Резервированный генератор импульсов Советский патент 1986 года по МПК H05K10/00 

Изобретение относится к цифровой автоматике и может быть использовано для синхронизации высоконадежных вычислительных устройств.

Цель изобретения - повьшение точ- ности резервированного генератора импульсов при высоких частотах следования выходных сигналов.

На фиг, 1 изображена функциональная схема резервированного генерато- р4 импульсов; на фиг,2 и 3 - временные диаграммы работы.

Резервированный генератор импульсов содержит задающие генераторы 1, входную шину 2 сброса, делители 3 . частоты, реверсивные счетчики 4, двоичные -:сумматоры 5, мажоритарнъй элемент 6, блок 7 привязки, асинхрон-г ной информации, дешифраторы 8, первые элементы ИЛИ 9, вторые элемен- ты Р1ПИ 10, вход 11 генератора.

На фиг,2 и 3 обозначены входные сигналы мажоритарного элемента при несинхронных каналах -а ,5,Ь, виход ной сигнал мажоритарного элемента при несинхронных каналах - , число отражающее текущее состояние разрядов сумматора - д , выходной сигнал задающего генератора - е , состояния младших разрядов сумматора - У ,1, состояние старшего разряда сумматора и выходной сигнал мажоритарного элемента при их синхронности - и , выходной сигнал мажоритарного эле- мент,а при разности фаз большей 67,5 град; -к ,А , импульс блока привязки асинхронной информации при отставании сигнала мажоритарного элемента -М , импульс блока привязки асинхронно информации при син- фазности сигналов - н , импульс привязки асинхронной информации при опережении сигнала мажоритарного эле мента - о , импульсы коррекции V,P.

Входы делителя 3 частоты подключены к выходам задающих генераторов 1, а входы сброса делителей 3 частоты подключены к входной шине 2, выходы делителя 3 частоты подключены к первым группам входов сумматоров 5, вторые группы их входов подключены к выходам реверсивных c eтчикoв 4, выходы старшего разряда сумматоров 5 соединены с входами мажоритарного элемента 6, выход которого соединен с первыми входами блоков 7 привязки асинхронной информации и выходом . 11 генератора, вторые входы блоков

О

5

5

0

7 привязки асинхронной информации соединены с выходами задающих генераторов 1, группы кодовых входов дешифраторов 8 соединены с выходами сумматоров 5, а стробируюпше их входы соединены с выходами блоков 7 привязки асинхронной информации. Входы первых элементов ИЛИ 9 и входы вторых элементов ИЛИ 10 соединены с выходами дешифраторов 8, выходы первых элементов ИЛИ 9 соединены с входами прямого .счета, а выходы вторых элементов ИЛИ 10 - с входами обратт- ного счета реверсивных счетчиков 4, при этом входы сброса реверсивных счетчиков 4 пoдкJroчeны к входной шине 2 сброса.

Резервированный генератор импульсов функционирует следующим образом.

Задающие генераторы 1 осуществляют тактирование остальных узлов. Делители 3 частоты снижают частоту задающих генераторов в 8 раз и выдают на сумматоры 5 информацию о текущей фазе каждого канала. Реверсивные счетчики 4 хранят и выдают на сумматоры 5 информацию о величине и знаке фазовой поправки. Сумматоры 5 осуществляют коррекцию фазы каждого канала на величину поправки, заданной реверсивными счетчиками 4. Мажоритарный элемент 6 выполняет голосование скорректированных по фазе сигналов, поступающих от сумматоров 5.

Блок 7 привязки асинхронной информации формирует импульсы длитёль- - ностью в один период генератора 1, причем фронты указанных импульсов : . совпадают с положительными перепадами импульсов генератора 1.

Указанные импульсы формируются после каждого отрицательного перепада сигнала на выходе мажоритарного элемента 6, Дешифратор 8 совместно с блоком 7 привязки асинхронной информации и элементами ИЛИ 9 и 10 анализирует фазовый сдвиг между сиг налами мажоритарного элемента 6 и сигналами разрядов сумматора 5 и при превьш ении фазовым сдвигом заданного порог а формирует сигнал коррекции. . ПОРОГ коррекции выбирают исходя из того, чтобы разность фаз любых двух каналов не доходила до значения 180 град, при котором сигнал мажоритарного элемента искажается. Подоб- ньй случай показан на фиг.2. Здесь разность фаз сигналов а и 8 блияка к 180 град и выходной сигнал(г)мажо25

ритарного элемента 6 искажен,

В примере реализации порог коррекции выбран равным 67,5 град, при этом даже одновременное разноименное отклонение фаз двух каналов на 67,5 град от сигнала мажоритарного 2 элемента дает разность фаз данных каналов 135 град, обеспечивающую нормальную работу мажоритарного элемента 6.

Процесс формирования сигналов коррекции показан на фиг.З. При отставании мажоритарного элемента 6 на величину большую -порога коррекции (эпюра к ), импульс блока 7 привязки асинхронной информации (эпюра м ) совпадает с числами 2 и 3 на выходе сумматора 5 (эпюра д ). При этом с выхода первого снимается сигнал отрицательной коррекции (эпюрап ).

Аналогично на эпюрах л о , Р показан сигнал мажоритарного элемента 6 А импульс блока 7 привязки асинхронной информации о и сигнал положительной коррекции Р , формируемые при опережении сигнала мажоритарного элемента 6. На эпюреН показан импульс блока привязки асинхронной информации, формируемый при син- фазности сигналов мажоритарного элемента 6 и старшего разояда сумматора 5, не порождающий импульса коррекции.

