Устройство для контроля меток времени

(19 1 00 04 606 Г НИЯ тво ССОР О, 1978. КА 2390 58 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельсУ 619919, кл. С 06 Р 11/ОТехническое описаниеТО, ЦНИИ "Агат", 1974. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТОКРЕМЕНИ57) Изобретение относится к областиычислительной техники и может бытьспользовано в автоматизированныхправляющих системах, ведущих обраотку информации в реальном масштаберемени. Целью изобретения является 2повышение контролепригодности устройства. УстрЬйство содержит синхронизатор 1, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 управления, три триггера 7,8,9 контроля, три элемента И-НЕ 10, 11,12, элементы НЕ, 13,14,резистор 15, вход 16 задания режима, вход 17 меток времени, тактовый вход 18, выход 20 меток времени, первый 21, второй 22 и третий 19 контрольные выходы. Устройство обеспечивает самовосстановление работоспособности при пропадании внешних сигналов меток времени. При этом полностью обеспечивается продолжение выполнения рабочих режимов. Кроме того, в устройстве осуществляется не только контроль внешних, но3и непрерывный контроль автономных сигналов меток времени. Данный самоконтроль резко сокращает время 1513456обнаружения неисправности, существенно повышая ремонтопригодность устройства в целом. 1 ил.Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени. 15Целью изобретения является повышение контролепригодности устройства.На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство для контроля меток вре ени содержит синхронизатор 1, источник 2 единичного потенциала, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент 2 И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 упавления, три триггера 7-9 контроля, 25 ри элемента И-НЕ 10-12, элементы Е 13 и 14, резистор 15, вход 16 адания режима, вход 17 меток вреени, тактовый вход 18 импульсов, ретий контрольный выход 19, выход 20 30 еток времени, первый 21 и второй 22 с онтрольные выходы.Первый сигнальный вход элемента 1 И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с входом 17 игналов меток времени, второй ход - с выходом генератора 4, перый и второй управляющие входы - сответственно с нулевым и единичными ыходами триггера 6 управления. ВыМод элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с 40 Запускающим входом синхронизатора 1, синхровход которого, а также вход счетчика 3 и нулевой вход триггера Контроля 9 подключены к входу 18 тактовых импульсов. Выход синхронизато ра 1 соединен с нулевым входом тригГера 7 контроля, является выходом 20 меток времени устройства. Выход счетчика 3 соединен с С-входами триггеров 7 и 8 контроля и через элемент НЕ 13 с первыми входами элеМентов И-НЕ 10 и 11, выход генератора 4 соединен с первым входом эле)чента И-НЕ 12 и через элемент НЕ 14 с нулевым входом триггера 8 и С-входом триггера 9. Вторые входы элеМентов И-НЕ 10-12 соединены с едиНичными выходами соответственно триггеров 7-9, Д-входы которых под синхронизированстройстве дейстоля: контроль наключены к источнику единичного потенциала. Д-вход триггера 6 управления соединен со своим инверснымвыходом, его С-вход соединен с выходом первого элемента И-НЕ 10, а единичный вход подключен к выходу тумблера 16 и через резистор 15 к источнику напряжения,Вход тумблера 16 является управляющим входом устройства 19, а выходыэлементов И-НЕ 10-12 - его первым,вторым .и третьим контрольными выходами,Устройство работает в двух режимах: штатном и резервном. Выбор одного из режимов осуществляется в зависимости от наличия сигналов метоквремени (МВ) на шине 17 и состояниясигнала на входе 16 управления режимом устройства.В штатном режиме устройство обеспечивает прохождение сигналов МВ сшины 17 на выход 20При этом вход16 изолирован от общей земляной шины,в результате чего на единичном входетриггера 6 управления удерживаетсяпотенциал высокого уровня, задаваемый от источника питающего напряжения через резистор 15. Соответственно при общей установке в "0", производимой перед пуском функционирования, все триггеры устройства, в томчисле триггер 6, устанавливаются в11 310 состояние, в котором остаются напротяжении всего периода исправнойработы устройства ( ц епи установки в0 не показаны) .Нулевое состояние триггера 6 открывает первый управляющий вход элемента 2 И-ИЛИ-НЕ 5, что разрешаетпрохождение на его выход сигналов МВ,поступающих по шине 17, При этомкаждый из сигналов МВ синхронизируется в синхронизаторе 1 и выдается навыход 20 устройства, откуда далеесигналы разводятся всем потребителям их в системе,Помимо выработкиных сигналов МВ в увуют три вида контр1513456 6 личия на рабочем выходе 20 сигналовМВ, контроль выработки сигналов генератором 4 и контроль наличия в устройстве тактовых импульсов на входе 18,Первые два вида контроля базируются на работе триггеров 7 и 8 исчетчика 3, который непрерывно заполняется через свой счетный входтактовыми импульсами. Счетчик 3 яв"ляется неуправляемым, что обеспечивает его периодическое срабатываниес выработкой сигнала переполнения наего выход, Задний фронт каждого такого сигнала (эпюры сигналов в различных точках схемы показаны нафиг. 