Устройство для синхронизации вычислительной системы

5773 5О 3 149 рования сигналов С ; К - сигнал дешиАратора 34, определяющий продолжительность цикла сигнала Сз (в числе периодов сигнала С); В - входы установки в "0" триггеров и счетчиков; 8 - единичные входы триггеров;и С, С - сигналы с выхои идов дешифратор ов 1 8 и 1 9, являющиеся составляющими контрольных интервалов С и С при приеме входных сигналов М, и М соответственно; С - сигнал дешиАратора одного из начальных тактов счетчика 17.Устройство работает следующим образом.Распределитель 1 импульсов (Фиг.1 ) Формирует сдвинутые по Фазе последо-. вательности тактовых импульсов С и С, определенной номинальной часто" ты, например 252 кГц, с некоторой максимально допустимой погрешностью, например 10Импульсы С, (Фиг.1, 2) поступают на счетный вход счетчика 17 и с выхода 7 устройства выдаются в систему, где, например, могут быть использованы в качестве машинных тактов ЦВМ.Импульсы С, поступают (Аиг,1,2) в блоки 2 и 3 и используются для ор". ганизации Фиксированных задержек сигналов в пределах одного такта.На входы 5 и 6 устройства поступают синхронные сигналы М и М точного времени . Сигналы М имеют относительно сигналов М, меньшую, в целое число К раз, частоту следования и определяют начало циклическо- го отсчета сигналов М, в пределах периода (цикла) сигнала МС выходов 8 и 9 в систему выдаются сигналы С и С , которые, например, могут быть использованы для управления высокоточными устройствами и для организации программных циклов ЦВЧ соответственноВ штатном режиме работы (при наличии сигналов М 1 и М ) периоды и Ааза их соответствуют периодам и фазе сигналов М и МСчетчик 17 (Фиг.2) ведет счет импульсов С (числа тактов распределителя импульсов) в пределах периода сигналов С и содержит две группы выходов: младших (например, 1-го или 1- и 2-го) разрядов и старших разрядов, т,е., остальных выходов счетчика 5 20 25 30 35 40 45 50 55 4Дешифратор 18 Аормирует выходныеясигналы А,В, С, С длительностьюв один такт задающего генератора путем использования при дешифрации выходов счетчика обеих групп.ДешиАратор 19 Аормирует сигналы,С, С, С длительностью в общемнслучае более одного такта задающегогенератора путем использования всхемах дешифрации только группы старших разрядов счетчика,В каждом периоде сигнала С проверяется синхронность работы устройства путем контроля совпадения сигнала М, с временным интерваломна выходах элемента И 26.На. Аиг,4 приведена временная диаграмма работы блока 2, показывающаясинхронную с сигналами М, работу устройства, работу при отсутствии первого сигнала М , последующую работубез поступления сигналов М, работу при появлении несинхронного сигнала М и подсинхронизацию блока 2 сним.На Фиг.5 приведена временная диаграмма работы блока 3 при наличиисигнала МДлительность сигнала С (Фиг.2,4).,выбирается из расчета обеспечении приема переднего Фронта и начала сигнала М иопределяется величиной периода сигналаМ и максимально допустимой погрешностью задающего, генератора, Например, при номинальных частотах сигналов С и С, соответственно 1000 и10 Гц (т.е, значение К равно 00),и при указанных параметрах задающего генератора длительность сигналаможет быть принята с,250-го по251-й такт.По совпадению Формируемого устройством сигнала С и импульса С навыходах элемента И 6 сигналом по входу сброса в "0" счетчик 17 устанавливается в "0" и на выходе С дешиА 3ратора 18 появляется соответствующий сигнал, Формирующий конец и задний Аронт сигнала С (в пределахдлительности сигнала М,). Длительность сигнала С 1, например можетбыть равна длительности обнуленногосостояния счетчика 17, т.е. до счетаим первого такта в следующем периодесигнала С,Счетчик 17 ведет счет тактов впределах периода сигнала М какправило, до номинального (А) значе1495773 ния (в приведенном примере до 252 тактов). По мере накопления временной ошибки от погрешности частоты1задающего генератора в зависимости от ее знака периодически Формируются периоды сигнала С с уменьшенным или увеличенным конечным значением счетчика 18 (в приведенном примере с 251 или 253 тактами соответственно). При этом период сигнала С, определяемый сигналами М , не изменяется.Интервал 11 йормируется, как сумма составляющих из сигналов 11 э А, В, СЭлемент И-НЕ 39 (Фиг.3) при синхронной работе с сигналами М выдает на вход 13 элемента И 24 (йиг,2) сигнал, запрещающий прохождение с выхода элемента ИЛИ 23 последнего в цикле еигнала С, В качестве сигнала С в этом случае используется сигнал (йиг.1-3), поступающий с входа б через элемент И 37, цепь 131, элемент ИЛИ 22 на выход Я. При наличии сигналов М и М, ввиду их синфазности, последний период сигнала Сд в цикле сохраняется равным предыдущим периодам.