Устройство для выделения и вычитания первого импульса из последовательности импульсов Советский патент 1991 года по МПК G06F7/62 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах синхронизации вычислительных систем.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства путем исключения состязаний.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для выделения и вычитания первого импульса из последовательности импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство для выделения и вычитания первого импульса из последовательности импульсов содержит первый элемент И-НЕ 1, первый, второй, третий, четвертый и пятый триггеры 2-6 и второй,третий и четвертый элементы И-НЕ 7, 8. 9, соединенные между собой функционально.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент перед подачей первого импульса на шину Вход на шине управления Сброс присутствует нулевой потенциал, на инверсном выходе триггера 3 и на прямом выходе триггера 6 присутствуют единичные потенциалы. Нулевой потенциал на шине Вход обеспечивает формирование единичных сигналов на прямых выходах триггеров 2,4 и на выходах элементов И-НЕ 1,7. Нулевой потенциал на шине Сброс обеспечивает формирование единичных сигналов на прямом выходе триггера 5 и выходе элемента И-НЕ 9. При этом формируются нулевые сигналы на прямом выходе триггера 3 и инверсных выходах триггеров 4, 5, 6. Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 3 определяет формирование единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 8, что приводит к появлению нулевого сигнала, на инверсном выходе триггера 2. Таково состояние логических элементов устройства в начальный момент времени.

В момент ti начала импульса на шине Вход на всех входах элемента И-НЕ 1 оказываются единичные сигналы, и на его выходе формируется нулевой сигнал. Ос- тальныесигналы на выходах логических элементов в момент ti остаются неизменными.

В момент t2 начала управляющего импульса на шине Сброс никаких изменений на выходах логических элементов не происходит.

С

.га

Ск

ю

00 СЯ

ГО

При воздействии помехи в промежутке времени между t2 и t3 сигнал помехи по шике Сброс никакого влияния на выходные сигналы элементов устройства не оказывает.

В момент ta окончания импульса на шине Вход на выходе элемента И-НЕ 1 формируется единичный сигнал. Этот сигнал поступает на вход элемента И-НЕ 9, на втором входе которого также присутствует еди- ничный сигнал. Это определяет формирование нулевого сигнала на его выходе. Этот нулевой сигнал переключает триггер 6, при этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на инверсном выходе триггера 4, Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент ta остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между т.з и t4 сигнал помехи появляется на выходе элемента И-НЕ 9 в виде единичного короткого сигнала. После прекращения воздействия помехи сигнал на выходе элемента И-НЕ 9 возвращается в исходное состояние. Выходные сигналы устройства не изменяются (прямой выход триггера 2 и выход элемента И-НЕ 1).

В момент tu начала импульса на шине Вход на выходах элементов И-НЕ 1,7 и на прямом выходе триггера 4 формируются нулевые сигналы, причем нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 является выходным сигналом устройства и формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 9. Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 переключает триггер 5. При этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который подтверждает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 переключает триггер 3. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 4 подтверждает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 8 и переключает триггер 6. При этом на его прямом выходе устанавливается единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент т.4 остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между ц и t/сигнал помехи появляется на элементе И-НЕ 7 и прямом выходе триггера 5, После воздействия помехи сигналы на выходах этих элементов возвращаются в исходное состояние. Выходные

сигналы устройства при этом не изменяются.

В момент ts окончания импульса на шине Вход на выходах элементов И-НЕ 1,7 и

прямом выходе триггера 4 формируются единичные сигналы. Единичный сигнал с выхода элемента И-НЕ 1 поступает на вход элемента И-НЕ 9, при этом на обоих входах последнего оказываются единичные сигна0 лы, а на выходе - нулевой сигнал, который, в свою очередь, переключает триггер 6. При этом на инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал. На инверсном выходе триг5 гера 4 появится короткий нулевой импульс, который не влияет на выходные сигналы устройства. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tg остаются неизменными.

