SU1765814A1 - Устройство генерации временных меток - Google Patents

Abstract

Использование: область автоматики и вычислительной техники, в управл ющих системах. Сущность: устройство содержит: генератор импульсов (1), регистр (5), счетчик (7), триггеры (8,9), элементы задержки

Description

/7

СО

с

6

ч

Оч

ел

00

Изобретение относитс  к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано в управл ющих системах .

Известно устройство дл  генерации временных меток по авт.св. № 885990, кл. G 06 F 3/05, 1980, содержащее генератор импульсов , делитель частоты, первый и второй ключи, два блока ключей, регистр пам ти, первый и второй триггеры, элемент ИЛИ.

Недостатками устройства  вл ютс  сложность схемного решени , ограниченные функциональные возможности и низка  надежность работы.

Наиболее близким по технической сущ- ности к предлагаемому изобретению  вл етс  устройство дл  генерации временных меток по авт.св. № 1275418, кл. G 06 F3/05, 1984, содержащее генератор импульсов, выход которого через делитель частоты под- ключей к первому входу первого ключа, второй вход которого подклюиен к первому входу устройства, третий вход первого ключа соединен со вторым входом устройства, первым входом второго ключа и первым вхо- дом первого триггера, первый выход которого соединен со вторым входом второго ключа, второй выход первого триггера - с первым выходом устройства, второй вход первого триггера соединен с выходом счет- чика, счетный вход которого подключен к выходу первого ключа и к третьему входу второго ключа, выход которого соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к третьему входу устройства, а выход второго триггера - ко второму выходу устройства, четвертый вход устройства подключен к управл ющему входу первого блока ключей, информационные входы которого соединены с установочными входами устройства, причем в устройство введены элемент ИЛИ, регистр и второй блок ключей, выходы которого подключены к установочным входам счетчика, выходы первого блока ключей подключены к входам регистра, выход счетчика соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к четвертому входу устройства, а выход к первому входу второго блока ключей, вторые входы которого под- ключены к соответствующим выходам регистра .

Недостатками данного устройства также  вл ютс  увеличенные аппаратурные затраты , ограниченные функциональные возможности и наличие сбойных ситуаций в работе устройства.

Целью изобретени   вл етс :

1) упрощение схемного решени  за счет исключени  делител  частоты и двух блоков

ключей на информационных входах и выходах регистра, а также за счет применени  вместо двух сложных ключей с элементами пам ти дл  запоминани  факта прихода внешних сигналов от ЦВМ элементарных комбинационных схем;

2)расширение функциональных возможностей за счет:

-использовани  устройства в циклических системах управлени  дл  организации работы цифроаналоговых преобразователей;

-разрешени  смены когда интервала времени, записанного в регистре, в любой момент работы устройства;

3)устранение сбойных ситуаций в работе устройства, возникающих из-за искажени  длительности счетного импульса счетчика в св зи с асинхронностью поступлени  сигналов от ЦВМ и импульсов генератора , а также искажени  длительности импульса переполнени  счетчика в св зи с организацией записи кода подставки, хран щегос  в регистре, под этот же импульс переполнени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов , регистр, счетчик, выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй ключи, первый, второй, третий, четвертый и установочные входы устройства, первый и второй выходы устройства, вход D первого триггера соединен с вторым входом устройства, выход второго ключа св зан с входом S второго триггера, выход которого соединен с вторым выходом устройства, введены второй элемент ИЛИ, элемент НЕ, первый и второй элементы задержки, первый и второй ключи  вл ютс  элементами, причем выход первого ключа соединен с входом записи счетчика, выход которого соединен с первым входом второго ключа, первый вход устройства соединен с входом установки в нулевое состо ние регистра, с входом установки в нулевое состо ние счетчика , с первым входом второго элемента ИЛИ и с входом R первого триггера, второй вход устройства соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с третьим входом устройства, четвертый вход устройства св зан с входом записи регистра, установочные входы устройства соединены с информационными входами регистра, информационные выходы которого соединены с информационными входами счетчика, выход генератора импульсов соединен с входом первого элемента задержки, с синхровходом первого триггера и с счетным входом счетчика, выход которого  вл етс  первым выходом устройства , выход первого элемента задержки соединен с синхровходом второго триггера и с первым входом первого ключа, второй вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ и с входом R второго триггера, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго ключЗ .

Сравнение за вленного технического решени  с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна. При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие за вленное изобретение от прототипа, не были вы влены и потому они обеспечивают за вл емому техническому решению соответствие критерию существенные отличи .

