DE3623051A1 - Verfahren und vorrichtung zur synchronisierung frequenzverschiedener taktsignale, insbesondere zur gegenseitigen anpassung unterschiedlicher datenverarbeitungsgeraete - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur synchronisierung frequenzverschiedener taktsignale, insbesondere zur gegenseitigen anpassung unterschiedlicher datenverarbeitungsgeraeteInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Datenverarbeitungsgeräte
und speziell
eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anpassung von
Hardware-Modulen zwischen Rechnersystemen, die auf verschiedenen
Architekturen basieren.
Aufgrund der gegenwärtigen speziellen Entwicklung in
der Halbleiterindustrie werden Personal-Computer
und andere Tischrechner zunehmend gebräuchlicher. Diese
zunehmende Beliebtheit wird von einem Ansteigen der Anzahl
verschiedener Rechnertypen, die für den Konsumenten
erhältlich sind, begleitet. Häufig will ein Konsument
einen Rechnertyp kaufen, da er einige wünschenswerte
Eigenschaften aufweist, z. B. ein vorteilhaftes Textverarbeitungssystem.
Des weiteren kann jedoch der
Konsument wünschen, daß ihm andere Ausführungen zugänglich
sind, die mit Personalcomputersystemen verschiedener
Hersteller verknüpft sind. Selbst wenn die beiden
Rechnertypen mit derselben Anwendungssoftware arbeiten
können, kann es sein, daß sie nicht hardwarekompatibel
sind, so daß Informationen oder Zusätze, die für das
eine Gerät erhältlich sind, nicht direkt von dem anderen
Gerät verarbeitet werden können.
Eine Eigenschaft, die viele verschiedene Typen von Rechnersystemen
unterscheidet, ist die Rate, mit welcher
Daten übertragen und innerhalb des Systems verarbeitet
werden. Z. B. kann ein Rechner mit einer Geschwindigkeit
von 8 MHz arbeiten, währenddessen ein anderer mit einer
Geschwindigkeit von nur ungefähr 4,8 MHz arbeiten kann.
In einem solchen Fall ist die von einem Rechner erzeugte
Information asynchron zu dem anderen Rechner. Entsprechend
wird, wenn ein Typ eines Rechnersystems mit einem
für das andere ausgelegten Hardware Modul betrieben
wird, eine asynchrone Logik benötigt. Diese Logik bewirkt,
daß eine ankommende Information des einen Computers gehalten
wird, bis ein Taktsignal des Zeitgebersystems des
anderen Computers erscheint. Dieses Erfordernis kann
eine Verzögerung von ein oder zwei Taktzyklen bewirken,
um die interessierenden Informationssignale zu erhalten.
Andere Beispiele einer Hardware-Inkompatibilität schließen
Eigenschaften ein, die bei einem Rechner interne
Eigenschaften der Zentraleinheit, aber externer Vorrichtungen
in anderen Computern sind. Da diese Eigenschaften
auf nicht identischen Architekturen beruhen, muß ein
Computer, der diese Eigenschaften intern aufweist, in
der Lage sein, ähnliche Eigenschaften für eine externe
Anordnung adressieren zu können, um eine Kompatibilität
zu schaffen.
Es ist deshalb eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein neues Verfahren und eine neue Vorrichtung
zum Anpassen zu schaffen, so daß Informationen und Verarbeitungseinrichtungen,
die für ein Computersystem ausgestaltet
sind, in einem zweiten Computersystem benutzt
werden können.
Es ist eine speziellere Aufgabe, entsprechend dieser
Zielsetzung eine neue Taktsignalerzeugungsschaltung zu
schaffen, die ein Signal mit einer Frequenz erzeugt, das
mit einem Taktsignal einer anderen Freqeunz synchronisiert ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden diese
Ziele und die sie begleitenden Vorteile durch ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Anpassung erreicht,
das eine Kompatibilität zwischen einer internen Systembusarchitektur
eines Rechners und dem externen Bus, der
mit einer verschiedenen Frequenz betrieben wird, schafft.
