Устройство для контроля двухфазных импульсных последовательностей

 

Изобретение относится к цифровой технике и может быть использовано в ЭВМ и других цифровых системах. Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Устройство содержит регистр 1, счетчики 2-4, блок 5 постоянной памяти, управляемый генератор 6 импульссЗв, триггер 7, коммутатор 8, элементы И 9-11, элементы ЗАПРЕТ 12, ИЛИ 13-17, элементы НЕ 18-19, одновибратор 20, информационный , управляющий, дополнительный входы 21-24, контрольный выход 25 и выход 26 ошибки устройства. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 G 06 F 11/00, Н 03 К 5/19

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4230950/24-24 (22) 17.04.87 (46) 28.02.89. Бюл. 1(8 (72) Г.Н.Тимонькин, М.П.Ткачев, С.Н.Ткаченко и В.С.Харченко (53) 681. 3(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1244666, кл. G 06 F ll/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВУХФАЗНЫХ ИМПУЛЬСНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к цифровой технике и может быть использова-. но в ЭВМ и других цифровых системах.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля. Устройство содержит регистр 1, счетчики 2-4, блок 5 постоянной памяти, управляемый генератор 6 импульсбв, триггер

7, коммутатор 8, элементы И 9-11 элементы ЗАПРЕТ 12, ИЛИ !3-17, элементы НЕ 18-19, одновибратор 20, информационный, управляющий, дополнительный входы 21-24, контрольный выход 25 и выход 26 ошибки устройства.

3 ил.

1462319

Изобретение относится к цифровой технике и может быть использовано в

ЭВМ и других цифровых системах с повышенной достоверностью функциониро5 вания.

Целью изобретения является повыше" ние достоверности контроля., На фиг.l приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на Ip фиг.2 и 3 — временные диаграммы, поясняющие его работу, Устройство содержит регистр I, первый — третий счетчики 2-4, блок

5 постоянной памяти, управляемый ге- 15 нератор 6 импульсов, триггер 7, коммутатор 8, первый — третий элементы

9-11, элемент ЗАПРЕТ 12 первый— пятый элементы ИЛИ 13-17, первый и второй элементы НЕ 18 и 19, одновиб- 20 ратор 20, первый и второй информаци онные, управляющий и дополнительный входы 21"24, контрольный выход 25 н .выход 26 ошибки устройства.

Устройство работает следующим об- 25 разом.

В процессе функционирования устройства осуществляется контроль двухфазных последовательностей импульсов, один цикл которых содержит ряд пачек импульсов первой и второй фазы, поочередно поступающих на информационные входы 21 и 22, причем число импульсов в каждой пачке может быть различным.

Регистр 1 предназначен для хранения кода номера контролируемой последовательности. Этот код задает адрес страницы блока 5, на которой в виде слов записаны потактно эталонные зна- 40 чения соответствующей последователь" ности, определяющие число импульсов в каждой пачке. Код заносится в регистр 1 параллельно через вход 23 по спаду сигнала на входе 24. Разряд- 45 ность кода определяется по формуле

= )1оК Mj» где M — количество страниц, а символ

) х (означает округление х в большую сторону.

Счетчики 2 и 3 предназначены для формирования адреса слова в блоке 5 путем подсчета импульсов соответственно в первой и второй фазах контролируемой последовательности. Изменение состояний счетчиков происходит по спаду сигнала на счетном входе.

Разрядность V,, è V „ ñ÷åò÷èêoí 2 и 3 соответственно определяется по формулам

V = Jlog Ь C где L, L — суммарное число импульсоч во всех пачках со" ответственно первой и второй фаз одного цикла контролируемой последовательности.

Установка счетчиков в нуль происходит при появлении единичного сигна" ла на R-входах.

