DE2912440A1

DE2912440A1 - Taktsignalgenerator

Info

Publication number: DE2912440A1
Application number: DE19792912440
Authority: DE
Inventors: Joseph P Carmody
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1979-03-29
Publication date: 1979-10-11
Also published as: CA1109965A; JPS54161239A; FR2421420A1; US4191998A; FR2421420B3

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Taktsignalgenerator nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Derartige Taktsignalgeneratoren erzeugen eine Folge von Signalen mit aufeinanderfolgenden Phasen, welche einen Taktzyklus bilden. Die aufeinanderfolgenden Phasensignale sind nicht notwendigerweise übereinstimmend.

In Datenverarbeitungssysbemsnund ähnlichen Sysbemaiist es oftmals erwünscht, eine Reihe von aufeinanderfolgenden Taktzyklen zu definieren, wobei jeder Taktzyklus durch entsprechende Phasensignale in eine Folge von verschiedenen Phasen unterteilt ist. Die Breite jedes Phasensignales ist durch die maximale Zeit

ist
festgelegt, die erforderlich um entsprechende Operationen während dieser Phase auszuführen. Im einfachsten Fall weisen alle Phasensignale die gleiche Breite auf; im allgemeinen ist jedoch die für die verschiedenen Phasen erforderliche Zeit nicht übereinstimmend. Es ist daher beispielsweise aus der US-PS 4 037 090 bekannt, hinsichtlich der unterschiedlichen Phasen Phasensignale mit unterschliedlicher Breite zu erzeugen. Dies führt zu einer Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit des entsprechenden Systems.

Es ist andererseits festgestellt worden, daß in bestimmten Systemen die für die Operationen in einer bestimmten Phase erforderliche Zeit beträchtlich variieren kann, was von Kriterien abhängig sein kann, die vor dem Beginn der Phase bekannt sind. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Taktsignalgenerator anzugeben, der ein Phasensignal· erzeugen kann, dessen Länge durch ein Steuersignal entsprechend einem bestimmten Kriterium gesteuert wird. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

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Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Schieberegister verwendet, durch das ein einziges "1"-Bit hindurchgeschoben wird, wobei jede Stufe das entsprechende Phasensignal direkt erzeugt. Das Schieberegister kann ein zyklisches Schieberegister sein; es ist jedoch die Verwendung eines NOR-Gatters vorzuziehen, das von allen Stufen des Schieberegisters mit Ausnahme der letzten Stufe gespeist wird, um das einzuspeisende "1"-Signal dann zu erzeugen, wenn das vorliegende "1"-Bit in dem Register zu dem Ende verschoben wird. Ein zwischen die Ausgänge des Schieberegisters und einen Sperreingang geschalteter Sperrschaltkreis umfaßt eine Zähleinrichtung, die in einfacher Weise aus einem bis auf zählenden Zähler bzw. aus einem Flip-Flop bestehen kann. Hierdurch sperrt der Sperrschaltkreis die Fortschaltung des Schieberegisters um 0 bis 1 Signale, wobei diese Signale von einer Haupt-Taktsignalquelle geliefert werden. Dies führt dazu, daß die Phasensignale eine Länge aufweisen, die entweder der einfachen oder doppelten Periode des Haupttaktsignales entspricht. Der Sperrschaltkreis umfaßt außer der Zähleinrichtung noch einen Gatterschaltkreis und einen Steuerschaltkreis, wobei diese Komponenten zwar von ihrer Funktion her logisch voneinander zu trennen sind, schaltungsmäßig aber miteinander vermischt sind, so daß eine Schaltkreiskomponente, wie beispielsweise ein Gatter, Funktionen von mehr als einem der .drei Teile des Sperrschaltkreises ausführen kann.

Anhand der einzigen Figur der beiliegenden Zeichnung sei im folgenden ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Taktsignalgenerators beschrieben.

Ein Haupt-Taktoszillator 3 speist einen Taktgenerator, der eine Folge von Phasensignalen auf einerGruppe von Leitungen 69 an eine Zentraleinheit 4 und andere Einheiten des Systems liefert. Die Zentraleinheit 4 speist eine Gruppe von peripheren Teilen 5 über eine Gruppe von Leitungen 70. Die peripheren Teile 5, die

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ebenfalls von den Phasensignalen auf der Leitungsgruppe 69 gespeist werden, umfassen eine Einheit 6, welche während eines bestimmten Phasensignales (Phase 2) betrieben wird und eine Taktperiode erfordert, die länger als die normale Signalperiode der Phase 2 ist. Die Einheit 6 wird über die Leitung 71 innerhalb der Gruppe von Leitungen 70 gesteuert.

Der Taktgenerator erzeugt eine Gruppe von vier Phasensignalen P1 bis P4. Normalerweise besitzen die Phasen 1 und 3 Impulslängen entsprechend dem Zweifachen der Taktperiode des Haupt-Taktoszillators 3, und die Phasen 2 und 4 besitzen Impulslängen, die der Taktperiode des Haupt-Taktoszillators 3 entsprechen. Wenn jedoch die Einheit 6 betrieben wird, so muß das Signal der Phase 2 hinsichtlich der Impulslänge auf das Zweifache der Taktperiode des Haupt-Taktozsillators 3 erstreckt werden.

