RU2785272C1 - Asynchronous input device - Google Patents

Asynchronous input device Download PDF

Info

Publication number
RU2785272C1
RU2785272C1 RU2022112167A RU2022112167A RU2785272C1 RU 2785272 C1 RU2785272 C1 RU 2785272C1 RU 2022112167 A RU2022112167 A RU 2022112167A RU 2022112167 A RU2022112167 A RU 2022112167A RU 2785272 C1 RU2785272 C1 RU 2785272C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
shift register
clock
bus
Prior art date
Application number
RU2022112167A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иосифович Пархоменко
Дмитрий Андреевич Юрьев
Сергей Владимирович Гордеев
Денис Юрьевич Прохоров
Александр Илариевич Сапожников
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП") filed Critical Акционерное общество "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (АО "НПЦАП")
Application granted granted Critical
Publication of RU2785272C1 publication Critical patent/RU2785272C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: digital technology.
SUBSTANCE: invention relates to digital technology in the field of information exchange and can be used in the space, aviation, shipbuilding and other industries. The asynchronous input device contains input, synchronizing and output buses, shift register. The distinctive feature is that in addition the following are introduced: D-trigger, elements 2OR, 2AND.
EFFECT: increasing the stability of the duration of output signals with different durations of input signals in asynchronous devices.
1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к цифровой технике в сфере обмена информацией и может быть использовано в космической, авиационной, кораблестроительной и других отраслях в последовательных асинхронных интерфейсах.The invention relates to digital technology in the field of information exchange and can be used in space, aviation, shipbuilding and other industries in serial asynchronous interfaces.

Известно резервированное устройство для синхронизации сигналов (а.с. СССР №378830), содержащее в каждом из каналов триггера записи, хранения и выдачи информации, мажоритарный элемент и шину тактовых импульсов.A redundant device for synchronizing signals (AS USSR No. 378830) is known, containing in each of the trigger channels for recording, storing and issuing information, a majority element and a clock pulse bus.

Недостатком этого устройства является возможность формирования его схемой ложных выходных сигналов при поступлении на входы асинхронной информации.The disadvantage of this device is the possibility of its circuit generating false output signals when asynchronous information is received at the inputs.

В асинхронных устройствах входные сигналы могут изменять свою длительность за счет произвольного расположения синхросигналов. Причем, изменение длительности может увеличиваться или уменьшаться на период синхросигналов. В распределителе уровней по а.с. СССР №1172002, содержащем регистр сдвига, выходы которого являются выходными шинами, шину синхронизации, которая соединена с синхронизирующим входом основного регистра сдвига, шину тактирования, дополнительный регистр сдвига, элемент И-НЕ, RS-триггер, выход которого соединен с информационным входом дополнительного регистра сдвига, выход первого разряда которого соединен с информационным входом основного регистра сдвига, а инверсный выход последнего разряда - с первым входом элемента И-НЕ и R-входом RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с шиной тактирования, причем синхронизирующий вход дополнительного регистра сдвига соединен с шиной синхронизации. В этом устройстве длительность не изменяется и равна числу разрядов регистра, умноженному на период синхросигналов.In asynchronous devices, input signals can change their duration due to the arbitrary arrangement of clock signals. Moreover, the change in duration can increase or decrease by the period of the clock signals. In the level distributor according to a.s. USSR No. 1172002, containing a shift register, the outputs of which are output buses, a synchronization bus that is connected to the clock input of the main shift register, a clock bus, an additional shift register, an NAND element, an RS flip-flop, the output of which is connected to the information input of the additional register shift, the output of the first digit of which is connected to the information input of the main shift register, and the inverse output of the last digit is connected to the first input of the AND-NOT element and the R-input of the RS flip-flop, the S-input of which is connected to the output of the AND-NOT element, the second input of which connected to the clock bus, and the clock input of the additional shift register is connected to the clock bus. In this device, the duration does not change and is equal to the number of register bits multiplied by the period of the clock signals.

