Устройство для контроля меток времени

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени. Целью изобретения является повышение контролепригодности устройства. Устройство содержит синхронизатор 1, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 управления, три триггера 7, 8, 9 контроля, три элемента И-НЕ 10, 11, 12, элементы НЕ 13, 14, резистор 15, вход 16 задания режима, вход 17 меток времени, тактовый вход 18, выход 20 меток времени, первый 21, второй 22 и третий 19 контрольные выходы. Устройство обеспечивает самовосстановление работоспособности при пропадании внешних сигналов меток времени. При этом полностью обеспечивается продолжение выполнения рабочих режимов. Кроме того, в устройстве осуществляется не только контроль внешних, но и непрерывный контроль автономных сигналов меток времени. Данный самоконтроль резко сокращает время обнаружения неисправности, существенно повышая ремонтопригодность устройства в целом. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН 5ц 4 G 06 F 11/28, 11/00

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ га

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4360707/24-24 (22) 08.01.88 (46) 07.10.89. Бюл. К 37 (72) В.Э.Вершков (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство ССОР

У 619919, кл. G 06 F 11/00, 1978.

Техническое описание КА 2 390 582

ТО, ЦНИИ "Агат", 1974. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МЕТОК

ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени. Целью изобретения является

„„SU„„1513456 А1

2 повышение контролепригодности устройства. УстрЬйство содержит синхронизатор 1, счетчик 3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 управления, три триггера

7,8, 9 контроля, три элемента И-НЕ 10, 1 1, 1 2, элементы НЕ, 13, 14, резистор 15, вход 16 задания режима, вход 17 меток времени, тактовый вход 18, выход 20 меток времени, первый 21, второй 22 и третий 19 контрольные выходы. Устройство обеспечивает самовосстановление работоспособности при пропадании внешних сигналов меток времени. При этом полностью обеспечивается продолжение выполнения рабочих режимов.

Кроме того, в устройстве осуществляется не только контроль внешних, но

3 и непрерывный контроль автономных сигналов меток времени. Данный самоконтроль резко сокращает время

1513456 обнаружения неисправности, существенно повышая ремонтопригодность устройства в целом ° 1 ил.

Изобретение относится к вычисли- тельной технике и может быть использовано в автоматизированных управляющих системах, ведущих обработку информации в реальном масштабе времени. 15

Целью изобретения является повышение контролепригодности устройства.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для контроля меток вре-20 ени содержит синхронизатор 1, источник 2 единичного потенциала, счетчик

3 импульсов, генератор 4 импульсов, элемент 2И-ИЛИ-НЕ 5, триггер 6 упавления, три триггера 7-9 контроля, 25 ри элемента И-НЕ 10-12, элементы

Е 13 и 14, резистор 15, вход 16 адания режима, вход 17 меток вреени, тактовый вход 18 импульсов, ретий контрольный выход 19, выход 20 30 еток времени, первый 21 и второй 22 онтрольные выходы.

Первый сигнальный вход элемента

1И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с входом 17 игналов меток времени, второй ход — c выходом генератора 4, перый и второй управляющие входы — сответственно с нулевым и единичными

ыходами триггера 6 управления. ВыМод элемента 2И-ИЛИ-НЕ 5 соединен с

40 запускающим входом синхронизатора 1, синхровход которого, а также вход счетчика 3 и нулевой вход триггера

Контроля 9 подключены к входу 18 тактовых импульсов ВыхОД синхрОнизатО 45 ра 1 соединен с нулевым входом тригГера 7 контроля, является выходом 20 меток времени устройства. Выход счетчика 3 соединен с С-входами триггеров 7 и 8 контроля и через элемент НЕ 13 с первыми входами элеМентов И-НЕ 10 и 11, выход генератора 4 соединен с первым входом эле)чента И-НЕ 12 и через элемент HE 14 с нулевым входом триггера 8 и С-входом триггера 9. Вторые входы элеМентов И-НЕ 10-12 соединены с едиНичными выходами соответственно триггеров 7-9, Д-входы которых подI ключены к источнику единичного потенциала. Д-вход триггера 6 управления соединен со своим инверсным выходом, его С-вход соединен с выходом первого элемента И-НЕ 10, а единичный вход подключен к выходу тумблера 16 и через резистор 15 к источнику напряжения.

Вход тумблера 16 является управляющим входом устройства 19, а выходы элементов И-НЕ 10-12 — его первым, вторым .и третьим контрольными выходами.

Устройство работает в двух режимах: штатном и резервном. Выбор одного из режимов осуществляется в зависимости от наличия сигналов меток времени (MB) на шине 17 и состояния сигнала на входе 16 управления режимом устройства.

В штатном режиме устройство обеспечивает прохождение сигналов MB c шины 17 на выход 20 ° При этом вход

16 изолирован от общей земляной шины, в результате чего на единичном входе триггера 6 управления удерживается потенциал высокого уровня, задаваемый от источника питающего напряжения через резистор 15. Соответственно при общей установке в "0", производимой перед пуском функционирования, все триггеры устройства, в том числе триггер 6, устанавливаются в

1I II

0 состояние, в котором остаются на протяжении всего периода исправной работы устройства (ц епи установки в

"0 1 н е показаны) .