1) вызывает переключение триггеров 7 и 8 в "1", однако в этомсостоянии триггеры 7 и 8 не остаютсятак как периодически сбрасываются в"0" сигналом МВ с рабочего выходаустройства 20 (триггера 7) и сигналом с выхода генератора 4, проходящичерез инвертор 14 (триггер 8).Соответственно суть этих двухвидов контроля состоит в фиксацииситуации, при которой сигнал переполнения счетчика 3 достигает состояния "1" триггера 7 или 8.Если поступление в устройствосигналов МВ по входу 17 прекращается,то прекращается и сброс триггера 7в "0", второй же сигнал переполнениясчетчика 3, возникший после прекращения поступления сигналов МВ, достигает "1" триггера 7При этомэлемент И-НЕ 10 оказывается открытпо второму входу, что разрешает прохождение на его выход проинвертированного элементом НЕ 13 сигнала переполнения счетчика 3. Сигнал.с выхода элемента И-НЕ 10 поступает напервый контрольный выход устройства21, свидетельствуя об обнаружениифакта прекращения выдачи сигналовМВ на выход 20 устройства.Если в устройстве прекращается выработка сигналов генератором 4, тоаналогично срабатывают вторые триггер 8 контроля и элемент И-НЕ 11.Сигнал с выхода элемента И-НЕ 11 поступает на второй контрольный выходустройства 22, свидетельствуя о неисправности в цепях генератора автономных сигналов МВ.Параллельно с двумя рассмотренными видами контроля в устройстве непрерывно контролируется наличие тактовых импульсов на входе 18. Этотконтроль осуществляется третьимитриггерами 9 контроля и элементом5И-НЕ 12. Действие контроля аналогично описанным с той лишь разницей,что триггер 9 устанавливается в "1"инверсированными сигналами с выходагенератора 4, а сбрасывается в "0".тактовыми импульсами с входа 18. Если поступление в.устройство тактовыхимпульсов прекращается, то сбростриггера 9 в "0" также прекращается.При этом второй же (после прекраще.ния) сигнал с выхода генератора 4 до;стигает "1" триггера 9, что разрешает прохождение этого сигнала на выход элемента И-НЕ 12 и далее натретий контрольный выход устройства20 19, свидетельствуя о неисправностив цепи тактовых импульсов.Поясним соотношения временных параметровв работе схемы. м Конкретно, в описываемом устройст втакт = 1 мГцв ь такт = 400 нс400 нс). Частота сигналов, вырабатываемых генератором 4, К т =250 Гц, Т =. 4 мс,=400 нс,где Г тс частота тактовых сигналов; Й , - частота сигналов МВ;й- частота сигналов, вырабатываемых генератором 4;т, - длительность тактовых сигналов;длительность сигналов МВддлительность сигналов, вырабатываемыхгенератором 4; Ттт - период сигналов, вырабатываемых генератором 4.Генератор 4 является кварцованным,соответственно его частота с точностью разброса параметров резонатора, составляющей не хуже 10 -10-5близка частоте внешних сигналов МВ.Время переполнения счетчика 3 не 45,значительно превьппает период(4,0 мс) сигналов МВ и составляет4,096 мс, что при Г , = 1 мГц реализуется 12-разрядной схемой.Сигналы с выхода счетчика 3 и выхода 20 устройства синфазны по отношению друг к другу, но периоды ихследования, хотя и близки, все жеразнятся на интервал, равный 96 мкс,что обеспечивает более частый сбростриггера 7. в "0", чем его установкав "1". При этом, если в -м периодеработы указанные сигналы оказываютсяразнесенными во времени, то сигнал с выхода синхронизатора 1 всегдауспевает1513456 10 15 20 25 30 35 40 возвратить триггер 7 в "0" до прихода контролирующего сигнала с выхода счетчика 3, что гарантировано обеспечивает в эти моменты времени закрытое состояние элемента И-НЕ 10.Если же поступление указанных сиг,палов на С- и Е-входы триггера 7 совпало во времени и сигнал на С-входе "пересиливает" (в результате чего триггер 7 переходит в "неблагоприятное" единичное состояние), то это происходит только в момент завершения сигнала на С-входе, т.е. по заднему фронту сигнала с выхода счетчика 3. При этом не менее, чем за 96 мкс до выработки следующего сигнала переполнения счетчика 3 триггер 7 сбрасывается в "0" более частым сигналом с выхода 20 устройства.Лналогичная картина имеет место и в работе триггера 8, элемента И-НЕ 11 и триггера 9, элемента И-НЕ 12. При этом несинфазность сиг,налов с выхода генератора 4 и счет,чика 3 (для триггера 8) либо с так,товыми импульсами 18 (для триггера :9) не вносит каких-либо дополнительных негативных факторов.