В случае непоступления на вход 5 (фиг.2) сигнала М(кроме последнего в цикле) счетчик 17 ведет счет тактов до значения В, дешифратор 18 формирует соответствующий сигнал, который через элементы ИЛИ 23, И 24 и ИЛИ 22 поступает на вход 8 в качестве сигнала С, при этом включаются триггеры 30 и 31, с выхода 12 снимАется признак наличия сигналов М 1, а на выходе 126 появляется признак несинхронной работы с сигналами М,.Начиная со следующего периода сигнала С после включения триггерра 31, устройство автономно формирует все, кроме последнего в цикле, сигналы С с периодом номинальной (А) длительности путем выдачи на выход 8 сигнала с соответствующего выхода.дешифратора 18 через элементы И 27, ИЛИ 23, И 24 и ИЛИ 22.При отсутствии сигнала М 1 по наличии М производится укорочение или удлинение последнего периода сигнала С в зависимости от знака погирешности задающего генератора,Тем самым в каждом цикле устраняется накопившаяся временная ошибка Формирования сигналов С. 6При появлении на входе 5 сигналаМ, триггер 30 устанавливается в"О" и на выходе 1211 появляется приэнак наличия данных сигналов. Если. поступивший сигнал находится в пределах интервала 1, то он через элемент И 26 устанавливает в "0" триггер 31 и поступает на выход 8. При 10 этом с выхода 12 снимается признак несинхронной работы с сигналами М 1.При несовпадении сигнала М 1 синтервалом 11, т,е. при рассинхро-.15 низации устройства с сигналом М,его прохождение через элемент И 26запрещается, триггер 31 продолжаетоставаться включенным, и на выходе12 сохраняется признак несинхрон ной работы с сигналами СПризнаки наличия сигналов М инесинхронной работы с сигналами Мпоступают на входы 12и 12 элемента 4.2 (Фиг,1), на выходе 14 которого йормируется команда задания режима подсинхронизации с сигналами М,включакнцая,триггер 32 (фиг.2). Приэтом сигнал с его инверсного выходазапрещает прохождение сигналов А че рез элемент И 27 и устройство переходит на удлиненный, например на одинтакт, период Формирования сигналовС. При достижении сннфазной работыустройства с сигналами М 1, т.е. попа дания в интеРвал , сигналом с выхода элемента И 26 триггер 31 уста-навливается в "О", при этом на выходе 12 снимается признак несинхронной работы с сигналами М , с выхода 40 14 снимается сигнал включения триггера 32. Сигналом с выхода элементаИ 26 на вход В триггер 32 также устанавливается в "О", прекращается режим подсинхронизации с сигналами М,1и устройство начинает Формироватьсигналы С, синфазные сигналам М;. Счетчик 33 (Фиг,3,5) ведет циклический счет числа сигналов С дозначения К. На счетный вход С счетчика 33 поступают сигналы с инверсно.го выхода 12 старшего разряда счет-,чика 17 (фиг,2,3), т.е. счет сигналов С ведется с опережением по йа-.55 эе (приближенно на полпериода)Сигнал С формируется элементом И 35при появлении на выходе дешифратора34 сигнала К и последнего в цикле1 сигнала С, т.е. устройство всегдаобеспечивает взаимную синйазностьсигналов С и С.Сигналы К с выхода дешифратора 34и С, с выхода 11 включают триггеры41 и 42Триггер 41 в последующемустанавливается в "0" любым сигналомМ с выхода 6, а триггер 42,- только синхронным сигналом М (т.е. сов"падающим с интервалом 1 при значе 2нии счетчика 33, равном К) с выходаэлемента И 37. Интервал 1 Формируется при помощи элемента ИЛИ 20 (Фиг.2),Икак слагаемое трех сигналов:и 1 . Назначение сигнала Ф 15.допуски от номинальной длительностицикла сигнала М. Величины допускови 1 определяются максимально возйможным отклонением в счете тактовсчетчиком 17 за цикл сигнала М приотсутствии сигналов М 1. Для приведен.ных параметров задающего генератораи сигнала М допуски 1 и 1 могут 25) йсоставить четыре такта.При непоступлении сигнала Мтриггеры 41 и 42 (фиг.З) продолжаютсохранять свое единичное состояниеи по сигналу 1 включается триггер 3043, при этом на выходе 13 отсутствует признак наличия сигналов М, ана выходе 13 появляется признакнесинхронной работы с сигналами М,При наличии сигналов М 1 устроиство 35продолжает Формировать сигналы С иС с прежними точностными параметрами,При отказе обоих сигналов М иМ устройство переходит на полностью 40автономный режим Формирования сигналов С и Сз с погрешностью частотызадающего генератора.Установка в "0" счетчика 33,т.е.подготовка нового цикла, всегда производится при совпадении на входахэлемента И 45 обнуляющего сигналас выхода элемента ИЛИ 40 с синхроим.пульсом С (по концу сигнала С ).