Нулевое состояние триггера 6 открыв ае т первый управляющий вход элемента 2И-ИЛИ-НЕ 5, ч то разрешае т пр охождение на его выход сигналов NB, поступающих по шине 1 7, При этом каждый из сигналов КВ синхронизируется в синхрониз аторе 1 и выдает ся на выход 20 устройства, откуда далее сигналы раз в одятся всем по тре бителям их в системе .

Помимо выработки синхро низир ов анных сигналов MB в устройстве действуют три вида контроля : контроль на1513456 6 личия на рабочем выходе 20 сигналов

МВ, контроль выработки сигналов гене ратором 4 и контроль наличия в устройстве тактовых импульсов на входе 18.

Первые два вида контроля базируются на работе триггеров 7 и 8 и счетчика 3, который непрерывно заполняется через свой счетный вход тактовыми импульсами. Счетчик 3 является неуправляемым, что обеспечивает его периодическое срабатывание с выработкой сигнала переполнения на его выход. Задний фронт каждого такого сигнала (эпюры сигналов в различных точках схемы показаны на фиг. 1) вызывает переключение триггеров 7 и 8 в "1", однако в этом состоянии триггеры 7 и 8 не остаются так как периодически сбрасываются в

"0" сигналом МВ с рабочего выхода устройства 20 (триггера 7) и сигналом с выхода генератора 4, проходящи через инвертор 14 (триггер 8).

Соответственно суть этих двух видов контроля состоит в фиксации ситуации, при которой сигнал переполнения счетчика 3 достигает состояния "1" триггера 7 или 8.

Если поступление в устройство сигналов МВ по входу 17 прекращается, то прекращается и сброс триггера 7 в "0", второй же сигнал переполнения счетчика 3, возникший после прекращения поступления сигналов MB достигает "1" триггера 7 ° При этом элемент И-НЕ 10 оказывается открыт по второму входу, что разрешает прохождение на его выход проинвертированного элементом НЕ 13 сигнала переполнения счетчика 3. Сигнал.с выхода элемента И-НЕ 10 поступает на первый контрольный выход устройства

21, свидетельствуя об обнаружении факта прекращения выдачи сигналов

MB на выход 20 устройства.

Если в устройстве прекращается выработка сигналов генератором 4, то аналогично срабатывают вторые триггер 8 контроля и элемент И-НЕ 11.

Сигнал с выхода элемента И-НЕ 11 поступает на второй контрольный выход устройства 22, свидетельствуя о неисправности в цепях генератора автономных сигналов NB.

I

Параллельно с двумя рассмотренными видами контроля в устройстве непрерывно контролируется наличие тактовых импульсов на входе 18. Этот контроль осуществляется третьими триггерами 9 контроля и элементом

И-HE 12. Действие контроля аналогично описанным с той лишь разницей, что триггер 9 устанавливается в "1" инверсированными сигналами с выхода генератора 4, а сбрасывается в "0" тактовыми импульсами с входа 18. Ес1 ли поступление в.устройство тактовых импульсов прекращается, то сброс триггера 9 в "0" также прекращается.

При этом второй же (после прекраще.ния) сигнал с выхода генератора 4 до;стигает "1" триггера 9, что paspemaет прохождение этого сигнала на выход элемента И-НЕ 12 и далее на третий контрольный выход устройства

20 19, свидетельствуя о неисправности в цепи тактовых импульсов.

Поясним соотношения временных параметров в работе схемы. м Конкретно, в описываемом устройст25 ве Е „. = 1мГц, . „,=400нс, 400 нс) . Частота сигналов, вырабатываемых генератором 4, f » =

= 250 Гц, Т „= 4 мс,,=400 нс, где Е „„„, — частота тактовых сигналов; f, — частота сигналов МВ;

f s, — частота сигналов, вырабатываемых генератором 4; „, — длительность тактовых сигналов; длительность сигналов МВ; длительность сигналов, вырабатываемых генератором 4; Т „, — период сигналов, вырабатываемых генератором 4.

Генератор 4 является кварцованным, 40 соответственно его частота с точностью разброса параметров резонатора, составляющей не хуже 10 -10

-5 близка частоте внешних сигналов MB.

Время переполнения счетчика 3 не45 значительно превышает период (4,0 мс) сигналов МВ и составляет

4,096 мс, что при f „ = 1 мГц реализуется 12-разрядной схемой.

Сигналы с выхода счетчика.3 и выхода 20 устройства синфазны по отношению друг к другу, но периоды их следования, хотя и близки, все же разнятся на интервал, равный 96 мкс, что обеспечивает более частый сброс триггера 7. в "0", чем его установка в "1". При этом, если в i-м периоде работы указанные сигналы оказываются разнесенными во времени, то сигнал с выхода синхронизатора 1 всегда успевает

1513456

50 возвратить триггер 7 в "0" до прихода контролирующего сигнала с выхода счетчика 3, что гарантировано обеспечивает в эти моменты времени закры- 5 тое состояние элемента И-HE 10.

