Патент ссср 826325

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>826325 .Ф с "1 ч т. (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030879 (21) 2806946/18-24 (51)M. Кл з

G 06 F 1/04 с присоединением заявки N9(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий

Опубликовано 3(0481. Бюллетень М 16 (5З) ЮК 681.3 (088.8) Дата опубликования описания 300481

/

Б.М. Дворецкий и Р.Б. Назьмов,:

i

1 !

/ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ТАКТОВЫХ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для получения автономных серий тактовых импульсов в синхронных многоканальных системах. з

Известен формирователь тактовых импульсов, содержащий регистр сдвига, выходы которого соединены с выходной шиной и через элемент HE-И соединены с информационным входом первого разряда регистра сдвига. (1 1.

В этом формирователе прекращение следования тактовых импульсов осуществляется путем подачи низкого потенциала на вход отпирания и поз- 15 тому для того, чтобы не потерять ни одного тактового импульса останов формирователя допускается только после выдачи предпоследнего тактового импульса серии, что снижает 2Q функциональные возможности формирователя и накладывает жесткие временные ограничения на формирование сигнала останова. Кроме того, для предотвращения укорачиваиия послед- 25 него тактового импульса в момент останова необходимо синхронизировать сигнал останова с передним фронтом тактового импульса, что требует .дополнительных аппаратурных затрат. -3Q

Известен также распределитель тактовых импульсов, содержащий регистр сдвига на потенциальных триггерах, коммутирующий и.вспомогательный триггеры, логические элементы

И E2).

Однако известный распределитель не обеспечивает прекращение следования тактовых импульсов ва любом тактовом импульсе.

Наиболее близким к предлагаемому по технической. сущности является формирователь тактовых импульсов, содержащий задающий генератор, счетчик, выходом соединенный с входом дешифратора, выход которого соединен с выходной шиной, а между выходом задающего генератора и входом счетчика включен элемент И (3).

Однако при установке такого формирователя в различные каналы, работающие синхронно от одного общего задающего генератора, и прн жестких требованиях на синфазность одноименных тактовых импульсов наличие в цепи тактирующего сигнала элемента И вносит дополнительную несинфаэность, т.е.,понижает точность работы этого формирователя.

Кроме того, для предотвращения в

826325

I момент останова возможности прохождения на синхронизирующий вход счетчика неполноценного тактирующего импульса (осколка) необходимо синхронизировать сигнал останова с соответствующим фронтом тактирующего импульса, что приводит к усложнению схемы формирователя.

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей формирователя за счет обеспечения его ос танова на любом тактовом импульсе, а также допущения больших временных допусков на начало выдачи сигнала останова, уменьшение несинфазности одноименных тактовых импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный формирователь тактовых импульсов, содержащий задающий генератор, элемент задержки и элемент НЕ, а в каждом канале распре делитель, элемент НЕ и элемент И, 20 причем выход задающего генератора соединен со входом элемента НЕ, дополнительно введены синхронизирующий регистр сдвига, элемент HE-И, а в каждый канал регистр сдвига, элемент 25

ИЛИ-НЕ, элемент задержки и элемент

НЕ, а также и элементов ИЛИ, И-НЕ, запрета, элементы И первой и второй групп, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом синхронизирующего регистра сдвига, второй вход которого через элемент задержки соединен с выходом задающего генератора, а выходы младших (n-2) разрядов синхронизирующего регистра сдвига соединен со входами элемента HE-И, выход которого соединен с информационным входом синхронизирующего регистра сдвига, выход задающего генератор соединен с входами элемента задержки и элемента HE каждого канала, выход 40 которых соединены соответственно с первым и вторым входами распределителя и регистра сдвига, выход i-ro разряда (i 1,...,n) распределителя соединен с 1-ой выходной шиной данно- ц

ro канала, с первым входом соответствующего элемента И первой группы, каждый j-й выход распределителя (=1,..., и-1) соединен с прямым вхо. дом (j+1)-го элемента запрета, выход которого соединен с первым входом соответствующего элемента ИЛИ, информационный вход каждого разряда распределителя данного канала соединен с выходом соответствующего элемента ИЛИ, второй вход которого сое-. динен с выходом соответствующего элемента И первой группы и с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента

