Резервированный генератор импульсов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании резервированных устройств с широкой областью применения, в частности устройств, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например в системах управления, в запоминающих устройствах с динамическим хранением информации, а также для построения датчиков частоты и синхронизирующих устройств повышенной надежности, в которых основной характеристикой является высокая относительная стабильность частоты. Цель изобретения - повышение быстродействия и надежности. Устройство содержит три резервированных генератора 1, 2, 3, делители 4, 5, 6 частоты, коммутатор 7, выполненный на элементах И-ИЛИ, три элемента ИЛИ 8, 13, 16, три элемента И 9, 10, 11, три элемента ЗАПРЕТ 14, 15, 18, мажоритарный элемент 12. Для достижения цели изобретения введены три элемента ИЛИ 19, 20, 21, элементы И 22, 23, 24, счетчики 25, 26, 27 импульсов, регистр 30 и два одновибратора 28, 31. Высокая надежность генератора обеспечивается тем, что после поступления очередного импульса с одного из резервных генераторов на счетчики происходит дальнейшее формирование и передача импульса на выход коммутатора независимо от отказа или сбоя одного из резервных генераторов. Повышение быстродействия достигается тем, что пропадание частоты на выходе устройства произойдет на время, не превышающее нескольких периодов частоты генераторов, в отличие от известного устройства, в котором максимальное время пропадания частоты на выходе устройства равно времени счета в многоразрядном делителе частоты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сял Н 05 К 10/00,3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

РЯ (21) 4702776/21 (22) 09.06,89 (46) 30.06.91, Бюл. N 24 (72) Е.Н,Ларина и Ю.С.Спиридонов (53) 621.373.44 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 723577, кл. G 06 F 11/00, Н 05 К 10/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

¹ 944081, кл, Н 03 К 3/02, Н 05 К 10/00, 1980. (54) РЕЗЕРВИРОВАННЫЙ ГЕНЕРАТОР

ИМ ПУЛЬ COB (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при создании резервированных устройств с широкой областью применения, в частности устройств, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например в системах уп, 512„„1бб0232 А1 равления, в запоминающих устройствах с динамическим хранением информации, а также для построения датчиков частоты и синхронизирующих устройств повышенной надежности, в которых основной характеристикой является высокая относительная стабильность частоты, Цель изобретения— повышение быстродействия и надежности.

Устройство содержит три резервированных генератора 1,2,3, делители 4,5,6 частоты, коммутатор 7. выполненный на элементах

И-ИЛИ, три элемента ИЛИ 8,13,16, три элемента И 9,10,11, три элемента ЗАПРЕТ

14,15,18, мажоритарный элемент 12. Для достижения цели изобретения введены три элемента ИЛ И Т9,20,21, элементы И

22,23,24, счетчики 25,26,27 импульсов, регистр 30 и два одновибратора 28,31. Высокая надежность генератора обеспечивается тем, что после поступления очередного им1660232

1 пульса с одного из резервных генераторов на счетчики происходит дальнейшее формирование и передача импульса на выход коммутатора независимо от отказа или сбоя одного из резервных генераторов, Повышение быстродействия достигается тем, что пропадание частоты на выходе устройства произойдет на время, не превышающее нескольких периодов частоты генераторов, в отличие от известного устройства, в котором максимальное время пропадания частоты на выходе устройства равно времени счета в многоразрядном делителе частоты, 1 ил.

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и может быть использовано при создании резервированных устройств с широкой областью применения, в частности при создании быстродействую- 5 щих цифровых вь|числительных устройств высокой. надежнос1и и точности, а также в устройствах, в которых недопустимы перерывы тактовой частоты, например, в системах управления, в запоминающих 10 устройствах с динамическим хранением информации, для построения синхронизирующих устройств повышенной надежности, в которых основной характеристикой явггяется высокая стабильность частоты. 15

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности резервированного генератора импульсов.

На чертеже изображена блок-схема резервированного генератора импульсов, 20

Резервированный генератор импульсов содержит три генератора 1 — 3 импульсов, выходы которых соединены соответственно с информационными входами делителей 46 частоты, входы начальной установки кото- 25 рых объединены, и с информационными входами коммутатора 7, представляюще о собой логический элемент ЗИ-ИЛИ, выходы делителей 4 —. 6 соответственно объединен ы с соответствующими входами первого эле- 30 мента ИЛИ 8, с первыми входами соответственно первого 9, второго 10 и третьего 11 элементов И и соответствующими входами мажоритарного элемента 12, второй элемент ИЛИ 13, первый и второй входы кото- 35 рого соединены соответственно с выходами первого 14 и второго 15 элементов 3АП РЕТ, а третий вход объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 16 и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ 15, ин- 40 формационный вход которого объединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ 14, вторые входы первого 9, второго 10 и третьего 45