0При воздействии помехи в промежутке

времени между ts и t6 сигнал помехи появляется на выходе элемента И-НЕ 9 и прямом выходе триггера 5 в виде короткого единичного сигнала. Сигнал помехи на пря5 мом выходе триггера 5 приводит к появлению помехи на выходе элемента И-НЕ 8 в виде короткого нулевого сигнала, который, в свою очередь, приводит к кратковременному появлению единичного сигнала на ин0 версном выходе триггера 2, Однако этот триггер не переключается, поскольку его вход установки в единицу заблокирован нулевым уровнем входного сигнала. После

5 прекращения воздействия помехи сигналы на выходах всех этих элементов возвращаются в исходное состояние. Выходные сиг- налы устройства при этом не изменяются. В момент te начала импульса на шине

0 Вход на выходах элементов И-НЕ 1,7 и прямом выходе триггера 4 формируются нулевые сигналы. Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 определяет формирование очередного выходного импульса устрой5 ства и единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 9. Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 4 переключает триггер 6, при этом на его прямом выходе появляется единичный сигнал, а на инверсном выхо0 де - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент te остаются неизменными.

В момент t окончания управляющего импульса на шине Сброс на выходе эле5 мента И-НЕ 7 и прямом выходе триггера 5 появляются единичные сигналы. Остальные. сигналы на выходах логических элементов в момент t остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между t и te сигнал помехи появ- /1яется на выходе элемента И-НЕ 5 и прямом выходе триггера 5 в виде короткого нулевого сигнала. При этом триггер 5 не переключается, так как его вход установки в ноль заблокирован нулевым сигналом с инверсного выхода триггера 3. После пре- кращения воздействия помехи сигналы на выходах этих элементов возвращаются в исходное состояние. Выходные сигналы устройства не изменяются.

В момент ta окончания импульса на ши- не Вход на выходе элемента Т-НЕ 1 появляется единичный сигнал и переключается триггер 4. При этом на прямом выходе этого триггера появляется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. На всех входах элемента И-НЕ 8 оказываются единичные сигналы, формируя на его выходе нулевой сигнал, который формирует единичный сигнал на инверсном выходе триггера 2. Однако триггер 2 не переключа- ется, поскольку его вход установки в единицу заблокирован нулевым сигналом на шине Вход. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент t8 остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между ts и tg сигнал помехи появляется на выходе элемента И-НЕ 9 и пря- мом выходе триггера 5 в виде короткого нулевого импульса. Нулевой сигнал с выхо- да элемента И-НЕ 9 переключает триггер б, при этом на инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который, в свою очередь, формирует единичный сигнал на инверсном выходе триггера 4. После прекращения воздействия помехи сигнал на выходе элемента И-НЕ 9 и на прямом выходе триггера 5 возвращается в исходное состояние. При этом сигналы на соответствующих выходах триггеров 4, б в предыдущее состояние не возвращаются, однако это не отражается на выходных сигналах устройства.

В момент tg начала импульса на шине Вход на прямом выходе триггер 2 форми- руется нулевой сигнал, который является выходным. Этот сигнал появляется после окончания импульса на шине управления Сброс с приходом очередного импульса на шине Вход. Помехи на него никаким образом не влияют. Второй выходной сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 не изменяется (происходит вычитание импульса из последовательности импульсов). Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 2 под- тверждает единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 и переключает триггер 3. При этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который приводит к формированию единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 8, который поступает на вход установки в единицу триггера 4. В результате этого на прямом выходе триггера 4 формируется нулевой сигнал, который переключает триггер 6. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tg остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежуток времени между tg и tio сигнал помехи появляется на выходах элементов И-НЕ 7, 9 в виде короткого нулевого импульса. Нулевой сигнал помехи на выходе элемента И-НЕ 9 воздействует на вход установки в ноль триггера б, на инверсном выходе которого появ- ляется короткий сигнал, однако триггер 6 не переключается, поскольку его вход установки в единицу заблокирон нулевым сигналом с прямого выхода триггера 4. Нулевой сигнал помехи на выходе элемента И-НЕ 7 переключает триггер 5. При этом на его инверсном выходе появляется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, что, в свою очередь, определяет формирование единичного сигнала на прямом выходе триггера 3. При этом триггер 3 не переключается, поскольку его вход установки в ноль заблокирован нулевым сигналом с прямого выхода триггера 2. После прекращения воздействия помехи сигналы на выходах данных элементов возвращаются в исходное состояние. На выходные сигналы устройства сигнал помехи воздействия не оказывает и в данный промежуток времени продолжается формирование выходного импульса на первом выходе устройства и вычитание импульса из последовательности импульсов на втором выходе устройства.