И данного канала, выход i-го элемен- Щ та И второй группы соединен со вторым входом i-го элемента И первой группы и с инверсным входом (!+2)-ro элемента запрета, выходы и-ro и (и+1)го элементов И второй группы соединены с инверсными входами первого и второго элементов запрета соответственно, а первый и второй входы каждого элемента И второй группы соединены с соответствующим разрядом первого входа канала и с выходом соответствующего элементе И-НЕ, первый и второй вход которого соединены с соответствующим разрядом второго входа канала и с выходом соответствующего разряда регистра сдвига данного канала, информационный вход которого соединен с выходом n-ro разряда синх" ронизирующего регистра сдвига и со вторым входом элемента И данного . канала, выход которого соединен с прямым входом первого элемента запрета.

На фиг. 1 изображена функциональная схема многоканального формирователя тактовых импульсов; на фиг.2 временная диаграмма, поясняющая его работу.

Многоканальный формирователь тактовых импульсов содержит задающий генератор 1, выход которого через элемент 2 задержки и элемент НЕ 3 соединен с первым и вторым входами синхронизирующего регистра 4 сдвига соответственно, выходы первых (n-2)-х разрядов которого соединены с входами элемента НЕ-И 5, а выход n-ro разряда соединен со вторым входом первого элемента И б и c . информационным входом регистра 7 сдвига каждого канала, в каждом канале первые и вторые входы распределителя 8 соединены с выходами вторых элементов 9 задержки и элемента

HE 10, а его информационные входы соединены с выходами соответствующих элементов ИЛИ 11 ...11", пер1 вые входы которых соединены с выходами соответствующих элементов

121...12" запрета, а вторые входы— с входами элемента ИЛИ-НЕ 13 и с выходами соответствующих элементов

И 14 ...14 " первой группы, первые входы которых соединены с выходами

4 и соответствующих элементов И 15 ...15 второй группы, вторые входы — с выходами соответствующих элементов

И-НЕ 1б ...16, выходные шины

17 ...17, первые 18 ...18и и вторые 19 ...19 — входы канала.

Многоканальный формирователь тактовых импульсов работает следующим образом.

Одновременно с включением питания на все регистры формирователя йоступает готенциальный сигнал СБРОС, который устанавливает все регистры формирователя в нулевое состояние (на функциональной схеме цепи установки регистров формирователя в ноль не показаны) и удерживает нх в этом состоянии до тех пор, пока задающий генератор 1 выйдет на режим стабильной выработки тактирующего сигнала

826325 последовательности прямоугольных импульсов со скважностью Q-=.2 (меандр) (фиг. 2, точка f). При этом на все шесть входов элемента НЕ-И 5 поступают сигналы логического "0", совпадение которых вызывает на выходе последнего появление сигнала логической "1",который поступает на информационный вход синхронкэирующего регистра 4 сдвига.

Рассмотрим работу многоканального формирователя тактовых импульсов, когда количество тактовых импульсов равно восьми.

Разрядность всех регистров формирователя должна быть одинаковой, в данном случае равной 8-ми. Каждый 15 из регистров имеет два раздельных входа: первый и второй — для синхро.низации записи в нечетные, четные разряды, соответственно.