Обнуляющий сигнал формируется припомощи элементов ИЛИ 40, И 36 " 38:в синхронном режиме работы по поступлению сигнала М с входа 6 черезэлемент И 37; при отсутствии синхронного сигнала М 2 сигналом 1 з вначале следующего цикла, при сохраняющемся состоянии К на счетчике 33и на дешифраторе 34 через элементИ Зб; в режиме подсинхронизации с сигналами М (при включении триггера 44) любым сигналом М, при условии завершения режима подсинхронизации по сигналу М 1, т,е. при выключении триггера 32 и снятии при этомзапрета на прохождение сигнала Мчерез элемент И 38,Задание режима:подсинхронизациис сигналами И производится выдачейкоманды на включение триггера 44 свыхода 15 элемента 4.1 (фиг. 1,3)после несинхронного появления сигналов М на входе 6, т.е. при выклю"чении триггера 41 и при сохраняющемся включении триггера 43,Элементы И 4 вырабатывают укаанные команды на задание режимов подсинхронизации с сигналами М 1 и Му и%кроме того, здесь йормируются двасигнала 10 и 10, объединяющих выходы 12, 13 и 12, 13+ блоков 2 иЗ обеспечивающие соответственноконтроль наличия сигналов М , Мточного времени и контроль режимовработы устройства. Отсутствие сигналов на выходе 10 свидетельствует осинхронной работе устройства. Наличие сигналов на выходах 12 и 13означает отсутствие синхронной работы с сигналами М 1 и М и автономное формирование устройством выход"ных управляющих сигналов С или Ссоответственно.Формула изобретенияУстройство для синхронизации вычислительной системы, содержащее задающий генератор, распределитель импульсов, первый блок синхронизации с сигналами точного времени, причем первый выход распределителя импульсов соединен с первым тактовым входом первого блока синхронизации с сигналами точного времени, вход запуска которого является входом сигналов точного времени устройства,первый тактовый выход первого блока синхронизации с сигналами точного времени является первым тактовым выходом устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше ния точности синхронизации нескольких ЦВМ, в устройство введен второй блок синхронизации с сигналами точного времени и группа элементов И, причем первый выход распределителя импульсов является вторым тактовым9 149 выходом устройства, второй выход распределителя импульсов соединен с вторым тактовым входом первого блока1синхронизации с сигналами точного времени и с первым тактовым входом второго блока синхронизации с сигналами точного времени, вход запуска которого является входом запуска сигналов точного времени устройства, второй тактовый вход второго блока синхронизации с сигналами точного времени соединен с первым тактовым выходом первого блока синхронизации с сигналами точного времени, третий, четвертый, пятый и шестой тактовые входы второго блока синхронизации с сигналами точного времени соединены соответственно с вторым, третьим, четвертым и пятым тактовыми выходами первого блока синхронизации с сигналами точного времени, вход начальной установки второго блока синхронизации с сигналами точного времени соединен с выходом первого элемента И группы, первый тактовый выход второго блока синхронизации с сигналами точного времени является тактовым выходом устройства, первый и второй выходы разрешения блокировки второго блоха синхронизации с сигналами точ" ного времени соединены соответственно с первым и вторым входами разрешения блокировки первого блока синхронизации с сигналами точного времени, первый и второй выходы признака сбоя первого блока синхронизации с сигна лами точного времени соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И группы и являются первым и вторым выходами группы выходов сбоя устройства, входы первого элемента И группы соединены соот.ветственно с первым и вторым выходами признака сбоя второго блока синхронизации с сигналами точного времени и являются соответственно третьим и четвертым выходами группы выходов сбоя устройства, выход второго элемента И группы соединен с входом начальной установки первого блока синхронизации с сигналами точного времени причем первый блок синхронизации1 с сигналами точного времени содержит счетчик, два дептифратора, шесть элементов И, элемент НЕ, четыре элемента ИЛИ, три триггера, причем счетный вход счетчика является первым тактовым входом блока, первый вход 5773 1 О первого элемента И является вторымтактовым входом блока, выход первого элемента И,соединен с входом сброса в "О" счетчика, первый вход первого элемента ИЛИ является первымвходом резрешения блокировки блока,выход первого элемента ИЛИ соединенс вторым входом первого элемента И 10 и является первым тактовым выходомблока, первый вход второго элементаИ является вторым входом разрешения блокировки блока, выход второгоэлемента И соединен