В моменттюокончания импульса на шине Вход происходит переключение триггеров 2, 4. При этом на их прямых выходах формируются единичные сигналы, а на инверсных выходах - нулевые сигналы. На инверсном выходе триггера 4 прекращается реакция воздействия помехи, прошедшей в промежуток времени между ts и ts. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tio остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между мо и tn сигнал помехи появляется на выходе элемента 9 в виде короткого нулевого импульса, который переключает триггер 6. При этом на инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, кюторый. в свою очередь, формирует единичный сигнал на инверсном выходе триггера 4. При этом триггер 4 не переключается, поскольку его вход установки в единицу заблокирован нулевым сигналом на шине Вход, После прекращения воздействия помехи сигнал на выходе элемента И-НЕ 9 возвращается в исходное состояние, однако триггер 6 не возвращается в исходное состояние и держит единичный сигнал на инверсном выходе триггера 4. Такое состояние указанных элементов никак не влияет на выходные сигналы, которые остаются неизменными.

В момент tn начала импульса на шине Вход на выходе элемента Й-НЕ 1 и прямом выходе триггера 4 формируются нулевые сигналы. Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 4 переключает триггер 6, чем снимается реакция от воздействия помехи на этот триггер. При этом на его прямом выходе появляется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tn остаются неизменными.

В момент ti2 окончания импульса на шине Вход на выходе элемента И-НЕ 1 формируется единичный сигнал и происходит переключение триггера 4. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал, и тем самым снимается реакция от воздействия помехи в промежутке времени между tio и tn. Остальные сигналы на выхо- дах логических элементов в момент ti2 остаются неизменными.

В момент ti3 начала сигнала на шине управления Сброс на выходе элемента И-НЕ 9 формируется нулевой сигнал, который переключает триггер 6. При этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который, в свою очередь, определяет формирование единичного сигнала на инверсном выходе триггера 4. Остальные сигналы на выходах логических элементов в Момент tis остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежутке времени между ti3 и ti4 сигнал помехи появляется только на выходе элемента И-НЕ 9 и снимается по прекращении воздействия помехи. Выходные сигналы устройства остаются неизменными.

В момент ti4 начала импульса на шине Вход формируются нулевые сигналы на выходах элементов И-НЕ 1,7 и на прямом выходе триггера 4, Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 является выходным сигналом устройства и формирует единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 9. Нулевой

сигнал на прямом выходе триггера 4 переключает триггер 6. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 7 переключает триггер 5. При этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который подтверждает единичный сиг0 нал на выходе элемента И-НЕ 8 и переключает триггер 3. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах ло5 гических элементов в момент ti4 остаются неизменными,

При воздействии помехи в промежутке времени между ti4 и tis сигналы помехи появляются на выходе элемента И-НЕ 7 и пря0 мом выходе триггера 5 и снимаются по прекращении воздействия помехи. Выходные сигналы устройства при этом не изменяются.