После снятия сигнала СБРОС положительный фронт тактирующего сигнала .через элемент 2 задержки поступает на первый вход синхронизирующего регистра 4 сдвига и происходит запись "1" в его первый разряд, одновременно на входах элемента НЕ-И 5 нарушается совпадение нулей, что приводит к появлению на его выходе сигнала логического "0", который поступает затем на информационный вход синхронизирующего регистра 4 сдвига. Отрицательный фронт тактирующего сигнала, инвертируясь элементом НЕ 3, вызывает появление положительного фронта на втором входе синхронизирующего регистра 4 сдвига и "1" из первого разряда переписывается во второй. Таким образом, и в первом, и во втором разряде записаны единицы. Следующим положительным фронтом "1" иэ второго разряда 40 переписывается в третий и одновреl менно, поскольку с выхода элемента

НЕ-И 5 на информационный вход синхронизируюещго регистра сдвига 4 поступает сигнал логического 0, 45 происходит запись "0" в первый разряд последнего. Далее отрицательный фронт вызывает перепись "1" в четвертый разряд и запись "0" во второй разряд синхронизирующего регистра 5р

4 сдвига и т.д. В момент, когда отрицательный фронт тактирующего сигнала вызовет появление "1" на выходе восьмого разряда синхронизирующего регистра 4 сдвига, произойдет запись "0" в шестой разряд .и на всех шести входах элемента НЕ-И 5 произойдет совпадение нулей, а на его выходе, а значит и на информационном входе синхронизирующего регистра .4 сдвига, появится сигнал gp логической "1". Одновременно "1" с выхода восьглого разряда синхронизирующего регистра 4 сдвига (фиг. 2, точка С) поступает на информационный вход регистра 7 сдвига каждого качала и, пройдя через открытые первый элемент И 6, элемент

12" запрета и элемент 11, поступа1 ет на информацчонный вход первого разряда распределителя 8.

Далее, положительный фронт тактирующего сигнала через элемент 9 задержки поступает на первые входы регистра 7 сдвига и распределителя

8, а также через элемент 2 задержки поступает и на первый вход синхронизируюещго регистра 4 сдвига, в результате чего происходит запись

"1" в первые разряды всех регистров многоканального формирователя тактовых импул сов.

В этот момент на выходной шине

17; всех каналов (фиг. 2, точка 17 ) появляется первый тактовый импульс, который, в свою очередь, через открытый элемент 12е запрета и элемент

ИЛИ 11 поступает на информационный вход второго разряда распределителя 8.

Далее, отрицательный фронт, инвертируясь первым элементом НЕ 3, вызывает появление положительного фронта на втором входе синхронизирующего регистра 4 сдвига и в каждом канале, инвертируясь вторым элементом НЕ 10, вызывает появление положительного Фронта на вторых входах регистра 7 сдв- ra и распределителя 8 — происходит перепись "1" во вторые разряды всех рагистров, и одновременно на шине 17а всех кана лоь появляется второй тактовый импульс и записывается "0" в восьмой разряд сихронизирующего регистра

4 сдвига (фиг. 2, точка С). С выхода второго разряда распределителя 8 сигнал логической "1" через открытый элемент 12 запрета и элемент ИЛИ 11 поступает на информационный вход третьего разряда распределителя 8.

По следующему положительному

Фронту тактирующего сигнала происходит запись "1" в третьи разряды и запись в первые разряды всех регистров формирователя, появляется тактовый импульс на шине 17 и исчезает тактовый импульс на шине 17 всех каналов и так далее (фиг. 2,,точки 17 -178).

Таким образом, по каждому фронту тактирующего сигнала во всех регистрах формирователя синхронно происходит перемещение в двух смежных разрядах "1", причем появление в смежных разрядах происходит со сдвиroM по времени на половину периода тактирующего сигнала, а время хранения "1" в каждом разряде равно периоду тактирующего сигнала (фиг. 2).

Через полный период циркуляции единиц в регистрах формирователя процесс выработки тактовых импульсов в каналах возобновпяется в описанном порядке, причем синхронизация кана826325 лов осуществляется импульсом синхронизации, поступающим с выхода 8-ro разряда синхронизирующего регистра 4 сдвига (Фиг. 2, точка С).

Введенные элемент 2 задержки, включенный между выходом задающего генератора 1 и первым входом синхронизирующего регистра 4 сдвига, и в каждом канале элемент задержки 9, включенный между выходом задающего генератора 1 и-первыми входами распределителя 8 и регистра 7 сдвига, t0 предназначены для компенсации задержек, возникающих на элементе НЕ 3, а в каждом канале на элементе НЕ 10у соответственно обеспечивают выравнивание длительностей тактовых им- 15 пульсов, Формируемый по положительному и отрицательному фронту тактирующего сигнала.