Счетчик 4 предназначен для обнаружения пропусков целых циклов в конт" ролируемоМ последовательности. Каждый импульс в этой последовательности обнуляет счетчик. В паузе между этими импульсами происходит заполнение счетчика импульсами с генератора 6. Если эта пауза больше продолжительности Т одного цикла контролиИ руемой последовательности, то происходит переполнение счетчика, в результате чего на его выходе перепол" нения формируется импульс дополнительной полярности. Коэффициент К, пересчета счетчика определяется по формуле

Ти, Е Ксча 2Т„Г, где f — частота импульсов, формируемых генератором 6. !

Блок 5 постоянной памяти представляет собой ПЗУ статического типа и предназначен для хранения слов, задающих потактно эталонное значение контролируемых последовательностей импульсов. Каждое слово содержит три разряда. Первый и второй разряды подаются на выходы первый и второй соответственно и задают эталонные значения сигналов в очередном. такте работы устройства. Под тактом работы устройства понимается его функционирование от прихода сигнала на пуск или импульса s одной из. фаз до прихода ближайшего импульса в любой фазе.

Если в очередном такте той или иной фазы ожидается приход импульса, то в соответствующем разряде слова задается единица. В противном случае этот разряд должен быть равен нулю.

Третий разряд слова подается на третий выход и задает конец цикла контролируемой последовательности. Во

14623 в(c х с loBлх с ()(> f ве1 ств > юших той или иной последов ат ел ьности с циклом длины 1., этот разряд должен быть равен нулю, кроме последнего (L+1)-го

5 слова, в котором первый и второй разряды должны быть равны нулю, а третий разряд — единице. Пример кодирования страницы ПЗУ при контроле последовательности 3-2-2-1 (т.е. один 1р цикл которой содержит 3 импульса в первой фазе, затем два импульса во второй фазе, затем два импульса в первой фазе и еще один импульс во

1 второй фазе) приведен в таблице, 15

Управляемый генератор 6 импульсов предназначен для формирования сигналов заполнения счетчика 4. Триггер

7 предназначен для фиксации рабоче- 2р го (единичное состояние) и нерабочего (нулевое состояние триггера) режимов функционирования устройства. Коммутатор 8 представляет собой элемент

И-ИЛИ 2 и предназначен для формирова- 25 ния сигнала несовпадения контролируемой последовательности с эталонной последовательностью. Сигнал формируется на выходе коммутатора 8 путем подключения к нему того информацион" 30 ного входа 21 или 22, на котором в текущем такте импульс появиться не должен. Подключение происходит при подаче единичного сигнала на соответствующий управляющий вход.

Элементы И 9 и 10 предназначены для управления подачей импульсов на; счетные входы счетчиков 2 и 3 таким образом, чтобы импульс первой (второй) фазы проходил на счетчик 2 (3) лишь тогда, когда на соответствующем выходе блока 5 имеется единичный сиг- нал, т.е. когда в очередном такте ожидается приход импульса в этой фазе. Элемент И 1! предназначен для предотвращения выдачи ложных сигналов ошибки при вхождении устройства в синхрониэм в момент его запуска, а также для предотвращения выдачи повторных сигналов ошибки при обнаружении искажений в контролируемой импульсной последовательности.

Элемент ЗАПРЕТ 12 предназначен для прекращения заполнения счетчика

4 импульсами на время прихода очередного импульса в контролируемой последовательности.

Элемент ИЛИ !5 предназначен для формирования сигнала на переключе19 ние триггера 7 в нулевое состояние на период вхождения устройства в синхронизм. Элемент ИЛИ 13 предназначен для формирования сигнала о наличии искажений в контролируемой последо" вательности с учетом возможности пропуска целого числа циклов в ней. Элемент ИЛИ 16 предназначен для формирования сигнала на запуск одновибратора 20. Элемент ИЛИ 14 предназначен для формирования сигнала на сброс счетчика 4 в нуль при появлении импульса в любой из фаз контролируемой последовательности, а также при запуске устройства в работу.

Элементы НЕ 18 и 19 предназначены для формирования сигналов на управляющих входах коммутатора 8. Одновибратор 20 предназначен для формирования сигнала сброса счетчиков 2 и 3 в нуль в конце цикла последовательности или при обнаружении ее искажений. Элемент ИЛИ !7 предназначен для формирования сигналов на установку счетчиков 2 и 3 в нуль.