Ein wichtiges Merkmal des Anpassungssystems ist eine
Takterzeugungsschaltung, die ein Taktsignal für den
externen Bus liefert, das mit dem internen Takt des
Rechnersystems synchronisiert ist. Die Taktschaltung
weist eine Verzögerungsleitung auf, die eine Anzahl
phasenverschobener Signale mit der Betriebsfrequenz
des Rechnersystems liefert. Jedes dieser phasenverschobenen
Signale wird entsprechend den Beziehungen zwischen
seiner Phase zu der Phase des Signals mit der Taktfrequenz
des externen Busses gemultiplext. Durch Multiplexen der
phasenverschobenen Signale in der entsprechenden Weise
werden Pulse mit einer Zeitdauer, die der des gewünschten
externen Bustaktfrequenz entsprechen, erzeugt.
Der synchronisierte Taktgeber für den externen Bus
ermöglicht es,
wichtige Vorgänge schneller zu erfassen, und schafft somit
eine größere Effizienz als Systeme, die eine asynchrone
Logik anwenden.
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen
erläutert.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Rechnersystems mit
einem Anpassungssystem zur Erweiterung seiner
Kapazitäten;
Fig. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm des Anpassungssystems;
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm einer Schaltung
zur Ableitung eines synchronisierten 4,8 MHz
Taktsignals von einem 8 MHz Systemtaktgeber;
Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, in dem die Beziehungen
verschiedener in der Schaltung nach Fig. 3 erzeugter
Signale verdeutlicht werden; und
Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm für eine Schaltung, die
ähnlich ist der der Fig. 3, die geändert wurde,
um ein 6 MHz Taktsignal aus einem 8 MHz Systemtaktgeber
zu erhalten.
In der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird ein spezieller Bezug genommen
auf das Beispiel zweier Rechnersysteme, die mit ungefähr
4,8 MHz bzw. 8 MHz arbeiten, um ein Verständnis
der Erfindung zu erleichtern. Es soll jedoch verstanden
werden, daß die praktischen Anwendungen der Erfindung
nicht auf dieses spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt
sind. Vielmehr können die grundlegenden Prinzipien der
Erfindung angewendet werden, um eine Kompatibilität
zwischen zwei Systemen, die mit vielen verschiedenen
Frequenzen betrieben werden, zu schaffen.
Bezugnehmend auf Fig. 1 ist dort eine möglicheRechnerhardwareausgestaltung
in Blockdiagrammform dargestellt,
in welcher die vorliegende Erfindung angewendet werden
kann. In diesem Beispiel hat der Rechner 1, der die
grundlegende Komponente des Systems bildet, eine 16-Bit
CPU, die mit 8 MHz arbeitet. Z. B. kann die CPU ein
Intel 80186 Mikroprozessor sein. Dieser Typ von Vorrichtung
weist einen eingebauten DMA (direct memory
access, direkter Speicherzugriff), Regler, Zeitgeber
und einen Unterbrechungsregler (interrupt controller) auf.
Es kann wünschenswert sein, die Kapazitäten dieses
Computers auszuweiten, um einen Zugriff auf Eigenschaften
zu schaffen, die mit einem Rechner, der auf einem
verschiedene Mikroprozessortyp basiert, z. B. Intel 8088,
erhältlich sind. Dieser Mikroprozessortyp arbeitet mit
etwa 4,8 MHz und verarbeitet nur 8 Bit gleichzeitig. Entsprechend
ist es notwendig, um Informationen für den
Austausch zwischen den zwei Rechnertypen anzupassen,
ein Wandlersystem 2 vorzusehen, um die Informationen
des einen Rechners in das Format, welches von dem
anderen Rechner verarbeitet werden kann, umzuwandeln.
Eine mit dem internen Bus des Rechners 1 verbundene
Empfänger/Überträgerschnittstelle 3 gibt Signale von
dem Bus auf ein mit dem Wandlersystem 2 verbundenes
Kabel 4, empfängt Signale vom Wandlersystem 2 und führt
sie dem Rechner zu. Die Schnittstelle weist bidirektionale
Treiber und Empfänger auf, die die Richtung und den
Fluß der Information zwischen dem Rechner 1 und dem
Kabel 4 steuern. Es kann ferner angepaßte Leitungsabschlußwiderstände
und dgl. aufweisen, um Signalreflektionen
zu vermeiden und damit das Rauschen zu vermindern.
