Трехканальное устройство для синхронизации асинхронных импульсных сигналов Советский патент 1992 года по МПК H05K10/00 G06F11/18 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для построения вычислительных систем повышенной надежности.

Известно устройство, обеспечивающее мажоритарный выбор асинхронно следующих импульсных сигналов Недостатком устройства является низкая точность синхронизации и низкая надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявленному является трехканальное программ- но-временное устройство, содержащее счетчики, мажоритарные элементы, триггеры, инверторы, логические элементы ИЛИ, формироватепи импульсов Недостатком этого устройства также является низкая точность синхронизации и низкая надежность работы, Низкая точность синхронизации выходных сигналов обусловлена наличием в устройстве формирователей импульсов. Поскольку длитепьность формируемых узких импульсов конечна, то точность синхронизации выходных сигналов ограничена указанной величиной длительности Кроме того, технологический разброс параметров аналоговых элементов, входящих, как правило, в состав формирователей импульсов а качестве времязадающих цепочек, не позволяет получить несколько формирователей с идентичными выходными импульсами, что еще более ухудшает точность синхронизации выходных сигналов. Дополнительному снижению точности синхронизации способствует также температурная зависи мость параметров аналоговых элементов Большое число используемых в устройстве формирователей импульсов (12) существенно снижает надежнбсть его работы

Дополнительно следуе т отметить, что известное устройство изменяет параметры входного сигнала (понижает его частоту) что в ряде случаев является неприемлемым

Цель изобретения - повышение точности синхронизации.

На фиг.1 представлена электрическая структурная схема трехкачального устройства для синхронизации асинхронных имVI

ICQ IQI

S

пульсных сигналов; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

В состав устройства (фиг.1) входят D- триггеры 1...9, элементы Л 10...24, элементы ИЛИ 25...33, элементы ИЛИ-НЕ 34-36.

На фиг.2 и 3 приняты следующие обозначения; а), б), в) - импульсные асинхронные сигналы на входах, соответственно, первого, второго и третьего каналов устройства; г) - сигнал на выходе триггера 1 (триггера 4 на фиг.2); д) - сигнал на выходе триггера 2 (триггера 5 на фиг.2); е) - сигнал на D-входе триггера 1 (триггера 4 на фиг, 2); ж), з), и)-сигналы на выходах,соответственно, первого, второго и третьего каналов устройства.

В исходном состоянии триггеры 1 ,..9 устройства находятся в состоянии, обеспечивающем присутствие на выходе сигнала уровня лог.О, на выходах элементов И 10, 15-и 20 присутствует потенциал лог. Ч, на выходах элементов ИЛИ-НЕ 34...36 присутствует потенциал лог. Ч, на выходах остальных элементов присутствует потенциал лог.0.

Устройство работает следующим образом. При появлении на каком-либо из входов устройства импульсного сигнала, опережающего аналогичные сигналы в двух других каналах (см. фиг.2 и 3), триггер 1 (4 или 7) переключается в состояние лог. 1 на своем выходе (в качестве примера рассмотрена работа устройства для случая, когда сигнал на первом входе (фиг,2) опережает по фазе сигналы двух других каналов, а вторым появляется сигнал на входе второго канала). Триггер 1 переключается по фронту входного сигнала и своим выходным сигналом уровня лог. Ч открывает элементы И 11 и 12 и закрывает элемент ИЛИ 34. На D-вхо- дах триггеров 4 и 7 в двух других каналах устанавливается уровень лог.0, так что при появлении входных сигналов в этих каналах состояние триггеров 4 и 7 не изменится, т.е. триггеры двух других каналов блокируются выходным сигналом ранее сработанного триггера (в канале, имеющем опережающие сигналы).

