Устройство для контроля последовательности импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K5/19 

Изобретение относится к импульсной, и вычислительной технике и може быть использовано в устройствах, осуществляющих контроль аппаратуры обработки информации.

Известно устройство для контроля импульсов, содержащее два элемен ИЛИ, элемент задержки, триггер, реверсивный счетчик и исполнительное устройство ij .

Однако данное устройство не выI являет пропадания подряд четного числа импульсов, так как после этого первый пришедший входной импульс опрокинет триггер в противополож- ное состояние, что будет соответствовать нормальной работе устройства, и не обнаруживает появление лишних импульсов. Так, например, если между двумя основншли: импульсами возникнут на разных входных шинах два ложных импульса, то нормальный цикл работы триггера и счетчика не нарушаетея.Кроме того,данно

устройство не выявляет появление

ложных импульсов, длительность которых превышает период следования импульсов на одной из входных шин, и не выявляет появление во входной последовательности постоянной ложной 1 .

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее входную шину, элемент ИЛИ, два элемента задержки, три триггера и два элемента И, вторые входы которых содинены с выходом элемента ИЛИ, первы входы первого и второго элементов И соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого триггера, тактовый вход которого соединен с выходом первого элемента И, с нулевыми входами второго и третьего триггеров, соединен через первый элемент задержки с тактовым входом второго триггера и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с тактовым входом третьего триггера,.информационный вход которого соединен с прямим выходом второго триггера и с нулевым входом певого триггера 2J .Известное устройство позволяет обнаруживать пропадание подряд любого числа импульсов и выявляет появление любого числа ложных импульсов.

Однако известное устройство характеризуется недостаточной достоверностью контроля, так как оно не выявляет появление ложных импульсов, длительность которых из-за неисправности источника импульсов или помех в линии связи превышает промежуток времени между двумя или более числа импульсов в контролируемой последовательности. Это происходит потому, что к началу появления

сигнала опроса на выходе второго элемента задержки второй триггер будет находиться в ОJ так как он сработает позже после отработки первого элемента задержки. Таким образом, из-за перекрытия во времени единичных (опросных) сигналов, на выходах элементов задер- . жек указанная неисправность не выявится. .

Кроме того, недостаточная достоверность контроля последовательности импульсов известным .-устройством заключается и в том, что оно не обнаруживает появление в этой последовательности ложного сигнала в виде постоянного .потенциала типа ложная 1. Это происходит из-за того, что первые два триггера известного устройства срабатывают по заднему фронту, которого не может быть из-за Указанной неисправности. Цель изобретения - повышение достоверности контроля.

I .