Das Wandlersystem 2 empfängt multiplexe 16-Bit Informationen
mit 8 MHz auf dem Kabel 4 und wandelt sie in
nicht-multiplexe 8-Bit Informationen mit einer 4,8 MHz
Bezugsfrequenz. Diese Information wird auf einen I/O-
Kanal 5 (Eingabe/Ausgabe) zur Übertragung an eine Zusatzkarte
6 gegeben, die Daten mit diesem Format verarbeitet,
z. B. ein Modem. In ähnlicher Weise wird die Information,
die durch die externe Karte 6 auf den I/O-Kanal gegeben
wird, in ein Format gewandelt, das zum Gebrauch im Rechner 1
angepaßt ist.
Zusätzlich zu der Zusatzkarte kann das erweiterte System
ferner andere Kapazitäten für den Rechner schaffen. Falls
es z. B. gewünscht wird, 16-Bit 8 MHz-Zusätze zu verwenden,
die für den Rechner 1 ausgelegt sind, aber nicht unmittelbar
im Computer untergebracht werden können, da alle
vorgesehenen Zusatzkartenschlitze belegt sind, dann kann
der I/O-Kanal 5 mit einer Buserweiterung versehen werden,
die eine angemessene Anzahl von Leitungen liefert, um
die 16-Bit Informationen gleichzeitig aufzunehmen. Auf
diese Weise kann der Rechner 1 Zusatzkarten 7 verwenden,
die extern angeordnet sind. In diesem Fall wird das
Wandlersystem die zwischen dem Rechner und der Zusatzkarte 7
übertragenen Informationen nicht umformatieren.
Ein weiterer Aspekt des Erweiterungssystems besteht in
der Schaffung externer Möglichkeiten, die ebenso innerhalb
des Rechners angeordnet sind. Wie vorher erwähnt,
hat z. B. der 80186 Mikroprozessor eine eingebaute DMA-
Steuerung. Anwendungssoftware oder andere Hardwarezusätze,
d. h. eine lokale Netzwerkkarte, die für den
8088 Mikroprozessor ausgelegt sind, könnten jedoch den
Versuch machen, auf einen externen DMA-Chip zuzugreifen.
Um die Kapazitäten des auf dem 8088 Mikroprozessor basierenden
Systems auszuschöpfen, ist es notwendig, eine
externe DMA-Steuerung 8 zu schaffen. Diese Steuerung kann
für den Zugriff durch den Rechner 1 mit dem Wandlungssystem 2
verbunden sein. In dieser Anordnung kann die externe
DMA-Steuerung 8 als Bussteuerung betrieben werden, die
den Informationsfluß zwischen dem Speicher im Rechner 1
und der mit dem I/O-Kanal 5 verbundenen Zusatzkarte
steuert.
Das Wandlersystem 2 ist als Blockdiagramm in Fig. 2
dargestellt. Es weist eine Taktgeberschaltung 10 auf,
die ein 8 MHz Systemtaktsignal vom Rechner 1 empfängt,
und ein synchronisiertes 4,8 MHz Signal erzeugt, um
zur Wandlung von Informationen von einem Format in
das andere angewendet zu werden. In dieser Hinsicht
werden auf dem Steuerbus 12 vorhandene Signale der
Zeitgeberschaltung14 zugeführt. In der Zeitgeberschaltung
werden diese Steuersignale, z. B. Lese- und Schreibsignale,
zeitverschoben, wenn sie vom Kabel 4 zu dem
I/O-Kanal 5 gelangen und umgekehrt, um in einem angemessenen
Synchronismus mit dem entsprechenden Taktsignal
zu sein.
In dem hier beschriebenen Beispiel wird angenommen, daß
in dem Rechner 1 die Adress- und Datenbits auf dem
gleichen Bus gemultiplext werden, wohingegen der I/O-
Kanal 5 getrennte Adress- und Datenbusse benötigt. Entsprechend
umfaßt das Wandlersystem einen Datenmultiplexer/
-demultiplexer 16 und Adressierungssperren 18,
um die Adress- und Dateninformationen aus dem Kabel 4
zu den entsprechenden Zeiten herauszuziehen und sie
auf getrennte Busse 20 und 22 des I/O-Kanals zu geben.
