Распределитель импульсов

(51) ЗОБРЕТЕНИЯ ПИСА ТЕЛЬСТВУ СИОМ,Ф 21 иональнь одержит лементы ые такть сдвигате И-НЕ 2-7,блок 8 о введены нта И 15 льсо ь е ос рмирую хрониз вции еы 9-1твлен оист Р-триггер7. Осущесуказаннымсключить ри элем эаимосв яэеи междупозволяетбои в рабо леентами сево ные ст тва и усвания к ановить лительн нее жесткие тр сти запуск мпульсо нкГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(57) Изобретение относится к импуной технике и может быть использоно в устройствах распределения импульсов, системах синхронизации нуправления. Цель изобретения - повышение надежности и расширение ф х возможностеи. УстроиствоИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах распределения имгульсов, системах синхронизации и управления. 5Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей.На фиг. 1 приведена функциональная схема распределителя импульсов для отрицательных основных тактов; на фиг, 2 - временная диаграмма его работы (без учета задержек элементов); на фиг. 3 - функциональная15 схема распределителя импульсов для положительных основных тактов.Распределитель импульсов содержит сдвигатель 1 импульсов, элементы И"НЕ 2-7, формирующие основные такты, блок 8 синхионизации, В-триггеры20 9-14, элементы И 15-17, выходные шины 18-23 основных тактов, выходные шины 24-29 перекрывающихся на полпе" риода тактовых импульсов, выходные шины 30-35 "схватывающих" тактовых импульсов, шину 36 начальной установки, шину 37 тактовых импульсов, вход 38 запуска.30Сдвигатель 1 импульсов, представляющий собой регистр сдвига, осуществляет сдвиг единицы (с перекрытием или без) и обеспечивает на выходных шинах 24-29 последовательность перекрывающихся на полпериода такто-, 35 вых импульсов, элементы И-НЕ 2-7, замкнутые в кольцо, формируют основные неперекрывающиеся (с гарантированным минимальным зазором, равным задержке элемента И-НЕ) тактовые импульсы (такты) на выходных шинах 18-23, блок 8 синхронизации преобразует последовательность входных так-. товых импульсов с шины 37 и две ин версные последовательности тактовых импульсов, которые осуществляют синхронизацию (сдвиг) сдвигателя 1 импульсов и стробирование соответствующих основных тактов, формируемых на элементах И-НЕ 2-7, При этом последовательность тактовых импульсов с первого выхода блока 8 синхронизации стробирует нечетные такты, а с второго выхода в .четные такты. При другой организации сдвигателя 1 импульсов, например, однотактном регистре сдвига блок 8. синхронизации выполняет функцию буферных усилителей. Стробироваии. осиониы: гактов пхаюной последовательностью тактовы импульсов осуществляется с целью ис - ключения из длительности формируемых тактов времени задержки переключения триггеров сдвигателя 1, что обеспечивает меньший разброс тактов по длительности, Триггеры 9-14 запоминают факт формирования предыдущего такта по установочному входу Б по началу предыдущего такта и разрешают формирование следующих двух тактов, стробируя (разрешая) их на элементах И-НЕ 2-7. Например, В-триггер 10 устанавливается по входу Я в состояние "1" при формировании первого такта (отрицательный) на выходе элемента И-НЕ 2 и разрешает формирование второго и третьего тактов на выходах элементов И-НЕ 3 и 4. После формирования такта по номеру на две единицы большего номера запомненного такта триггеры 9-14 сбрасываются в исходное состояние "0" по входам синхронизации С, так как на информационных входах В В-триггеров постоянный сигнал "Сопзйи от общей шины. В этом состоянии В-триггеры 9-14 запрещают формирование стробируемых ими тактов в течение формирования последующих тактов. Продолжая предыдущий пример, В-триггер 10 сбрасывается в исходное положение по окончании (заднему фронту) третьего такта на выходе элемента И-НЕ 4 После этого он нулевым потенциалом запрещает формирование (ложное) второго ы третьего тактов в течение формирования последующих тактов.На выходных шинах 30-35 с выходов В-триггеров 9-14 формируется последовательность перекрывающихся "охватывающих" тактовых импульсов, Установка по входу Я первого В-триггера 9 и последнего В-триггера 14 осуществляется через элементы И 15-16. Начальная установка распределителя импульсов осуществляется сигналом низкого уровня (отрицательный) на шине 36 начальной установки, который подается на входы начальной установки сдвигателя 1 импульсов и В-триггеров 10-13 .(входы К). Первый В-триггер 9 и последний В-триггер 14 в отличие от других триггеров и сдвигателя 1 в исходное положение устанавливаются от шины 36 через элементы И 15-16. Запуск распределителя импульсов осу 1298887ществляется положительным сигналом на входе 38 запуска, который, совпадая на элементе И 17 с инверсным выходом триггера второго разряда сдвигателя 1, поступает с выхода 5 элемента И 17 на информационный вход первого разряда сдвигателя 1.