Устройство для контроля меток времени Советский патент 1989 года по МПК G06F11/00 

СП

САЭ 4 СП

о:

I и непрерывный контроль автономных ;сигналов меток времени. Данный са- |моконтроль резко сокращает время

обнаружения неисправности, существенно повышая ремонтопригодность устройства в целом. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение контролепригодности устройства. Устройство содержит синхронизатор 1, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 управления, три триггера 7, 8, 9 контроля, три элемента И-НЕ 10, 11, 12, элементы НЕ 13, 14, резистор 15, вход 16 задания режима, вход 17 меток времени, тактовый вход 18, выход 20 меток времени, первый 21, второй 22 и третий 19 контрольные выходы. Устройство обеспечивает самовосстановление работоспособности при пропадании внешних сигналов меток времени. При этом полностью обеспечивается продолжение выполнения рабочих режимов. Кроме того, в устройстве осуществляется не только контроль внешних, но и непрерывный контроль автономных сигналов меток времени. Данный самоконтроль резко сокращает время обнаружения неисправности, существенно повышая ремонтопригодность устройства в целом. 1 ил.

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени.

Целью изобретения является повьше ние контролепригодности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля меток вре мени содержит синхронизатор 1, источник 2 единичного потенциала, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент 2И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 управления, три Триггера 7-9 контроля, три элемента И-НЕ 10-12, элементы ЯЕ 13 и 14, резистор 15, вход 16 задания режима, вход 17 меток времени, тактовый вход 18 импульсов, третий контрольный выход 19, выход 2 1еток времени, первый 21 и второй 22 контрольные выходы. I Первый сигнальный вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с входом 17 ;игналов меток времени, второй зход - с выходом генератора 4, пер- зый и второй управляющие входы - соответственно с нулевым и единичными }ыходами триггера 6 управления. Вы- сод элемента 2И-Ш1И-НЕ 5 соединен с Запускающим входом синхронизатора 1, |;инхровход которого, а также вход jdчeтчикa 3 и нулевой вход триггера |сонтроля 9 подключены к входу 18 так 1ГОВЫХ импульсов. Выход синхронизато- 1 соединен с нулевым входом триггера 7 контроля, является выходом 20 йеток времени устройства. Выход счетчика- 3 соединен с С-входами 1григгвров 7 и 8 контроля и через элемент НЕ 13 с первыми входами элементов И-НЕ 10 и 11, выход генератора 4 соединен с первым входом элемента И-НЕ 12 и через элемент НЕ 14 с нулевым входом триггера 8 и С-вхо- дом триггера 9. Вторые входы элементов И-НЕ 10-12 соединены с еди- ичными выходами соответственно 1григгеров 7-9, Д-входы которых под

5 0 0

5

ключены к источнику единичного потенциала. Д-вход триггера 6 управления соединен со своим инверсным выходом, его С-вход соединен с выходом первого элемента И-НЕ 10, а единичный вход подключен к выходу тумблера 16 и через резистор 15 к источнику напряжения.

Вход тумблера 16 является управляющим входом устройства 19, а выходы элементов И-НЕ 10-12 - его первым, вторым .и третьим контрольными выходами.

Устройство работает в двух режимах; штатном и резервном. Выбор одного из режимов осуществляется в зависимости от наличия сигналов меток времени (MB) на шине 17 и состояния сигнала на входе 16 управления режимом устройства.

В штатном режиме устройство обеспечивает прохождение сигналов MB с шины 17 на выход 20. При этом вход 16 изолирован от общей земляной шины, в результате чего на единичном входе триггера 6 управления удерживается потенциал высокого уровня, задаваемый от источника питающего напряжения через резистор 15. Соответственно при общей установке в О, производимой перед пуском функционирования, все триггеры устройства, в том числе триггер 6, устанавливаются в О состояние, в котором остаются на протяжении всего периода исправной работы устройства (цепи установки в О не показаны).

Нулевое состояние триггера 6 открывает первый управляющий вход элемента 2И-ШШ-НЕ 5, что разрешает прохождение на его выход сигналов МБ, поступающих по шине 17. При этом каждый из сигналов MB синхронизируется в синхронизаторе 1 и выдается на выход 20 устройства, откуда далее сигналы разводятся всем потребителям их в системе.

Помимо выработки синхронизированных сигналов MB в устройстве действуют три вида контроля: контроль наличия на рабочем выходе 20 сигналов MB, контроль выработки сигналов, генератором 4 и контроль наличия в устройстве тактовых импульсов на входе 18.

