Резервированный генератор импульсов Советский патент 1984 года по МПК H05K10/00 G06F11/20 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к устройствам, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например в системах управления, в запоминающих устройствах с динамическим хранением информации. Известен резервированный генератор импульсов, содержащий резервные генераторы, коммутатор и элементы И-ИЛИ 1. Недостатком известного генератора является сравнительно низкое быстродействие, так как сигналы от задающих генераторов проходят последовательно через делители, мажоритарные элементы, триггер, элементы И, ИЛИ. КГроме того, отказы мажоритарных элементов не являются независимыми событиями. При отказе одного мажоритарного элемента по выходу на другом выходе тоже происходит пропадание сигнала. Наиболее близким к предлагаемому является резервированный генератор импульсов, содержащий резервируемые генераторы, первые триггеры, элементы ЗИ-ИЛИ, первце входы которых соединены с выходами соответствующих первых триггеров 2. Недостатком известного генератора является низкое быстродействие при переключении генераторов на резервный генератор, так как факт отказа или сбоя генератора определяется временем интегрирования начальной последовательности импульсов в блоке контроля (интеграторе). Цель изобретения - повышение быстродействия при переключении на резервный генератор. Поставленная цель достигается тем, что резервированный .генератор импульсов, содержащий в каждом канале резервируемые генераторы импульсов, первые триггеры, элементы ЗИ-ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответствующих первых триггеров, содержит второй триггер, первый и второй инверторы, одновибратор, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, входы третьего элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами соответствующих первых триггеров, а выход - с управляющими входами первых триггеров и с входом одновибратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов ЗИ-ИЛИ, выход 1 первого элемента ЗИ-ИЛИ соединен с тактовым входом второго триггера, вход сброса в «О которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого через последовательно включенные первый и второй инверторы соединен с прямым выходом второго триггера и вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и подключен к шине общего сброса, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входами сброса в «О первых триггеров, тактовые входы которых подключены к выходам соответствующих резервируемых генераторов. На чертеже изображена функциональная схема резервированного генератора импульсов. Генератор содержит в каждом канале резервируемые генераторы 1-3, первые триггеры 4-6, общую шину сброса 7, элементы ЗИ-ИЛИ 8-10, первые входы которых соединены с выходами соответствующих первых триггеров 4-6, второй триггер 11, два инвертора 12 и 13, одновибратор 14, первый 15, второй 16 и третий элементы ИЛИ-НЕ 17, входы третьего элемента ИЛИ-НЕ 17 соединены с выходами соответствующих первых триггеров 4-6, а выход - с управляющими входами первых триггеров 4-6 и с входом одновибратора 14, выход которого соединен с вторыми входами элементов ЗИ-ИЛИ 8-10, выход первого элемента ЗИ-ИЛИ 8 соединен с тактовым входом второго триггера 11, вход сброса в «О которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ 16, второй вход которого через последовательно включенные первый 12 и второй 13 инверторы соединен с прямым выходом второго триггера 11 и вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ 15, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ 16 и подключен к шине общего сброса 7, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ 15 соединен с входами сброса в «О первых триггеров 4-6, тактовые входы которых подключены к выход ам соответствующих резервируемых генераторов 1-3. Резервированный генератор импульсов работает следующим образом. При включении питания происходит возбуждение генераторов 1-3. Поскольку процесс возбуждения генератора в целом имеет случайный характер, то сначала на общую щину сброса 7 подается сигнал высокого уровня, который через первые входы первого и второго элементов ИЛИ-НЕ 15 и 16 инвертируется и поступает на установочные в «О входы триггеров 4-6, 11, при этом на их прямых выходах формируются сигналы низкого уровня, т.е. «О, а на управляющих входах (Y и К для данного примера) триггеров 4-6 устанавливаются разрешающие сигналы «1, т.е. устанавливается исходное .- ,..,. состояние генератора. Если все резервируемые генераторы исправны, то первый импульс (с генератора, частота которого выше, например с первого 1) поступает на тактовый вход триггера 4, на выходе которого формируется сигнал «1. Этот же сигнал через, третий элемент ИЛИ-НЕ 17 поступает на управляющие входы первых триггеров 4-6 и блокирует их срабатывание до конца цикла передачи очередного тактового импульса в каналы. Одновременно сигнал с выхода третьего элемента ИЛИ-НЕ 17 передним фронтом запускает одновибратор 14, который формирует и передает через элементы ЗИ-ИЛИ 8-10 в каналы первый тактовый импульс, при этом сигнал с выхода первого триггера 4 является в этом случае разрешающим для всех каналов. Тактовый импульс, передаваемый в каналы, поступает на тактовый вход второго триггера 11 и задним фронтом переводит его в единичное состояние, при этом сигнал «1 с его прямого выхода поступает на второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ 15, инвертируется элементом и поступает на установочные йОвходы триггеров 4-6, которые принимают исходное состояние. Кроме того, сигнал «1 с прямого выхода триггера 11 через последовательно соединенные инверторы 13 и 12 поступает на второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ 16, с выхода которого сигнал низкого уровня поступает на установочный в «О вход второго триггера 11, последний переключается в исходное состояние. На этом заканчивается цикл передачи тактового импульса в каналы.

В случае отказа или сбоя одного или двух резервных генераторов передача тактового импульса в каналы от рабочего генератора проходит аналогично.

Если очередной импульс с соответствующего генератора переключит один из триггеров 4-6 по переднему фронту, а затем наступит отказ или сбой в течение длительности импульса генератора, то все равно в

каналы будут переданы импульсы одинаковой длительности и амплитуды, так как их формирование и передача теперь уже не зависят от генератора в данном цикле, т.е. всегда в каналы будут передаваться тактовые импульсы, не носящие случайный характер.

Таким образом, быстродействие генератора достигается тем, что формирование выходного импульса начинается через время, равное двум-трем длительностям переднего

фронта очередного импульса с генератора, что составляет несколько наносекунд.

Высокая надежность предлагаемого генератора характеризуется тем, что после установления факта поступления очередного

импульса с одного из резервных генераторов дальнейшее формирование и передача импульса в каналы проходит независимо от отказа или сбоя резервного генератора.

РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий в каждом канале резервируемые генераторы импульсов, первые триггеры, элементы ЗИ-ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответствующих первых триггеров, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия при переключении на резервный генератор, он содержит второй триггер, первый и второй инверторы, одновибратор, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, входы третьего элемента ИЛИ-НЕ соединены с выходами соответствующих первых триггеров, а выход - с управляющими входами первых триггеров и с входом одновибратора, выход которого соединен с вторыми входами элементов ЗИ-ИЛИ, выход первого элемента ЗИ-ИЛИ соединен с тактовым входом второго триггера, вход сброса в«О которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход которого через последовательно включенные первый и второй инверторы соединен с прямым выходом второго триггера и вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ и подключен к щине общего сброса, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с входами сброса в «О первых триггеров, тактовые входы которых подклюСП чены к выходам соответствующих резервируемых генераторов. 00 со ел