В момент tis окончания импульса на ши5 не Вход на входах элементов И-НЕ 1,7 и прямом выходе триггера 4 формируются единичные сигналы. Единичный сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 заканчивает формирование импульса на втором выходе уст0 ройства, после чего формируется нулевой сигнал на выходе элемента И-НЕ 9. Этот нулевой сигнал переключает триггер 6, на инверсном выходе которого формируется единичный сигнал , а на прямом выходе 5 нулевой сигнал. На инверсном выходе триггера 4 появится короткий нулевой импульс, который не влияет на выходные сигналы устройства. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tis остаются

0 неизменными.

В момент tie окончания импульса на шине Сброс на прямом выходе триггера 5 и выходе элемента И-НЕ 9 формируются единичные сигналы. При этом на всех входах

5 элемента И-НЕ 8 оказываются единичные сигналы, что определяет появление на его выходе нулевого сигнала, который формирует единичный сигнал на инверсном выходе триггера 2, Однако триггер 2 не переключа0 ется, поскольку его вход установки в единицу заблокирован нулевым уровнем сигнала на шине Вход. Остальные сигналы на вы ходах логических элементов в момент tie остаются неизменными.

5 При воздействии помехи в промежутке- времени между tie и tu сигнал помехи формирует нулевые сигналы на выходе элемента И-НЕ 9 и прямом выходе триггера 5, последний из которых приводит к появлению единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 8, который, воздействуя на вход установки в ноль триггера 2, вызывает появление на его инверсном выходе нулевого сигнала. После прекращения воздействия помехи сигналы на выходах всех этих элементов возвращаются в исходное состояние. Выходные сигналы устройства остаются неизменными.

В момент ti начала импульса на шине Вход на прямом выходе триггера 2 формируется нулевой сигнал, который является выходным. Этот сигнал появляется после окончания импульса на шине Сброс с приходом очередного импульса на шине Вход. Второй выходной сигнал на выходе элемента И-НЕ 1 не изменяется (происходит вычитание импульса из последовательности импульсов). Нулевой сигнал на прямом выходе триггера 2 переключает триггер 3. При этом на его инверсном выходе формируется единичный сигнал, а на прямом выходе - нулевой сигнал, который приводит к формированию единичного сигнала на выходе элемента И-НЕ 8, который поступает на вход установки в единицу триггера 4. В результате этого на прямом выходе триггера 4 формируется нулевой сигнал, который переключает триггер 6. При этом на его прямом выходе формируется единичный сигнал, а на инверсном выходе - нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент ti остаются неизменными.

В момент ш окончания импульса на шине Вход переключаются триггеры 2 и 4. При этом на их прямых выходах формируются единичные сигналы, а на инверсных выВход

Сброс

ходах - нулевые сигналы. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tie остаются неизменными.

В момент tig начала импульса на шине

Вход на выходе элемента И-НЕ 1 формируется нулевой сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент tig остаются неизменными.

При воздействии помехи в промежуток

времени между tig и t20 сигнал помехи не оказисзет никакого воздействия на выходные сигналы логических элементов устройства.

В-моментт.20окончания импульса на шине Вход на выходе элемента И-НЕ 1 формируется единичный сигнал. Остальные сигналы на выходах логических элементов в момент t20 остаются неизменными. При этом все выходные сигналы элементов совпадают с образовавшимися в момент ш, т.е. далее работа устройства повторяет рассмотренную.

Благодаря введению новой связи с выхода элемента И-НЕ 8 на второй вход установки в единицу триггера 4 полностью исключены состязания по фронтам импульсов.

Формула изобретения Устройство для выделения и вычитания первого импульса из последовательности импульсов по авт. св. СССР N 1589273, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства путем исключения состязаний, выход третьего элемента И-НЕ соединен с вторым входом установки в единицу третьего триггера. 1

Фиг.2

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах синхронизации вычислительных систем. Целью изобретения является повышение надежности работы путем исключения состязаний. Устройство для выделения и вычитания первого импульса из последовательности импульсов содержит первый элемент И-НЕ 1, триггеры 2-6 и второй, третий и четвертый элементы И-НЕ 7, 8, 9, соединенные между собой функционально, 2 ил.