Дискретная линия задержки

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для управления в реальном масштабе времени временными соотношениями тестовых сигналов при функциональном контроле СБИС. Цель изобретения - повышение быстродействия при одновременном снижении энергетических затрат - достигается за счет введения входа 5 управления, управляющего вентиля 6, двух элементов И 7,8, элемента ИЛИ 9, вентильных элементов 12 второго набора нагрузочных элементов, дешифратора 13, элемента ИЛИ 15 и новых связей. Устройство также содержит входную шину 1, цепочку последовательно соединенных вентильных элементов 2=1...2=N, мультиплексор 3, шину 4 старших разрядов управления устройства, шину 14 младших разрядов управления устройства, первую группу вентильных элементов 10=1...10=K, вентильные элементы 11=1...11=K первого набора нагрузочных элементов, выходную шину 16. Введенные элементы и новые связи исключают зависимость изменения длительности задержанных импульсов от программируемого значения задержки, что позволяет увеличить предельное быстродействие устройства. Кроме того, без изменения собственной задержки устройства обеспечена возможность сокращения числа вентильных элементов первого набора нагрузочных элементов, что обеспечивает сокращение аппаратно-мощностных затрат на реализацию устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (51)5 Н 03 К 5/153

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ ССОР (21) 4385408/24-21 (22) 29.02,88 (46) 07.02.90. Бюл. Ô 5 (72) А.Н. Очеретяный (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1145470, кл. Н 03 К 5/13, 1982.

Патент ФРГ !"- 3215847, кл. G 04 F 10/00, 1985.

An Architectural solution to the

skyscraping Cost of VLSI ТезЫпд—

Electronics Zest 1986, Ф 8, р. 29, vig, 5, (54) ДИСКРЕТНАЯ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для управления в реальном масштабе времени временными соотношениями тестовых сигналов при функциональном контроле СВИС. Цель изобретения — повышение быстродействия при одновременном снижении энергетических затрат — достигается за счет введения входа 5 управления, управляющего вентиля б, двух элеменИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в составе KHO для управления в реальном масштабе времени временными соотношениями тестовых сигналов при функциональном контроле-современных типов СБИС, требующих пикосекундной разрешающей способности задания временной диаграммы контроля.

ЛЙ3„„154 А 1

2 тов И 7,8, элемента ИПИ 9> вентильных элементов 2, второго набора нагрузочных элементов, дешифратора 13, элемента ИЛИ 15 и новых связей. Устройство также содержит входную шину

1, цепочку послеловательно .соединены>х вентильных элементов 2-1...2-N мультиплексор 3 шину 4 старших разрядов управления устройства, шину 14 младших разрядов управления устройства, первую группу вентильных элементов 10-1...10-К, вентильные элементы 11-1...11-1(первого набора чагрузочных элементов, выходную шину !

6. Введенные элементы и новые связи исключают зависимость:лзменения длительности задержанных импульсов от прсграммируемого значения задержки, что позволяет увеличить предельное быстродействие устройства, Кроме того, без изменения собственной задержки устройства обеспечения возможность сокращения числа вентильных элементов первого набора нагру-., зочных элементов, что обеспечивает сокращение аппаратно-мощностных затрат на реализацию устройства. 1 ил.

11елью изобретения являетей повышение быстродействия устройства путем исключения зависимости изменения длительности выходного импульса от программируемого значения задержки при одновременном снижении аппаратно-мощностных затрат, На чертеже изображена блок-схема дискретной линии задержки.

1541760

Дискретная линия содержит входную шину 1, цепочку последовательно соединенных вентильных элементов 2-1

2-N, мультиплексор 3, шину 4 старших разрядов управления устройства, вход

5 управления устройства, управляющий вентиль 6, элементы И 7 и 8, элемент

ИЛИ 9, первая группа вентильных элеМентов 10-1...10-К, группа вентильйых элементов 11-1...11-К первого абора нагрузочных элементов, вентиль ые элементы 12 второго набора нагру зочных элементов, дешифратор 13, шину

14 младших разрядов управления устрой-11 ства, элемент ИЛИ 15, выходную шину 16.

Входная шина 1 линии задержки соединена с входом цепочки последовательйо соединенных вентильных элементов

2-1 ° °,2-N и первым входом мультиплек- 20

4ора 3, входы управления которого соединены с шиной 4 старших разрядов упвавления линии. Инверсный выход каждого вентиля 2- цепочки последовательно соединенных вентильных элемен- 25 тов соединен с входом последующего .c=.