Поставленная цель достигается тем

что в устройство для контроля последовательности импульсов, содержащее входную шину, элемент ИЛИ, три триггера, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами первого триггера, введены два счетчика, тактовая шина, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, выход последнего соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элег ментов И, Первые входы которых соединены соответственно с и инверсным выходами первого триггера, тактовый вход которого соединен с входной шиной, с первым входом седьмого элемента И и с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго счетчиков и соединены соответственно с тактовыми входами второго и третьего триггеров, прямые вы ходы которых соединены соответствен. но с вторым и третьим входами седьмого элемента И и соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы которых соединены соответственней с тактовыми входами первого и второго счетчиков , выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами второг и третьего триггеров и соединены соответственно с вторьми входами третьего и четвертого элементов И, тактовая шина соединена с вторыми входами пятого и шестого элементов И На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2-4 - временные диаграк «л его работы. Устройство (фиг.1) содержит вхо ную шину 1, первый триггер 2, перв и второй элементы И 3 и 4, второй и третий триггеры 5 и 6, пятый и шестой элементы И 7 и 8, первый и второй счетчики 9 и 10, третий,-че вертый и седьмой элементы И 11-13,. элемент ИЛИ 14, тактовую шину 15, выходную шину 16 устройства. На фиг.1 входная шина соедине тактовым входом триггера 2, о перв входом элемента И 13 и с вторыми входами элементов И. 3 и 4, первые входы которых соединены соответственно с инверсным и прямым выходами триггера 2 и соединены соответственно с первыми входами элементо И- 11 и 12, вторые входы которых со динены соответственно с нулевыми входами триггеров 6 и 5 и соединен соответственно с выходами счетчи,ков 10 и 9, нулевые входы которых соединены соответственно с выходам элементов И 4 и 3 и соединены соответственн(5 с тактовыми входами триггеров 6 и 5, прямые выходы которых соединены соответственно с в рым и третьим входами элементов И и соединены соответственно с первы ми входами элементов И 8 и 7, вы.ходы которых соединены соответственно с тактовыми входами счетчиков 10 и 9, тактовая шина 15 сое динена с вторыми входами элементов И 7 и 8, входа и выход элемента ИЛИ 14 соединены соответственно выходами элементов И 11-13 и с выходной шиной 16. На фиг.2 обозначены временные диаграммы сигналов соответственно на входной шине 1, на инверсном выходе триггера 2, на выходе элемента И 3, на выходе триггера 5, н выходе элемента И 7, на выходе сче чика 9, на выходе элемента И 4, на выходе триггера 6, на выходе элемента И 8, на выходе счетчика 10, на выходах элементов .и 11-13 на шине 15 при отсутствии ошибок в конт ролируемой последовательности. На фиг.З обозначены временные диаграммы сигналов соответственно на входной шине 1, на инверсном вы ходе триггера 2, на выходе элемента И 3, на выходе триггера 5, на выходе элемента И 7, на выходе сче чика 9, на выходе элемента И 4, на выходе триггера 6, на выходе элемента И 8, на выходе счетчика 10, на выходах элементов И 11-13, на шине 15 при пропадании импульсов и при ложном появлении импульсов в к трюлируемой последовательности. На фиг.4 обозначены временные диаграммы сигналов соответственно на входной шине 1, на инверсном выходе триггера 6 (2 ) на выходе элемента И 3, на выходе триггера 5, на выходе элемента И 7, на выходе счетчика 9, на. выходе элемента И 4, на выходе триггера 6, на выходе элемента И 8, на выходе счетчика 10, на выходах элементов И 11-13, на шине 15 при появлении в контролируемой последовательности ложных импульсов, длительность которых превышает период следования контролируемых импульсов . В исходном состоянии все триггеры и счетчики находятся в нулевом состоянии. Работа устройства при отсутствии ошибок в контролируемой импульсной последовательности поясняется временной диаграммой (фиг.2). Первый импульс контролируемой импульсной последовательности своим задним фронтом переключает триггер 2 в единичное состояние, и через элемент И 3 подтверждает нулевое состояние счетчика 9 и задним Фронтом переключает триггер 5 в единичное состояние. В результате по окончании первого контролируемого импульса происходит блокировка по первому входу элемента И 3 и снятие блокировки с первого входа элемента И 4. Кроме того, по окончании указанного импульса на первый вход элемента И 7 подается разрешающий (единичный) сигнал, после чего тактовые импульсы с шины 15 через элемент И 7 поступают на тактовый вход счетчика 9, который настроен на время не менее одного периода следования импульсов контролируемой последовательности. Очередной второй импульс контролируемой последовательности своим задним фронтом перебрасывает триггер 2 внулевое состояние, а через второй элемент И 4 подтверждает нулевое состояние счетчика 10 и задним фронтом переключает триггер 6 в единичное состояние. Поскольку счетчик 9 настроен на период следования входных импульсов, то по окончании второго контролируемого (входного) импульса он срабатывает и своим выходным (единичным) сигналом сбрасывает триггер 5 в нулевое состояние. Таким образом, по окончании второго контролируемого импульса происходит блокировка по первому входу элемента И 4 и снятие блокировки с первого входа элемента И 3. Кроме того, по окончании указанного импульса на первый вход элемента И 8 подается с выхода триггера 6 разрешающий (единичный) сигнал, а на первый вход элемента И 7 с выхода триггера 5 подключается запрещающий (нулевой) сигнал. После этого тактовые импульсы с шины 15 через элемент И 8 прохо- .

