Устройство для синхронизации асинхронных сигналов

ОЮЗ СОВЕТСНИК ОЦИАЛИСТИЧЕСИИХРЕСПУБЛИК п 9) ( Г 1/1 ЗОБРЕТЕ ОПИСАН ВТОРСНОМ(21) (22) (71) тйту (72) (56) Ю 14 (про (54) АСИН (57) числвей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР 14798852/240512.89Научно-исследовательский инсавтоматикиИ.А.Белоусов и А.Сафин Авторское свидетельства СССР 225, кл, Н 03 К 5/153, 1977. тарское свидетельство СССР 2751, кл. Н 03 К 5/135, 1987 отип)УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ РОННЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к вытельной технике и может быть Изобретение относится к вычисли"тельной технике и может быть использовано для синхронизации устройств автоматики и вычислительной техники.Известно устройство для синхро" низации импульсов, содержащее два триггера, пять элементов И и два инвертораНедостатком данного устройства является то, что оно не может обеспечить момента выдачи и снятия выходных тактовых импульсов по входному асинхронному сигналу в соответствующие разрешенные интервалы времени, что нередко необходимо в устройствах автоматики и вычислительной техники для Фазовой синхронизации устройств, обменивающихся информацией, но работающих с различными частотами тактовых импульсов. 755271 А 1 использовано для сийхронизации,устройств автоматики и вычислительной техники. Устройство обеспечивасинхронизацию входной асинхроннойпоследовательности переменного периода с соответствующими разрешенными интервалами времени. Цельюизобретения является расширейиефункциональных возможностей засчет обеспечения синхронизации спеременным периодом. Цель достигается за счет введения триггера,элемента .И-НЕ, элемента НЕ. 2 ил. Наиболее близким техническим ре" шением к предлагаемому является фазовый синхронизатор, содержащий задающий генератор, Ьлок из и последовательно соединенных элементов задержки, выполняющий функции формирователя импульсных последовательностей, и элементов И, и триггеров и элемент ИЛИ, причем выход задающего генератора соединен с входом первого элемента задержки, выходы блока элементов задержки с первого по и -й соединены с синхровходом соответствующих триггеров, Л-вход и-го триггера соединен с инверсным выходом первого трйггера, 1-вход 1-го триггера, где 3.=1 (и) . соединен с инверсным выходом (1+1)- го триггера, К-входы триггеров соединены с шиной нулевого потенциала.3 1)синхронизатора, входы сЬроса в "0"триггеров - с входом запуска синхронизатора, инверсные выходы триггеров с первого по и"й соединены спервыми входами соответствующихэлементов И, прямой выход первоготриггера соединен с вторым входом , а-го элемента И, прямой выход 1-го триггера, где 1 = 2п, соединенс вторым входом (1-1)-го элементаИ, третий вход и-го элемента И соединен с первым выходом блока элементов задержки, третий вход х-го элемента И соединен с (+1)-м"вьхо" дом блокд элементов задержки, выходы элементов И соединены с входамиэлемента ИЛИ,. выход которого является выходом синхронизатора.Это устройство обеспечивает строго фиксированную величину временногосдвига переднего фронта первогоим" пульса вырабатываемой на ".выходепоследовательности тактовых импульсов относительно переднего фронтазапускающего импульса, но также не может обеспечить моменты выдачи иснятия выходных тактовых импульсов . по входному асинхронному сигналу всоответствующие разрешенные интервалы времени.Цель изоЬретения - расширениефункциональных возможностей уст-:ройства за счет обеспечения синхронизации входной асинхронной последовательности переменного периодас соответствующими разрешенными интервалами времени.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для синхрони"зации асинхронных сигналов, содер"жащее тактовый генератор, распределитель импульсов, п-триггеров (где, и - число разрядов группы выходов,распределителя импульсов), элементИЛИ и группу из а элементов И, при-чем выход тактового генератора сое- .динен с тактовым входом распределителя импульсов, К-входы и триггеровсоединены с входом начальной устанЬвки распределителя импульсов, которыйявляется входом начальной установкиустройства, инверсный выход -го(триггера (=1и) соединен с ,первым входом 1-го элемента И груп пы, введен (и+1)-й триггер, элементИ-НЕ и элемент И, причем выход эле-мента ИЛИ соединен с входом элемента НЕ, выход которого соединен с 55271 4первым входом элемента И, второйвход которого соединен с (2 п+1).-мвыходом распределителя импульсов,выход элемента И является выходомустройства, прямые выходы триггеровсоединены с входами элемента ИЛИ,инверсный выход 1-го триггера (3==1 и) соединен с соответствую 10 щим входом каждого элемента И груп"пы, исключая 1-й и (1+1)-й, инверсный выход и"го триггера соединенс последним входом каждого элемента И с второго по (и)-й груп 15 пы, первый Э-вход 1-го триггера соединен с 1-выходом первой группыраспределителя импульсов, вторые3-входы которых объедйнены и подключены к входу асинхронной после 20 довательности устройства, третий3-вход и-го триггера соединен свыходом первого элемента И группы,третий 1-вход,1-го триггера соединен с выходом (1+1)-го элемента И25 группы, синхровходы триггеров соединены.