Рассмотрим работу устройства при контроле одного цикла импульсной последовательности типа 3-2-2-1, когда соответствующая страница блока 5 за" кодирована, как показано в таблице.

Устройство может работать в следующих режимах: режиме вхождения в синхронизм с контролируемой последовательностью; рабочем режиме.

Первый режим является для устройства нерабочим. В него устройство переходит при подаче сигнала "Пуск" на вход 24 или при обнаружении искажения в контролируемой импульсной последовательности. Этот режим является неосновным, поскольку в нем устройство неспособно обнаруживать искажения.

Войдя в синхронизм с контролируемой последовательностью, устройство автоматически переходит из этого режима в рабочий режим, в котором оно способно обнаруживать искажения.

Для облегчения понимания принципа действия устройства сначала рассмотрим -его функционирование в рабочем режиме, начиная с первого такта контролируемой последовательности, когда счетчики 2 и 3 установлены в нуль, триггер 7 — в единицу (не показано), а на регистре 1 уже установлен код номера страницы, на которой записано эталонное значение контролируемой последовательности. Поэтому на

I 4 выходах бдоKcl 5 сигналы будут иметь значения, соответствующие нулевому слову страницы (первая строка таблицы). При этом единичным сигналом с первого выхода блока 5 будет открыт элемент И 9, а его инверсным (нуле.вым) значением с выхода элемента ;?IЕ 18 будет запрещено прохождение

,:сигнала с входа 21 устройства на вы:ход коммутатора 8. Нулевым же сигна,лом с второго выхода блока 5 заперт ,. элемент И 1О и через элемент HF. 19

;разрешено прохождение сигнала с входа 22 на выход коммутатора 8. Единич::ным сигналом с выхода триггера 7 ге нератор 6 удерживается в режиме фор мирования непрерывной последовательности импульсов.

Пусть контролируемая последона1гельность не искажена. Тогда с приХодом первого и второго импульсон из

Первой пачки первой фазы содержимое

1 начетчика 2 становится равным соответственно "001 и "010", вследствие

Чего на выходы блока 5 будут последовательно поданы слова ? - 1 и 2. Поскольку эти слова совпадают с нулевым

Слоном, то в схеме сохраняется прежнее значение сигналов. С приходом же последнего (третьего) импульса пер-.

@ой пачки первой фазы на выход блока

5 будет подано слово номер три. При

Этом единичным сигналом с второго выхода ПЗУ будет открыт элемепт И 10, а выход коммутатора 8 будет отключен от входа 22. Нулевым же сигналом с первого выхода блока 5 запрется элемент И 9, а вход 21 устройства будет подключен к выходу коммутатора 8..

Тем самь1м по окончании первой пачки импульсов в первой фазе устройство будет подготовлено -к контролю первой прачки во второй фазе. Этот контроль будет осуществляться аналогично описанному, но при этом изменяться будут состояния только счетчика 3, который последним 1 вторым ) импульсом первой пачки в этой фазе будет установлен н состояние 10 . Этим будет обусловлена выборка из блока 5 пятого слова, по которому произойдет переключение устройства на контроль второй пачки импульсов в первой фазе, в процессе которого будет изменяться состояние лишь счетчика 2.

Далее устройство будет работать аналогично описанному выше. С приходбм последнего импульса последней

62319

16

ЗО

35 пачки цикла на ныхоцы блока 5 будет подано заключительное слоно (в данном примере это восьмое слово соглас. но в таблице), которое единичным сигналом с третьего выхода блока 5 запустит одновибратор 20 и обеспечит установку счетчиков 2 и 3 в нуль.

Тем самым устройство будет подготовлено к контролю нового цикла контролируемой последовательности импульсов.

