DE3633461A1 - Taktsignalgebervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Takt- oder Schrittsignalgebervorrichtung zum Erzeugen von Taktsignalen (timing signals) asynchron zu einem Bezugssignal.

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist nachstehend eine bisherige Vorrichtung dieser Art erläutert. In Fig. 2 ist eine typische bisherige Taktsignalgeneratorvorrichtung dargestellt, die eine Steuereinheit 1, einen Signalgenerator 2, einen Speicher 3 und einen Zähler 4 umfaßt. Die Steuereinheit (controller) 1 liefert ein Adreßsignal 11 zum Signalgenerator 2 und zum Speicher 3. Daraufhin erzeugt der Signalgenerator 2 ein Bezugssignal 12, das eine Basis für einen Meß- oder Prüfzyklus liefert. Der Zähler 4 zählt den Inhalt von aus dem Speicher 3 nach Maßgabe des Adreßsignals 11 von der Steuereinheit 1 aus dem Speicher 3 ausgelesenen Daten, beginnend mit dem Anstieg des Bezugssignalimpulses 12, und liefert an seinem Ausgang ein Schritt- oder Taktsignal 14. Letzteres ist herkömmlicherweise einer Verzögerungsgröße unterworfen, welche der Zeit entspricht, die der Zähler 4 zum Zählen des aus der bezeichneten Adresse des Speichers 3 ausgelesenen Dateninhalts benötigt. Auf diese Weise kann eine Anzahl diskreter Taktsignale 14 gewonnen werden, deren Zahl derjenigen der im Speicher 3 abgespeicherten Dateninhalte entspricht.

Fig. 3 veranschaulicht Wellenformen oder -folgen von Signalen, die an verschiedenen Schaltungspunkten der Anordnung nach Fig. 2 erscheinen. Insbesondere zeigt Fig. 3(a) das durch die Steuereinheit 1 erzeugte Adreßsignal 11, bei dem beispielhaft Adressen A 1 und A 2 angegeben sind. Fig. 3(b) ist eine Wellenformdarstellung des vom Signalgenerator erzeugten Bezugssignals 12 mit Bezugsimpulsen P 1 und P 2. Fig. 3(c) zeigt die im Speicher 3 abgespeicherten Daten 13, die ersichtlicherweise Dateninhalte (data contents) D 1 und D 2 enthalten. Insbesondere sind dabei der Dateninhalt D 1 im Speicher 3 an der Adresse A 1 und der Dateninhalt D 2 an der Adresse A 2 abgespeichert.

Gemäß Fig. 2 wird der Zähler 4 mit dem Inhalt D 1 der Daten 13 in Synchronismus mit dem Impuls P 1 des Bezugssignals 12 geladen. Anschließend wird der Dateninhalt D 2 in Synchronismus mit dem Taktsignal P 2 in den Zähler 4 geladen.

Fig. 3(d) zeigt die vom Zähler 4 ausgegebenen, Impulse T 1 und T 2 enthaltenden Taktsignale 14. Ersichtlicherweise wird der Taktsignalimpuls T 1 mit einer Verzögerung relativ zum Anstieg des Bezugssignalimpulses P 1 geliefert, wobei diese Verzögerung der Zeit entspricht, die der Zähler 4 für das Zählen des Dateninhalts D 1 der Daten 13 benötigt. Andererseits ist der Taktsignalimpuls T 2 relativ zum Anstieg des Bezugssignalimpulses P 2 um eine für das Zählen des Dateninhalts D 2 erforderliche Zeit verzögert. In diesem Zusammenhang sei angenommen, daß der Dateninhalt D 1 "100" repräsentiert. In diesem Fall wird der Taktsignalimpuls T 1 erzeugt, nachdem der Zähler 4 auf 100 gezählt hat. Wenn weiter angenommen wird, daß der Dateninhalt D 2 "150" repräsentiert oder angibt, wird der Taktsignalimpuls T 2 erzeugt, wenn der Zähler 4 150 Zählschritte durchgeführt hat. Auf diese Weise werden bei der bisherigen Taktsignalgeberschaltung gemäß Fig. 2 die Impulse T 1 und T 2 als Taktsignale 14 mit Verzögerungen relativ zum Bezugssignal 12 erzeugt, welche jeweils den für das Zählen der im Speicher 3 abgespeicherten Dateninhalte D 1 bzw. D 2 benötigten Zeitspannen entsprechen.

Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß die im Speicher 3 abspeicherbare Datenmenge endlich ist, was wiederum bedeutet, daß sich Schwierigkeiten bezüglich der Erzeugung einer großen Vielfalt von Taktimpulssignalen 14 (T 1, T 2) mit von den Perioden des Bezugssignals 12 verschiedenen Perioden ergeben.

