Устройство для синхронизации вычислительной системы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (111 9205 4 6 061 04 1 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСТВ(54) УСТРОЙ СТВОЗАЦИИ ВЫЧИСЛИ(57) Изобретение отной технике и можпри построении вьУстройство позволяелы точного временявляется по вышениционирования. Постася введениемтов И 7,8,184 тельство ССГ 1/04, 1982льство СССР Г /04, 1983 элемента ИЛИ 13, элемен, триггеров О, 1. 2 ил. МаЙ Сл ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское сви1068921, кл. 6 0Авторское свиде1149235, кл. б 0 ДЛЯ СИ НХРОНИТЕЛЪНОЙ СИСТЕМЫ носится к вычислительет быть использовано числительных систем. т контролировать сигнаи. Целью изобретения е достоверности функвленная цель достигает 1529205Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении вычислительных систем.Целью изобретения является повышение достоверности функционирования. 5На фиг. 1 приведена схема устройства; н фи г. 2 - временная диаграмма его работы.Устройство содержит распределитель 1 импульсов, счетчик 2, дешифратор 3, первый - пятый элементы И 4 - 8, первый третий триггеры 9 - 11, первый 12, второй 13 элементы ИЛИ, вход 14 сигналов точного времени устройства, тактовый выход 5, выход 16 признака налиция сигналов точного времени устройства, выход 17 призна ка рассогласования, шестой элемент И 18, задающий генератор 19. На фиг. 1 и 2 приведены следующие обозначения входов и выходов, а также сигналов на них: С, С - первый и второй выходы распределителя 1 импульсов, К - группа выходов счетчика 2 и входов лешифратора 3, х. Х.о,х( а. Х. выходы дешифратора 3, соответственно фиксирующие минимальное, номинальное, пере хдное, максимальное, нулевое значения советчика 2; М сигналы гочного времени, поступакшие на вход 14 устройства;контрольный интервал времени (в цикле работы счетчика 2) лля приема сигналов М точного времени.30Устройство работает следующим образом.Устройство выдает с выхода 15 управлякшие сигналы, формируемые в зависимостот режимов его работы: из сигналов тцного времени входа 14 - при синхронной работе устройства с данными сигналами или из сигналов мак, Ъоч, , р соответственно при отсутствии первого сцгнала тоцного времени, при последующей работе устройства без сигналов точного вре мени и в режиме полсинхронизации устройства с сигналами точного времени.Распрелелитель 1 импульсов формирует сдвинутые по фазе относительно лруг друга последовательности С и С тактовых импульсов, поступаюгцих соответственно 45 ьа счетный С и на вход элемента И 18.Счетчик 2 ведет циклический счет имгульсов в пределах периода сигналов точного времени от нулевого ло некоторого значения (х), , Х., х , М.,), предшествующего его установке в О по совпадению управляющего сигнала выхода 15та кто ного и м пульса С.На выходе элемента ИЛИ 13 формируется сигнал, определяющий допустимый временной интервалдля приема сигнала 1 оцного времени с входа 14, Данный ин 1 ервал формируется из временных интерва.лов конца текущего и начала следующего циклов работы счетчика 2 (из сигналов(х(", Х.1 Х ., Х, с соответствующих выходов дешифратора 3). Ниже лля пояснения работы будет рассматриваться устройство со следующими параметрами: период сигналов точного времени 1 мс, частота задающего генератора 252 кГц с максимально допустимой относительной погрешностью 1 ОПри поступлении на вход 14 сигнала М тоцного времени триггер 10 устанавливается в О, на выходе 6 появляется признак на. личия сигнала точного времени. Если поступивший сигнал М находится в пределах интервала 1, то он через элемент И 4 устанавливает в О триггеров 9, 11 и через элемент И 7, ИЛИ 12 поступает на выход 15 в качестве управляющего сигнала. На выходе 17 при этом отсутствует признак несинхронности работы устройства с сигналами точного времени: устройство работает в синхронном режиме работы.