Недостатком этого устройства является то, что оно работоспособно для периодичных сигналов длительностью, отличающейся не более чем на один период входной частоты. При изменении длительности по входной шине более чем на один период, устройство не работоспособно. Кроме того, при приеме информации по гальванической связи появляются проблемы в изменении длительности вследствие разности задержек включения и выключения на гальванической развязке, кабельной сети, интегральных схемах.The disadvantage of this device is that it is operable for periodic signals with a duration that differs by no more than one period of the input frequency. When changing the duration on the input bus for more than one period, the device is not operational. In addition, when receiving information via galvanic communication, there are problems in changing the duration due to the difference in turn-on and turn-off delays at galvanic isolation, cable network, and integrated circuits.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабильности длительности выходных сигналов в асинхронных устройствах при различной длительности входных сигналов.The objective of the invention is to increase the stability of the duration of the output signals in asynchronous devices with different durations of the input signals.

Поставленная задача решается тем, что предложено асинхронное входное устройство, содержащее входную, выходную и синхронизирующую шины, регистр сдвига. Дополнительно в него введены D-триггер, элементы 2И и 2ИЛИ.The problem is solved by the fact that an asynchronous input device is proposed, containing input, output and synchronizing buses, a shift register. Additionally, a D-trigger, 2AND and 2OR elements are introduced into it.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства, где:In FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device, where:

1 - входная шина,1 - input bus,

2 - синхронизирующая шина,2 - synchronizing bus,

3 - D-триггер,3 - D-trigger,

4 - регистр сдвига,4 - shift register,

4.1 - D-триггер первого разряда регистра сдвига,4.1 - D-flip-flop of the first bit of the shift register,

4.2 - D-триггер второго разряда регистра сдвига,4.2 - D-trigger of the second bit of the shift register,

4.3 - D-триггер третьего разряда регистра сдвига,4.3 - D-flip-flop of the third bit of the shift register,

4.4 - D-триггер четвертого разряда регистра сдвига,4.4 - D-flip-flop of the fourth bit of the shift register,

5 - элемент 2ИЛИ,5 - element 2OR,

6 - элемент 2И,6 - element 2I,

7 - выходная шина.7 - output bus.

Синхронизирующая шина (2) соединена с синхронизирующим входом регистра сдвига (4), состоящего из четырех D-триггеров первого (4.1), второго (4.2), третьего (4.3) и четвертого (4.4) разрядов, и с синхронизирующим входом D-триггера (3). Входная шина(1) соединена с информационным входом D-триггера (3), выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига и первым входом элемента 2ИЛИ (5), второй вход которого соединен с выходом D-триггера второго разряда регистра сдвига (4.2), а выход - с первым входом элемента 2И (6), второй вход которого соединен с инверсным выходом D-триггера четвертого разряда регистра сдвига (4.4), а выход - с выходной шиной (7).The clock bus (2) is connected to the clock input of the shift register (4), which consists of four D-flip-flops of the first (4.1), second (4.2), third (4.3), and fourth (4.4) bits, and to the clock input of the D-trigger ( 3). The input bus (1) is connected to the information input of the D-trigger (3), the output of which is connected to the information input of the shift register and the first input of the 2OR element (5), the second input of which is connected to the output of the D-trigger of the second bit of the shift register (4.2), and the output - with the first input of the element 2I (6), the second input of which is connected to the inverse output of the D-flip-flop of the fourth bit of the shift register (4.4), and the output - with the output bus (7).

На фиг. 2, фиг. 3 представлены временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.In FIG. 2, fig. 3 shows timing diagrams that explain the principle of operation of the proposed device.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При включении питания D-триггер и регистр сдвига устанавливаются в произвольное состояние, предположим, в нулевое состояние. По приходу первого импульса по входной шине по фронту синхроимпульса на выходе D-триггера устанавливается единичное состояние (временная диаграмма 3). Далее, по следующим синхроимпульсам разряды регистра сдвига также переходят в единичное состояние (временные диаграммы 4.1, 4.2, 4.3), а инверсный выход последнего разряда - в нулевое (временная диаграмма 4.4). На выходе элемента 2ИЛИ (5) устанавливается единичное состояние, равное сумме сигналов с элементов D-триггера (3) и D-триггера второго разряда регистра сдвига (временная диаграмма 5). Инверсный выход D-триггера последнего разряда регистра сдвига ограничивает длительность выходного импульса на выходе элемента 2И (6) и на выходной шине (7) (временная диаграмма 6).On power-up, the D-flip-flop and shift register are set to an arbitrary state, say zero. Upon the arrival of the first pulse on the input bus along the front of the clock pulse, a single state is set at the output of the D-flip-flop (timing diagram 3). Further, according to the following clock pulses, the bits of the shift register also go into a single state (time charts 4.1, 4.2, 4.3), and the inverse output of the last bit goes to zero (time chart 4.4). The output of the element 2OR (5) is set to a single state, equal to the sum of the signals from the elements of the D-trigger (3) and the D-trigger of the second bit of the shift register (timing diagram 5). The inverse output of the D-flip-flop of the last bit of the shift register limits the duration of the output pulse at the output of the element 2I (6) and on the output bus (7) (timing diagram 6).

