SU565294A1 - Устройство дл синхронизации входных сигналов многоканальной дискретной системы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике.

Известно устройство дл  синхронизации входных сигналов многоканальной дискретной системы, содержащее триггеры, единичные входы которых подключены к входам элементов И и элементов ИЛИ {.

При неодновременном поступлении входных сигналов в различные каналы устройство обладает недостаточной эксплуатапионной надежностью , так как в различных каналах формируютс  несинхронные выходные сигналы . Кроме того, устройство обладает недостаточной помехозащищенностью по отнощению к импульсным помехам, так как люба  помеха на входе устройства или помеха, под воздействием которой происходит сбой триггера, приводит к ложному срабатыванию устройства , в результате чего оно формирует ошибочный выходной сигнал.

Наиболее близким аналогом изобретени   вл етс  устройство дл  синхронизации входных сигналов многоканальной дискретной системы 2, содержащее в каждом канале триггер хранени , единичный вход которого подключен к выходу первого трехвходового элемента И, нулевой вход - к выходу первого двухвходового элемента И, один вход которого соединен с первой щиной тактовых импульсов и первым входом первого трехвходового элемента И, второй двухвходовый элемент И и мажоритарный элемент. Нулевой выход триггера хранени  подключен к одному из входов второго трехвходового элемента И, другой вход которого соединен с входом инвертора, а выход - с единичным входом триггера записи. Единичный выход последнего соединен с вторым входом первого трехвходового элемента И.

Быстродействие описанного устройства ограничено длительностью входного сигнала. Кроме того, оно обладает недостаточной надежностью по отношению к импульсным помехам , так как люба  помеха на входе устройства или помеха, под воздействием которой происходит сбой элементов пам ти, приводит к ложному срабатыванию устройства, в результате чего оно формирует ошибочный выходной сигнал. Так, сбой триггера выдачи в

одном из каналов приводит к по влению ошибочного выходного сигнала в данном канале, а любые возможные сбои хот  бы в двух каналах триггеров записи или хранени  привод т к по влению ложных выходных сигналов

во всех трех каналах.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и надежности устройства. Дл  этого в каждый канал предлагаемого устройства введены элемент ИЛИ и блок формировани  сигнала по длительности, один вход которого соединен с выходом первого трехвходового элемента И, другой вход - с первым входом второго двухвходового элемента И и с третьим входом второго трехвходового элемента И, а выход через мажоритарный элемент - с первым входом элемента ИЛИ. Выход элемента ИЛИ подключен к нулевому входу триггера запнси, а второй вход соединен с выходом второго двухвходового элемента И. Второй вход последнего подключен к второму входу первого двухвходового элемента И и к выходу инвертора, вход которого соединен с третьим входом первого трехвходового элемента И.

На чертеже изображена схема устройства дл  случа  трехканального исполнени .

Устройство дл  синхронизации входных сигналов многоканальной дискретной системы содержит в каждом канале триггер 1 хранени , единичный вход которого подключен к выходу трехвходового элемента И 2, нулевой - к выходу двухвходового элемента И 3. Один из входов последнего соединен с шиной 4 тактовых импульсов. Иулевой выход триггера 1 нодключен к одному из входов трехвходового элемента И 5, другой вход которого соединен с входной шиной б и входом инвертора 7, а выход подключен к единичному входу триггера 8 записи. Иулевой вход триггера 8 через элемент ИЛИ 9 соединен с двухвходовым элементом И 10, один из входов которого подключен к шине 11 тактовых импульсов и к блоку 12 формировани  сигнала по длительности . В состав блока 12 входит триггер 13, единичный выход которого через мажоритарный элемент 14 соединен с выходной шиной 15.

Устройство работает следуюш,им образом.

Иеред началом работы триггер 1 хранени , триггер 8 записи, триггер 13 устанавливаютс  в нулевое (исходное) состо ние (цепи установки триггера хранени , триггера записи, триггера 13 на чертеже не показаны).

Входной сигнал пр моугольной формы поступает в каждый канал устройства по шине 6 и открывает по одному из входов трехвходовой элемент И 5, на другой вход которого подаетс  сигнал разрешени  с нулевого выхода триггера 1 хранени . Ири поступлении в устройство первого тактового импульса с шины 11 трехвходовой элемент И 5 срабатывает. Вследствие того что сигнал с входной шины 6 поступает в устройство несинхронно по отношению к тактовым импульсам, длительность выходного сигнала трехвходового элемента И 5 зависит от момента совпадени  сигнала, поступаюш,его в устройство с входной шины 6, с тактовым импульсом с шины 11. Если длительность выходного сигнала трехвходового элемента И 5 достаточна дл  переключени  триггера 8 записи, то процесс синхронизации продолжаетс  дальше. Если длительность выходного сигнала трехвходового элемента И 5 недостаточна, то устройство ожидает поступлени  следуюпхего, очередного тактового с шины 11 и в этом случае длительность сигнала на выходе трехвходового элемента И 5 равна длительности тактового импульса с шины 11. Сигнал с выхода трехвходового элемента

И 5 устанавливает в единичное состо ние триггер 8 записи, сигнал с единичного выхода которого открывает трехвходовой элемент И 2. При поступлении в устройство тактового импульса с шины 4 срабатывает трехвходовой элемент И 2, причем только в том случае, если на шине 6 имеетс  входной сигнал.

