Устройство для формирования синхроимпульсов

Устройство для формирования синхроимпульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ (ь777652

Республик

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.01.79 (21) 27112,10/18-24 (51) М.Кл. Сь 06 F 1/04 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41

Гасударственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 04.01.81 (72) Авторы изобретения

А. Д. Мих и В. М. Орлов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИНХРОИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при проектировании цифровых вычислительных устройств с изменяемым быстродействием.

В настоящее время при проектировании цифровых вычислительных устройств стремятся обеспечить максимальную скорость переработки информации, которая определяется быстродействием элементов, условиями эксплуатации и алгоритмами преобразования. Исходя " из быстродействия, выбирают временные параметры синхронизирующих (тактирующих) сигналов, которые и задают номинальное быстродействие вычислительного устройства. Так как время переработки зависит от алгоритма преобразования, то целесообразно при переходе от одного алгоритма обработки и другому иметь возможность изменять параметры синхроимпульсов.

Известны вычислительные устройства, в которых используется двойная синхронизация устройств, обеспечивающая переработку данных с различным быстродействием (1). Производится выбор одной из двух тактовых сеток в зависимости от типа выполняемой инструкции. Для этого имеется два генератора тактовых импульсов, подключаемых через коммутатор. При выполнении быстрой инструкции подключается более высокочастотный генератор, при выполнении медленной — низкочастотный.

Недостатком таких устройств является ограниченный диапазон регулировки, так как можно использовать только два тактовых набора импульсов.

Более широкий набор тактирующих сигналов позволяет реализовать устройство для формирования последовательности внешних сигналов (2). Устройство содер>кит в каждом канале счетчик времени с дешифратором, схемы И, ИЛИ и формирователь синхроимпульсов.

15 Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет изменить параметры импульсов в процессе работы.

Наиболее полно задача перестройки параметров синхроимпульсов в процессе ра20 боты решена в устройстве для формирования синхроимпульсов (3). Устройство содер>кит задающий генератор, блок счетчиковдешифраторов, блок формирования импульсов..К входам блока счетчиков подключен задающий генератор, а к выходам — блок формирования импульсов.

Это устройство позволяет изменять параметры синхроимпульсов в процессе работы, однако оно не позволяет изменять зо фазовые соотношения, а также длитель777652 ность каждого синхроимпульса одповрсменно независимо друг от друга.

Целью изобретения является расширсние функциональных возможностей, заключающееся в возможности изменения длительности и фазовых соотношений каждого синхроимпульса независимо друг ст друга, и сокращение количества оборудования.

Поставленная цель достигается ге. 4> что в состав устройства, содержащего задающий генератор, регистр управления и блок формирования, введены регистр сдвига, блок коммутаторов, блок выдсления следнего спада и буферный регистр. Вход регистра сдвига соединен с выходом задающего генератора, а выходы — со входамп блока коммутаторов, управляющие входы которого подключены к регистру управления, а выходы соединены с входами формирователя импульсов. Входы блока выделения последнего спада соединены с выходами устройства, а выход подключен к входу синхронизации записи регистра управления и к входу обнуления регистра сдвига. Входы буферного регистра соединены с соответствующими входами устройства, а выходы подключены к входам регистра управления.

Введение регистра сдвига позволяет получить временную развертку. .Введение блока коммутаторов позволяет подключать любые пары разрядов сдвигового регистра ко входам запуска и сброса соответствующих формирователей синхроимпульсов. Это дает возможность использовать один регистр сдвига для формирования всех синхроимпульсов, что значительно позволяет сократить количество оборудования устройства.

Раздельное управление работой каждого коммутатора в блоке коммутаторов дает возможность одновременно и независимо изменять параметры всех синхроимпульсов.

Окончание последнего синхроимпульса является окончанием такта работы устройства, а введение блока выделения последнего спада позволяет автоматически отслеживать этот момент.

Введение буферного регистра позволяет осуществлять прием управляющей информации от ЗВМ на входы устройства в произвольный момент работы устройства.

Регистр сдвига состоит из двух регистров половинной разрядности и двух элементов ИЛИ вЂ”.НЕ. Вход первого регистра половинной разрядности соединен с выходом задающего генератора, вход второго регистра половинной разрядности — с выходом последнего разряда червого регистра половинной разрядности. Входы первого и второго регистров половинной разрядности подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ вЂ” HE соответственно, 5

65 выходы которых подключены к входам записи единицы в первом разряде каждого из регистров половинной разрядности. Общее количество импульсов (коэффициент пересчета), которое может быть сосчитано двумя регистрами половинной разрядности, рав-о (m+1) m при условии, что количество разрядов в каждом из рег:IcTpoB одина,avu и равно т.

