfie Gesamtzykluszeit einer durch den Zähltakt des Abwärtszählers (3) festgelegten zeitlichen Grobtaaierung und einer zusätzlichen zeitlichen Feinrasteruiig unterliegen, und

daß das durch das einstellige Additionsergebnis der Feinraster-Zeitwerte zweier aufeinanderfolgender Impulszyklen die zeitliche Verzögerung des Impulses / und durch den möglichen Obertrag beim Additicnsergebnis die Verzögerung des Abwärtszählvorganges des Abwärtszählers gesteuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Anwendung zürn Austesien schneller Speicherprodukte oder schneller Ionischer Schaltungen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Impulszyklen in an sich bekannter Weise erzeugbare Impulse zur Tastung von gleichen oder unterschiedlichen Frequenzen benutzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Impulszyklusbeginnpulse zur Erzeugung diskreter

Frequenzen vci wcuuci »iiu.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einem Speicher verfügbaren Impulszyklus-Zeitwerte per Programmbefehl vorgegeben werden.

7. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem ein über einen Speicher ladbarer zähltaktgetriebener Abwärtszähler vorgesehen ist, daß dieser Abwärtszähler mit einer Detektorschaltung zur Anzeige eines bestimmten Zählerstandes verbunden ist, durch deren Ausgangssignal beim Auftreten dieses bestimmten Zählerstandes und beim Auftreten eines folgenden Zähltaktimpulses über eine erste Kippschaltung ein Signal erzeugbar ist, welches dem Abwärtszähler zuführbar ist, und durch welches das Laden eines neuen Zählerausgangswertes aus dem Speicher in den Abwärtszähler mit dem Auftreten eines neuen Zähltaktimpulses, welcher zum Zählerstand Null führen würde, durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß ein dem Ausgangssignal der ersten Kippschaltung (700) entsprechender Impuls / einer Verzogerungsleitung (SO) mit einer Vielzahl von Abgriffen (50-0, 50-1, ..., 50-9) für eine hohe zeitliche Auflösung zuführbar ist

daß eine Multiplexsteuerschaltung (51) zur Ansteuerung eine dieser Verzögerungsleitungsabgriffe vorgesehen ist und

daß eine Additionsschaltung (53) vorgesehen ist, weiche einerseits mit einem Speicher zur Vorgabe des Feinraster-Zeitwertes eines Impulszyklus und zum anderen über ein Register mit dem Ausgang dieser Additionsschaltung (53) verbunden ist,

daß der einstellige Summenausgang der Addierschaltung (53) über ein Register (52) mit der Multiplexschaltung (51) verbunden ist,
daß die Addierschaltung (53) eine Obertragsieitung

(64) aufweist, weiche ebenso wie die Ausgangsleiaing (68) der ersten Kippschaltung (70«) mit einer Zeitgebangsschakiing (65) verbunden ist, durch die diese erste Kippschaltung (700) derart beaufschlagbar ist, daß ihr Umschalten um einen vorgebbaren, auf den Zähltakt des Abwärtszählers (3) abgestimmten Wert verzögerbar ist, wodurch wiederum der Beginn des Abwärtszählvorgangs des Abwärtszählers (3) verzögerbar ist

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kippschaltung (700) ein Flip-Flop ist, welches vom Ausgang der Detektorschaltung (5) und einer Zählfaktleitung (9) sowie vom Ausgang (70) der Zeitgebungsschaltung (65) ansteuerbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß in der Zeitgebungsschaltung (65) eine zweite Kippschaltung (66) vorgesehen ist, deren Ausgang (70) über ein Verzögerungsglied (67) auf ihren Rücksetzeingang (59) rückführbar ist. deren Dateneingang (64) mit der Obertragsieitung der Additionsschaltung (53) verbunden ist, und weiche über die Ausgangsleitung der ersten Kippschaltung (700) getaktet wird.