Устройство для задержки импульсов Советский патент 1981 года по МПК H03K5/13 

-1 Изобретение относится к импульсн технике и может быть использовано .для формирования управляющих иктуль сов запоминающих устройств. Известно устройство, содержгицее триггер управления, подсоединенный единичньш входом к источнику запускающих импульсов, элемент И-НЕ, выход которого через элемент задержки соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход последнего разряда ко торого через второй элемент НЕ соединен с его информационным входом, выход триггера управления соединен со вторым входом элемента И-НЕ и входом сброса регистра сдвига . Недостатком данного устройства згшерж иШ1ульсов является невозможность деления такта работы устройства паузой на неодинаковые промежутки времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Для достижения указанной цели в устройство для задержки импульсов, содержащее триггер управления, подсоединенный единичным входом к источнику запускающих импульсов, элемент И-НЕ, выход которого через эле мент зёщержки соединен со входом этого же элемента И-НЕ и через элемент НЕ соединен с тактовым входом регистра сдвига, выход последнего разряда которого через второй элемент НЕ соединен с информационным входом регистра сдвига, выход триггера управления соединен со вторым входом элемента И-НЕ и входом сброса регистра сдвига, введены триггер паузы, счетчик паузы, второй элемент И-НЕ, элемент И, причем триггер управления выполнен на Ю-триггере , выход вторюго элемента НЕ соединен со входом синхронизации триггера управления, информационный вход которого соединен с шиной сигнала логического нуля, вход второго элемента И-НЕ соединен с шиной тактовых сигналов, другой вход - с единичным выходом триггера паузы, а выход со счетным входом счетчика паузы, нулевой выход которого через элемент И соединен со счетным входом триггера паузы, а его нулевой выход соединен с третьим входом элемента И-НЕ, второй вход элемента И соединен с шиной входного сигнала, третий - с одним из выходов регистра сдвига, единичный выход триггера управления подключен ко входам сброса триггера паузы и счетчика паузы.

На фиг. 1 приведена функциональна схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов устройства.

Устройство содержит триггер 1 управления, подсоединенный единичным входом 2 к источнику запускающих импульсов, элемент И-НЕ 3, выход котрого через злемент 4 задержки соеди,нен с одним из своих входов и через элемент НЕ 5 с тактовым входом 6 регистра 7 сдвига, выход последнего разряда: 8 регистра 7 сдвига через второй элемент НЕ 9 соединен с информационным входом 10 регистра 7 сдвига и входом 11 синхронизации триггера 1 управления, информационный вход 12 этого триггера соединен с шиной сигнала-логического нуля, а выход - со вторым входом элемента И-НЕ 3, входом сброса 13 регистра 7 сдвига, входами сброса счетчика 14 паузы и триггера 15 паузы. Счетный вход счетчика 14 паузы соединен с выходом второго элемента И-НЕ 16, один вход 17 которого соединен с шиной входного тактового сигнала, а второй вход 18 - с единичным выходом триггера 15 паузы. Нулевой выход 19 счетчика 14 паузы через элемент И 20 соединен со счетным входом триггера 15 паузы, а его нулевой выход 21 соединен с третьим входом элемента И-НЕ 3, второй вход элемента И 20 соединен с шиной 22 входного сигнала Работа с паузой третий вход элемента И 20 подключен к одному из входов 23 регистра 7 сдвига.

Требуемая дискретность выходных сигналов устанавливается элементом 4 задержки.Регистр 7 сдвига имеет п разрядов (в примере описывается пятиразрядный регистр сдвига). Счетчик 15 паузы имеет коэффициент деления k (в данном примере К«2).

Данное устройство Можно использовать для формирования управляющих импульсов запомингиощего устройства системы ЗУ, поэтому возможны два режима работы устройстваt режим чтение.пауза-запись и режим чтение-запись.

Устройство работает следукяцим образом.