In ähnlicher Weise werden der Multiplexer/Demultiplexer
16 und die Adresssperren 18 betrieben, um die getrennt
vorhandenen Informationsstücke auf den Bussen 20 und 22
zu überlagern und sie in multiplexer Form, unter
Steuerung von Kontrollsignalen aus dem Kontrollbus 12
und der Zeitgeberlogik 14, auf das Kabel zu geben. Der
Multiplexer/Demultiplexer 16 wandelt ebenso die 16-Bit
Datensignale des Rechners 1 in ein multiplexes 8-Bit
Format zur Eingabe in den Datenbus 20, und demultiplext
Daten aus dem Bus 20 zur Eingabe in den Rechner in
einem 16-Bit Format. In diesen Situationen, in denen
der Rechner auf eine externe 16-Bit, 8 MHz-Zusatzkarte,
wie z. B. die Karte 7, auf dem I/O-Kanal zugreift, kann
der I/O-Kanal mit einem zweiten 8-Bit Datenbus 24 versehen
sein. Auf diese Weise können Daten der externen
Karte in einem 16-Bit Format zugeführt werden.
Um einen Zugriff auf die DMA-Steuerung 8 zu ermöglichen,
weist das Wandlersystem eine zusätzliche Sperre 25 und
einen Zwischenspeicher 26 auf, die die Informationen
aus dem 16-Bit Rechnersignal aufspalten und der Steuerung
als entsprechende Adress- und Datensignale zuführen.
Um zusätzliche Unterbrechersignale, die in 8 MHz Zusatzkarten
benutzt werden können, zu liefern, kann eine
Unterbrechungssteuerung 27 im Wandlersystem 2 vorgesehen
sein. Diese Steuerung reagiert auf Dateninformationen,
um Unterbrechungen an die externe Karte über eine Leitung
28 zu liefern.
Bezugnehmend auf Fig. 3 sind die Einzelheiten der Taktgeberschaltung
10 zur Erzeugung eines 4,8 MHz Ausgangssignals,
das mit einem 8 MHz-Systemtaktgeber synchronisiert
ist, dargestellt. Die Periodendauer des 8 MHz
Signals ist 125 ns, während sie für das gewünschte
4,8 MH Ausgangssignal ungefähr 208 ns beträgt. Entsprechend
müssen zur Erzeugung der gewünschten Frequenz
fünf 125 ns-Perioden in drei 208 ns-Perioden umgewandelt
werden.
Um dieses zu erreichen, wird das Systemtaktsignal einer
Eingangklemme einer Vielfachausgabeverzögerungsleitung
30 zugeführt. Im vorliegenden Beispiel erzeugt die
Verzögerungsleitung 30 zwei Ausgangssignale, die bezüglich
des Eingangssignals um etwa 42 ns (120°) und
83 ns (240°) verzögert sind. Das ursprüngliche Systemtaktsignal,
bezeichnet mit ⌀1, und die beiden verzögerten
Signale, bezeichnet mit ⌀2 bzw. ⌀3, werden den
Eingangsklemmen
eines Multiplexers 32 zugeführt. In der
dargestellten Ausführungsform hat der Multiplexer eine
8 : 1 Multiplexvorrichtung, und die drei Eingangssignale
werden jeweils zwei der Eingangsklemmen D 0-D 7 des
Multiplexers zugeführt. Die verbleibenden zwei Eingangsklemmen,
in diesem Fall D 2 und D 5 werden nicht verwendet.
Sie können z. B. geerdet werden, oder mit einer
Konstantspannungsquelle verbunden sein.
Das Ausgangssignal vom Multiplexer liefert ein Taktgebersignal
für eine sechsfach teilenden Möbiuszähler
aus drei D-Flip-Flops 34, die in Serie geschaltet sind.