с выходом тактового генератора,первый К-вход 1-го триггера соединен.с 1-ым выходом второй группы распределителя импульсов, вторые КЗО входы триггеров соединены междусобой и с выходом (и+1)-го триггера,синхровход которого является входомразрешения работы устройства, авход сброса в нуль соединен с выход дом элемента И-НЕ, входы которогосоединены с инверсными выходами и.триггеров,Благодаря введению (и+1)-го триггера, элемента И-НЕ и связи между40 ними, а также связей между выходамираспределителя импульсов и первымИЛ-К-входами и триггеров, между ин-.версными выходами и триггеров с одной,стороны и входами с второго по45 (и) -й группы из и элемейтов И ивходами, элемента И-НЕ - с доугой,связей между выходами и элементов И итретьими 3-входами п триггеров и связи между прямым выходом (и+1)-го50 триггера и вторыми К-входами и триггеров оЬеспечивается расшйрениефункциональных возможностей устройства за счет обеспечения синхронизации входной асинхронной послед довательности переменного периодас соответствующими разрешеннымиинтервалами времени.На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; йа фиг.220 5 17552один из вариантов временных диаграмм,поясняющих работу,Устройство для синхронизацииасинхронных сигналов содержит тактом5выи генератор 1, распределитель 2импульсов, триггеры 3 -3 я, (а+1)-йтриггер 4, группу элементов .И 5 "5 п, элемент И-НЕ 6, элемент ИЛИ 7,элемент НЕ 8, элемент И 9, выход 101 О устройства, вход 11 начальнойустановки устройства, вход 12асинхронной последовательности устройства, вход 13 разрешения работыустройства, выходы 14- 14первой 15группы выходов распределителя 2импульсов, выходы 15, - 15 и второйгруппы выходов распределителя 2импульсов,(2 п + 1)-й выход 16 распределителя 2 импульсов.Выход тактового генератора 1соединен с синхровходами триггеров3" 3 и и с первым входом распреде"лителя 2 импульсов, второй входкото ого соединен К-входами тригге" 25ров 3- 3 и с входом 11 начальнойустановки устройства. Выходы 1414 11 первой группы выходов распределителя 3 импульсов соединены соот"ветственно с первыми Т-входами триггеров 3- 3 п, выходы 15- 15второйгруппы выходов - с первыми К-входами триггеров 3 - 3 , Вторые 3-вхоОды триггеров 3,- 3 и соединены с входом 12 асинхронной последовательнос 35ти устройства, а вторые К-входы - свыходом триггера 4. Третий Т-входтриггера 3 п соединен с выходомэлемента И 5третий Т-вход триггера3.1 (где 1 1(п - 1 соединен 40с выходом элемента И 5Инверсныевыходы триггеров 3- 3 и соединены. с входами элемента И-НЕ 6,. Кроме того, инверсный выход триггера 33 соединен с соответствующим входом каждого элемента И 51 - И 5 п исклю"чая элемент И:5 1 а инверсныйвыход триггера 3 п соединен с последним входом каждого элемента И 5- И5. Прямые входы триггеРов 3- Зп 50соединены с входами элемента ИЛИ 7,выход которого соединен через эле-мент НЕ 8 с первым входом элементаИ 9, второй вход которого соединенс выходом 1 Ь распределителя 2 импульсов, а выход является выходой-10 устройства, вход 13 разрешенияработы которого соединен с синхровходом триггера 4, вход сброса в 71 бнуль которого соединен с выходоэлемента И-НЕ Ь,Устройство работает следующимобразом.На вход 11 начальной установкиустройства подается сигнал, обеспечивающий на выходах распределителя2 импульсов и на прямых выходахтриггеров 3 - 3 и состояние "0".Триггер 4 также йаходится а состоянии "0".После снятия сигнала начальнойустановки на входе 11 устройствараспределитель 2 вырабатьвает последовательности импульсов на выходах14 - 14 соответствующих разрешенныминтервалам привязки входного асинхронного сигнала (фиг.2, диаграммы 14 - 14 д), а на выходах 1515 д - последовательности импульсов,соответствующих разрешенным интервалам привязки входного сигналаразрешения работы устройства (фиг.2,диаграмммы 151- 15 П)./1 о подачи асинхронного сигналапо входу 12 устройства триггеры3- 3и триггер 4 находятся в сброшенном состоянии, так как,на вторыеЗК-входы триггеров 3- 3подается"0" и поступающие на их синхровходыимпульсы с выхода тактового генератора 1 не изменяют их состояния,а на вход сброса в "0" триггераподается "0" с выхода элемента.И-НЕ6. При этом на третьи 3-входы триггеров 31- 3 п подается "1" с выходовэлементов И 5- 5 л, тем самым подготавливая устройство к приемуасинхронного сйгнала. В это времячерез открытый элемент И 9 навыход 10 устройства подается последовательность тактовых импульсовс выхода 16 распределителя 2.