с вторым входом 15 первого элемента ИЛИ, группа выходовмладших разрядов счетчика соединенас первой группой входов первого дешифратора, группа выходов старшихразрядов счетчика соединена с второй 20 группой входов первого дешифратораи с группой входов второго дешифратора, первый выход которого соединенс первым входом второго элемента ИЛИ,инверсный выход старшего разряда 25 счетчика является вторым тактовымвыходом блока, выход третьего элемента ИЛИ является третьим тактовым выходом блока, первый выход первогодешифратора соединен с вторым входом 30 второго элемента ИЛИ, с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с первым входом третьего элементаИ, выход которого соединен с входомтриггера, вход сброса в "О" которого соединен с входом элемента НЕ, спервым входом четвертого элементаИ и является входом запуска блока,второй выход первого дешифраторасоединен с третьим входом второго 40 элемента ИЛИ и с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединенс вторым входом второго элемента И, 45 третий выход первого дешифратора соединен с четвертым входом второго элемента ИЛИ, с первым входом третьегоэлемента ИЛИ, второй и третий входыкоторого соединены соответственно с. вторым и третьим выходами второгодешифратора, выход второго элементаИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом сброса в "0" второготриггера, с первым входом шестогоэлемента И и входом сброса в "О"третьего триггера, вход установки в,"1" которого является входом начальной установки блока, инверсный выходтретьего триггера соединен с первым входом пятого элемента И и является пятым тактовым выходом блока, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ,инверсный выход первого триера является первым выходом признака сбоя блока, прямой выход первого триггера соединен с входом установки в "1" второго триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом пятого элемента И и является вторым выходом признака сбоя блока, четвертый выход первого дешифратора является четвертым тактовым выходомпервого блока синхронизации с сигналами точного времени, второй блок синхронизации с сигналами точного времени содержит счетчик, дешийратор, пять элементов И, элемент ИЛИ,четыре триггера и элемент И-НЕ, причем первый вход первого элемента И соединен с синхровходом первого триггера, с синхровходом второго триггера и является первым тактовым входом блока, первый вход второго элемента И является вторым тактовым входомблока, счетный вход счетчика является третьим тактовым входом блока, первый вход третьего элемента И является четвертым тактовым входом блока, группа разрядных выходов счетчика соединена с группой входов дешифратора, выход которого соединенс Ю-входам первого триггера, с вторым входом третьего элемента И, спервым входом элемента И-КЕ, с вторым входом второго элемента И, с первым входом четвертого элемента И и .с .Т-входом второго триггера, вход сброса в "О" счетчика соединен с выходом первого элемента И, второйвход которого соединен с выходомэлемента ИЛИ, синхровход третьеготриггера соединен с вторым входомчетвертого элемента И и является пятым тактовым выходом блока, инверсный выход первого триггера является 1 О первым выходом признака сбоя блока,прямой выход третьего триггера является вторым выходом признака сбояблока, вход установки в "1" четвертого триггера является входом начальной установки блока, первый входпятого элемента И является шестымтактовым входом блока, прямой выход четвертого триггера соединен свторым входом пятого элемента И,тре тий вход третьего элемента И соединен с третьим входом пятого злемен"та И, с входом сброса в "О" первоготриггера и является входом запускаблока, выход третьего элемента И сое динен с первым входом элемента ИЛИ,с входом сброса в "О" второго триггера, с входом сброса в "О" третьеготриггера, с входом сброса в "О" четвертого триггера и является первым ЗО выходом разрешения блокировки блока,выход элемента И-НЕ является вторымвыходом разрешения блокировки блока,инверсный выход третьего триггерасоединен с вторым входом элементаИ-НЕ, выход четвертого элемента Исоединен с вторым входом элементаИЛИ, выход пятого элемента И соединен с третьим входом элемента ИЛИ,выход второго элемента И является 4 О третьим тактовьи выходом блока,выход второго триггера соединен с Г - входом третьего триггера.1495773 яродвьжение аг. д оставитель Н.Т ва ьева едактор В,Дан Техре Коррект М.Ва изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород Гагарина,Заказ НИИПИ 26 Гос 45 Тир дарственного 113035, аж 668комитета по Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб., д. 4/5