Распределитель импульсов работает в двух режимах: ждущем (разомкнутом) и замкнутом (циклическом).10В ждущем режиме (фиг. 2, интервал А-Б) на вход 38 распределителя подаются положительные запускающие импульсы. В исходное положение распределитель устанавливается по сигна 15 лу начальной установки на шине Зб.При этом триггеры сдвигателя 1импульсов устанавливаются в 0 Р- триг геры 1 0- 1 3 -в " 0 " , а Р-три г геры 9 и 1 4 - в " 1 " . В исходном положении элементы И-НЕ 2 - 7 блокированы соответствующими выходами разрядов сдвигателя 1 импульсов , а элементы И-НЕ 3- 7 дополнительно блокированы25 Р-триггерами 10-13. После прихода положительного запускающего импульса на вход 38 по ближайшему переднему Фронту синхроимпульса с первого выхода блока 8 синхронизации первый разряд сдвигателя 1 переключается30 в "1". Со сдвигом в полпериода по ближайшему импульсу на шине 37 на выходной шине 18 первого основного такта появляется тактовый импульс.Также со сдвигом в полпериода по пе реднему Фронту ближайшего импульса с второго блока 8 синхронизации второй разряд сдвигателя 1 переключается в "1". Таким образом, на выходных шинах 24-29 сдвигателя 1 фор 40 мируется последовательность перекрывающихся на полпериода импульсов, а на выходных шинах 18-23 элементов И-НЕ 2-7 формируется последователь-.ность основных отрицательных тактов с гарантированным минимальным (одна задержка логического элемента И-НЕ) интервалом. В конце цикла сдвигатель 1 приходит в исходное положение. Первый такт на выходе элемента И-НЕ 2 передним Фронтом устанавливает Р-триггер 10 в единичное состояние по входу Б, а задним фронтом сбрасывает в "0" Р-триггер 14 по входу С, Р-триггер 10 снимает блокировку второго и третьего тактов на элементах И-НЕ 3 и 4,а триггер 14 блокирует первый и последний такты на элементах И-НЕ 2 и 7, Следовательно, после окончания первого такта неблокированным остается только второй такт, который должен формироваться в следующем за первым тактом полпериоде. Остальные такты блокированы либо соответствующими Р-триггерами 11- 14, либо разрядами сдвигателя 1, либо и теми, и другими вместе. По заднему фронту второго такта с выхода элемен-та И-НЕ 3 Р-триггер 9 переключается в нулевое состояние, блокируя первый и второй такты, а Р-триггер 11 переключаътся в единичное состояние по переднему фронту второго такта по входу Я, снимая блокировку с элементов И-НЕ 4 и 5 и т.д.Таким образом, в каждый момент времени (имеется в виду время в течение полпериода импульсов входной тактовой последовательности) разрешается формирование. только одного такта, Остальные блокированы одновременно несколькими сигналами, что существенно повышает надежность в работе распределителя импульсов, так как вероятность одновременного сбоя (переключение в единичное состояние) блокирующих триггеров (обычно два) и сдвигателя 1 существенно меньше.На Фиг, 2 в интервале А-Б показана сбойная ситуация (незаштрихованные импульсы), когда одновременно с переключением пятого разряда сдвигателя 1 переключается в единичное состояние и первый разряд. Далее возникшая ложная единица распространяется через все разряды сдвигателя 1, В отличие от известного распределителя, где аналогичная ситуация привела бы к Формированию ложных тактов на выходах элементов И-НЕ 2-7 (показаны пунктирными линиями), в предложенном распределителе такой сбой не вызывает появления ложных тактов на тех же выходах, так как они блокированы соответствующими триггерами. Другие сбойные ситуации рассмотрены в замк" нутом режиме.На выходных шинах 30-35 Р-триггеров 9-14 (фиг. 2) формируется последовательность перекрывающихся "охватывающих" тактовых импульсов за счет того, что каждый "схватывающий" тактовый импульс формируется от начала предыдущего основного такта и от конца последующего основного такта, Таким образом, длительность "охватыва 129888ющего" тактового импульса равнатрем полпериодам входной тактовойпоследовательности импульсов,Запуск сдвигателя 1 осуществляется сигналом с выхода элемента И 17,который подается на информационныйвход первого разряда сдвигателя 1 иявляется конъюнкцией сигнала запуска на входе 38 и сигнала с инверсного выхода второго разряда сдвигателя 1. Это необходимо для ослабленияограничений на длительность запускающего импульса и для Функциональногоограничения сигнала запуска в обоихрежимах работы распределителя импульсов.Как видно из диаграммы (показанопунктиром), при длительности импульса запуска более периода импульсов20входной последовательности, что также справедливо при замкнутом режимеработы, когда выходная шина 35 соединяется с входом 38 запуска, для предотвращения повторного запуска сдвигателя сигнал запуска на входе 38укорочивается сигналом с инверсноговыхода второго разряда сдвигателя.Таким образом, надежный запускосуществляется с помощью полученных"охватывающих" тактовых сигналов итактового импульса со сдвигателя 1минимальными средствами (один элемент И 17). В качестве сдвигателя 1импульсов может быть использованлюбой известный однотактный регистрсдвига.