На вход 12 асинхронной последовательности устройства подаетсяимпульс, передйий фронт которого приходит в произвольный момент времени(фиг.2, диаграмма 12), однако при"вязка асинхронного импульса произойдет в ближайшем разрешенном интервале с выхода" 14,1 распределителя 2, так как на все три Л-входатриггера 3 и в это время подается"1" и срабатывает он по заднемуфронту (фронту 1/О) синхроимпульса,который расположен внутри разрешенного интервала привязки с выхода14 и Распределителя 2. В результате .5271 7 175 чего, с инверсного выхода триггера 3 п подается "0" через элементы И 5-на третьи входы триггеров 3- 3 тем самым блокируя сраьатывание триггеров 3- 31 в слу" чае, если асинхронный импульс по входу 12 устройства будет захватывать два или более разрешенных йн- . тервалов привязки (Фиг.2, диаграммы 141, 14 п 12). При этом с прямого выхода триггера 3 и через элемент ИЛИподается "1" на вход элемента НЕ 8, "0" с выхода которого блокирует прохождение тактовых импульсов через элемент И 9 на выход 10 устройства (Фиг.2, диаграмма 10),На вход 13 разрешения работы уст- . ройства подается импульс в произвольный момент времени, по переднему фронту которого (Фронту 1/О) сраЬатывает триггер 4 (Фиг.2, диаграмма 13). Однако раЬота устройства на:знается в соответствующем разрешенном интервале привязки с выхода 15, распределителя 2, следующем после разрешенного интервала привязки с выхода 14 и распределителя 2, так как на второй 1-вход триггера 3в это время подается "0", а на первый и второй К-входы - "1" и триггер 3И сбрасывается по заднему Фронту (Фронту 1/0) синхроимпульса, который по времени расположен внутри разрешенного интервала с выхода 15 распреде. н лителя 2. После чего сбрасывается триггер 4 сигналом "0" с выхода элемента И-НЕ 6, на входы которого в этовремя подаются "1" с инверсных выходов триггеров 3- 3 п, и через открытый элемент й 9 на выход 10 устройства подается последовательность тактовых импульсов с выхода 16 распределителя 2. В качестве тактового генератора 1 может Ьыть использован кварцевый генератор импульсов, соЬранный по люыфЬои схеме. В качестве распределителя 2 импульсов может быть применен, например, 2 п"разрядный распределитель, выполненный на двоичном счетчике и дешйфраторе. Последовательность тактовых импульсов на выходе 16 распределителя 2 может Ьыть поручена произвольной (необходимой в каждом конкретном случае) частоты с помощью дешифратора распределителя 2 импульсов. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию входной асинхронной последовательности переменного периода с соответствующими интервалами времени. Формула и з о Ь р е т е н и я1Устройство для синхронизацииасинхронных сигналов, содержащеетактовый генератор, распределительимпульсов, и триггеров (где и -цисло разрядов группы выходов распределителя импульсов), элементИЛИ, группу из и элементов И,причем выход тактового генераторасоединен с тактовым входом распределителя импульсов, Е-входы и триггеров соединены с входом начальнойустановки распределителя импульсов,который является входом. начальнойустановки устройства, инверсныйвыход х. го триггера Ы:=1и)соединен с первым входом д-го элемента И группы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расши рения Функциональных возможностейпутем оЬеспечения синхронизациис переменным периодом, в него вве-.ден (и+1)-й триггер, элемент И-НЕи элемент И, причем выход элементаИ 31 И соединен с входом. элемента НЕ,выход которого соединен с первымвходом элемента И, второй вход которогосоединен с (2 п+1)-м выходом распределителя импульсов, выход элемента И является выходом устройства,прямые выходы триггеров соединеныс входами элемента ИЛИ, инверсныйвыход 1"го триггера (=1(;п соединен с соответствующим входомкаждого элемента И группы, исключая 1-ый, и (+1)-й инверсный выходи -го триггера соединен с последнимвходом каждого элемента И группы свторого по (й"1)-й, первый 1-вход-го триггера соединен с -м выходом первой группы распределителяимпульсов, вторые 7-входы которыхобъединены и подключены к входуасинхронной последовательности уст"ройства, третий 1-вход и-го триггера соединен с выходом первого элемен 55та И группы, третий 1-вход 1 -го триггера соединен с выходом (1 +1)-гоэлемента И группы, синхровходы триггеров соединены с выходом тактовогогенератора, первый К-вход ;го триг9 1755271 гера соединен с 1-м выходом второй группы распределителя импульсов; вторые К-входы триггеров соединены с выходом ( и + 1)-го триггера, синхровход которого является входом 10разрешения работы устройатва, выход элемента И-НЕ соединен с входом сброса в "0" (п + 1)-го триггера, входы элемента И-НГ соединены с инверсными выходами и триггеров.4 фее ль И.БлоусовИоргентал Коррект Касар да Лисина Е еВ т Тираж ственного комитета по и 113035, Москва, ЖКИТ ССС зобре ауш Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина, 1 Заказ 2893ВНИИПИ Госуда ЪьФ 1 Ф