Das Ausgangssignal des Multiplexers wird ebenso als
Taktgebersignal einem zweiteilenden Zähler 36 aus
einem einzigen D-Flip-Flop zugeführt. Das Ausgangssignal
dieses Flip-Flops enthält das synchronisierte
4,8 MHz Signal.
Die Funktion der in Fig. 3 dargestellten Schaltung kann
am besten unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm der
Fig. 4 verstanden werden. Die drei Flip-Flops 34 des
Möbiuszählers liefern dem Multiplexer 32 eine 3-Bit
Auswahlsteuerung. Diese 3-Bits bestimmen, welche der
acht Dateneingangsklemmen D 0-D 7 mit der Ausgangsklemme
des Multiplexers zu verbinden sind. Jedes der
Flip-Flops ist auf die ansteigende Flanke des Ausgangssignals
des Multiplexers 32 getaktet. Das Ausgangssignal
wird relativ zu dem Eingangssignal, das an der Datenklemme,
die mit der Ausgangsklemme verbunden ist,
empfangen wird, invertiert.
Bezugnehmend auf den Anfangszustand, in welchem die
drei Bits des sechsteilenden Zählers auf Low, d. h.
binäre Null, sind, ist die D 0 Eingangsklemme mit der
Ausgangsklemme des Multiplexers verbunden. Diese
Eingangsklemme empfängt das ⌀1 Signal, das aus dem
grundlegenden Systemtakt besteht. An der abfallenden
Flanke dieses Signals, gekennzeichnet durch t 1 in
Fig. 4, wird das Ausgangssignal des Multiplexers 32
high and taktet jedes der Flip-Flops 34. Zu dieser
Zeit geht das niedrigstwertige Bit A der drei Bit-
Ausfallsteuerung des Zählers auf high, um die Eingangsklemme
D 1 auszuwählen. Diese Klemme empfängt das
⌀3 Signal, d.h. das um etwa 83 ns, bzw. 240° verzögerte
Systemtaktsignal. Entsprechend erscheint das
verzögerte Signal jetzt in invertierter Form an der
Ausgangsklemme des Multiplexers. Bei der nächsten
fallenden Flanke des ⌀3 Signals zur Zeit t 2 wird der
Zähler erneut getaktet und das zweite höchstwertige
Bit B der Ausfallsteuerung geht auf high, um die
Eingangsklemme D 3 auszuwählen. Diese Eingangsklemme
empfängt ebenfalls das verzögerte Taktsignal ⌀3 und
so erscheint dieses Signal weiter an der Ausgangsklemme
des Multiplexers 32.
Bei der nächsten fallenden Flanke des Signals ⌀3, zur
Zeit t 3, wird der Zähler wieder getaktet und das höchstwertige
Bit C geht auf high, um die D 7 Eingangsklemme
auszuwählen. Diese Klemme empfängt das Signal ⌀2, das
um 480° (360° + 120°) relativ zu dem Systemtaktsignal
verzögert ist. Dieses Signal erscheint an der Ausgangsklemme
des Multiplexers für die nächsten beiden Zyklen,
während die Eingangsklemmen D 7 und D 6 ausgewählt sind.
Bei der zweiten fallenden Flanke des Eingangssignals
⌀2 zur Zeit t 4, schaltet das Steuersignal von 110 auf
100, und wählt die Eingangsklemme D 4 aus, die das nichtverzögerte
Systemtaktsignal ⌀1 empfängt. Dies beendet
einen kompletten Zyklus im Betrieb des Multiplexers.
Das Ausgangssignal des Multiplexers, in Fig. 4 mit MUX
bezeichnet, hat eine Gesamtfrequenz von 9,6 MHz, d. h.
das zweifache der gewünschten Frequenz. Dieses Resultat
beruht auf der Tatsache, daß die drei Eingangssignale
jeweils zwei Dateneingangsklemmen des Multiplexers zugeführt
werden. Das Ausgangssignal des Multiplexers
wird in den zweifach teilenden Flip-Flop 36 getaktet,
der ein 4,8 MHz Signal an seiner Q (wahr) Ausgangsklemme
erzeugt. Dieses 4,8 MHz Signal ist mit dem 8 MHz
Systemtaktsignal synchronisiert. Im speziellen ist die
ansteigende Flanke des 4,8 MHz Signals mit der entsprechenden
Flanke des Systemtaktsignals bei t 1 ausgerichtet,
und die nächsten beiden ansteigenden Flanken bei t 3 und
t 4 erfüllten eine feste Phasenrelation mit den Flanken
im Systemtakt. Zur Zeit t 5 sind die Flanken der beiden
Taktsignale wieder ausgerichtet. Auf diese Weise werden
drei Taktsignalpulse für jeweils fünf Zyklen im Systemtaktsignal
erzeugt.