Такая организация регистра сдвига позволяет сократить общее количество разрядов, а следовательно, и количество оборур) -+- 1 довапия в раз по сраш:ению с однорс9 гистровой схемой, у которой коэффициент пересчета равен количеству разрядов. Наличие регистра сдвига элементов ИЛИ—

НЕ связано с необходимостью восстановления единицы в первом разряде прп отсутствии ее на выходах регистра.

Блок выделения последнего спада состоит из п триггеров и и-входового элемента И вЂ” HE (n — число выходов устройства) . Единичные входы триггеров подключены к соответствующим выходам блока.

Каждый триггер устанавливается в единичное состояние по спаду входного импульса, следовательно, в момент окончания последнего импульса окажется, что все триггеры установлены в единичное состояние.

Этот момент фиксируется элементом И—

НЕ, ко входам которого подключены выходы всех триггеров, выход элемента И—

НЕ является выходом блока и подключен к нулевым входам триггеров.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство состоит из задающего генератора 1, регистра сдвига 2, блока коммутаторов 8, блока формирования импульсов 4, блока выделения последнего спада

5, регистра управления б и буферного регистра 7.,Выход генератора 1 соединен с входом синхронизации 8 блока формирова ния импульсов 4 и входом синхронизации сдвига 9 регистра сдвига 2. Выходы последнего подключены к входам блока коммутаторов 8, выходы которого соединены с входами блока формирования 4. Вы ходы блока 4 являются выходами устройства и соединены с входами блока выделения последнего спада 5, выход которого подключен к входу обнуления F10 регистра сдвига 2 и входу синхронизации записи регистра управления б, выходные шины

12, 13 которого подключены к управляющим входам блока коммутаторов 8, а входная шина 14 через регистр 7 подключена ко входам устройства.

Регистр сдвига 2 состоит из двух т-разрядных регистров;15 и,1б и двух т-входовых элементов ИЛИ вЂ” НЕ 17.,Вход регистра

15 соединен с выходом генератора 1. Вход регистра 1б соединен с выходом последнего

777652 разряда регистра 15. Выходы всех разрядов регистров 15 и 16 подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ вЂ” НЕ 17, выходы которых подключены к входам записи единицы в первый разряд соответствующих регистров. Выходы разрядов регистров 15 и 16 являются выходами регистра сдвига 2.

Блок коммутаторов 8 состоит из m-входовых коммутаторов 18 — 21 и двухвходовых элементов iN 22, 28. Информационные входы коммутаторов 18, 20 соединены с выходами регистра 15, I.íôoðìàöèîííûå входы коммутаторов 19, 21 — с выходами регистра 16, управляющие входы коммутаторов

18, 19 и коммутаторов 20, 21 — с регистром управления б и шинами 12, 18 соответственно. Выходы коммутаторов 18, 19 подключены к входам элемента И 22, выходы коммутаторов 20, 21 — к входам элемента И

28, а выходы схем 22, 28 являются выходами блока 8.

Блок формирования импульсов 4 состоит из и триггеров 24, единичные и нулевые входы которых соединены с выходами схем

22 и 28 соответственно.

Входы синхронизации записи всех триггеров 24 объединены между собой и подключены к выходу генератора 1. Выходы триггеров 24 являются выходами устройства.

Блок выделения последнего спада состоит из и триггеров 25 и и-входового элемента И 26. Единичные входы триггеров 25 соединены с выходами триггеров 24 блока 4, нулевые входы триггеров объединены между собой и подключены к выходу элемента

И 26, входы которого соединены с выходами триггеров 25.

Работает устройство следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает прямоугольные импульсы (период следования импульсов определяет дискрет изменения временных параметров синхроимпульсов), которые поступают на вход регистра сдвига 2, на выходах которого в исходном состоянии — нули, а на выходе элемента

ИЛИ вЂ” НЕ 17 — единица. При поступлении первого импульса (по переднему фронту) единица переписывается в первый разряд регистра 15, последующие импульсы передвигают единицу по разрядам регистра 15.

При поступлении (m + 1) импульса единица записывае1гся в первый разряд регист. ра 16, 2(т + 1)-й импульс пере вигает единицу во второй разряд регистра 16, 3(m +

+ 1)-й — в третий разряд и т. д. Информа. ция с разрядов регистра сдвига 2 поступает на входы блока коммутаторов 8. При этом i:íôîðìàöèÿ с выводов регистра 15 поступает на коммутаторы 18, 20 (коммутаторы младших разрядов), а информация с регистра 16 — на коммутаторы 19, 21 (коммутаторы старших разрядов).