Останов формирователя происходит следующим образом. 20

Пусть необходимо остановить выра ботку тактовых импульсов в одном из каналов, например на втором тактовом импульсе.

В интервале времени между отрицательным и положительным фронтами второго тактового импульса в канале вырабатывается потенциальный сигнал останова, который поступает на вход

18 первых входов канала (фиг. Z, точка 16 ) и, пройдя через открытый элемент И 15 элементов И второй группы, подготовит к срабатыванию элемент И 14 элементов И первой группы и закроет элемент 12" запрета (фиг. 2, точка A) .

В момент появления по отрицательному фронту тактирующего сигнала на шине 17 тактового импульса, который поступает через открытые элемент 12 запрета и элемент И 14 40 элементов И первой группы, элементы

ИЛИ 11 и ИЛИ 11 на информационные входы третьего и второго разрядов распределителя 8, сигнал логической

"1" с выхода элемента И 14 вторых 45 элементов H поступает на один из входов элемента ИЛИ-НЕ 13 и на выходе последнего появляется сигнал логического "0" (фиг. 2, точка B), который поступает на первый вход элемента

И б и блокирует тем самым прохождение через него синхронизирующих импульсов.

Далее, по положительному фронту тактирующего сигнала в третий разряд распределителя 8 записывается "1" и на шине 17 появляется сигнал логической "1".

Следующий отрицательный фронт тактирующего сигнала подтверждает единичное состояние второго разряда распределителя 8, но запись в четвертый 60 разряд не происходит, поскольку прохо;кдениe "1" с выхода третьего разряда ча информационный вход четвертого разряда блокируется закрытым элементом 12" запрета. Следующий 65 положительный фронт подтверждает единичное состояние третьего разряда распределителя 8 и т.д. Таким образом, происходит останов формирователя в канале (фиг. 2, точки 17 и

179),,причем в регистре 7 сдвига циркуляция пары продолжается.

Пуск формирователя происходит следующим образом.

В канале вырабатывается сигнал пуска, поступающий на вход 19 вторых входов канала и подготавливающий к срабатыванию элемент И-НЕ

16 (фиг. 2, точка 19 ). Длительность сигнала"пуска не должна превышать двойной период следования такто. вых импульсов и должна перекрывать длительность импульса, поступающего с выхода второго разряда регистра

7 сдвига (фиг. 2, точка 0).

В момент появления по отрицательному фронту тактирующего сигнала импульса с выхода второго разряда регистра 7 сдвига на выходе элемента И-НЕ 1ба появляется сигнал логического "0", который поступает на второй вход элемента И 15 элементов И первой группы, и на выходе последнего на время длительности импульса появляется сигнал логического "0" (Фиг. 2, точка A), который открывает элемент 12" запрета, закрывает элемент И 14 элементов И первой группы, одновременно на выходе элемента ИЛИ-НЕ 13 вновь появляется единичный уровень сигнала, открывающий первый элемент

И 6. Сигнал логической "1" с выхода третьего разряда {шина 179) распределителя 8 через открытый элемент 12" запрета и элемент ИЛИ 11" поступает на информационный вход четвертого разряда и следующим отрицательным фронтом тактирующего сигнала происходит запись "1" в четвертый разряд (появляется тактовый импульс на шине 17 ) и запись "0"

4 во второй разряд распределителя 8, после чего снижаются сигналы останова и пуска со входов 18 и 19 .