|Дят на тактовый вход счетчика 10, который настроен, как и счетчик 9, на время не менее одного периода следования импульсов входной последовательности. Во время счета тактовых импульсов счетчиком 10 счетчик 9 производит своим выходным сигналом опрос состояния триггера 2 с помощью элемента И 12. Поскольку к моменту срабатывания счетчика 9 триггер 2 .вторым ( четным) контролируемым импульсом переводится в нулевое состояние, то элемент И 12 не срабатывает и на его выходе сохраняется исходный нулевой сигнал. При этом на выходе элемента И 13 также сохраняется исходный .нулевой сигнал, так как триггеры 5 и б работают в противофаэе. Очередной третий импульс контролируемой последовательности своим задним фронтом переключает триггер 2 в единичное состояние, а через элемент ИЗ сбрасывает счетчик 9 в нулевое состояние и взводит триггер 5 в единичное состояние. После этого снова запускается счетчик 9, а счетчик 10 срабатывает и своим выходным единичным сигналом сбрасывает триггер 6 в нулевое состояние. Во время счета тактовых импульсов счетчиком 9 счетчик 10 производит своим выходным сигналом опрос состояния первого триггера, а следовательно, и состояние импульсной последовательности в данный момент времени, с помощью элемента И 11. Так как к моменту срабатывания счетчика 10 триггер 2 третьим (нечетным) контролируемым импульсом переводится в единичное состояние, тоэлемент И 11 не срабатывает и на его выходе сохраняется исходный нулевой сигнал. В дальнейшем работа устройства будет происходить .аналогично выше описанному. Таким образом, если в контролируемой импульсной последовательности отсутствуют ошибки, то на выходах элементов И 11 иИ 13, а значит- и на шине 16 устройства,сигналы сбоя не формируются. При этом опрос состояния импульсной последова тельности осуществляется поочередно счетчиками 9 и 10.

Рассмотрим работу устройства при пропадании импульсов в контролируемой последовательности и при ложном их появлении в этой последовательности. Принцип работы устройства в этих случаях поясняется временной диаграммой (фиг.З). Первый импульс контролируемой импульсной последовательности производит в схеме устройства такие же .изменения, которые были описаны выше.Предположим, что произошло выпадение второго и третьего импульсов из импульсной последовательности (на фиг.З,.

эти импульсы показаны пунктиром). По окончании заданного первого периода следования импульсов контролируемой последовательности срабатывает счетчик 9, который своим выходным сигналом сбрасывает в нулевое состояние триггер 5 и производит опрос состояния триггера 2. Поскольку происходит выпадение вторго импульса, то триггер 2 сохраняет свое предищущее (единичное) состояние, в результате срабатывает элемент И 12 и на его выходе Формируется сигнал ошибки, который прихо- дит через элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства. Этот сигнал ошибки буде сохранять свое значение до тех пор, пока не поступит на входную шину 1 очередной импульс, так как последний переключает триггер 2 в нулевое состояние. После этого нормальная рабЪта устройства восстанавливается.

Предположим, что между двумя основныкм импульсами появился один ложный импульс, в этом случае (временная диаграмма на фиг.З), очередность работы триггеров 5 и 6, t счетчиков 9 и 10 нарушается. Из-за наличия ложного импульса происхо.дит преждевременное срабатывание триггера 6 (5), что приводит к срабатыванию элемента И 13, на выходе которого выделяется импульс сбоя. Этот сигнал сбоя приходит че:рез элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства .

При появлении между двумя основными импульсами четного числа ложных импульсов (на временной диаграмме фиг.З между двумя основными импульсами показаны два ложных импульса) очередность работы триггеров 5 и 6 также нарушается, как и при появлении нечетного числа ложных импульсов. При этом счетчики 9 и 10 не успевают срабатывать, так как они преждевременно сбрасываются в О ложными импульсами. Как видно из временной диаграммы фиг.З работа триггеров 5 и 6 перекрываетс во времени, что приводит к срабатыванию элемента И 13, на выходе которого выделяются импульсные сигналы. Эти сигналы проходят через элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства, сигнализируя о том, что в последовательности импульсов есть ошибки. Таким образом, предлагаемое устройство выявляет пропадание подряд четного числа импульсов, а также и появление любого числа ложных импульсов.