11 элементов И объединены и подключены к выходу счетного триггера 17, вход которого соединен с выходом третьего элемента

ЗАПРЕТ 18, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента

ИЛИ 8, а управляющий вход соединен с выходом мажоритарного элемента 12. Выходы первого 9, второго 10 и третьего 11 элементов И соответственно соединены с первыми входами четвертого 19, пятого 20 и шестого

21 элементов ИЛИ, вторые входы четвертого 19, шестого 21 и пятого 20 элементов ИЛ И соответственно подключены к выходам четвертого 22, пятого 23 и шестого 24 элементов И, первые входы шестого 24 и четвертого 22 элементов И объединены и подключены к выходу первого счетчика 25 импульсов, второй вход шестого элемента И

24 объединен с первым входом пятого элемента И 23 и подключен к выходу второго счетчика 26 импульсов, вторые входы четвертого 22 и пятого 23 элементов И объединены и соединены с выходом третьего счетчика 27 импульсов, вход обнуления которого объединен с одноименными входами первого 25 и второго 26 счетчиков импульсов и подключен через первый одновибратор 28 к выходной шине 29 коммутатора 7, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам регистра 30, первые входы установки в "0" первого и второго разрядов которого объединены с входом установки s "1" третьего разряда регистра 30 и соединены с выходом первого элемента ЗАПРЕТ 14, второй вход установки в "0" первого разряда, первый вход установки в ноль третьего разряда и вход установки в "1" второго разряда регистра 30 объединены и подключены к выходу второго элемента ЗАПРЕТ 15, входу установки в "1" первого разряда и вторые входы установки в "0" второго и третьего разрядов регистра

30 объединены с третьим входом второго элемента ИЛИ 13 и подключены к выходу четвертого элемента ИЛИ l9, выходы пятого

20 и шестого 21 элементов ИЛИ соединены соответственно с информационными входами первого 14 и второго 15 элементов ЗАПРЕТ, а выход второго элемента ИЛИ 13 через второй одновибратор 31 подключен к входам начальной установки делителей 4—

1660232 б частоты, информационные входы которых обьединены со счетными входами соответствующих счетчиков 25 — 27 импульсов, Резервированный генератор импульсов работает следующим образом. 5

Цикл определения средней частоты начинается с одновременного обнуления счетчиков делителей 4 — 6 частоты импульсов с одновибратора 31, С этого момента счетчики делителей 4 — 6 начинают считать импуль- 10 сы, приходящие с соответствующих генераторов 1 — 3 импульсов.

Допустим, что генераторы 1 — 3 импульсов работают соответственно на низкой, средней и высокой частотах. Тогда первым 15 после сигнала обнуления выдает импульс переполнения делитель б. Этот импульс, пройдя через элементы ИЛИ 8 и ЗАПРЕТ 18, по своему заднему фронту установит в единичное состояние триггер 17, сигнал с выхо- 20 да которого даст разрешение на прохождение информации через элементы

И 9 — 11. Вторым появится импульс переполнения средней частоты на выходе делителя

5. Таким образом, определяется канал, re- 25 нератор которого характеризуется средним значением частоты по отношению к другим генераторам. Этот импульс, пройдя через открытый элемент И 10, элементы ИЛИ 20 и

ЗАПРЕТ 15 установит в "1" второй разряд, 30 в нулевое состояние первый и третий разряды регистра 30, тем самым подключив на выход коммутатора 7 генератор 2, имеющий соеднюю частоту, Этот же импульс по своему заднему 35 фронту сбросит триггер 17, а через элемент

ИЛИ 13 запустит однавибратор 31, импульс с которого обнулит счетчики делителей 4 — 6 и процесс определения средней частоты повторится, 40

При равенстве частот генераторов или очень близком их значении вероятна ситуация, когда импульсы с делителей частоты появятся одновременно, и в этом случае необходимо предотвратить сбой в работе ге-; 45 нератора, который мог бы привести или к ° подключению к выходу устройства двух генераторов одновременно, или отключению всех «рех, Во избежание этого происходит следу- 50 ющее, Пусть близки или равны частоты генераторов 2 и 3 и импульсы с делителей 5 и 6 частоты появились одновременно, Тогда элемент ЗАПРЕТ 18 сигналом с мажоритар- 55 ного элемента 12 запретит переключение триггера 17, а элементы ИЛИ 16 и ЗАПРЕТ 14 и 15 исключат возможность прохождения на регистр 30 импульсов с выходов делителей

5 и 6. На регистр 30, таким образом, через элементы И 9 и ИЛИ 19 поступит сигнал только с делителя 4, и к выходу подключится генератор 1. Ввиду малой вероятности одновременности событий: появление импульсов одновременно с выходов делителей

5 и 6 частоты и отказ генератора 1, можно утверждать, что частота генератора 1 в вышеприведеннбм примере находится в заданных пределах.