Es ist möglich, jedes der phasenverschobenen Taktsignale
⌀1-⌀3 nur einer Dateneingangsklemme des Multiplexers 32
zuzuführen und einen durch drei teilenden Zähler zum
Erzeugen des Steuersignals zu verwenden und dadurch direkt
an der Ausgangsklemme des Multiplexers ein 4,8 MHz Signal
zu erhalten. Diese Art des Betriebes kann jedoch zu ungewünschten
Umwandlungen im Ausgangssignal führen. Aus
diesem Grund wird der Gebrauch von sechs Dateneingangsklemmen
und eines durch sechs teilenden Zählers bevorzugt,
um sicherzustellen, daß die beiden Eingangstaktsignale,
unter denen die Auswahl getroffen wird, bei der
Schaltzeit das gleiche logische Level haben.
Wie aus Fig. 4 ersehen werden kann, ist das von dem Flip-
Flop 36 erzeugte 4,8 MHz Signal nicht perfekt quadratisch,
da die high- und low-Bereiche jedes Zyklus nicht gleich
sind. Spezieller hat die high-Periode des Zyklus (t 2-t 1)
eine Dauer von ungefähr 83 ns, wohingegen die low-Periode
des Zyklus (t 3-t 2) ungefähr 125 ns andauert.
Aus dem vorher Gesagten kann ersehen werden, daß das
Funktionsprinzip der Takterzeugungsschaltung auch für
die Erzeugung anderer Frequenzen angewendet werden
kann. Im Grund beinhaltet es die Schaffung phasenverschobener
Versionen der originalen Taktsignale und
die Auswahl jeweils desjenigen dieser Signale, dessen Phase mit
einem Signal der zu erzeugenden Frequenz übereinstimmt.
Der Betrag der Phasenverschiebung ist abhängig von
der Differenz der Perioden des originalen und des
resultierenden Signals. Z. B. beinhaltet, wie oben
erläutert, die Erzeugung eines 4,8 MHz Signals aus
einem 8 MHz Signal eine Addition von 240° zu jedem
Zyklus. Entsprechend sind die erzeugten Phasenverschiebungen
ganzzahlige Vierfache dieser Differenz.
Mit geringen Modifikationen kann die Schaltung der
Fig. 1 verwendet werden, um ein 6 MHz Signal zu erzeugen,
das mit dem 8 MHz Systemtaktgeber synchronisiert
ist. In diesem Fall ist die Differenz der Perioden
der beiden Signale ungefähr 42 ns bzw. 120°. Entsprechend
können die gleichen phasenverschobenen Signale
⌀1-⌀3 benutzt werden, und sie werden in einerunterschiedlichen
Weise ausgewählt, um das 6 MHz Signal zu
erzeugen. Im speziellen werden die Dateneingangsklemmen
des Multiplexers wie folgt verbunden:
Klemme Signal
D 0 ⌀1
D 1 ⌀3
D 2 (nicht benutzt)
D 3 ⌀2
D 4 ⌀2
D 5 (nicht benutzt)
D 6 ⌀3
D 7 ⌀1
D 0 ⌀1
D 1 ⌀3
D 2 (nicht benutzt)
D 3 ⌀2
D 4 ⌀2
D 5 (nicht benutzt)
D 6 ⌀3
D 7 ⌀1
Ein Ablaufdiagramm, das die Funktion der so angeschlossenen
Schaltung erläutert, ist in Fig. 5 dargestellt.
