Устройство для формирования синхро-сигналов

Устройство для формирования синхро-сигналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик (и 849187 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08. О. 79 (2! ) 2828878/! 8-24 (51)M. Кл;

G 06 F /04 с присоединением заявки ¹

Гасударственный квмнтет

СССР (23 ) П ри орн тет

IIo делам лзавретеннй и втврытнй

Опубликовано23.07.8!. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания30 .07 .8! (53) УДК68!.325 (088 .8) Ф.С.Власов, П.П.Гойденко, П.В.Демиде1тко;— .Д.С.Сержанович и А.Л.Хоменя

I с " „.."... „ /

/

Ф

Р

1 . !

l (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ .СИНХРОСИГНАЛОВ

Изобретение предназнанено для использования в вычислительной технике, в частности в синхронных микропроцессорных устройствах обработки информации, которые выполняют необходимые операции с помощью синхронизиРующих импульсов.

Известно устройство генерации управляющих синхросигналов, реализованное в интегральном исполнении на одном полупроводниковом кристал1О ле и включающее схемы для обеспечения сброса системы. Генератор-формирователь выдает строб состояния и обесПечивает синхронизацию чтения

15 центральным процессором команд и данГ!1

Однако структурная организация такого устройства не ориентирована на применение его в других микро20 процессорных системах или других синхронных устройствах обработки информации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является генератор синхроимпульсов, предназначенный для обеспечения синхрониэирующими последовательностями микропроцессорной системы. В генератор синхроимпульсов входит сдвиговый регистр, внутренний генератор тактовых импульсов, кварцевый резонатор, внешнее управление, дешифратор состояний сдвигового регистра, схема работы по шагам, схема сброса |2j .

Недостатком известного генератора является ограниченные функциональные воэможности, так как с помощью этого устройства можно получить только две фазы синхросигналов.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства эа счет воэможности запомина-. ния состояний соответствующего информационного выхода устройства и воэможности работы по циклам.

84918

3

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирования синхросигналов, содержащее внут- . ренний генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, дешифратор состояний, причем выход дешифратора

5 является информационным выходом устройства, группа разрядных выходов сдвигового регистра соединена с группой входов дешифратора состояний, введены шесть триггеров, три элемента НЕ, повторитель,.два элемента И, четыре элемента И-HF., причем нулевой вход первого триггера соединен с входом прерываний устройства и с нулевым входом второго триггера, вход синхронизации устройства через первый элемент НЕ соединен с входом синхронизации первого триггера, с первым входом первого элемента И, с единичным входом третьего триггера и с единичным входом четвертого триггера, вход синхронизации устройства через повторитель соединен с входом синхронизации второго триггера и с первым входом второго элемента

И, вход сброса устройства соединен с входом сброса сдвигового регистра, с входом сброса третьего, четвертогот, пятого и шестого триггеров, вход запуска устройства через второй элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И-HF. и с единичным входом пятого триггера, вход конца цикла устройства соединен с выходом конца цикла дешифратора состояний и через элемент НЕ с управляющим входом шестого триггера и с первым Входом второго элемента И-НЕ, разрешающий вход устройства соединен с управ-„ ляющим входом дешифратора состояний, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго тригге1 рОВ ВыхОд перВОгО элемента И соеди 45 нен с первым информационным входом сдвигового регистра, выход второго элемента И соединен со вторым информационным входом сдвигового регистра, выход третьего триггера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого триггера, третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом шестого триггера, выход третьего элемента И-НЕ соединен с управляющим входом сдвигового регистра, единичный вход третьего триггера соединен

7 4 с первым выходом группы выходом сдвигового регистра и с первым входом чет-. вертого элемента И-НЕ, нулевой вход третьего триггера соединен са вторым выходом группы выходом сдвигового регистра и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, третий выход группы выходом сдвигового регистра соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, четвертый выход группы выходов сдвигового регистра соединен со вторым входом второго элемента

И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход пятого триггера соединен с единичным входом четвертого триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен с единичным входом шестого триггера, выход первого элемента И-НЕ соединен с нулевым входом пятого триггера, выход внутреннего генератора тактовых импульсов соеди— нен с тактовым выходом устройства и с входом синхронизации устройства, управляющий выход конца цикла дешифратора соединен с выходом конца цикла устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит внутренний генератор 1 тактовых импульсов с выводами 2 и 3 для подключения кварцевого резонатора, сдвиговый регистр .4, дешифратор 5 состояний, выход 6 внешнего управления, выходы 7 генерируемых синхросигналов, управляющий выход 8, триггеры 9 и 10, внешний вход 11 прерывания, элемент НЕ 12, повторитель 13, элементы И 14 и 15, вход 16 синхронизации, триггер 17, триггер 18, вход 19 сброса, триггер 20, триггер 21, элемент И-НЕ 22, элемент НЕ 23, элемент И-НЕ 24, вход 25 запуска, элемент И-НЕ 26, элемент НЕ 27, элемент И-НЕ 28, упра.вляющий вход 29 устройства, вход 30 конца цикла работы сдвигового регистра.