2-()+1 }-ro вентиля этой цепочки. Йри этом прямой выход первого вентиля

2-1 цепочки последовательно соединенных вентильных элементов соединен с вторым входом мультиплексора 3, каждый последующий четный вход мультиПлексора 3 соединен с прямым выходом нечетного вентильного элемента этой цепочки. Инверсный выход вентиля 2-2 цепочки последовательно соединенных

1 ентильных элементов соединен с треть 1м входом мультиплексора 3, каждый

Последующий нечетный вход мультиплексора 3 соединен с инверсным выходом

Последующего четного вентильного эле40 мента этой цепочки.

Вход 5 управления устройства соединен с входом управляющего вентиля 6, прямой и инверсный выходы которого оединены соответственно с первым входом первого 7 и второго 8 элементов И. Второй вход элемента И ? соединен с первым выходом мультиплексора 50

3. Второй вход элемента И 8 соединен с вторым выходом мультиплексора 3 и входом вентильных элементов 12 вто1)ого набора нагрузочных элементов. Выходы элементов И 7 и 8 соединены с

55 входами элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с первыми входами вентилей первой группы вентильных,элементов 10-1...10-К, вторые входы этих вентилей соединены. с соответств, гщими выходами дешифратора 13, входы которого соединены с шиной 14 младших разрядов управления устройства. Выход каждого вентильного элемента ..

10-1...10"К первой группы вентильных элементов подключен к емкостной нагрузке, в качестве которой используются емкости входов соответствующей группы вентильншх элементов 11-1...

11-К первого набора нагрузочных элементов. Выходы вентилей первой группы вентильных элементов 10-1,,.10-К соединены с входом элемента ИЛИ 15, выход которого соединен с выходной шиной 16, Линия работает следующим образом.

Входной импульс отрицательной полярности поступает на входную шину 1.

Проходя по цепочке последовательно соединенных элементов 2-1...2-N этот импульс задерживается на каждом вентиле на время его собственной задержки

"с и поступает на соответствующий вход мультиплексора 3, не изменяя первоначальной полярности. При этом, проходя через цепочку последовательно соединенных элементов 2-1...2-Б, входной импуль.: поступает на вход очередного вентиля цепочки инвертированным по сравнению с полярностью входного импульса на входе предыдущего вентиля цепочки, Это исключает зависимость длительности импульса на выходе мультиплексора 3 в зависимости от программируемой задержки.

Код, поступающий на шину 4 старших разрядов управления устройства, определяет задержку входного импульса, задаваемую со сравнительно гру-. бой дискретностью, и кратную собственной задержке вентильного элемента цепочки последовательно соединенных элементов 2-1...2"N.

В зависимости от состояния входа

5 управления устройства разрешающий уровень с выхода вентиля 6 поступает либо на вход элемента И 7, либо на вход элемента И 8, Перепад импульсного сигнала из уровня логической "1" к уровню логического "0", проходя с второго выхода мультиплексора 3 на выход элемента И 8 (при наличии разрешающего уровня на его первом входе), задерживается на время, пропорциональное числу входов вентильных элементов в

12, подключенных к второму выходу мультиплексора 3. Эта задержка выби154176 л "o рается примерно равной --. Че2 рез элемент И 7 импульсный сигнал проходит без задержки на время о . Прои ходя через элемент ИЛИ 9, импульсные сигналы с выхода элемента И 8 или с выхода элемента И 7) поступают на первые входы вентильных элементов

10-1 I О-К, выполняющих логическую . функцию И.

В зависимости от кода, поступающего на шину 14 младших разрядов управления устройства, с соответствую" щего выхода дешифратора 13 разрешающий15 уровень поступает на вход одного as элементов 10-1...10-К, На выходе вентильного элемента 10-m, на втором входе которого присутствует разрешающий уровень, вырабатывается импульсный сигнал прямой полярности, на выходе остапьных вентильных элементов первой группы присутствует уровень логического "0".

Фронт и срез импульсного сигнала, проходящего с выхода вентильного элемента 10-ш через элемент ИЛИ 15 на выходную шину 16 линии, задерживаются на время, пропорциональное количеству подключенных входов вентильных 30 элементов 11-m первого набора нагрузочных элементов. Так как зависимость задержки фронта и среза импульсного сигнапа на выходе матричного вентильного элемента в зависимости от емкос55 ти входов подключенных вентильных элементов достаточно линейная, то имеется возможность расчетным или экспериментальным путем выбрать количество вентильных элементов в соот- 40 ветствующей группе из числа вентильных элементов первого набора нагрузочных элементов 11-1...11-К, обеспечивающих требуемую задержку. Так как емкость входа матричного вентильного эле- 45 мента достаточно мала, например, для вентильных элементов базового матричного кристалла I500XMI составляет значение порядка десятых долей пикофарады, то д скр ция задержки 5р импульсного сигнала на выходе элемента ИЛИ 15 может осуществляться в пикосекундной области.