Der Takgenerator umfaßt ein Schieberegister SR1 _r an dessen Takteingang CK der Haupt-Taktoszillator 3 angeschlossen ist und das an vier Ausgängen die vier Phasensignale P1 bis P4 erzeugt. Der Betrieb des Schieberegisters erfolgt im wesentlichen in der Weise, daß ein "!"-Signal am Dateneingang D des Schieberegisters eingegeben wird und durch das Schieberegister verschoben wird, so daß dieses "1"-Signal der Reihe nach an jedem der vier Ausgänge auftritt. Die ersten drei Ausgänge sind an ein NOR-Gatter G1 angeschlossen, das den Dateneingang des Schieberegisters speist, so daß solange wie das "1"-Signal nicht das Ende des Schieberegisters erreicht hat, ein "O"-Signal in das Schieberegister eingespeist wird. Während der Phasensignale P1 bis P3 wird ein "!"-Signal auf das NOR-Gatter G1 gegeben, so daß während dieser Phasensignale ein "0"-Signal am Ausgang des Gatters G1 erzeugt wird. Wenn das durch das Schieberegister verschobene "!"-Signal das Ende des Schieberegisters erreicht, d.h., wenn die Phase 4 vorliegt, so weisen alle Eingänge des NOR-Gatters Gl

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Wert "0" auf, und es wird ein "1"-Signal auf den Dateneingang des Schieberegisters gegeben. Auf diese Weise wird ein weiteres "1"-Signal beim Start des Schieberegisters eingegeben, wenn das vorhergehende "1"-Signal am anderen Ende des Schieberegisters austritt. Es sei darauf verwiesen, daß sich das Schieberegister selbst auslöst, indem unabhängig von dem ursprünglichen "1"- bzw. "0"-Bitmuster in dem Schieberegister das richtige Bitmuster mit einem einzigen "1"-Signal innerhalb einer vollen Taktperiode der vier Phasen P1 bis P4 erzielt wird.

Wie zuvor erwähnt, sollen die Phasensignale P1 und P3 eine Impulslänge entsprechend einer zweifachen Taktperiode des Haupt-Taktsignales aufweisen. Diese beiden Phasensignale werden einem ODER-Gatter G2 zugeführt, das seinerseits auf ein NAND-Gatter G3 geschaltet ist, wobei dieses NAND-Gatter G3 den Freigabeeingang EN des Schieberegisters R1 speist. Der Ausgang des Gatters G3 ist ferner auf den Dateneingang D eines Flip-Flops FF1 geschaltet, dessen Takteingang CK von dem Haupt-Taktsozillator 3 gespeist wird und dessen Ausgang Q auf das Gatter G3 geführt ist.

Das Flip-Flop FF1 ist normalerweise gesetzt (Ausgang Q besitzt den Wert "1") und das Gatter G3 erzeugt normalerweise an seinem Ausgang ein "1"-Signal. Das "1"-Signal des Gatters G3 hält das Flip-Flop FF1 im gesetzten Zustand, wodurch das Gatter G3 auf Änderungen an seinem Eingang ansprechen kann. Das ^!I1 "-Signal am Ausgang des Gatters G3 gibt ferner das Schieberegister frei, so daß das "1"-Signal bei jedem Zyklus des Haupt-Taktoszillators 3 um eine Stufe weitergeschaltet werden kann. Beim Beginn des Phasensignales P1 (oder des Phasensignales P3) schaltet jedoch der Ausgang des Gatters G2 auf den Wert "1" um. Dieses "1"-Signal wird auf das Gatter G3 weitergegeben. Da das Gatter G3 bereits von dem Flip-Flop FF1 mit einem "1"-Signal beaufschlagt wird, schaltet es jetzt an seinem Ausgang auf den Wert "0" um. Hierdurch wird das Schieberegister SR1 gesperrt, und das "1"-Signal in dem Schieberegister verbleibt in der ersten (oder dritten) Stufe beim nächsten Zyklus des Haupt-Taktoszillators anstehen.

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Zur gleichen Zeit, wo das Schieberegister SRI gegen eine Verschiebung des "1"-Signales gesperrt ist, ändert sich der Schaltzustand des Flip-Flops FF1, indem dieses auf den zurückgestellten Zustand umschaltet. Das Flip-Flop gibt das "0"-Signal an seinem Dateneingang von dem Gatter G3 an seinem Ausgang Q aus, wenn es durch den Haupt-Taktoszillatr 3 getaktet wird.Auf Grund dieser Rückstellung und der Rückführung des Ausgangs Q auf das Gatter G3 wird am Ausgang des Gatters G3 erneut ein "1"-Signal erzeugt. Hierdurch wird erneut ein "1"-Signal an den Freigabeeingang des Schieberegisters angelegt, so daß das darin enthaltene "!"-Signal erneut nach einem einzigen Phasenzyklus verschoben wird. Demgemäß werden die Phasensignale P1 und P3, die dem Gatter G2 zugeführt werden, in ihrerLänge von einem auf zwei Zyklen des Haupt-Taktoszillators 3 verlängert. Das Flip-Flop FF1 wird erneut gesetzt, nachdem es sich während eines einzigen Taktphasenzyklus im zurückgestellten Zustand befunden hatte, wobei dies durch das am Ausgang des Gatters G3 erneut auftretende "1"-Signal geschieht.