На фиг.1 представлена структурна  схема устройства; на фиг,2 приведена временна  диаграмма работы устройства в режиме генерации временных меток дл  преобразователей систем управлени ; а на фиг.З - временна  диаграмма работы устройства в режиме генерации временных меток при работе в составе вычислительного комплекса поавт.св. № 1275418.

Устройство содержит генератор 1 импульсов , первый элемент задержки 2, первый ключ 3, второй элемент задержки 4, регистр 5, элемент НЕ б, счетчик 7, первый и второй триггеры 8 и 9, первый элемент ИЛИ 10, первый, второй, третий, четвертый и установочные входы соответственно 11 - 15 устройства, первый и второй выходы 16 и 17 устройства, второй ключ 18 и второй элемент ИЛИ 19, а также вход 20 записи параллельного кода в счетчик.

Генератор 1 формирует периодическую последовательность импульсов - такт Т1, причем длительность импульса (Гим) равна 1/4 периода следовани  импульсов (1/4Тп).

Элемент задержки 2 осуществл ет задержку импульсов генератора на половину периода следовани  импульсов(1 /2 Тп) и организует такт ТЗ.

Элемент задержки 4 осуществл ет задержку импульсов, приход щих на.его вход, на врем  равное одному периоду следовани  импульсов генератора (Тп).

Триггер 8  вл етс  D-триггером, имеющим вход установки триггера в нулевое состо ние (вход R).

Триггер 9 представл ет собой синхронный RS-триггер, причем установка триггера в нулевое или единичное состо ние осуществл етс  при приходе на вход синхронизации перепада из единицы в нуль.

Счетчик 7 представл ет собой двоичный суммирующий счетчик с параллельной записью , имеющий вход установки счетчика в нулевое состо ние и выход переполнени ,

0 информаци  на котором по вл етс  в момент установки всех разр дов счетчика в единичное состо ние.

Устройство может работать в двух применени х: в составе вычислительного комп5 лекса, реша  задачи устройства поавт.св. № 1275418 и в составе управл ющих ЦБК, осуществл   выработку синхронизирующих временных меток дл  различных преобразователей информации.

0 Работа устройства в составе вычислительного комплекса по а.с. № 1275418.

Работа устройства начинаетс  с выдачи ЦВМ на вход 11 устройства сигнала Исходное , устанавливающего данное устройство

5 е исходное состо ние. В исходном состо нии все разр ды регистра 5 и счетчика 7 содержат нулевую информацию, а с выходов триггеров 8 и 9 выдаетс  нулева  информаци . Дл  запуска устройства на

0 установочные входы 15 устройства подаетс  код интервала времени. Затем в течение действи  этого сигнала на вход 14 устройства также подаетс  сигнал Запись, по которому информаци  с входов 15 заноситс  в

5 регистр 5. Затем на вход 12 устройства поступает сигнал Пуск, в результате чего устройство организует запись информации из регистра в счетчик под такт ТЗ (вход 20). Импульсы генератора (такт Т1) поступают на

0 счетный вход счетчика. При установке всех разр дов счетчика в единичное состо ние на его выходе по вл етс  сигнал Переполнение , поступающий на выход 16 устройства и  вл ющийс  сигналом Метка дл 

5 ЦВМ. При своевременной реакции вычислительного комплекса на метку времени на входе 12 устройства по вл етс  сигнал Пуск и триггер 9 остаетс  в нулевом состо нии . Сигнал Пуск должен поступить из

0 ЦВМ в устройство в течение времени, равного или меньшего одного периода следовани  импульсов генератора.

Если вычислительный комплекс воврем  не реагирует на Метку, то под такт ТЗ

5 триггер 9 устанавливаетс  в единичное состо ние и на выходе 17 устройства по вл етс  сигнал Управление. Вычислительный комплекс начинает работать по аварийной ветви программы. При этом на вход 13 устройства поступает сигнал Условие, возвращающий триггер в исходное состо ние, и далее на вход устройства выдаетс  сигнал Пуск, вызыва  работу устройства, аналогичную работе при своевременной реакции вычислительного комплекса.

Прекращение работы устройства осуществл етс  подачей сигнала Исходное. На фиг.З приведена временна  диаграмма работы устройства в данном режиме.

Работа устройства в составе управл ющих ЦБК.

Устройство может работать в циклических системах управлени , где началом нового цикла работы ЦВМ  вл етс  сигнал внешней синхронизации Пуск, периодически формируемый в цифровом вычислительном комплексе системы управлени  на базе генератора импульсов, используемого в данном устройстве. Дл  работы преобразователей , часто вход щих в состав ЦБК системы управлени , необходима запитка данных преобразователей временными метками или временными интервалами, поступающими от устройства с заданной периодической последовательностью. Задание периодической последовательности осуществл етс  запайкой кода на информационный вход устройства или записью кода информации программным способом по командам ЦВМ.