Переключение дешифратора 13 обеспечивает приращение задержки импульсного сигнала на выходной шине 16 линии с дискретностью л

hnc =

2К

6 где К вЂ” количество выходов дешифратора.

Возможность дискретизации с пикосекундной разрешающей способностью

Ср временного интервала — а не вре2 менного интервала как в известной линии„существенно сокращает необходимое число вентильных элементов первого набора нагрузочных элементов 11-1. ...II-К, что снижает аппаратно-мощностные затраты на устройство в целом.

Переключение дешифратора 13 может производиться до появления импульса на выходе элемента ИЛИ 15, поэтому управляющие коды на входных шинах могут изменяться с высокой частотой, В режиме управления в реальном масштабе времени это обеспечивает более высокое быстродействие устройства.

Диапазон задания задержки в устройстве равен (N+1) о „ а дискретность программного управления h, Максимальное быстродействие уст ройства в режиме управления в реальном масштабе времени определяется следующей зависимостью:

f с л r o

СН+ "np + "u где а — собственная начальная задержи ка дискретной линии задержки при начальном (например, нулевом) управляющем коде; л с — задаваемая программная за"P держка; ло „ — минимальная длительность входного импульса, Дополнительным преимуществом предлагаемой линии является то, что, имея пикосекундную дискретность программного управления, она полностью выполнена только на логических элемен- тах. Это позволяет реализовать ее на основе матричных БИС серий К1500ХМ!

1500ХМ2 и др. Микроминиатюризация конструктивных размеров линии позволяет в конструктивном отношении эффективно использовать ее при создании автоматизированного контрольно-. измерительного оборудования.

В изобретении исключена зависимость изменения длительности выходного импульса от программируемого значения задержки. Это позволяет уменьшить минимальную длительность входных импульсов и тем самым повы-. сить предельное быстродействие линии, 1541760

Формула изобретения

Составитель В. Простаков

Редактор М. Бпанар Техред Л,0лийнык

Корректор С. Черни

Заказ 289 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Дискретная линия задержки, содержащая входную шину, подключенную к

5 входу цепочки последовательно соеди" ненных вентильных элементов и первому входу мультиплексора, входы управления которого соединены с шиной старших разрядов управления устройства, а 10 также первую группу вентильных элементов, первые входы которых объединены а выход каждого из которых подключен емкостной нагрузке, в качестве которой используются емкости входов

c,îîòâåòñòâóþùeé группы вентильных элементов первого набора нагрузочных . элементов, отличающаяся

1ем, что, с целью повышения быстродействия при одновременном сниже- 0 (Нии агпаратно-мощностных затрат, в ь ее введены первый и второй элементы элемент ИЛИ, управляющий вентиль, 1ход которого соединен с входом управления устройства, а прямой и ин- 25

Персный выходы соединены с первыми

Входами первого и второго элементов

И соответственно, выходы которых со1Единены с в .о дами элемента ИЛИ, вто-!

1>ые входы первого и второго элеменt.oa И соединены соответственно с пер1 ым и вторым выходами мультиплексора, второму выходу мультиплексора подключены входы вентильных элементов второго набора нагрузочных элемен ов, выход элемента ИЛИ соединен с первыми входами первой группы вентильных элементов, вторые входы которых соедине" ны с соответствующими выходами дешифратора, входы которого соединены с шиной младших разрядов управления устройства, выходы первой группы вентильных элемейтов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства, при этом инверсный выход каждого предыдущего вентильного элемента цепочки последовательно соединенных вентильных элементов соединен с входом последующего элемента этой цепочки, прямой выход первого вентиля цепочки соединен с вторым входом мультиплексора, каждый последующий четный вход мультиплексора соединен с прямым выходом соответствующего последующего нечетного вентиля цепочки, инверсный выход второго вентиля цепочки последовательно соединенных вентильных элементов соединен с третьим входом мультиплексора, каждый последующий нечетный вход мультиплексора соединен с инверсным выходом соответствующего последующего четного вентиля этой цепочки,