Зо

В соответствии с кодом, установленным на шине 18, коммутаторы 18, 19 подключа. ют соответствующие разряды регистров 15, 16 ко входам элемента И 22. Когда поло. жение единиц в регистрах .15 и 16 совпадет с установленным кодом, на выходе элемента И 22 появится положительный перепад, по которому триггер 24 переключится в единичное состояние. Сброс триггера произойдет в момент, когда положение единиц в регистрах,15,,16 совпадет с кодом, установленным на управляющих входах коммутаторов 20, 21, поскольку при этом на нулевой вход триггера 24 поступит сигнал с элемента И 28. Аналогично формируются все синхроимпульсы. Поскольку время про: 1ождення импульсов через коммутатор и схему И в разных каналах из-за разброса временных характеристик может оказаться различным, запись информации в триггеры 24 тактирустся импульсами генератора 1. Это исключает случайные фазовые рассогласоваi:èI между синхроимпульсами на выходе устройства и обеспечивает соответствие их временных параметров коду, установленному на регистре управления .б.

Концом такта работы устройства является момент окончания формирования последнего импульса илн момент сброса пос,леднего триггера 24 в нулевое состояние.

Этот момент определяется с помощью блока выделения последнего спада 5, который работает следующим образом. На входы триггеров 25 поступают импульсы с соответствующих выходов устройства. По заднему фронту (спаду) каждого из этих импульсов триггеры 25 переходят в единичное состояние.

Таким образом, по окончании последнего си.1хроимиульса все триггера 25 окажутся в единичном состоянии, а элемент И 26 переключится из нулевого состояния в единичное. Поскольку нулевые входы триггеров 25 соединены с выходами элемента

И 26, через время, равное сумме времени задержки выключения триггера 25 и времени

33IepJI I II выкл1очения 3 10vieHT2 И 26, iieмент И 26 сноза переключится в нулевое состояние. Полученный импульс (длительнОсть которого при необход!1мост .I может быть увеличена последовательным включением линии задержки между выходами элемента И 26 и входом Tpi ггероз 25) поступает на вход синхрон;1зации записи 11 регистра управления 6 и на вход обнуления

10 зегистра сдвига 2..При этом по переднему фронту данноi0 11.;пульса перепишется нозая кодовая информация 1. з буферного регистра 7 в регистр управления б, à по заднему фронту регистр сдвига 2 установ11тся в исходное состояние, после чего начнется формирование следующего такта работы устройства в соответствии с новым кодом, установленным в регистре управления б.

777652

Таким образом, изобретение позволяет экономично с точки зрения затрат оборудования решить задачу одновременной п,.сзависимой перестройки параметров всех сипхроимпульсов.

Формул а изобретения

1. Устройство для формирования сппхропмпульсов, содержащее задающий генератор, регистр выправления и блок формирования импульсов, отличающесся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, заключающегося в возмо;кности изменения длительности и фазовых соотношений каждого синхроимпульса независимо друг от друга, и сокращения колпчества оборудования, в него введены регистр сдвига, блок коммутаторов, блок выделения последнего спада и буферный регистр, прп этом выход задающего генератора подключен к входу синхрониза сии блока формирования импульсов и к входу сдвигового регистра, выходы которого соединены со входами блока коммутаторов, выходы последнего подключены к входам блока формирования синхроимпульсов, выходы блока формирования спнхропмпульсов являются выходами устройства и подключены к входам блока выделения последнего спада, выход которого соединен с входом обнуления регистра сдвига и с входом синхронизации записи регистра управления, выход которого подключен к управляющим входам блока коммутаторов, а входы через буферный регистр соединены со входами устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что регистр сдвига состоит из двух

5 половпш. ой разрядности регистров и двух элементов ИЛИ вЂ” НЕ, причем вход первого рсг стра половинной разрядности соединен с выходом задающего генератора, вход второго регистра половинной разрядности со10 едппеп с выходом последнего разряда первого регистра половинной разрядности, выходы первого и второго регистра половинной разрядности подключены к входам соответствующих элементов ИЛИ вЂ” НЕ, вы1Ь ходы которых соединены с входам.: записи единицы в первый разряд соответствующих регистров половинной разрядности.

3. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что блок выделения последнего спа О да со.(ержит и триггеров (где и — число выходов устройства) и n — входовые элементы И вЂ” НЕ, причем единичные входы триггеров соединены соответствующими входами блока выделения последнего спада, а выходы — со входами элемента И вЂ” НЕ, выход которого подключен к нулевым входам триггеров и является выходом блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3623017, кл. G 06 F

9/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 52 5075, кл. G 06 F 1/04, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

З5 № 653614, кл. G 06 F 9/00, 1976 (прототип).

777652

Составитель В. Курочкин

Техред В. Серикова

Корректор C. Файн

Редактор Л. Утехина

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1622/1569 Изд. № 588 Тираж 772 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5Ê-35, Раушскал наб., д. 4/5