Первые два вида контроля базируются на работе триггеров 7 и 8 и счетчика 3, который непрерьшно заполняется через свой счетный вход тактовыми импульсами. Счетчик 3 является неуправляемым, что обеспечивает его периодическое срабатывание с выработкой сигнала переполнения на его выход. Задний фронт каждого такого сигнала (эпюры сигналов в различных точках схемы показаны на фиг. 1) вызывает переключение триггеров 7 и 8 в 1, однако в этом состоянии триггеры 7 и 8 не остаются, так как периодически сбрасываются в О сигналом МБ с рабочего выхода устройства 20 (триггера 7) и сигналом с выхода генератора 4, проходящим через инвертор 14 (триггер 8).

Соответственно суть этих двух видов контроля состоит в фиксации ситуации, при которой сигнал переполнения счетчика 3 достигает состояния 1 триггера 7 или 8.

Если поступление в устройство сигналов МБ по входу 17 прекращается, то прекращается и сброс триггера 7 в О, второй же сигнал переполнения счетчика 3, возникший после прекращения поступления сигналов МБ, достигает 1 триггера 7. При этом элемент И-НЕ 10 оказывается открыт по второму входу, что разрешает прохождение на его выход проинвертиро- ванного элементом НЕ 13 сигнала переполнения счетчика 3. Сигнал.с выхода элемента И-НЕ 10 поступает на первый контрольный выход устройства 21, свидетельствуя об обнаружении факта прекращения выдачи сигналов МБ на выход 20 устройства.

Если в устройстве прекращается выработка сигналов генератором 4, то аналогично срабатывают вторые триггер 8 контроля и элемент И-НЕ 11. Сигнал с выхода элемента И-НЕ 11 поступает на второй контрольный выход устройства 22, свидетельствуя о неисправности в цепях генератора автономных сигналов МБ.

Параллельно с двумя рассмотренными видами контроля в устройстве не- прерывно контролируется наличие так0

5

0

5

0

5

0

5

0

товых импульсов на входе 18. Этот контроль осуществляется третьими триггерами 9 контроля и элементом И-НЕ 12. Действие контроля аналогично описанным с той лишь разницей, что триггер 9 устанавливается в 1 инверсированными сигналами с выхода- генератора 4, а сбрасьшается в О тактовыми импульсами с входа 18. Ес- ли поступление в .устройство тактовых импульсов прекращается, то сброс триггера 9 в О также прекращается. При этом второй же (после прекраще- :Ния) сигнал с выхода генератора 4 до- {Стигает 1 триггера 9, что разрешает прохождение этого сигнала на выход элемента И-НЕ 12 и далее на третий контрольный выход устройства 19, свидетельствуя о неисправности .в цепи тактовых импульсов.

Поясним соотношения временных параметров в работе схемы.

Конкретно, в описьгеаемом устройстве f „,, 1 МГц, 1:т,,г 00 НС, 250 Гц (Т„в 4 мс, -Р„ь 400 не). Частота сигналов, вырабатываемых генератором 4, f «вт 250 Гц, Т „в, 4 мс.

т МКС

, - частота тактовых сигна-

где f

лов; f „, - частота сигналов МБ; f c,g - частота сигналов, вырабатываемых генератором 4; такт длительность тактовых сигналов; длительность сигналов MB; длительность сигналов, вырабатываемых генератором 4; TTOKT период сигналов, вырабатываемых генератором 4.

Генератор 4 является кварцованным, соответственно его частота с точностью разброса параметров резонатора, составляющей не хуже , .близка частоте внешних сигналов МБ. Время переполнения счетчика 3 незначительно превышает период (4,0 мс) сигналов МБ и составляет 4,096 мс, что при f такт Г ц реализуется 12-разрядной схемой.

Сигналы с выхода счетчика 3 и выхода 20 устройства синфазны по отношению друг к другу, но периоды их следования, хотя и близки, все же разнятся на интервал, равный 96 мкс, что обеспечивает более частый сброс триггера 7. в О, чем его установка в 1. При этом,если в i-м периоде работы указанные сигналы оказываются разнесенными во времени, то сигнал с выхода синхронизатора всегда успевает

возвратить триггер 7 в прихода контролирующего сигнала с выхода счетчика 3, что гарантировано обес- |печивает в эти моменты вре,мени закры ;тое состояние элемента И-НЕ 10.

Если же поступление указанных: сигналов на С-и R-входы триггера 7 совпало во времени и сигнал на С-входе пересиливает (в результате чего триггер 7 переходит в неблагоприятное единичное состояние), то это происходит только в момент завершени сигнала на С-входе, т.е. по заднему фронту сигнала с выхода счетчика 3. При этом не менее, чем за 96 икс до выработки следующего сигнала переполнения счетчика 3 триггер 7 сбрасывается в О более частым сигналом с выхода 20 устройства.