Wie ersehen werden kann, werden bei jedem Taktsignal
an den durch sechs teilenden Zähler die phasenverschobenen
Signale ⌀1, ⌀2 und ⌀3 in Folge ausgewählt, um
ein 12 MHz Signal zu erzeugen. Dieses Signal wird durch
zwei geteilt, um das gewünschte 6 MHz Signal zu erzeugen.
In diesem speziellen Fall ist das Signal quadratisch.
Es kann ersehen werden, daß die drei phasenverschobenen
Signale ⌀1-⌀3 fünf abfallende Flanken während jedes
Zyklus des Systemstaktgebers liefern. Diese Flanken
können auf verschiedene Weisen ausgewählt werden, um
Ausgangssignale verschiedener Frequenzen zu liefern.
Des weiteren, durch Variation der Länge der Phasenverschiebung,
werden andere Kombinationen der Flanken
möglich, um einen noch größeren Bereich für die Ausgangsfrequenzen
zu erzeugen.
Claims (11)
1. Verfahren zur Erzeugung eines ersten Taktsignals
mit einer gewünschten Frequenz, das mit einem zweiten
Taktsignal einer zweiten Frequenz synchronisiert ist,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Erzeugung einer Anzahl von Signalen mit der zweiten Frequenz, die gegeneinander phasenverschoben sind; und
Multiplexen dieser Signale unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Phase derart, daß ein zusammengesetztes Signal mit der gewünschten Frequenz erzeugt wird.
Erzeugung einer Anzahl von Signalen mit der zweiten Frequenz, die gegeneinander phasenverschoben sind; und
Multiplexen dieser Signale unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen Phase derart, daß ein zusammengesetztes Signal mit der gewünschten Frequenz erzeugt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Multiplexen unter periodischer
Auswahl jeweils desjenigen der phasenverschobenen Signale
erfolgt, dessen Phase mit der Phase eines Signals mit der
gewünschten Frequenz koinzidiert.
3. Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten Taktsignals
mit einer ersten vorbestimmten Frequenz, das mit einem
zweiten Taktsignal einer davon verschiedenen Frequenz
synchronisiert ist, gekennzeichnet durch:
Eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl von gegeneinander phasenverschobenen zweiten Tatksignalen;
eine Einrichtung zur periodischen Auswahl jeweils desjenigen der zweiten Taktsignale, dessen Phase mit der Phase eines Signals mit der ersten vorbestimmten Frequenz koinzidiert; und
eine Einrichtung zum Überlagern der ausgewählten zweiten Taktsignale, um das erste Taktsignal zu bilden.
Eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl von gegeneinander phasenverschobenen zweiten Tatksignalen;
eine Einrichtung zur periodischen Auswahl jeweils desjenigen der zweiten Taktsignale, dessen Phase mit der Phase eines Signals mit der ersten vorbestimmten Frequenz koinzidiert; und
eine Einrichtung zum Überlagern der ausgewählten zweiten Taktsignale, um das erste Taktsignal zu bilden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Auswahleinrichtung und die
Überlagerungseinrichtung einen Multiplexer mit einer Anzahl
von Eingangsklemmen, die die Anzahl der phasenverschobenen
zweiten Taktsignale empfangen und logische
Einrichtungen, die auf ein Signal an einer Ausgangsklemme
des Multiplexers zur Steuerung des Multiplexers
ansprechen, um ein Signal an einem der Eingangsklemmen
auszuwählen und es der Ausgangsklemme zuzuführen, aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenz zwischen den Perioden
des ersten und des zweiten Taktsignals ein ganzzahliges
Vielfaches der Phasenverzögerung zwischen den
phasenverschobenen zweiten Taktsignalen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste Taktsignal eine Frequenz
von etwa 4,8 MHz und das zweite Taktsignal eine Frequenz
von ungefähr 8,0 MHz hat und die Phasenverschiebungseinrichtung
drei zweite Taktsignale liefert, die
in Bezug aufeinander um etwa 42 ns phasenverschoben sind.