Поэтому дл  обеспечени  нормальной работы устройства в случае поступлени  входных сигналов несинхронно по отношению к

тактовым импульсам необходимо, чтобы минимальна  длительность входного сигнала была не менее полутора периодов частоты следовани  тактовых импульсов. Сигнал с выхода трехвходового элемента

И 2 устанавливает триггер 1 хранени  в единичное состо ние, в результате чего снимаетс  сигнал разрешени , поступающий на один из входов трехвходового элемента И 5. Одновременно сигнал с выхода трехвходового элемента И 2 поступает в блок 12 формировани  сигнала по длительности, где устанавливает триггер 13 в единичное состо ние. Сигнал с единичного выхода триггера 13 подаетс  во всех каналах на один из входов мажоритарного элемента 14, который срабатывает только в том случае, если хот  бы на один из двух других его входов поступает аналогичный сигнал из соседних каналов. Таким образом, дл  срабатывани  мажоритарного элемента и продолжени  процесса необходимо , чтобы вышеописанные операции происходили одновременно хот  бы в двух каналах устройства. Это возможно только F том случае, когда одновременно в этих

лах происходит переключение триггера 8 3;i писи.

Так как сигнал с входной шины 6 поступает в канал устройства неодновременно , возможно, что описанные операции произойдут только в одном из трех каналов устройства .

Рассмотрим случай, когда только в одном канале (например, в канале I) по первому тактовому импульсу с шины 11 на выходе

трехвходового элемента И 5 по вл етс  сигнал , длительность которого достаточна дл  установки триггера 8 записи в единичное состо ние . В этом случае ни в одном из каналов мажоритарный элемент 14 не срабатывает . Поэтому по очередному тактовому импульсу , поступающему в устройство с шины 11, в канале I триггер 13 в блоке 12 формировани  сигнала по длительности устанавливаетс  в исходное (нулевое) состо ние, а в каналах II

и III срабатывает трехвходовой элемент И 5, в результате чего триггер 8 записи устанавливаетс  в единичное состо ние.

Если разница во времени поступлени  сигнала с входной шины 6 в канал I и каналы

II и 1И не превышает одного периода частоты

следовани  тактовых импульсов, то по очередному тактовому импульсу, поступающему в устройство с шины 4, во всех каналах срабатывает трехвходовой элемент И 2.

Выходной сигнал с трехвходового элемента И 2 в канале I подтверждает единичное состо ние триггера 1 хранени , а в каналах II и III устанавливает триггер хранени  в единичное состо ние. Кроме того, выходной сигнал трехвходового элемента И 2 одновременно во всех каналах устанавливает в единичное состо ние триггер 13 в блоке 12 формировани  сигнала по длительности. Сигнал с единичного выхода триггера 13 поступает на один из входов мажоритарного элемента 14 всех каналов, в результате чего одновременно во всех каналах срабатывает мажоритарный элемент и на выходной шине 15, синхронно во всех каналах начинает формироватьс  выходной сигнал. Сигнал с выхода мажоритарного элемента 14 во всех каналах через элемент ИЛИ 9 подаетс  на нулевой вход триггера 8 записи, устанавлива  его в исходное (нулевое ) состо ние. В результате снимаетс  разрешающий сигнал с второго входа трехвходового элемента И 2. Очередной тактовый импульс , поступающий в устройство с шины 11, во всех каналах переводит в нулевое состо ние триггер 13 в блоке 12 формировани  сигнала по длительности, снима  тем самым сигнал разрешени , поступающий на вход мажоритарных элементов 14. Во всех каналах заканчиваетс  формирование выходного сигнала .

Таким образом, во всех каналах устройства формируетс  синхронный, фиксированный по длительности, выходной сигнал.

По окончании входного сигнала на выходе инвертора 7 по вл етс  разрешаюпщй сигнал , поступающий на вход двухвходового элемента И 10 и на вход двухвходового элемента И 3. Очередной тактовый импульс с шины И чепез двухвходовой элемент И 10 и элемент ИЛИ 9 поступает на нулевой вход триггера 8 записи, подтвержда  его нулевое состо ние . Очередной тактовый импульс с шины 4 через двухвходовой элемент И 3 устанавливает в исходное (нулевое) состо ние триггер 1 хранени . В результате устройство возвращаетс  в исходное состо ние, в котором оно находитс  до прихода следующего входного сигнала.