При наличии сигналов тоцного времени счетчик 2 перед сбросом в нулевое состояние в большинстве случаев принимает номинальное (Х) значение, в приведенном триггере 252 такта. По мере накопления временной ошибки от погрешности частоты задающего генератора, в зависимости от ее знака, периолицески формируются циклы с уменьшенным или увели- ценным конечным значением счетчика 2, которые зависят от цастоты) задающего генератора 1, его относительной погрешности (ч) и от длительности периода (Т) сигнала точного времени - от длительности цикла работы счетчика 2. Максимально возможную временную ошибку () в счете, возникающую от погрешности цастогы задающего генератора и накапливакшуюся за один период сигнала тоцного времени, можно рассчитать (в тактах) следующим образом: Ь = 1, х ТПри принятии граничных значений временного интервала шире (или равной) возможной ошибки в сцете тактов за период сигнала М точного времени передний фронт и начало данного си нала всегда будет попадать в указанный интервал и поступать на тактовый выхол 15, тем самым формируя временные интервалы с точностью поступления сигналов М на входе 14 и не зависящие от погрешности залак- щего генератора 1. Следовательно, нижней границей интервалабудет значсние Х, сцетчика 2, отстоящее от номинального ЗНаЧЕН ИЯ М)ч На ВЕЛ ИЧИ НУ НЕ МЕНЕЕ пн,1, расцитанной по указанной формуле. Увелиценное по сравнению с Х, конечное значение счетцика 2 в периоде сигнала М принимается также в качестве значения переходного (х .Р ) периода управляющих сигналов на выходе 15 в режиме полсинхронизации устройства.Для приведенного примера велицина 1.; составит 0,252 такта, поэтому знацения1 О 15 20 40 Фор.игула пзобрггеная 45 50 55 Ъпн, хпср бУд;т Отличатьск От значениЯ х)поп, на величинУ не более 1 -го такта и соответствовать 251 и 253 тактам счетчика.Тактовый импульс С асинхронек по отношению к сигналу на выходе 15, может совпасть с его передним фронтом и сразу же сбросить в нулевое состояние счетчик 2. Поэтому для удлинения импульса на выходе 15 в автоматически регулируюшийся интервалсоставной частью входит сигнал дешифрации нулевоо состояния счетцикэ 2. До снятия счетчиком 2 нулевого состояния (по первому импульсу С в следующем цикле работы) разрешается транс. ляция сигнала М с входа 14 на выход 15, гарантируя тем самим определенную минимальную длительность выходного управляющего сигнала.При кепоступлечии ка вход 14 первого сигкала точного времени счетчик 2 получает возможностью вести счет импульсов С из задающего генератора до максимального ( 1.и. ) значения, например до 254 такта. При этом устанавливаются в 1 триггеры О и 11, на выходе 6 снимается признак наличия сигнала точного времени, а на выходе 17 появляется признак несинхронности работы с сигналами точного времечи. Сигнал Х,и через элемент ИЛИ 12 поступает на выход 15Начиная со слелуюшего цикла после вклюцения триггера 11 утройство автономно формирует управляющие сигналы с циклом номинальной длительности, например, 252 такта с погрешностью работы распределителя 1 импульсов, путем выдаци сигналов с выхода Хи, ле,пифратора 3 через элементы И 5, ИЛИ 12 на выход 15. При появлении на входе 14 сигнала М точного времени триггер 10 устанавливается в О, ка выходе 16 и на первом входе элемента И 8 появляется признак наличия сигнала точного времени.Если поступивший сигнал находится в прелелах временного интервала 1, то устройство входит в описанный синхронный режим работы,При рассинхронизации работы устройства, т. е. при несовпадении сигнала 1 и сигнала М на входах элемента И 4, его прохождение на выхол 15 запрещается, триггер1 продолжает оставаться в елиницном состоянии, на выходе элемента И 8 появляется сигнал, хсстанавливаюший триггер 9 в единичное состояние. При этом сигнал с инверсного выхода триггера 9 запрещается прохождение сигналов .ц через элемент И 5 на выход 15, счетчик 2 получает ВОЗМОЖНОСТЬ ВЕСТИ СЧЕТ ЛО ЗНВЧЕНИЯ Хпср равного, например, 253 тактам, соответствующий сигнал с выхода лешифратора 3 через элементы И 6, ИЛИ 12 поступает на выхол 15, т. е. устройство начинает формировать управляющие сигналы с удлипенным периодом - вхолит в режим полсинхрониза ции.