Устройство работает следующим образом.

На вход 1-6 поступают тактовые импульсы либо с выхода 8, либо от внешнего генератора тактовых импульсов.

После прохождения элемента HE 12 и повторителя 13 инверсное и прямое значения входных тактовых импульсов поступает соответственно на первые входы элемента И 14 и элемента И 15, 5 84918

f которые стробируются соответственно выходами триггеров 9 и 10. С выходом: элемента И 1.4 и элемента .И 15 парафазные тактовые импульсы поступают на синхронизирующие входы сдвигового регистра 4, который с поступлением тактовых импульсов начинает осуществлять сдвиг информации, поступающей на информационный вход сдвигового регистра 4 с выхода элемента

И-НЕ 22, три входа которого подключены соответственно к выходам триг гера 17, триггера 18 и триггера 21.

Информация с выходом сдвигового регистра 4 поступает на входы деши- д фратора 5 состояний, в котором шаблоном металлизации запрограммированы генерируемые устройством управляющие синхросигналы на выходах 7 и выходной сигнал конца цикла работы сдви-2р гового регистра 4 на выходе 30 устройства.

Вход 6 внешнего управления дешифратором 5 состояний позволяет настраивать устройство на генерацию одно- 2S го из двух вариантов генерируемых устройством синхросигналов на выходах 7 и запрограммированных одним шаблоном металлизации.

Вход сброса 19 предназначен для 30 приведения устройства в исходное состояние, т.е. для подготовки его к работе посредством подключения к входу сброса 19 внешнего сигнала сброса. Уровнем логического нуля внешнего сигнала сброса происходит установка в единичное состояния триггеров сдвигового регистра 4, триггера 17, триггера 21 и сброс в нулевое состояние триггеров 18 и 20, В таком слу- 4О чае на выходе элемента И-HE 22 присутствует уровень логической единицы, т.е. эта схема оказывается закрытой сигналом с уровнем логического нуля с выхода триггера 18 и на всех выходах сдвигового регистра 4 присутствует уровень логической единицы, т.е. устройство не генерирует управляющие синхросигналы на выходах 30, если даже на синхронизирующие входы сдвигового регистра 4 и поступают парафазные тактовые импульсы с выходом элемента И 14 и элемента И 15.

Единичным значением внешнего сигнала запуска, поступающего на вход

25 запуска, производится установка асинхронного триггера 20 запуска в

7 6 единичное состояние. По заднему фронту тактового импульса, поступающе- >

ro на синхронизирующий вход триггера 18 запуска с выхода инвертора

12 происходит, запись состояния триггера 20 в триггер 18, и с этого момента на выходе элемента И-HE 22 устанавливается уровень логического нуля при условии, что в триггеры 17. и 21 записана логическая единица.

Единичными значениями парафазных тактовых импульсов, поступающих на синхронизирующие входы сдвигового регистра 4 с выходов элементов И 14 и 15 в сдвиговом регистре

4, происходит сдвиг информации, поступающей на сдвиговый регистр 4 с выхода элемента И-HE 22, и на выходах сдвигового регистра 4 формиру; ются сигналы с уровнем логического нуля с длительностью, равной периоду входным тактовых импульсов и сдвинутые один относительно другого на

1/2 периода входной тактовой серии.

На выходах 7 устройства формируются управляющие синхросигналы, а на выходе 30 — сигнал с уровнем логической единицы конца цикла работы сдвигового регистра 4.

Заданный режим работы сдвигового регистра 4 обеспечивается тем, что сбросовый вход триггера 17 подключен ко второму выходу сдвигового регистра 4, а информационный вход этого триггера — к девятому выходу сдвигового регистра 4.

Для запуска устройства на непрерывный режим генерации управляющих синхросигналов необходимо присутствие на входе 25 запуска сигнала с уровнем логической единицы в течение всего времени работы, а на входе 29 запуска — сигнала с уровнем логической единицы или в течение всего времени работы устройства, или на вход 29 должен поступать единичный сигнал в конце каждого цикла работы устройства, Для входа 29 запуска этим сигналом может быть сигнал с выхода

30 конца цикла работы сдвигового регистра.

После подачи сигнала на вывод

25 запуска и начала генерации устройством управляющих синхросигналов на выходах 7 с помощью элементов

И-НЕ 24 и 26 и сигналов со второго, восьмого и девятого выходов сдвигового регистра 4 осуществляется ана9187 8

4 продолжается поступление тактовых импульсов, а на выходах 7 устройства продолжается генерация управляющих синхросигналов.

Формула изобретения

45

7 84 лиз наличия сигнала запуска на выходе 25 устройства. Если сигнал запуска на входе 25 присутствует, то устройство продолжает генерацию управляющих синхросигналов на выводах

7, если же он отсутствует, то по окончании текущего цикла работы сдвигового регистра 4 генерация управляющих синхросигналов прекращается.

Происходит это следующим образом.