В нормальном режиме работы устройство формирует периодическую последовательность , сигналов Метка, причем в каждом цикле работы устройством выдаетс  один или несколько сигналов Метка. Кроме этого, устройство организует сигнал Управление, представл ющий собойвре: менной интервал, началом которого  вл етс  сигнал Метка, а концом - сигнал Условие или сигнал Пуск.

Сигнал Метка используетс  дл  запит- кй преобразователей частота - временной интервал, а также дл  организации управл ющих сигналов в преобразовател х код-последовательность импульсов. Сигнал Управление используетс  в преобразовател х код-временной интервал. Дл  организации периодической последовательности меток из ЦВМ в устройство по сигналу Запись заноситс  обратный код числа импульсов , необходимых дл  формировани  заданного периода временной метки. Как правило, изменение периода следовани  сигнала Метка организуетс  в конце цикла управлени , в результате чего началом формировани  заданной периодической последовательности  вл етс  первый сигнал Пуск, пришедший после сигнала Запись . Сигнал Пуск  вл етс  сигналом внешней синхронизации начала выдачи периодической последовательности меток (в частном случае одной метки) и цикла управлени  системой. Изменение периода следовани  сигналов Метка осуществл етс  записью нового кода временных меток по команде ЦВМ.

Временна  диаграмма работы устройства в режиме генерации временных меток дл  преобразователей систем управлени 

0 приведена на фиг.2.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволит уменьшить аппаратурные затраты за счет изъ ти  двух блоков ключей и делител  импульсов, а так5 же позволит упростить схемное решение за счет применени  вместо двух сложных ключей , ключей, выполненных на двухвходовых элементах И.

Предлагаемое устройство может быть

0 использовано в цифровых системах управлени  дл  организации работы циф- роаналоговых преобразователей, дл  чего данным устройством формируетс  последовательность временных меток, а также

5 последовательность временных интервалов , длительность которых может измен тьс  в результате действи  внешних условий или безусловно оканчиватьс  по сигналу Пуск.

0 Кроме этого, повышена надежность работы устройства за счет устранени  сбойных ситуаций в работе:

-путем введени  второго элемента задержки , в результате чего импульс Пере5 полнение не искажаетс ;

-устранена ситуаци  одновременного по влени  импульса Переполнение и сигнала Запись, привод ща  к искажению кода , записываемого в счетчик, т.е. сн то

0 ограничение на момент записи кода в регистр , в известном устройстве данна  ситуаци  может отсутствовать только при условии выдачи сигнала Запись в строго фиксированное врем ;

5 - предлагаемое подключение первого триггера позвол ет устранить искажение времени формировани  последнего сигнала из предыдущей, выдаваемому сигналу Запись периодической последовательности

0 сигналов Метка в момент смены кода в регистре;

-предлагаемое использование сигнала Пуск позвол ет синхронизировать начала периодической последовательности сигна5 лов Метка с циклом машины, что, в свою очередь, дает возможность в надежных многоканальных системах, использующих гор чее резервирование, по сигналу Пуск восстанавливать синхронизацию времени выдачи сигналов Метка, если, например,

произошел сбой счетчика в одном из устройств .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  генерации временных меток, содержащее генератор импульсов, регистр, счетчик, первый элемент ИЛИ, первый и второй триггеры, первый и второй ключи, выход счетчика соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход второго ключа соединен с установочным вхо- дом второго триггера, выход которого  вл етс  управл ющим выходом устройст- за, информационный вход первого триггера  вл етс  входом запуска устройства, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности устройства и расширени  функциональных возможностей путем осуществлени  смены кода интервала времени в произвольный момент работы устройства, в него введены второй элемент ИЛ, первый и второй элементы задержки, элемент НЕ, выход генератора импульсов соединен со счет- ным входом счетчика, синхровходом первого триггера и через первый элемент задержки с синхровходом второго триггера

   и первым входом первого ключа, выход которого соединен с входом записи счетчика, выход которого соединен с первым входом второго ключа и  вл етс  информационным выходом устройства, информационные входы регистра  вл ютс  информационными входами устройства, выходы регистра соединены с установочными входами счетчика, входы сброса регистра, счетчика и первого триггера и первый вход второго элемента ИЛИ  вл ютс  входом сброса устройства, вход записи регистра  вл етс  входом записи устройства, информационный вход первого триггера объединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, третий вход которого  вл етс  установочным входом устройства, выход второго элемента ИЛИ соединен с входом сброса второго триггера и входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго ключа, выход первого триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого через второй элемент задержки соединен с вторым входом первого ключа.