Файл: Потемкин, И. С. Построение функциональных узлов на потенциальных системах элементов учебное пособие.pdf

Вход. Все выходные сипналы пачки, в том числе и первый, и последний, будут иметь одинаковую длительность. Если же требуется получить только один синхроимпульс, необходимо использовать схему, собранную на элементах 5, 6, 7, 8. Она осуществляет логическое дифференцирование пачки синхро­ сигналов, выделяя из нее только первый импульс. Принцип ее работы заключается в том, что схема сама себя закры­ вает первым же выходным сигналом. Проследите это по вре­ менной диаграмме. После первого выходного сигнала схема не меняет своего состояния вплоть до выключения сигнала Вход. Как и при поступлении входного сигнала, триггер 3, 4 переключается только во время действия сигнала С2 и воз­ вращает схему логического дифференцирования 5, 6 ,7 ,8 в исходное состояние до поступления очередного сигнала С\. Весь узел снова готов к восприятию нового входного сигна­ ла. Обратите внимание на то, что выходной сигнал, снимае­ мый с элемента 7, имеет минимально возможную задержку относительно синхросигнала Сi, т. е. следующий узел, вос­ принимающий сигнал элемента 7, сможет использовать для его обработки практически всю длительность тактового сиг­ нала С\.

7-5. Обмен информацией между асинхронными устройствами

Во многих цифровых системах требуется обмениваться информацией между двумя устройствами, каждое из которых синхронизируется собственным тактовым генератором. В этом случае сигналы, поступающие от другого цифрового устройства, с точки зрения нашего устройства, являются асинхронными. Чтобы их воспринимать, их нужно привязы­ вать к собственной тактирующей сетке, например, с помощью схемы рис. 61 и, если сигналов много, возникает вопрос, какова максимальная скорость обмена информацией с по­ мощью такой системы.

Пусть тактовая частота прибора-передатчика примерно равна тактовой частоте приемника. Именно в этом случае скорость обмена будет лимитироваться не частотными воз­ можностями приборов, а самим принципом асинхронного обмена. Оценим максимальную пропускную способность схе­ мы рис. 61. Рассмотрим временную диаграмму рис. 62. На интервале времени, совпадающем с тактами t0 и t\, показан входной сигнал, начинающийся в самый сложный для схемы

119

рис. 61 момент времени. Если от его начала до конца сигна­ ла С2 остается менее 4т, триггер 3, 4 (рис. 61) может не сработать в такт t0, и сработает лишь по С2 в такте t\. Но тогда входной сигнал не должен окончиться во время дейст­ вия С2 такта t\, в противном случае триггер 3, 4 может ус­ петь вернуться в исходное состояние, дальнейшая часть схе-

Рис. 62. Временная диаграмма приема последовательности сигналов асинхронного источника

мы по очередному С\ не сработает, и информация будет по­ теряна. Таким образом, минимально допустимая длитель­ ность входного сигнала равна длине такта плюс 4т. Макси­ мальная длительность сигнала определяется тем, что он не должен перекрываться с сигналом С2 такта t2. Нетрудно про­ верить, что если длительность входного сигнала лежит в ука­ занных пределах, информация никогда не будет теряться.

Если, триггер 3, 4 сработает в такт to, то на выходе схемы рис. 61 появится сигнал по С) такта t\ (сплошная линия диа­ граммы выходного сигнала рис. 62), а если триггер срабо­ тает только в t\, то выходной сигнал появится по С\ такта t2 (отрицательный сигнал, показанный пунктиром). В любом случае сброс схемы привязки в исходное состояние (сраба­ тывание цепочки элементов 2—4—3—5—6—8, па что требует­ ся 6т) произойдет лишь по С2 такта t2. Если длительность сигнала С2 более Ют, то следующий входной сигнал можно подавать во время действия того же С2 такта t2 (сигнал а, рис. 62). Схема еще успеет на него среагировать. Если же длительность С2 менее Ют, следующий входной сигнал мож­ но подавать лишь в такте t3 (сигнал б).

Таким образом, несинхронизированные устройства могут обмениваться информацией, используя схемы привязки. При примерно одинаковых тактовых частотах скорость обмена па­ дает в 2—3 раза по сравнению со скоростью обмена между

120

синхронизированными устройствами, т. е. устройствами, ра­ ботающими от одного тактового генератора.

Если такое уменьшение скорости при обмене большими массивами информации недопустимо, можно обмен организо­ вать так, как показано на 'рис. 63. Gnpasa показана часть прибора-приемника, синхронизируемого своим тактовым ге­ нератором ГИа. Приемник имеет обменную буферную ем-

Рис. 63. Обмен информацией путем переключения синхронизации

кость—регистр, группу регистров или небольшое ЗУ, в зави­ симости от размера массивов информации и требуемой ско­ рости. Для определенности положим, что это регистр. Через элементы 2 и 3 на регистр поступают необходимые для его работы синхросигналы Cj и С2. Черед элемент 1 поступает информация. На рис. 63 подразумевается, что она поступает последовательным кодом.

Если применяется передача параллельным кодом по п проводам, вместо элемента 1 необходимо поставить линейку из аналогичных элементов. На входы элементов 2 и 3 заво­ дятся как синхросигналы от ГИП (от прибора-приемника), так и сигналы от ГИК (от прибора-источника информации). На вход элемента 1 может поступать информация как от других узлов прибора-приемника, так и от прибора-источни­ ка. Выходной сигнал блока управления связью, открывая те или иные входные вентили, определяет, откуда принимается информация на регистр и какими синхросигналами (С]п, С2а или Ci„, С2и) она тактируется.

121

Схема блока управления связью показана на рис. 64. Он работает по тому же принципу, что и схема привязки рис. 61. При поступлении входного управляющего потенциала « Сеанс связи» элементы I—8 срабатывают так же, как и на схеме рис. 61, и на выходе элемента 7 по Ci появляется сиг­ нал, который перебрасывает триггер 9, 10 в состояние 1.

Рис. 64. Блок управления связью

Схема, собранная на элементах 15—18, аналогична схеме, собранной на элементах 5—8, но подключена к инверсному выходу триггера 3, 4. Поэтому на выходе элемента 17 по С\ появляется сигнал, свидетельствующий об окончании сигнала «Сеанс связи» и перебрасывающий триггер 9, 10 в 0. Таким образом, блок управления связью переключает информацион­ ные и синхронизирующие входы регистра обмена, делая его, фактически, то частью прибора-источника информации, то частью прибора-приемника. Об этом он также сообщает уст­ ройству управления прибора-приемника. Переключение эле­ ментов 1, 2 и 3 (рис. 63) и посылка сигнала в устройство управления происходят по синхросигналам прибора-приемни­ ка и поэтому не вызывают сбоев в его работе.

После окончания сигнала «Сеанс связи» устройство уп­ равления приемником, получив в свое распоряжение запол­ ненный регистр обмена, считает с него поступившую инфор­ мацию. По новому сигналу «Сеанс связи» обменный регистр

122

Л И Т Е Р А Т У Р А

быстродействующих ЭЦВМ, Изд-во «Сов. радио», 1970.

8.Г о л ы ш е в Л. К., Структурная теория цифровых машин, Изд-во «Энергия», 1971.

9.С е л л е р с Ф., Методы обнаружения ошибок в работе ЦВМ, Изд-во «Мир», 1972.

I

О Г Л А В Л Е Н И Е

125