При отсутствии сигнала запуска на входе 25 запуска происходит сброс в нуль асинхронного триггера 20, его состояние записывается в синхронный . триггер 18, элемент И-НЕ 22 закрывается, т.е. на ее выходе присутствует логическая единица и по окончании текущего цикла работы устройства на всех выходах сдвигового регистра

4 будет присутствовать логическая единица, т.е . формирования сдвину— тых сигналов с уровнем логического нуля на выходах сдвигового регистра

4 производиться не будет.

Вход ll прерывания служит для прерывания генерации управляющих синхросигналов на выходах 7 устройства в любом месте цикла генерации с последующим продолжением генерации прерыванных последовательностей управлянп их синхросигналов путем подачи на вход ll прерывания внешнего сигнала прерывания. Для прерывания генерации синхросигналов необходимо на вывод Il прерывания подать низкий уровень сигнала прерывания, который по задним фронтам тактовых импульсов с выходом элемента НЕ 12 и повторителя 13 записывается в триггеры 9 и 10, после чего будут закрыты элемент И 14 и элемент И 15, т.е. на синхрониэирующие входы сдвигового регистра 4 прекращается поступление тактовых импульсов с выходов элементов И 14 и 15, что приводит к тому, что сдвиговый регистр 4 прекращает изменение своего состояния, т.е. произойдет "замораживание" выходных синхросигналов на выходах 7 устройства.

Дпя дальнейшего продолжения генерации управляющих синхросигналов на выводах 7 необходимо на вход ll прерывания подать единичным значение сиг- нала прерывания, который записывается в триггеры 9 и 10 открываются элементы И 14 и 15, на синхронизирующие входы сдвигового регистра

Таким образом, предлагаемая структурная организация устройства для формирования синхросигналов дпя микропроцессоров позволяет расширить функциональные возможности устройства, расширить область его применения практически на любую синхрон.— ную микропроцессорную вычислительную систему. Применение предлага- емого устройства сокращает количество микросхем при проектировании устройства синхронизации, повышает надежность и степень микроминиатюризации микропроцессорных вычислительных систем.

Устройство для формирования синхросигналов, содержащее внутренний генератор тактовых импульсов, сдвиговый регистр, дешифратор состояний

1 причем выход дешифратора состояний является информационным выходом устройства, группа разрядных выходов сдвигового регистра соединена с группой входов дешифратора состояний, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет возможности запоминания состояний соответствующего информационного выхода устройства и воэможности работы по циклам, устройство содержит шесть триггеров, три элемента НЕ, повторитель, два элемента И, четыре элемента И-HE причем нулевой вход первого триггера соединен с входом прерываний устройства и с нулевым входом второго триггера, вход синхронизации устройства через первый элемент НЕ соединен с входом синхронизации первого триггера, с первым входом первого элемента И, с единичным входом третьего триггера и с единичным входом четвертого триггера, вход синхронизации устройства через повторитель соединен с входом синхронизации второго триггера и с первым входом второго элемента И, вход сброса устройства соединен с входом сброса сдвигового регистра, с,входом сброса третьего„ четвертого, пятого и шестого

9 84918 триггеров, вход запуска устройства через второй элемент НЕ соединен с первым входом первого элемента И-НЕ и с единичным входом пятого триггера, вход конца цикла устройства соедиS нен с выходом конца цикла дешифратора состояний и через элемент НЕ с управляющим входом шестого триггера и с первым входов второго элемента И-HE разрешающий вход устройства соединен с управляющим входом дешифратора, состояний, вторые входы первого и второго элементов И соединены соответственно с выходами первого и второго триггеров, .выход первого эле- д мента И соединен с первым информационным входом сдвигового регистра, выход второго элемента И соединен со вторым информационным входом сдвигового регистра, выход третьего триг- 2О гера соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, второй вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом четвертого триггера, третий вход третьего элемента И-НЕ соединен с выходом шестого триггера, выход третьего элемента И-HF соединен с управляющим входом сдвигового регистра, единичный вход третьего триггера соединен с первым выходом группы выходом сдвигового регистра и с первым

7 10 входом четвертого элемента И-НЕ, нулевой вход третьего триггера соединен со вторым выходом группы вьгходом сдвигового регистра и с первым входом четвертого элемента И-НЕ, третий выход группы выходом сдвигового регистра соединен с третьим входом четвертого элемента И-НЕ, четвертый выход группы выходов сдвигового регистра соединен со вторым входом второго элемента И-НЕ, выход четвертого элемента И-НЕ соединен со вторым входом первого элемента И-НЕ, выход пятого триггера соединен с еди" ничным входом четвертого триггера, выход второго элемента И-НЕ соединен с единичным входом шестого триггера, выход первого элемента И-НЕ соединен с нулевым входом пятого триггера, выход внутреннего генератора тактовых импульсов соединен с тактовыми выходом устройства и с .входом синхронизации устройства, управляющий выход конца цикла дешифратора состояний соединен с выходом конца цикла устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1. Data catalog, 1976, с. 8-25.

2. Там же, с. 7-53 (прототип).

849187! !

Составитель М.Кудряшев

Редактор С.Родикова Техред М.Коштура

Корректор Г.Назарова

Заказ 6093 62 Тираж 745

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

I

I ь3

Г

1