Помимо указанных видов контроля в штатном режиме обеспечивается са,мовосстановление функционирования ;устройства.Если поступление сигналов МВ прекращается, сигнал с выхода элемента И-НЕ 10 одновременно с выдачей на ,первый контрольный выход 21 устройства проходит на С-вход триггера б управления и переключает его в "1", переводя устройство в резервный режим работы.В этом режиме на выход 20 начинают пропускаться автономные сигналы меток времени, вырабатываемые в самом устройстве генератором 4. Замещение внешних сигналов МВ автономными, вызываемое переключением триггера б управления, происходит за счет того, что первый управляющий вход элемента И-ИЛИ-НЕ 5 закрывается, а его второй управляющий вход открывается эта разрешает прохождение на вход синхронизатора 1 сигналов МВ, вырабатываемых генератором 4.Как и в штатном режиме работы, в резервном режиме в устройстве продолжается контроль наличия сигналов МВ на выходе 20. Если по какой-либо причине на выходе 20 сигналы вновьпропадают, контроль срабатываетаналогично описанному При этом сигнал неисправности на выходе 21 возвращает триггер 6 управления в "0",чем делается попытка продолжения работы от внешних сигналов МВ. Такаяпопытка оправдана, так как поступление внешних сигналов МВ может возобндвиться,В резервном режиме полностью сохраняется контроль сигналов на выходе генератора 4 и контроль наличия тактовых импульсов на входе 18.Резервный режим моЖет быть заданнезависимо от наличия внешних сигналов МВ. На входе 16 устанавливаетсянулевой потенциал, что переключаеттриггер 6 управления в "1" и далеестатически удерживает его в этом состоянии низким уровнем на его единичном входе.Как и в описанных ситуациях, вэтом режиме в устройстве сохраняетсяполный контроль его внешних и автономных сигналов МВ, а также контрольтактовых импульсов на шине 18.При неисправности внешних, автономных сигналов МВ и тактовых импульсов, в частности на выходе 21, сигнал, свидетельствующий о пропадании МВ на рабочем входе устройства20, вызывает прерывание программы ссообщением ей о переходе на автономные МВ. Сигнал с выхода 22, свидетельствующий о пропадании автономныхсигналов МВ, является индикационными сообщается только оператору. Приэтом выполнение рабочих режимов неприостанавливается и не прерывается,Сигнал с выхода 19 свидетельствуето полной неработоспособности устройства. Формула изобретения Устройство для контроля меток времени, содержащее генератор импульсов,счетчик иМпульсов и синхронизатор, 50причем выход синхронизатора являетсявыходом меток времени устройства,тактовый вход устройства соединен стактовым входом синхронизатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения контролепригодности устройства, в него введены элемент2 И-ИЛИ-НЕ, триггер управления, тритриггера контроля, три элемента И-НЕ,Заказ 6081/49 Тираж 668 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 два элемента НЕ и резистор, причемшина единичного потенциала устройствасоединена с информационными входамипервого, второго, третьего триггеров контроля и через резистор с входом установки в "1" триггера управления, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго элементов И элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, входзадания режима устройства соединен свходом установки в "1" триггера управления, инверсный выход которогосоединен с информационным входом 15триггера управления, вход меток времени устройства соединен с вторымвходом второго элемента И элемента2 И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединенс входом пуска синхронизатора, выход которого соединен с входом установки в "О" первого триггера контроля, выход счетчика импульсов соединен с тактовыми входами первого ивторого триггеров контроля и через 25первый элемент НЕ с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ,тактовый вход устройства соединен сосчетным входом счетчика и входом установки в "0" третьего триггера контроля, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ,выход генератора импульсов соединен свторым входом первого элемента И,элемента 2 И-ИЛИ-НЕ, с вторым входомтретьего элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ с входом установки в"0" второго триггера контроля и тактовым входом третьего триггера контроля, выход первого триггера контролясоединен с вторым входом первогоэлемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления и является первым контрольным выходом устройства, выход второго триггера контроля соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого и выход третьего элемента И-НЕ являются соответственно вторым и третьим контрольными выходамиустройства.