7. Einrichtung zur Erweiterung der Kapazität eines
Rechners, der mit einer ersten vorbestimmten Betriebsfrequenz
arbeitet, durch Schaffung einer Hardware-Kompatibilität
mit einem Rechnersystem, das mit einer zweiten
vorbestimmten Frequenz arbeitet, gekennzeichnet
durch:
Eine Einrichtung zum Empfang eines Signals mit der ersten vorgegebenen Frequenz und zur Erzeugung eines Signals mit der zweiten vorgegebenen Frequenz, das mit dem Signal mit der ersten Frequenz synchronisiert ist;
einem Eingabe/Ausgabekanal; und
einer Einrichtung, die auf die Erzeugungseinrichtung reagiert zum Empfang von Signalen aus dem Rechner mit der ersten Betriebsfrequenz und zur Zuführung der Signale auf den Kanal, wobei die Signale synchron sind mit dem Signal mit der ersten vorgegebenen Frequenz.
Eine Einrichtung zum Empfang eines Signals mit der ersten vorgegebenen Frequenz und zur Erzeugung eines Signals mit der zweiten vorgegebenen Frequenz, das mit dem Signal mit der ersten Frequenz synchronisiert ist;
einem Eingabe/Ausgabekanal; und
einer Einrichtung, die auf die Erzeugungseinrichtung reagiert zum Empfang von Signalen aus dem Rechner mit der ersten Betriebsfrequenz und zur Zuführung der Signale auf den Kanal, wobei die Signale synchron sind mit dem Signal mit der ersten vorgegebenen Frequenz.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Erzeugungseinrichtung aufweist:
Eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl von phasenverschobenen Signalen mit der ersten Frequenz; und
einer Einrichtung zum periodischen Auswählen jeweils desjenigen der phasenverschobenen Signale, dessen Phase mit der Phase des Signals mit der zweiten Frequenz koinzidiert.
Eine Einrichtung zur Erzeugung einer Anzahl von phasenverschobenen Signalen mit der ersten Frequenz; und
einer Einrichtung zum periodischen Auswählen jeweils desjenigen der phasenverschobenen Signale, dessen Phase mit der Phase des Signals mit der zweiten Frequenz koinzidiert.
9. Vorrichtung, die auf ein Signal mit einer Frequenz
anspricht, zur Erzeugung eines synchronisierten
Signals mit einer anderen Frequenz, gekennzeichnet
durch
Mittel zur Erzeugung einer Anzahl von Signalen mit der ersten Frequenz, wobei die Signale in Bezug aufeinander phasenverschoben sind, um einen Betrag, der der Differenz der Periodenlängen der einen Frequenz und der anderen Frequenz entspricht;
einen Multiplexschalter mit einer Anzahl von Eingangsklemmen, die entsprechend die Anzahl von Signalen empfangen und mit einer Ausgangsklemme, die mit einer der Eingangsklemmen verbunden ist; und
Mittel zur Steuerung des Schalters zur wahlweisen Verbindung der Ausgangsklemme mit jedem der Eingabeklemmen in einer vorgegebenen Folge zur Erzeugung eines Signals an der Ausgangsklemme, das eine Frequenz in Bezug auf die andere Frequenz hat.
Mittel zur Erzeugung einer Anzahl von Signalen mit der ersten Frequenz, wobei die Signale in Bezug aufeinander phasenverschoben sind, um einen Betrag, der der Differenz der Periodenlängen der einen Frequenz und der anderen Frequenz entspricht;
einen Multiplexschalter mit einer Anzahl von Eingangsklemmen, die entsprechend die Anzahl von Signalen empfangen und mit einer Ausgangsklemme, die mit einer der Eingangsklemmen verbunden ist; und
Mittel zur Steuerung des Schalters zur wahlweisen Verbindung der Ausgangsklemme mit jedem der Eingabeklemmen in einer vorgegebenen Folge zur Erzeugung eines Signals an der Ausgangsklemme, das eine Frequenz in Bezug auf die andere Frequenz hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuermittel einen Möbiuszähler
umfassen, der durch die Wechsel im Pegel des Signals
an der Ausgangsklemme getriggert wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schalter eine Anzahl von
Eingangsklemmen aufweist, wobei die Anzahl zumindest
doppelt so groß ist wie die Anzahl der phasenverschobenen
Signale mit der einen Frequenz, und daß die phasenverschobenen
Signale entsprechend an jeweils zwei der
Eingangsklemmen anliegen.
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