Это позволяет формировать стабильный выходной сигнал длительностью в 4 периода входной частоты, при длительности входного сигнала с погрешностью ± 1 период тактовой частоты, за счет формирования длинного импульса на выходе элемента 2ИЛИ (5) и его ограничения D-триггером последнего разряда.This makes it possible to form a stable output signal with a duration of 4 periods of the input frequency, with an input signal duration with an error of ± 1 period of the clock frequency, due to the formation of a long pulse at the output of the 2OR element (5) and its limitation by the D-trigger of the last bit.

На фиг. 2 приведен пример работы при длительности входного сигнала равного 3 периодам входной частоты. За счет суммирования сигналов с D-триггера (3) и D-триггера второго разряда регистра сдвига на выходе элемента 2ИЛИ (5) формируется сигнал продолжительностью 5 периодов входной частоты, при этом D-триггер последнего разряда регистра сдвига получает входной сигнал на четвертый период тактовой входной частоты и с его инверсного выхода прекращается поступление сигнала на элемент 2И (6), что ограничивает длительность выходного сигнала ровно до четырех периодов входной частоты. Схема работает аналогично при входных сигналах длительностью больше 4 периодов входной частоты (на фиг. 3 приведен пример работы при длительности входного сигнала 5 периодов входной частоты).In FIG. 2 shows an example of operation with an input signal duration equal to 3 periods of the input frequency. By summing the signals from the D-trigger (3) and the D-trigger of the second bit of the shift register, a signal is generated at the output of element 2OR (5) with a duration of 5 periods of the input frequency, while the D-trigger of the last bit of the shift register receives an input signal for the fourth period of the clock input frequency and from its inverse output, the signal to the element 2I (6) is stopped, which limits the duration of the output signal to exactly four periods of the input frequency. The circuit works similarly for input signals with a duration of more than 4 periods of the input frequency (Fig. 3 shows an example of operation with an input signal duration of 5 periods of the input frequency).

Техническим результатом предлагаемого устройства является повышение стабильности длительности выходных сигналов при различной длительности входных сигналов в асинхронных устройствах.The technical result of the proposed device is to increase the stability of the duration of the output signals for different durations of the input signals in asynchronous devices.

Таким образом, заявлено асинхронное входное устройство, содержащее входную, выходную и синхронизирующую шины, регистр сдвига, где синхронизирующая шина соединена с синхронизирующим входом регистра сдвига, в котором дополнительно введены D-триггер, элементы 2И и 2ИЛИ, синхронизирующая шина соединена с синхронизирующим входом D-триггера, входная шина соединена с информационным входом D-триггера, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига и первым входом элемента 2ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго разряда регистра сдвига, а выход - с первым входом элемента 2И, второй вход которого соединен с инверсным выходом четвертого разряда регистра сдвига, а выход - с выходной шиной.Thus, an asynchronous input device is claimed, containing input, output and clock buses, a shift register, where the clock bus is connected to the clock input of the shift register, in which a D-flip-flop, elements 2I and 2OR are additionally introduced, the clock bus is connected to the clock input D- trigger, the input bus is connected to the information input of the D-flip-flop, the output of which is connected to the information input of the shift register and the first input of the 2OR element, the second input of which is connected to the output of the second bit of the shift register, and the output to the first input of the 2I element, the second input of which is connected with the inverted output of the fourth bit of the shift register, and the output - with the output bus.