В режиме чтение-пауза-запись на входе 22 элемента И 20 действует выоЬкий потенциал. Запускаюпшй импульс а, приходящий в случайный момент времени на вход 2 триггера 1 управления (см. фиг.2) перебрасывает его из нулевого состояния в еди ичное б. Перепад напряжения низкого уровня с выхода элемента И-НЕ 3 подается на элемент НЕ 5, формируя на его выходе передний фронт первого тактового импульса 8 , поступающего . ка тактовый вход регистра 7 сдвига. Перепад напряжения низкого уровня

с выхода элемента И-НЕ 3 задерживается элементом задержки 4 на время С, и блокирует по второму входу элемента И-НЕ 3 высокий уровень напряжения с выхода триггера 1 управления На быходе элемента И-НЕ 3 появляется перепад напряжения высокого уровня, который на выходе элемента НЕ 5 формирует спад первого тактового импульса. Перепад напряжения высокого уровня с выхода элемента И-НЕ 3 задерживается элементом задержки 4 на время Z и через время равное 2.. от переднего фронта запускающего импульса поступает на вхо элемента. И-НЕ 3. Перепад найряжения низкого уровня на выходе элемента И-НЕ 3 формирует передний фронт второго тактового импульса. Таким образом происходит фОЕИйирование серии тактовых импульсов в , которые, поступая на тактовый вход 6 регистра , сдвига 7, последовательно переключают его разряды в состояние 1 (г,д,е, ж) . в это время в запоминающее устройство поступают сформированные импульсы чтения. Появившийся на одном из выходов 23 регистра сдвига 7 высокий уровень напряжения поступает на вход элемента И 20, на двух других входах которого тоже высокий уровень напряжения.На выходе элемент И 20 формируется перепад напряжения высокого уровня н,который,поступая на счетный вход триггера 15 паузы, переключает его из нулевого состояния в единичное. На выходе 21 триггера 15 паузы формируетсяперепад напряжения низкого уровня, который, поступая на. третий вход элемента И-НЕ 3, запрещает формирование тактовой серии импульсов в/ поступающей на вход б регистра сдвига 7, Сдвиг единиц в разрядах регистра сдвига 7 прекращается, следовательно прекращается и формирование управляющих импульсов в запоминающее устройство, в котором к этому времени закончился процесс считывания информации. При переключении триггера 15 паузы в единичное состояние с его единичного выхода на вход 18 элемента И-НЕ 16 подается перепад напряжения высокого уровня. С приходом -на вход 17 серии тактовых сигналов к с ЭВМ на выходе элемента И-НЕ 16 формируется отрицательный импульс л, который, поступая на счетный вход счетчика 14 паузы,переключает его по спаду импульса в единичное состояние и на нулевом выходе 19 формируется перепад напряжения низкого уровня, который, поступая.на вход элемента И 20, формирует спад первого положительного импульса н на счетном входе триггера 15 паузы. По первому импульсу на выходе элемента И-НЕ 16 производится выдача считанной из запоминающего устройства информа1ЦИ.И. Через время, определяемое тактовой частотой работы ЭВМ, на вход 17 элемента И-НЕ 16 проходит следующий тактовый импульс к, на выходе элемента И-НЕ 16 формируется второй отрицательный импульс л, по которому производится прием новой информции в запоминающее устройство (на чертеже не показано) . Этот импульс, поступая на счетный вход счетчика 14 паузы, переключает его по спаду импульса из единичного состояния в нулевое. На нулевом выходе 19 счетчка 14 паузы формируется перёпещ нап жениявысокого уровням, который через элемент И 20 поступает на счетный вход триггера 15 паузы и переклчает его из единичного состояния в нулевое. На единичном выходе триггера 15 паузы формируется перепад напряжения низкого уровня, которыйпо входу 18 запрещает прохождение тактвых импульсов к на счетный вЭсод счетчика 14 паузы. На нулевом выходе 21 триггера 15 паузы формируется перепад напряжения высокого уровня п, который, поступая на третий вход элемента И-НЕ 3, разрешает формирование тактовой серии импульсов 6, поступающей на вход 6 регистра 7 сдвига. Последний разряд регистра 7 сдвига переключается в единичное состояние и затем идет последовательное переключение всех разрядов регистра 7 сдвига из единичного состояния в нулевое- (г,д,е,ж,и) . В это время в запоминающее устрюйство поступают сформированные по длительности импульса записи новой информации. Когда на выходе 23 регистра 7 сдвига появится перепад напряжения низкого уровня ж, он поступает на вход элемента И 20 и формирует на его выходе спад второго положительного импульса. Перепад напряжения низкого уровня и с выхода 8 регистра сдвига 7 поступает на вход элемента НЕ 9,с выхода которого перепад напряжения высокого уровня поступает на вход синхронизации 11 триггера 1 управления. Так как на информационном входе 12 триггера 1 управления сигнал логического нуля, то триггер 1 управления, выполненный на D-триггере, переключается из единичного состояния в нулевое. Перепад напряжения низкого уровня с единичного триггера 1 управлений закрывает элемент И-НЕ 3 и подает импульс сброса на входы регистра 7 сдвига, счетчика паузы 14 и триггера паузы 15. В этом положении устройство задержки импульсов находится до прихода следующего запускающего импульса.