Если в этой последовательности произошло пропадание импульса в какой-либо из пачек, то в конце этой пачКи из-за отставания соответствующего счетчика не произойдет переключение устройства на контроль очередной пачки импульсов в.другой фазе.

Поэтому первый же импульс этой очередной пачки пройдет на выход коммутатора 8 через тот информационный вход, который из-за отставания счетчика противоположной фазы к этому времени еще не будет отключен от выхода коммутатора 8. С выхода коммутатора 8 через открытый элемент И 11 этот импульс поступает на выход 26 ошибки устройства,,сигналпзируя об искажении последовательности. Этим же импульсом через элемент ИЛИ 16 запустится одновибратор 20, установив н нуль счетчики 2 и 3, а через элемент ИЛИ 15 будет установлен в нуль триггер 7, Нулевой сигнал с его прямого выхода закроет элемент И 11, предотвращая выдачу повторных сигналон ошибки. Единичный сигнал с иннерсного выхода триггера поступит на выход 25, сигнализируя о переходе устройства в режим вхождения н синхронизм. Он является нерабочим режим мом из-за неспособности устройства н это время обнаруживать новые искажения последонательности.

В этом режиме каждый импульс на входе 21 (22) вызывает увеличение содержимого счетчика 2 (3) на единицу и выборку нового слова из блока 5, если в момент прихода этого импульса открыт элемент И 9, 10), а вход 21 (22) отключен от выхода коммутатора

8. Если же в момент прихода импульса элемент И 9 (10) закрыт, а следовательно, вход 21 (22) подключен к выходу коммутатора 8, то этот импульс пройдет на выход коммутатора и через однонибратор 20 вновь установит н нуль счетчики 2 и 3. Очевидно, что

14623

55 повторные сбросы этих счетчиков в нуль будут продолжаться до тех пор, пока не начнется новый цикл контролируемой-последовательности. Если он

5 не имеет искажений, то в конце его из блока 5 будет считано заключительное слово (слово У 8 в таблице).

При этом единичным сигналом с третьего выхода блока 5 через одновибратор 20 счетчики 2 и 3 будут установлены в нуль и подготовлены к началу нового цикла. Триггер же 7 будет ус" тановлен в единицу, что означает переход устройства в рабочий режим. 15

Благодаря повторным сбросам счетчиков 2 и 3 в нуль по сигналам с выхода коммутатора 8 общая продолжительность пребывания устройства в режиме вхождения в синхронизм не превыша- 20 ет продолжительности двух циклов контролируемой последовательности.

На фиг.2 изображены временные диаграммы функционирования устройства для случая пропадания последнего им- 25 пульса в первой пачке второй фазы.

При этом на фиг.2а приведен сигнал на первом информационном входе 21, на фиг.2б — на входе 22, на фиг.2в— на выходе элемента И 9, на фиг.2г — 30 состояние счетчика 2, на фиг.2д — на выходе элемента И 10, на фиг.2е— состояние счетчика 3, на фиг.2ж — на первом выходе блока 5, на фиг.2з на втором выходе блока 5, нафиг.2и— на входах счетчиков 2 и 3, на фиг.2кна выходе коммутатора 8, на фиг.2л— на прямом выходе триггера ?, на фиг.2м — на выходе 26, на фиг.2н— на третьем выходе блока 5. 40

Если же в какой-либо пачке контролируемой последовательности появится ложный дополнительный импульс, то через коммутатор 8, ставший лишним, последний импульс этой пачки посту- 45 пит на выход 26 и приведет устройство в режим вхождения в синхронизм, как это было при пропадании импульса.

Это произойдет вследствие тоГо, что к моменту прихода завершающего им- 50 пульса этой пачки уже произойдет подключение выхода коммутатора к этой фазе. Функционирование устройства в этом релжме аналогично описанному и поясняется диаграммой на фиг.3, на которой представлены те же сигналы, что и на фиг.2. С помощью генератора

6, счетчика 4, элемента ИЛИ 14 и элемента ЗАПРЕТ 12 ведется выявление

19 8 искажений контролируемой последовательности типа "пропадание целого цикла". При этом в паузе между соседними импульсами в любой фазе счетчик

4 заполняется импульсами с генератора б, а ближайший импульс контролируемой последовательности устанавливает в нуль счетчик 4, не давая ему переполниться.