Рассмотрим работу устро йства при появлении в контролируемой импульсной последовательности ложных импульсов, длительность которых превышает период следования импульсов указанной последовательности и появление ложно го постоянного сигнала типа ложн 1. Работа устройства в этих случаях поясняется временной диаграммой (фиг.4). Предположим, что после первых двух нормальных импульсо по шине 1 устройства поступает лож ный сигнал в момент начала действи третьего .импульса. При этом длитель ность этого ложного сигнала перекры вает во времени и очередной четвертый импульс. В этом случае происходит нарушение нормальной работы элементов схемы из-за того, что вме то двух очередных импульсов появляе ся один длительный импульс. Это пр водит к тому, что происходит рассинхрониэация работы триггера 2 и счет чика 10. в результате срабатывает элемент И 11 и на его выходе формируется сигнал ошибки, который проходит через элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства. Если ложный им1ульс указанной длительности постутает в момент начала действия четкого импульса, то происходит расзинхронизация работы триггера 2 и счетчика 9. В этом случае сигнал ошибки формируется на выходе элемента И 12, который проходит через элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства. После поступления очередных нормальных импульсов работа устройства восстанавливается. Допустим, что после очередных нормальных импульсов на шину 1 устройства поступает в момент начала действия очередного импульса ложный постоянный сигнал типа ложная 1, Тогда от предыдущего от нормального импульса произойдет запуск счетчика 9(10), на выходе которого сформируется единичный сигнал опроса. Поскольку триггер 2 после прихода указанного ложного сигнала сохраняет свое предьадущее состояние, то .сигнал опроса с выхода счетчика (10) проходит через элемент И 12 (И 11) и элемент ИЛИ 14 на шину 16 устройства в качестве сигнала ошибки. Таким образом, предлагаемое устройство обнаруживает появление ложных импульсов, длительность которых превышает период следования импульсов контролируемой последовательности и выявляет появление ложных сигналов в виде постоянного сигнала типа ложная 1-. Итак, использование новых элементов и связей позволяет получить новую совокупность признаков, выгодно отличающих предлагаемое устройство от прототипа, так как повышает достоверность контроля. Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом повышает достоверность контроля последовательности импульсов за счет возможности выявления ложных импульсов, длительность которых превышает один ериод следования импульсов контроируемой последовательности и обнаужения ложных сигналов в виде потоянного потенциала типа ложная I.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ, содер жащее входную шину, элемент ИЛИ, три триггера,, первый, и второй элементы И, первые входы которых соединены соответственно с инверсным и npHNEJM выходами первого триггера, отличающееся тем, что, целью повышения достоверности контроля, в него введены два счетчика, тактовая шина, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И выход последнего соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй и трети входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые входы которых соединены соответственно с прямым и инверсным выходами первого триггера, тактовый вход-которого соединен .с входной шиной, с первым входом седьмого элемента И и с вторы.tm входами первого и второго элементов И,выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами первого и второго счетчиков и соединены соответственно с тактовыми входами второго и третьего триггеров, прямые выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами седьмого элемента И и соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И, выходы § которых соединены соответственно с тактовыми входами первого и второго счетчиков, выходы которых соединены соответственно с нулевыми входами второго и третьего-триггеров и сбединены соответственно с вторыми вхо- S дами третьего и четвертого эле- ментов И, тактовая шина соединена с вторыми входами пятого и шестого элементов И.

tnniiiiiiiinmniiitniHtiiiiHiiuiiiiiiintiiitnitiiim

15

fpue.2 nnnniiii гнишпп ННИННШ , j , j I 11Н1111П111И11И11П111ПП1П11ИИИШП1111ИШи111И

f5 illllHIIltt Фаг.З

, niTLTUTL jiLrLJiLriIllinni IIIIIIIH miuiii iniimi I II fc: И11ИИПП11И Н11П1111111