В режиме чтение-запись на входе 22 элемента И 20 действует низкий потенциал, который закрывает элемент И 20. Триггер-15 паузы остается в нулевом состоянии и работа устройства проход11т аналогично описанному, только без паузы.

Устройство для задержки импульсов позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет деления длительности такта работы устройства паузой на неодинаковые промежутки времени.

Пусть длительность цикла считывания запоминсшмцего устройства рав0:на 0,8 МКС, длительность цикла записи МКС. В этом случае чтение инфоЕЧлации из ЗУ и запись новой информации в ЗУ будет выполнено за время

5

(tц.-гзп )2(0,8 + 1,2)4 МКС. : Для повьидения быстродействи ЭВМ сокращают время одной операции путем установления паузы меяоду чтением и записью. Во время паузы форлшрование

0 . управлякмдих импульсов в ЗУ не производится, производится только вьщача считанной из ЗУ информации в ЭВМ, обработки ее в ЭВМ и прием новой информации в ЗУ для записи. Устройст5во прототип может быть .использовано для работы с паузой путем добавления триггера, переключающего сигналы с регистра сдвига на формирование сигналов чтения или записи, но в этом случае длительность такта чтения

0 должна быть равна длительности такта записи. Чтение информации из ЗУ и запись в ЗУ новой информации при длительности паузы Т , равной 0,6мкс, будет выполнено за время

5 +0,6+1, МКС, а при работе без паузы за время Тл 2+12 2,4 МКС

При использовании одного устройства задержки импульсов при продолжи0тельности паузы, равной 0,6 мкс, чтение информации из ЗУ и запись новой информации будет выполнено за время ir t4 i-Ur,-v 0,8+0,6+1,,6 МКС, а при работе без паузы за время ,a+i, МКС.

5

Ввиду того, что 173 0,4 МКС, устройство позволяет за счет расширения его функциональных возможностей повысить быстродействие ЭВМ на 35% по сравнению с устройствами,

0 работающими без паузы, и на 15% по сравнению с устройствами, описанными в прототипе при их работе с паузой.

55

Формула изобретения

Устройство для задержки импульсов, содержащее триггер управления, подсоединенный единичным входом к источнику запускающих импульсов, элемент И-НЕ, выход которого через элемент задержки соединен со входом этого же элемента И-НЕ и через элемент НЕ соединен с тактовым входом регистра

65 сдвига, выход последнего разряда

которого через второй элемент НЕ соединен с информационным входом регистра сдвига, выход триггера управления соединен со вторым входом элемента ,, и входом сброса регистра сдвига отличающееся , с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены триггер паузы, счетчик паузы, второй элемент И-НЕ, элемент И, причем триггер управления выполнен на D-триггере, выход второго элемента НЕ соединен со входом синхронизации триггера управления, информационный вход которого соединен с шиной сигнала логического нуля, вход второго элемента И-НЕ соединен с шиной тактовых сигналов, другой вход - с единичным выходом триггера паузы, а выход - со счетным входом счетчика паузы,,нулевой выход которого через элемент И соединен со счетным входом триггера паузы, а его нулевой выход , соединен с третьим входом элемента И-НЕ,второй вход элемента И соединен с шиной входного сигнала,а третий с одним из выходов регистра сдвига, единичный выход триггера управления подклю 1ен ко входам сброса триггера паузы и счетчика паузы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 .Авторское свидетельствс лСССР 558390, кл. Н 03 К 5/13, 04.01.76 (прототип).

1МКС

Т

I

LLOJn

ГТ

2МКС

-IJTL

Г1 Г1ПП ПГТ

--1

j:,

t

-1JI,

Фиг.2