Wie erwähnt, wird die Leitung 71 von der Zentraleinheit 4 betätigt, um die periphere Einheit 6 zu betreiben, wobei hierbei ein Phasensignal P2 erforderlich ist, das auf das Zweifache der Taktperiode Haupt-Taktoszillators .3 verlängert ist. Die Leitung 71 bildet dementsprechend einen weiteren Eingang für das Gatter G2. Das Gatter G2 erzeugt ein "1"-Signal während des ersten Teils des Phasensignals P2, wobei hierbei der gleiche Effekt wie bei den Phasensignalen P1 und P3 erzielt wird, der zur Verlängerung des maßgeblichen Phasensignales führt. Dies bedeutet', daß das Phasensignal P2 im Falle eines "1"-Signales auf der Leitung 71 hinsichtlich seiner Länge von einer auf zwei Taktperioden des Haupt-Taktoszillators gestreckt wird.

Es sei darauf verwiesen, daß die Zeit, während der das Signal auf der Leitung 71 den Wert "1" für eine Erstreckung des Phasen signales P2 aufweisen muß, während der normalen kurzen Dauer des Phasensignales P2 auftritt. Es ist unerheblich, ob ein "1"-Signal

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auf der Leitung 71 während der Phasensignale P1 und P3 auftritt, da während dieser Phasensignale das Gatter G2 in jedem Fall ein "1"-Signal erzeugt. Es müssen jedoch Vorkehrungen getroffen sein, um zu verhindern, daß ein "1"-Signal auf der Leitung 71 eine Erstreckung des Phasensignales P4 hervorruft.

Es empfiehlt sich, das Signal auf der Leitung 71 durch die Phasensignale in einer solchen Weise zu schalten, daß die Leitung 71 den Wert "1" während des Phasensignales P4 nicht aufweisen kann. Wenn dies jedoch nicht möglich ist, so wird das Phasensignal P4 über einen Inverter 11 auf das Gatter G3 geschaltet. Diese Maßnahme bewirkt, daß während des Phasensignales P4 der Inverter 11 ein "0"-Signal erzeugt, wodurch das Ausgangssignal des Gatters G3 auf seinen Normalwert entsprechend einem "1"-Signal unabhängig von dem Ausgang des Gatters Gl gesetzt wird. Zu jedem anderen Zeitpunkt, d.h. zu jedem Zeitpunkt mit Ausnahme während des Phasensignales P4, arbeitet das Gatter G3 in der zuvor beschriebenen Weise.

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Claims

2312440 Honeywell inc. 2 8. Mär? ί979

Honeywell Plaza 04-4156 Ge

Minneapolis, MI, OSA

Taktsignalgenerator

Patentansprüche:

Taktsignalgenerator mit einem von einer Haupt-Taktsignalquelle angesteuerten mehrstufigen Schieberegister, welches durch den Haupttakt zyklisch weitergeschaltet wird und Signale mit unterschiedlicher Phase an den Ausgängen der Stufen erzeugt und mit einem Sperrschaltkreis, der eine Zähleinrichtung aufweist, um die Weiterschaltung des Schieberegisters während einer Anzahl von Haupttaktsignalen zu sperren, und der einen Gatterschaltkreis aufweist, welcher auf Grund eines jeden Phasensignales die Zähleinrichtung auf einen entsprechenden Zählstand setzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschaltkreis (FP1, G2, G3, 11) einen Steuerschaltkreis (Teil des Gatters G2) aufweist, der den Zählstand der Zähleinrichtung (FF1, G3) für ein vorbestimmtes Phasensignal (P2) auf Grund eines Steuersignales (auf der Leitung 71) modifiziert.
2. Taktsignalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Eingang des Schieberegisters (SR1) und alle Ausgangsstufen mit Ausnahme der letzten ein NOR-Gatter (G1) geschaltet ist.

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3. Taktsignalgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung ein Flip-Flop (FF1) umfaßt, dessen Ausgang (Q) über ein NAND-Gatter (G3) mit seinem Eingang (D) verbunden ist.
4.Taktsignalgenerator nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Gatterschaltkreis ein ODER-Gatter (G2) aufweist, dem die Phasensignale zugeführt werden, für die die Zähleinrichtung zu setzen ist, um die Weiterschaltung des Schieberegisters (SR1) durch ein Haupttaktsignal zu sperren.
5. Taktsignalgenerator nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der* Steuerschaltkreis das ODER-Gatter (G2), dem das Steuersignal (auf der Leitung 71) zugeführt wird,und das das ODER-Gatter (G2) speisende NAND-Gatter (G3) umfaßt, wobei dem NAND-Gatter (G3) die nicht zu verlängernden Phasensignale (P4) über entsprechende Inverter (H) zugeführt werden.

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