Если же поступление указанных сиг1 ! ,палов на С- и R-входы триггера 7 совпало во времени и сигнал на С-входе

"пересиливает" (в результате чего триггер 7 переходит в "неблагоприятное" единичное состояние), то это происходит только в момент завершения сигнала на С-входе, т.е. по заднему фронту сигнала с выхода счетчика 3. 15

При этом не менее, чем за 96 мкс до выработки следующего сигнала переполнения счетчика 3 триггер 7 сбра,сывается H "0" более частым сигналом с выхода 20 устройства. 20

Лналогичная картина имеет место и в работе триггера 8, элемента

И-НЕ 11 и триггера 9, элемента

И-НЕ 12. При этом несинфазность сиг,налов с выхода генератора 4 и счет- 25, чика 3 (для триггера 8) либо с так,товыми импульсами 18 (для триггера

::9) не вносит каких-либо дополнитель,ных негативных факторов.

Помимо указанных видов контроля

,,в штатном режиме обеспечивается са-! .,мовосстановление функционирования ! .устройства.

Если поступление сигналов MB прекращается, сигнал с выхода элемента

И-НЕ 10 одновременно с выдачей на

;первый контрольный выход 21 устрой-! ства проходит на С-вход триггера б управления и переключает его в "1", переводя устройство в резервный ре- 40 жим работы.

В этом режиме на выход 20 начинают пропускаться автономные сигналы меток времени, вырабатываемые в самом устройстве генератором 4.

Замещение внешних сигналов ЬВ автономными, вызываемое переключением триггера б управления, происходит за счет того, что первый управляющий вход элемента И-ИЛИ-НЕ 5 закрывается, а его второй управляющий вход открывается, эта разрешает прохождение на вход синхронизатора 1 сигналов МВ, вырабатываемых генератором 4.

Как и в штатном режиме работы, в резервном режиме в устройстве продолжается контроль наличия сигналов

MB на выходе 20. Если по какой-либо причине на выходе 20 сигналы вновь пропадают, контроль срабатывает аналогично описанному., При этом сигнал неисправности на выходе 21 возвращает триггер 6 управления в "0", чем делается попытка продолжения работы от внешних сигналов MB. Такая попытка оправдана, так как поступление внешних сигналов MB может возобндвиться, В резервном режиме полностью сохраняется контроль сигналов на выходе генератора 4 и контроль наличия тактовых импульсов на входе 18.

Резервный режим может быть задан независимо от наличия внешних сигналов MB. На входе 16 устанавливается нулевой потенциал, что переключает триггер 6 управления в "1" и далее статически удерживает его в этом состоянии низким уровнем на его единичном входе.

Как и в описанных ситуациях, в этом режиме в устройстве сохраняется полный контроль его внешних и автономных сигналов MB а также контроль тактовых импульсов на шине 18.

При неисправности внешних, автономных сигналов МВ и тактовых импульсов, в частности на выходе 21, сиг> нал, свидетельствующий о пропадании MB на рабочем входе устройства

20, вызывает прерывание программы с сообщением ей о переходе на автономные MB. Сигнал с выхода 22, свидетельствующий о пропадании автономных сигналов МВ, является индикационным и сообщается только оператору. При этом выполнение рабочих режимов не приостанавливается и не прерывается, Сигнал с выхода 19 свидетельствует о полной неработоспособности устройства.

Формула изобретения

Устройство для контроля меток времени, содержащее генератор импульсов, счетчик иМпульсов и синхронизатор, причем выход синхронизатора является выходом меток времени устройства, тактовый вход устройства соединен с тактовым входом синхронизатора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения контролепригодности устройства, в него введены элемент

2И-ИЛИ-НЕ, триггер управления, три триггера контроля, три элемента И-НЕ, 1513456

Составитель И.Сигалов

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Дидык Корректор Т.Палий

Заказ 6081/49 Тираж 668 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 два элемента НЕ и резистор, причем шина единичного потенциала устройства соединена с информационными входами первого, второго, третьего триггеров контроля и через резистор с входом установки в "1" триггера управления, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами соответственно первого и второго эле- 10 ментов И элемента 2И-ИЛИ-НЕ, вход задания режима устройства соединен с входом установки в "1" триггера управления, инверсный выход которого соединен с информационным входом 15 триггера управления, вход меток времени устройства соединен с вторым входом второго элемента И элемента

2И-ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом пуска синхронизатора, вы- 20 ход которого соединен с входом установки в "0" первого триггера контроля, выход счетчика импульсов соединен с тактовыми входами первого и второго триггеров контроля и через 25 .первый элемент НЕ с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, тактовый вход устройства соединен со счетным входом счетчика и входом установки в "0" третьего триггера контроля, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого элемента И, элемента 2И-ИЛИ-НЕ, с вторым входом третьего элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ с входом установки в

"0" второго триггера контроля и тактовым входом третьего триггера контроля, выход первого триггера контроля соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления и является первым контрольным выходом устройства, выход второго триггера контроля соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого и выход третьего элемента И-НЕ являются соответственно вторым и третьим контрольными выходами устройства.