Дачный режим продолжается ло достижения синхронности в выдаче уг равляюших сигналов с сигкаламп М точного времени на входе 14.При попадании си -нала в интервал 1 устройство перехолит в синхронный режим работы, при этом прохождение сигналов и хпсп. церсз элементы И 5, И 6 заирец,а птя, ка вы:ол 15 вновь поступают сигналы М с входа 4На фиг. 2 привслек;. временная диаграмма работы уТрой 1 ва в описанных режимах и показывающая синхронную работу с сигналом М точного времени; работу при отсутствии первого сигнала М; послелуюшую работу без поступления сигна. лов М; полсикхгронпзэцик) ) стройства при появлении несинхронного сигнала М. После завс ршения подсинхрокизации стройтво вновь работает в оответтвин временной диаграммой а.Если рассчитанная по формуле величина возможного отклонения (1,) от номинального (.п;) значения в счете сигналов С счетчика 2 превы.пает велицину 1-го периода залаюшего генератора (например, вследствие большой разницы цастот залаюшего генератора 1 и сигналом М точного времени или большой стносительной погрешности залаюшего генератора), то счетчик 2 может иметь дополнительный делитель цастоты. Нэ выхолс формируется сигнал С с периодом, равкь; 1 нескольким, например 2, 4, и т л периодам сигкала С, т. е. происходит уллинение периола вхолкого сигнала для основного делителя частоты. При этом предварительный лелптель может не иметь вхолов установки в О Таким образом, устройство буде; работать с увелиценным периодом игналов пз зэлэюшего генератора к Оответствии описанной (фиг. 2) временной лиаграммой, кри этом роль сигнала С б,лет выг 1 олкять сигнал Сь Устройство лля синхронизации вычисли. тельной системы, солержагцее зэлаюший генерато 1., четцик, дешифратор, первый триггер, первый, второй и третий элементы И, первый элемент ИЛИ, причем выход первого элемента ИЛИ является тактовым выходом устройства, группа выходов счетчика соединена с группой информационных вхолов дешифратора. первый выход которого соели. нек с первым вхолом первого элемента ИЛИ, второй и третий вхолы которого оелинены соответственно выхзламп второго и третьего элементов И, прямой выход первого трпгге ра соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соелинен с вторым выходом лешифратора, первый вход первого элепментэ 1 является входом сигна1529205 Составитель 1 Техред И. Вере Тираж 668 ого комитета по изоб 1 и Москва, Ж - 35, 1 ит тельский комбинаг Произ во лс в точного времени устройства, отличающееся тем, что, с целью расширения достоверности функционирования, в устройство введены второй элемент ИЛИ, четвертый, пятый и шестой элементы И, второй и третий триггеры и распределитель импульсов, причем выход задаюгцего генератора соединен с тактовым входом распределителя импульсов, первый выход которого соединен со счетным входом счетчика, первый вход второго элемента ИЛИ соединен с входом установки в 1 второго триггера и первым выходом дешифратора, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами второго элемента ИЛИ, пятый вход которого соединен с пятым выходом дешифратора и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с входами сброса в О первого, третьего триггеров и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, вход сброса в О второго триггера является входом сигнала точ ного времени устройства, инверсный выходвторого триггера соединен с первым входом пятого элемента И и является выходом признака наличия сигналов точного времени устройства, выход пятого элемента И соеди нен с единичным входом гервого триггера,второй вход пятого элемента И соединен с третьим входом второго элемента И, прямьм выходом третьего триггера и является выходом признака рассогласования устройства, прямой выход второго тпиггера 1 Б соединен с входом установки 1 третьеготриггера, второй выход 1)аспределителя импульсов соединен с первым входом шестого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ.вьход шестого элемента И соединен с входом сброса в О счетчика, инверсный выход третьего триггера соединен с вторым входом четвертого элеусита И.