Если же эта пауза окажется больше продолжительности цикла контролируемой последовательности, то произойдет переполнение счетчика 4. С его выхода сигнал переполнения поступит на выход 26 устройства, сигнализируя об ошибке, и аналогично описанному произойдет переход устройства в режим вхождения в синхронизм с контролируемой последовательностью. В этом режиме работа генератора запрещается нулевым сигналом с выхода триггера 7.

Для перехода к контролю последовательности другого вида необходимо на вход 23 устройства подать код номера нужной последовательности и подать кратковременно единичный сигнал на вход 24. С появлением единичного сигнала на этом входе счетчики 2-4 устанавливаются в нуль. По спаду же этого сигнала триггер 7 устанавливается в нуль, переводя устройство в режим вхождения в синхронизм. Далее оно функционирует аналогично описанному выше. Аналогично происходит и первоначальный запуск его в работу.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для контроля двухфазных импульсных последовательностей, содержащее два элемента И, первьпt вход. первого элемента И и первый информационный вход коммутатора объе динены и являются первым информационным входом устройства, первый вход второго элемента И и второй информационный вход коммутатора объединены и являются вторым информационным входом устройства, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно со счетными входами первого и второго счетчика, и два элемента НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены шина логического нуля, управляемый генератор импульсов, третий элемент И, элементы ИЛИ, третий счетчик, элемент ЗАПРЕТ, одновибратор, блок постоянной памяти, 146

Адрес слова в пределах страницы ПЗУ

Р слова в

Содержимое слова по выходам ПЗУ

I странице

Старшие раз- Младшие раз-. ряды (группа ряды (группа входов 27) входов 28) 30 31 32

0 0 0

О 0 1

0 1 1

О 1 1

0 1 1

О О

1 О l

1 О I

О

2

4

6

0 0

0 0

0 0

О О

О 1

1 О

1 0

1 1

1 О 0

1 О 0

1 О 0

0 1 0

0 1 0

1 О О

1 0 0

0 0

0 0 1 триггер и регистр, информационный вход которого является управляющим входом устройства, а выходы соединены с соответствующими первыми адресными входами блока постоянной памяти, выходы первого и второго счетчиков соединены соответственно с вторыми и третьими адресными входами блока постоянной памяти, первый выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и входами первого элемента НЕ,второй выход блока постоянной памяти соединен с вторым входом второго элемента И и входом второго элемента НЕ, выходы первого и второго элементов НЕ подключены соответственно к первому и второму управляющему входу коммутатора,.выход которого подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, первый и второй входы второго элемента ИЛИ объединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов

И, выход второго элемента И подключен к К-входу третьего счетчика и к инверсному входу элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен со счетным входом третьего счетчика, выход которо2319 10 го соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого поцключен к первому входу третьего элемен5 та И и первым входом третьего z» четвертого элементов ИЛИ, третий выход блока постоянной памяти соединен с

S-входом триггера и вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен к первому входу пятого элемента ИЛИ, выход которого подключен к Р"входам первого и второго счетчиков, выход третьего элемента ИЛИ соединен с С- и К-входами триггера, J-вход которого подклю— чен к шине логического нуля, инверсный выход триггера является контрольным выходом устройства, прямой выход соединен с вторым входом третьего элемента И и управляющим входом управляемого генератора, выход которого соединен с прямым входом элемента

ЗАПРЕТ, С-вход регистра, вторые вхо25 ды третьего и пятого элементов ИЛИ и третий вход второго элемента ИЛИ объединены и являются входом эапуска устройства, выход третьего элемента

И является выходом ошибки устройства.!

662319 йрспп1ание иппуп са

Иская3нный сии цикл Н искпжгннки цикл