При возникновении импульсных помех устройство работает следующим образом.

Если на входной шине б всех каналов по вл етс  помеха (кратковременный сигнал, достаточный дл  срабатывани  элемента), несовпадающа  с тактовым импульсом, поступающим в устройство с щины II, то устройство остаетс  в исходном состо нии и не реагипует на такую помеху.

Если помеха, котора  по вл етс  на входной щине 6 всех каналов, совпадет с тактовым импульсом, поступающим в устройство с шины 11, но заканчиваетс  раньше тактового

импульса, то в этом случае на врем  действи  помехи срабатывает трехвходовой элемент И 5, устанавлива  во всех каналах триггер 8 записи в единичное состо ние. После окончаНИН помехи на выходе инвертора 7 по вл етс  разрещающий сигнал, который открывает двухнходовой элемент И 10 и тактовый импульс с шины 11 через элемент ИЛИ 9 устанавливает во всех каналах триггер записи в нулевое (исходное) состо ние.

Если на входной шине 6 всех каналов по вл етс  помеха, совпадающа  с тактовым импульсом, поступающим в устройство с щины II, и заканчивающа с  позже тактового импульса, то в этом случае срабатывает трехвходовой элемент И 5, в результате чего во всех каналах триггер 8 записи зстанавливаетс  в единичное состо ние. Сигнал с единичного выхода триггера записи открывает по второму входу трехвходовой элемент И 2. К, моменту по влени  такового импульса с щины 4 действие помехи заканчиваетс  и поэтому трехвходовой элемент И 2 не соабатывает.

При поступлении очередного тактового импульса с щины 11 срабатывает двухвходовой элемент И 10, на другой вход которого поступает разрешающий сигнал с выхода инвертора 7. Сигнал с выхода ДВУХВХОДОВОГО элемента И 10 через элемент ИЛИ 9 поступает на нз чевой вход триггера 8 записи, устанавлива  его во всех каналах в исходное (нулевое) состо ние . Таким образом, в устройстве устран ютс  последстви  помех, которые могут поЯРИТЬСЯ на входной шине б независимо от того , совпадают они или не совпадают с тактовым импульсом, поступающ,им в устройство с щины 11. Если во всех каналах происход т сбои триггсров 1 хранени  и триггеров 8 записи под воздействием импульсной помехи, котора  может возникнуть, например, в цеп х питани , то триггер хранени  и триггер записи могут установитьс  в единичное состо ние. Однако

такой сбой не приводит к по влению ложного выходного сигнала, так как отсутствуют услови  дл  срабатывани  триггера 13 в блохе 12 формировани  сигнала по длительности. Очередной тактовый импульс, поступающий в

кр.ждый канал устройства с тиины 4, через двухвходовой элемент И 3. предварительно открытый сигналом с выхода инвертора 7, устанавливает в каждом канале триггер 1 хранени  в исходное состо ние. По очередному

тактовому импульсу, поступающему в каждый капал зстройства с щины II соабатывает двухвходовой элемент И 10, выходной сигнал котооого через элемент ИЛИ 9 устанавливает в каждом канале триггер 8 записи в исхо .т,ное состо ние. Таким образом, устоойство в случае сбо  во всех каналах триггера хранени  и триггера записи не только не формирует ложного выходного сигнала, но и ликвидирует последстви  сбоев, так как элементы

пам ти возвращаютс  в исходное состо ние.

Дл  исключени  последствий отказов в различных каналах и обеспечени  их автономности мажоритарные элементы 14 по входам, соединенным с выходами блока 12 формировани  сигнала по длительности соседних каналов , могут содержать элементы гальванической разв зки.

Использование многоканального устройства синхронизации обеспечивает по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: синхронное формирование выходных сигналов при неодновременном поступлении входных сигналов в различные каналы; повышенное быстродействие, так как синхронный выходной сигнал формируетс  независимо от момента окончани  входного сигнала; повышенную надежность и помехозащищенность так как в устройстве исключена возможность формировани  ложного выходного сигнала в случае по влени  импульсной помехи на входе или помехи, под воздействием которой может произойти сбой триггера хранени  и триггера записи.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство № 224398, кл. G 06F 1/04, 12.06.67.

2.Авторское свидетельство № 378830, кл. G 06F 1/04, 05.04.71.

П

tp

i

Ih

KoHoiI

-ф-1I # I--

3г м

ill

ана/7 ff

6.

Ф

/fa нал ж

fe

15 -0

Г

17

tR

/5 -0