Сигнал логической "1" с выхоща четвертого разряда (шина 174 ) через открытый элемент 12 запрета и элемента ИЛИ 11 поступает на информационный вход пятого разряда распределителя 8 и следующим положительным Фронтом происходит запись

"1" в пятый разряд (появляется тактовый импульс на шине 17 ) и запись

"0" в третий разряд распределителя

8 и т.д. (Фиг. 2). Таким образом происходит пуск распределителя, т.е. продолжена выработка тактовых импульсов в данном канале. Причем дальнейшая выработка тактовых импульсов в данном канале будет про исходить синхронно с выработкой тактовых импульсов в других каналах, так как регистр 7 сдвига канала, 826325

10 осуществляющий временную привязку сигнала ПУСК, синхронизируется от общего синхронизирующего сигнала (фиг. 2, точка С), поступающего с выхода восьмого разряда синхронизирующего регистра 4 сдвига.

Использование предлагаемого многоканального формирователя тактовых импульсов по сравнению с известными обеспечивает получение минимальной несинфазности появления одноименных тактовых импульсов в различных каналах, снимает требование жестких временных допусков на момент выдачи сигналов останова и пуска формирователя что повышает точность работы и упро- 15 щает схемную реализацию формирователя.

Формула изобретения

20, Многоканальный формирователь тактовых импульсов, содержащий задающий генератор, элемент задержки и элемент НЕ, а в каждом канале распределитель, элемент НЕ и элемент И, причем выход задающего генератора соедйнен со входом элемента НЕ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности работы и упрощения схемной реализации фор- 30 мирователя, в него введены синхроннзирующий регистр сдвига, элемент

НЕ-И, а в каждый канал регистр сдвига, элемент ИЛИ-НЕ, элемент задержки и элемент НЕ, а также и элемен- 35 тов ИЛИ, И-НЕ, запрета, элементы И первой и второй групп, причем выход элемента НЕ соединен с первым входом синхронизирующего регистра сдвига, второй вход которого через эле- 40 мент задержки соединен с выходом задающего генератора, а выходы младших (n-2) разрядов синхронизирующего регистра сдвига соединены со входами элемента НЕ-И, выход которого соединен с информациднным входом синхроннзирующего регистра сдвига, выход. задающего генератора соединен с входами элемента задержки и элемента НЕ каждого канала, выходы которых соединены соответственно с пер= вым и вторым входами распределителя и регистра сдвига, выход i-го разряда (i**1,..., n) распределителя соединен с i-ой выходной шиной данного канала, с первым входом соответствующего элемента И первой группы, каждый j-й выход распределителя (3 1, ..., n-1) соединен с пряьым входом (j+1)-го элемента запрета, выход которого соединен с первым входом соответствующего элемента

ИЛИ, информационный вход каждого разряда распределителя данного канала соединен с выходом соответствую-. щего элемента ИЛИ, второй вход ко- торого соединен с выходом соответствующего элемента И первой группы и с одним из входов элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И данного канала, выход i-го элемента И второй группы соединен со вторым входом i-го элемента И первой группы и с инверсным входом (i+2)-го элемента "-апрета, выходы n-ro и (и-1)-го элементов И второй группы соединены с инверсными входами первого и второго элементов запрета соответственно, а первый и второй входы каждого элемента И второй группы соединены с соответствующим разрядом первого . входа канала и с выходом соответствующего элемента И-НЕ, первый н второй вход которого соединены с соответствующим разрядом второго входа канала и .с выходом соответствующего разряда регистра сдвига данного канала, информационный вход которого соединен с выходом и-го разряда синхронизирующего регистра сдвига и со вторым входом элемента И дачного канала, выход которого соединен,с прямым входом первого элемента зап рета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Reney M.Т. Constract an 8-phase oLoch with just two 1С s - "ЕОМ".

1978, 23, 9 6, 122-124.

2. Авторское свидетельство- СССР

В 262490, кл. G 06 F 1/04, 1968.

3. Авторское свидетельство ГССР по заявке Р 2409617, кл. G 01 F 1/04, 1977 (прототнп).

82á325

Фиг.! с

И!

le р Г\. !

7 л

f76

f7r

f7 в

D я

Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 2572/83

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Курочкин

Редактор Ю. Ковач Техред Н.Майорош Корректор Г. Решетник