При появлении второго сигнала на каком-либо из других входов, например, на втором, на выходе элемента И 13 устанавливается потенциал лог 1, который приводит к установлению потенциала лог 1 на выходе элемента И 11 и переключению триггера 2 в состояние лог. Ч на прямом выходе. Одновременно потенциал лог. Ч с выхода элемента И 11 через элемент ИЛИ 26 поступает на R-вход триггера 1 и устанавливает его в состояние, при котором на его выходе

образуется потенциал лог.О. При этом потенциал лог. Ч на выходе элемента И 11 не изменится до тех пор, пока на втором входе действует входной сигнал. Триггеры 4 и 7

по-прежнему заблокированы, но теперь уже потенциалом лог. Ч с выхода триггера 2.

Потенциал лог Ч приходит с выхода элемента И 41 через элемент ИЛИ 26 на вход элемента ИЛИ 31 в своем канале и на

0 входы элементов ИЛИ 32 и 33 в двух других каналах. Таким образом, на выходах всех трех каналов одновременно (с точностью до разности задержки срабатывания элементов типа 3 ИЛИ) появляются синхронные

5 импульсные сигналы с длительностью, соот- веУствующей длительности импульса, поступившего на вход второго канала.

Триггер 2 возвращается в исходное состояние при появлении импульсного сигна0 ла на первом входе устройства, после чего работа устройства повторяется в описан ном выше порядке, обеспечивая синхронность выходных сигналов при их изначальной асинхронное™,

5 На фиг.З приведены временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства для случая, когда опережающим является сигнал во втором канале, а расфазирование входных сигналов незначительно.

0 Технико-экономические преимущества устройства заключаются в том, что повышена точность синхронизации выходных сигналов, которая определяется только разностью задержек срабатывания одно5 типных элементов, а также повышена надежность работы устройства за счет исключения формирователей импульсов, параметры выходных сигналов которых имеют температурную нестабильность и за0 висят от технологического разброса характеристик аналоговых элементов.

Дополнительным преимуществом устройства является исключение изменения параметров выходных сигналов (частота не

5 понижается, в отличие от прототипа), а также высокое быстродействие, позволяющее получить синхронные сигналы всего за один период входного сигнала.

Формула изобретения

0 Трехканальное устройство для синхронизации асинхронных импульсных сигналов, содержащее в каждом канале первый триггер и два элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения

5 точности синхронизации, в каждый канал устройства введены второй и третий триггеры, пять элементов И, элемент ИЛИ-НЕ и третий элемент ИЛИ, выход которого является выходом соответствующего канала устройства, а первый-третий входы соедийены с выходами первых элементов ИЛИ одноименных каналов, подключенными к входу сброса первого триггера и первому входу второго элемента ИЛИ своего канала, в каждом канале выход первого элемента И подключен к информационному входу первого триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй и третий входы которого соединены с прямыми выходами одноименных триггеров, входы установки которых подключены к выходам соответственно второго и третьего элементов И и к соответствующим входам первого элемента ИЛИ, инверсные выходы аторого и третьего триггеров подключены к первым входам соответственно четвертого и пятого элементов И, выходы которых подключены первым входам второго и третьего

10

15

0

элементов И соответственно, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента ИЛИ, информационный вход каждого канала является соответствующим информационным входом устройства и подключен к синхронизирующим входам первого- третьего триггеров своего канала, информационный вход первого канала подключен к вторым входам четвертых элементов И второго и третьего каналов, информационный вход второго канала соединен с вторыми входами четвертого элемента И первого канала и пятого элемента И третьего канала информационный вход третьего канала соединен с вторыми входами пятых элементов И первого и второго каналов, а выходы элементов ИЛИ-НЕ каждого канала подключены к соответствующим входам первых элементов И остальных каналов.

Использование: изобретение позволяет повысить точность синхронизации в вычислительных системах повышенной надежности. Сущность изобретения: в состав устройства входят D-триггеры и элементы И, ИЛИ и ИЛИ-НЕ в каждом из трех каналов, точность синхронизации обеспечивается до разности задержек срабатывания однотипных элементов, а подстройка производится за один период тактовой частоты входного сигнала 3 ил.

Фиг/

Q Л

л

л

п

FL