Аналогичная картина имеет место и в работе триггера 8, элемента И-НЕ 11 и триггера 9, элемента И-НЕ 12. При этом несинфазность сигналов с выхода генератора 4 и счет- чика 3 (для триггера 8) либо с тактовыми импульсами 18 (для триггера 9) не вносит каких-либо дополнительных негативных факторов.

Помимо указанных видов контроля в штатном режиме обеспечивается самовосстановление функционирования устройства.

Если поступление сигналов MB прекращается, сигнал с выхода элемента И-НЕ 10 одновременно с выдачей на первый контрольный выход 21 устройства проходит на С-вход триггера 6 I управления и переключает его в 1,

переводя устройство в резервный ре-

жим работы.

В этом режиме на выход 20 начинают пропускаться автономные сигналы меток времени, вырабатываемые в самом устройстве генератором 4. Замеп:;ение внешних сигналов МБ автономными, вызьшаемое переключением триггера 6 управления, происходит -за счет того, что первый управляющий вход элемента И-ИЛИ-НЕ 5 закрывается, а его второй управляющий вход открыв ается, это разрешае прохож,цение на вход синхронизатора сигналов MB, вырабатываемых генератором 4.

Как и в штатном режиме работы, в резервном режиме в устройстве продолжается контроль наличия сигналов МБ на выходе 20. Если по какой-либо

0

Q

Q

5

0

5

причине на выходе 20 сигналы вновь пропадают, контроль срабатывает аналогично описанному,, При этом сигнал неисправности на выходе 21 возвращает триггер 6 управления в О, чем делается попытка продолжения работы от внешних сигналов МБ. Такая попытка оправдана, так как поступление внешних сигналов МБ может возобновиться.

Б резервном режиме полностью сохраняется контроль сигналов на выходе генератора 4 и контроль наличия тактовых импульсов ца входе 18.

Резервный режим быть задан независимо от наличия внешних сигналов МБ. На входе 16 устанавливается нулевой потенциал, что переключает триггер 6 управления в 1 и далее статически удерживает его в этом состоянии низким уровнем на его единичном входе.

Как и в описанных ситуациях, в этом режиме в устройстве сохраняется полный контроль его внешних и автономных сигналов МБ, а также контроль тактовых импульсов на шине 18.

При неисправности внешних, автономных, сигналов МБ и тактовых импульсов, в частности на выходе 21, сигнал, свидетельствующий о пропадании МБ на рабочем входе устройства 20, вызывает прерывание программы с сообщением ей о переходе на автономные МБ. Сигнал с выхода 22, свидетельствующий о пропадании автономных сигналов МБ, является индикационным и сообщается только оператору. При этом выполнение рабочих режимов не приостанавливается и не прерывается. Сигнал с выхода 19 свидетельствует о полной неработоспособности устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля меток времени, содержащее генератор импульсов, счетчик Рй пульсов и синхронизатор, причем выход синхронизатора является выходом меток времени устройства, тактовый вход устройства соединен с тактовым входом синхронизатора, о т- личающееся тем, что, с целью повышения контролепригодности устройства, в него введены элемент 2И-ИЛИ-НЕ, триггер управления, три триггера контроля, три элемента И-НЕ,

два элемента НЕ и резистор, причем шина единичного потенциала устройств соединена с информационными входами первого, второго, третьего тригге- ров контроля и через резистор с входом установки в 1 триггера управления, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго эле- ментов И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, вход задания режима устройства соединен с входом установки в 1 триггера управления, инверсный выход которого соединен с информационным входом триггера управления, вход меток времени устройства соединен с вторым входом второго элемента И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом пуска синхронизатора, вы- ход которого соединен с входом установки в О первого триггера контроля, выход счетчика импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго триггеров контроля и через первый элемент НЕ с первыми входами

первого и второго элементов И-НЕ, тактовый вход устройства соединен со счетным входом счетчика и входом установки в О третьего триггера контроля, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход генератора импульсов соединен вторым входом первого элемента И, элемента 2И-Ш1И-НЕ, с вторым входом третьего элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ с входом установки в О второго триггера контроля и тактовым входом третьего триггера контроля, выход первого триггера контрол соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления и является первым контрольным выходом устройства, выход второго триггера контроля соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого и выход третьего элемента И-НЕ являются соответственно вторым и третьим контрольными выходами устройства.