В этом случае блок 8 синхронизации представляет собой буферныеусилительные элементы, а сигналы сшины тактовых импульсов, первого ивторого выходов блока 8 синхрониза 40ции, а также первый и второй входысинхронизации сдвигателя 1 функционально одинаковы.В замкнутом (циклическом) режиме45выходная шина 35 соединяется с входом 38 запуска (фиг. 2, интервалВ-Г). Запуск распределителя импульсов в этом режиме осуществляется поокончанию сигнала начальной установкина шине Зб. Работа распределителя50импульсов в замкнутом режиме в основном аналогична работе в разомкнутомрежиме. Отличие заключается в том,что в конце цикла сдвигатель 1 импульсов не устанавливается в исходное55положение, а вновь запускается аналогично предыдущему циклу по сигналус выхода Р-триггера 14 через элемент 7 6И 17 (фиг. 2, интервал В-Г, 1-й, 2-й и 3-й циклы)Такая схема запуска исключает распространение сбойной ситуации (ложные единицы) из цикла в цикл (фиг. 2, интервал В-Г, 1-й и 2-й циклы, незаштрихованные импульсы). Блокировка сбойных ситуаций в сдви:ателе 1 в замкнутом режиме аналогична разомкнутому режиму (фиг. 2;1-й цикл). Сбойная ситуация в Р-триггерах 9-14 также возможна (фиг. 2;2-й цикл, незаштрихованный импульс). И в этом случае на выходе основных тактов не появляются ложные такты. Сбои Р-триггеров также не распространяются из цикла в цикл, В третьем цикле временной диаграммы показана ситуация, которая может возникнуть в сдвигателе 1 при сбое всех его триггеров в состоянии "1" (остановка сдвигателя), В этом случае навыходе основных тактов также не появятся ложные такты, а функции сдвигателя будут выполнять Р-триггеры 9-14.Таким образам, существенно увеличивается надежность распределителя импульсов при наиболее вероятных сбоях типа записи лишней "1".Распределитель импульсов (фиг. 3) работает аналогично распределителю (фиг. 1), только обеспечивает положительные основные такты.Предлагаемый распределитель импульсов обеспечивает расширение функциональных возможностей за счет формирования дополнительной последовательности тактовых импульсов, охватывающих основные такты гарантированными интервалами с обеих сторон, что особенно существенно при управлении запоминающими устройствами, а также за счет менее жестких требований к длительности запускающего импульса в разомкнутом режиме, позволяющих без дополнительных устройств осуществлять запуск распределителя.Формула изобретенияРаспределитель импульсов, содержащий М-разрядный сдвигатель импульсов, М последовательно соединенных элементов И-НЕ, замкнутых в кольцо, и блок синхронизации, вход которого соединен с шиной тактовых импульсов и с входами нечетных элементов И-НЕ, первый выход соединен с входами четных элементов И-НЕ и первым входом синхрони 1298887 8Фзации сдвигателя импульсов, второй выход соединен с вторым входом синхронизации сдвигателя импульсов, а выходы разрядов сдвигателя импульсов соединены с выходными шинами и с 5 входами соответствующих элементов И-НЕ, выходы которых подключены к соответствующим выходным шинам, при этом вход начальной установки сдвигателя импульсов подключен к шине начальной установки распределителя,/ о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, в него введены Б Э-триггеров и три 15 элемента И, причем входы синхронизации Р-триггеров, начиная с первого и до (К)-го, соединены с выходами элементов И-НЕ, начиная с второго и до И-го соответственно, а вход 20 синхронизации Б-го Э-триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ, при этом установочные входы Э"триггеров, начиная с второго и до (Б)-го, соединены с выходами элементов И-НЕ, начиная с первого и до (0-2)-го соответственно, а входы Р всех Р-триггеров подключены к общей шине, вы"ходы Э-триггеров, начиная с первогои до (Ю)-го, подключены к соответствующим выходным шинам и к входамдвух элементов И-НЕ каждый, начинаяс первого и второго, продолжая свторым и третьим и до (И)-го иН-го соответственно, а выход Н-гоР-триггера подключен к соответствую"щей выходной шине и к входам первогои Я-го элементов И-НЕ, вход запускараспределителя импульсов подключенк входу первого элемента И, второйвход -которого соединен с инверснымвыходом второго разряда сдвигателяимпульсов, а выход - с информационным входом первого разряда сдвигателя импульсов, установочные входыпервого и В-го Э-триггеров соединеныс выходами второго и третьего элементов И соответственно, первые входыкоторых соединены соответственно свыходамн Н-го и (И)-го элементовИ-НЕ, а вторые входы - с шиной начальной установки и входами начальной установки Р-триггеров, начинаяс второго и до (И)-го.Тираж 902 ПодпиИИЛИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская каб., д. 4/ но 130 зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4