Может случиться, что во время цикла выбора средней частоты полностью откажет генератор, подключенный в это время к выходу коммутатора 7, что приведет к пропаданию частоты на выходе (выходной шине}

29 резервированного генератора импульсов до окончания рабочего цикла. Для исключения такой ситуации предназначен узел, состоящий из одновибратора 28, малоразрядных счетчиков 25 — 27 импульсов, элементов И 22 — 24 и элементов ИЛИ 19 — 21.

0дновибратор 28 необходим для того, чтобы в случае пропадания частоты, когда сигнал на выходе коммутатора 7 не определен ("1" или "0"), на вход обнуления счетчиков 25 — 27 не поступал сигнал сброса с коммутатора 7, который бы сбрасывал счетчики 25-27 импульсов при наличии сигнала на выходной шине 29 резервированного генератааа импульсов.

В случае отсутствия сигналов сброса (например, при полном отказе подключенного «выходу резервированного генератара импульсов генератора 1) устанавливаются в "1" старшие разряды счетчиков 26 и 27 импульсов, и сигнал с выхода элемента И 23, пройдя через элементы ИЛИ 21 и ЗАПРЕТ 14, с помощью третьего разряда регистра 30 и коммутатора

7, подключит к выходу резервированного генератора импульсов исправный генератор 3.

При восстановлении работоспособности генератора 1 резервированный генератор импульсов будет работать в нормальном режиме.

Следует отметить, что время готовности резервированного генера-,ора импульсов к работе после включения питания определяется временем счета в делителях частоты до их переполнения. При этом нет необходимости подавать на счетный триггер 17 сигнал начальной установки, так как из любого его первоначального состояния он после первого цикла измерения установится в положение, необходимое для исправной работы резервированного генератора импульсов, cDармула изобретения

Резервированный генератоо импульсов, содержащий три делителя частоты, вхо1660232

Составитель Е,Суров

Техред M.Ìoðãåíòàë

Редактор А,Ревин

Корректор И.Муска

Заказ 1858 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ды начальной установки которых объединены, а информационные входы соединены с соответствующими информационными входами коммутатора и подключены к выходам соответствующих генераторов импульсов, мажоритарный элемент, входы которого объединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, с первыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И и подключены к выходам соответственно первого, второго и третьего делителей частоты, второй элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и BTOрого элементов ЗАПРЕТ, а третий вход объединен с первым входом третьего элемента

ИЛИ и с управляющим входом второго элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого объединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом первого элемента ЗАПРЕТ, вторые входы первого, второго и третьего элементов И объединены и подключены к выходу счетного триггера, вход которого соединен с выходом третьего элемента ЗАПРЕТ, информационный вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, а управляющий вход соединен с выходом мажоритарного элемента, выход коммутатора является выходной шиной, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности, в него введены первый и второй одновибраторы, три счетчика импульсов, регистр,,четвертый, пятый и шестой элементы И, четвертый, пятый и шестой элементы ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего элементов И, а в орые входы подключены соответственно к выходам четвертого, шестого и пятого элементов И, первые входы шестого и четвертого элементов

И объединены и подключены к выходу пер5 вого счетчика импульсов, второй вход шестого элемента И объединен с первым входом пятого элемента И и подключен к выходу второго счетчика импульсов, вторые входы четвертого и пятого элементов И объ10 единены и соединены с выходом третьего счетчика импульсов, вход обнуления которого объединен с одноименными входами первого и второго счетчиков импульсов и подключен через первый одновибратор к

15 выходу коммутатора, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам регистра, первые входы установки в "0" первого и второго разрядов которого объединены с входом установки в "1" треть20 его разряда и соединены с выходом первого элемента ЗАПРЕТ, второй вход установки в

"0" первого разряда, первый вход установки в "0" третьего разряда и вход установки в "1" второго разряда регистра объединены и

25 подключены к выходу второго элемента ЗАПРЕТ, вход установки в "1" первого разряда и вторые входы установки в "0" второго и третьего разрядов регистра объединены с третьим входом второго элемента ИЛИ и

30 подключены к выходу четвертого элемента

ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ через второй одновибратор подключен к входам начальной установки делителей частоты, информационные входы которых объединены

35 со счетными входами соответствующих счетчиков импульсов, выходы пятого и шестого элементов ИЛИ соединены соответственно с информационными входами второго и первого элементов ЗАПРЕТ.