Claims (1)

Асинхронное входное устройство, содержащее входную, выходную и синхронизирующую шины, регистр сдвига, где синхронизирующая шина соединена с синхронизирующим входом регистра сдвига, отличающееся тем, что дополнительно введены D-триггер, элементы 2И и 2ИЛИ, синхронизирующая шина соединена с синхронизирующим входом D-триггера, входная шина соединена с информационным входом D-триггера, выход которого соединен с информационным входом регистра сдвига и первым входом элемента 2ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго разряда регистра сдвига, а выход - с первым входом элемента 2И, второй вход которого соединен с инверсным выходом четвертого разряда регистра сдвига, а выход - с выходной шиной.An asynchronous input device containing an input, output and clock bus, a shift register, where the clock bus is connected to the clock input of the shift register, characterized in that a D-flip-flop, 2I and 2OR elements are additionally introduced, the clock bus is connected to the clock input of the D-flip-flop, the input bus is connected to the information input of the D-flip-flop, the output of which is connected to the information input of the shift register and the first input of the 2OR element, the second input of which is connected to the output of the second bit of the shift register, and the output to the first input of the 2I element, the second input of which is connected to the inverse the output of the fourth bit of the shift register, and the output - with the output bus.
RU2022112167A 2022-05-04 Asynchronous input device RU2785272C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2785272C1 true RU2785272C1 (en) 2022-12-05

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU378830A1 (en) * 1971-04-05 1973-04-18 DEVICE FOR SYNCHRONIZATION SIGNALS
US3961138A (en) * 1974-12-18 1976-06-01 North Electric Company Asynchronous bit-serial data receiver
US4380736A (en) * 1981-05-04 1983-04-19 Motorola, Inc. Peripheral interface adapter circuit for counter synchronization
SU1172002A1 (en) * 1984-02-16 1985-08-07 Предприятие П/Я А-1001 Level distributor
SU1795864A1 (en) * 1990-12-10 1996-06-20 Научно-исследовательский институт импульсной техники Device for majority selection of asynchronous signals
RU2738963C1 (en) * 2019-12-25 2020-12-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Asynchronous input device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU378830A1 (en) * 1971-04-05 1973-04-18 DEVICE FOR SYNCHRONIZATION SIGNALS
US3961138A (en) * 1974-12-18 1976-06-01 North Electric Company Asynchronous bit-serial data receiver
US4380736A (en) * 1981-05-04 1983-04-19 Motorola, Inc. Peripheral interface adapter circuit for counter synchronization
SU1172002A1 (en) * 1984-02-16 1985-08-07 Предприятие П/Я А-1001 Level distributor
SU1795864A1 (en) * 1990-12-10 1996-06-20 Научно-исследовательский институт импульсной техники Device for majority selection of asynchronous signals
RU2738963C1 (en) * 2019-12-25 2020-12-21 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") Asynchronous input device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11695398B2 (en) Fixed time-delay circuit of high-speed interface
JPS60229521A (en) Digital signal delay circuit
RU2785272C1 (en) Asynchronous input device
KR100245077B1 (en) Delay loop lock circuit of semiconductor memory device
US4698826A (en) Clock repeater for triplicated clock distributor
JP2002182777A (en) Clock switching circuit
RU2738963C1 (en) Asynchronous input device
US4634967A (en) Phase comparator
CN111857647B (en) First-in first-out device and related driving method
SU1193826A1 (en) Parallel-to-series translator
SU1075413A1 (en) Frequency divider with variable division ratio
RU2718827C1 (en) Device for anticipatory time shift of pulses (versions)
SU610301A1 (en) Pulse distributor
RU2163418C1 (en) Phase-keyed-to-binary code converter
SU1760631A1 (en) Ring counter
RU2009617C1 (en) Clock synchronization unit
SE503290C2 (en) Device and method for synchronizing application specific integrated circuits (ASIC)
SU1350844A1 (en) Device for shaping discrete digital signals
SU1188886A1 (en) Pulse repetition frequency divider with variable countdown
SU1651285A1 (en) Multichannel priority device
KR100456976B1 (en) Data Transceiving System and Method in Time Division Multiplex Bus
SU1244795A1 (en) Time interval-to-digital code converter
SU1179559A1 (en) Three-channel redundant synchronizer
SU1539973A1 (en) Pulse sequecne shaper
SU1228232A1 (en) Multichannel pulse sequence generator