После включения резеовиоованно го генератора и поступления импульса на входную шину 2 сброса, делители 3 частоты и реверсивные счетчики 4 находятся в нулевом состоянии.

4П

По мере поступления тактовых импуль- сов от задающих генераторов 1 на выходах делителей 3 частоты появляются сигналы поделенных частот, причем в первый момент фазы сигна- налов на одноименных выходах да- лителей 3 частоты совпадают. При этом (поскольку реверсивные счетчи- . ки 4 находятся в нулевом состоянии) фаза сигналов на выходах сумматоров 5 не отличается от фазы сигналов 50 на соответствующих вькодах делителей 3 частоты.

Затем вследствие различия частот задающих генераторов 1 разность фаз нарастает и по превьшении порога 55 коррекции с выхода первого элемента. ИЛИ 9 или второго элемента ИЛИ 10 на соответствующий вход ревёрсивпоступает импульс

ного счетчика коррекции.

По поступлении импульса коррекции на реверсивный счетчик 4 его состояние изменяется с исходного 000 на 001 или 111 в зависимости от того, на какой вход реверсивного счетчика 4 поступил импульс коррекции, т.е. от здака коррекции. 10 По поступлении следующего импульса коррекции состояние реверсивного счетчика 4 изменяется на 010 (при положительной коррекции) или на }0 (при отрицательной коррекции) и т.д. 15 При этом выходные.сигналы сумматоров 5 становятся отличными от сигналов делителей 3 частоты. За цикл пересчета разряды делителей 3 частоты последовательно принимают

элемента ИЛИ состояния OOQ, 001, 010, 011, 100 110, III,

При состоянии реверсивного счетчика 4 001 или 111 разряды сумматора 5 последовательно принимают значения

30

35

соответственно

При состоянии ревеосивногЬ счетчика 4 010 или 110 разряды сумматора 5 последовательно принимают значения

010 или соответственно и т,д.

on

100 101 ПО 111 000 001

И1 000 001 010 011 100 101

поступает импульс

соответственно

енруеанн-ееетии.

При состоянии ревеосивногЬ счетчика 4 010 или 110 разряды сумматора 5 последовательно принимают значения

010 или соответственно и т,д.

И1 000 001 010 011 100 101

Таким образом, при поступлении каждого следующего импульса коррекции на реверсивный счетчик 4 сигналы на всех выходах сумматора 5 сдвигаются на один такт относительно соответствующих разрядов делителя 3 частоты. Для старшего разряда сумматора 5 это означает сдвиг на 1/8 периода или 45 град в сторону уменьшения разности фаз сигналов мажоритарного элемента 6 и старшего разряда сумматора 5.

Остаточное значение разности фаз, составляющее 22,5 град, допустимо с точки зрения нормальной работы мажоритарного элемента 6. После прохождения импульса коррекции разность фаз опять увеличивается вследствие имеющейся разнида чаСтот задающих генераторов 1 и по достижении значения 67j5 град повторно выдается импульс коррекции, разность фаз уменьшается до 22,5 град, и процесс повторяется.

Формула изобретения

Резервированный генератор импульсов, содержащий в каждом изь кана- лов резервный задающий генератор и делитель частоты, вход которого подключен к выходу задающего генератора, входную шину сброса, соединен- нук с входом сброса делителя частоты каждого из h каналоа, и мажоритар- ный элемент, выход которого соеди

ILJinn

нен с выходной шиной, отличающий с я тем, что, с целью повы шения точности при высоких частотах следования выходньк импульсов в каждый из его п каналов введены двоичный cyt iaTop, реверсивный счетчик импульсов, блок привязки асинхронной информации, дешифратор, первые и вторые элементы ИЛИ, при- чем первые группы входов сумматоров подключены к выходам делителя частоты, вторые группы входов сумматоров - к выходам :реверсивного; счетчп ка, выход старшего разряда сумматора соединен с входом мажоритарного элемента, выход которого подключен к первому входу блока привязки асинхронной информации каждого из п каналов, второй вход блока привязки асинхронной информации соединен с выходом задающего генератора, группы кодовых входов дешифратора соединены с выходами сумматора, а стробиру- ющий вход дешифратора - с выхода:ми блока привязки асинхронной информации, первые и вторые входьг первого и второго элементов ИЛИ соединены с соответствующими выходами ДешиФрато ра, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика, а выход второго элемента ИЛИ - с входом обратного счета реверсивного счетчикаj при этом вход сброса реверсивного счетчика каждого из л каналов подключен к шине сброса.

0,1 .2.3.. 5 .6.7,0. 1 .2.3 Л.5.6.7

лпллллпппялллллг

riJTJ JlJ LrLn r

П

П

П

Л

Л

-.

Редактор Е.Копча

Составитель Ё.Суров

Техред И.Верес Корректор М.Шароши

Заказ 5042/59 Тираж 765 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб... д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

t

t

t

t

t

П

Л

-.t

t t

Фиг.З

Изобретение относится к цифровой автоматике и может быть использовано для синхронизации высоконадежных вычислительных устройств. Цель изобретения - повышение точности генератора при высоких частотах следования выходных сигналов. Устройство содержит задающий генератор 1, делители 3 частоты и мажоритарные элементы 6. Введение реверсивных счетчиков 4, двоичных сумматоров 5, блоков 7 привязки асинхронной информации, дешифраторов 8, элементов ИЛИ 9 и 10 и образование новых связей между-элементами устройства позволяет достичь поставленную цель. 3 ил. (Л с 1 СП 00 о «