Einige der als integrierte Schaltkreise (ICs) ausgeführten Speicher sind zusätzlich zu den herkömmlichen Einschreib- und Auslese-Freigabeklemmen mit einem zusätzlichen Eingang oder einer Freigabeklemme zur Ermöglichung des Auslesens von Informationen oder Daten aus dem IC-Speicher mit hoher Geschwindigkeit und hoher Leistung versehen. Bei einer solchen Speicheranordnung wird häufig eine Prüfung vorgenommen, um die gegenseitige Beeinflussung zwischen den beiden Auslese-Freigabeklemmen zu prüfen. Zu diesem Zweck wird an die zusätzliche Freigabeklemme ein Schrittakt (timing clock) angelegt, der von dem an die andere übliche Auslese-Freigabeklemme angelegten Taktsignal völlig unabhängig ist. In diesem Fall ist neben dem üblichen, für die betreffende Prüfung vorgesehenen Taktsignalgeber eine zusätzliche Taktsignalgebervorrichtung für die Erzeugung des Taktsignals mit einer Periode nötig, die in einem vorbestimmten Bereich variieren kann oder variabel ist.

Die Zahl der verschiedenen (einzelnen) Taktsignale kann selbstverständlich durch entsprechende Erhöhung der Schwingfrequenz des Signalgenerators 2 und Vergrößerung der Kapazität des Speichers 3 vergrößert werden. Dabei ergibt sich jedoch ein Problem dahingehend, daß vor der Prüfung eine große Datenmenge in den Speicher 3 geladen werden muß, was in unerwünschter Weise eine größere Zahl von Adreßsignalen 11 bedingt, wodurch in weiterhin nachteiliger Weise die Steueroperation entsprechend kompliziert wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Taktsignalgebervorrichtung, bei welcher die Taktsignale die jeweils von der Periode des Bezugssignals verschiedene Perioden besitzen, durch Addieren oder Subtrahieren von Daten zu den bzw. von den im Speicher abgespeicherten Daten, ohne die Speicherkapazität zu vergrößern, beliebig erzeugt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Taktsignalgebervorrichtung zum Erzeugen einer Anzahl von Taktsignalen, deren Perioden voneinander verschieden und zu einem Bezugssignal asynchron sind, erfindungsgemäß gelöst durch einen Signalgenerator zum Erzeugen des Bezugssignals, einen ersten Speicher zum Speichern von Daten, einen Wähler mit zwei einzeln wählbaren Eingängen, von denen der eine an den Speicher angeschlossen ist, einen zweiten Speicher zum Speichern von arithmetisch zu verarbeitenden Daten, eine Recheneinheit mit an den Ausgang des Wählers bzw. den Ausgang des zweiten Speichers angeschlossenen Eingängen, einen Zwischenspeicher, dessen Eingang mit der Recheneinheit und dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Wählers verbunden ist, einen Zähler zum Zählen der Inhalte der von der Recheneinheit ausgegebenen Daten, um dabei die Taktsignale gegenüber dem Bezugssignal mit Verzögerungen zu liefern, welche jeweils den vom Zähler für das Zählen der Inhalte der Daten benötigten Zeitspannen entsprechen, und eine Steuereinheit zum Steuern des Signalgenerators, der der beiden Speicher, des Wählers, des Zwischenspeichers und des Zählers. Dabei werden die zum Ausgangssignal des Signalgenerators asynchronen Taktsignale vom Ausgang des Zählers erhaltenen oder abgenommen, dessen Eingang mit dem Ausgang der Reicheneinheit gekoppelt ist.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Darstellung der allgemeinen Anordnung einer Taktsignalgebervorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer bisherigen Taktsignalgebervorrichtung,

Fig. 3 Zeitsteuerdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 Zeitsteuerdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 5 Zeitsteuerdiagramme zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 in einem auf die Operation gemäß Fig. 4 folgenden Zyklus.

Die Fig. 2 und 3 sind eingangs bereits erläutert worden.

Die Taktsignalgebervorrichtung gemäß Fig. 1 unterscheidet sich von der bisherigen Vorrichtung nach Fig. 2 dadurch, daß ein Wähler 5, ein Speicher 6, eine arithmetische Einheit oder Recheneinheit 7 und ein Zwischenspeicher 8 zusätzlich vorgesehen sind.

Der Wähler 5 wird mit Daten 13 und 24 vom Speicher 3 bzw. vom Zwischenspeicher 8 beschickt und liefert an seinem Ausgang (jeweils) die einen dieser Eingangsdaten unter dem Befehl von der Steuereinheit 1, wobei die gewählten Daten dann der Recheinheit 7 zugeführt werden. Der Speicher 6 speichert Daten 22, die zur Recheneinheit 7 als Addend geliefert werden sollen.

Die Recheneinheit 7 addiert die vom Wähler 5 und vom Speicher 6 gelieferten Daten 21 und 22. Wahlweise kann die Recheneinheit 7 als Subtrahierstufe ausgelegt sein. Die von der Recheneinheit 7 ausgegebenen Daten 23 werden in den Zähler 4 geladen und gleichzeitig zum Zwischenspeicher 8 geliefert.

Fig. 4 zeigt die an verschiedenen Schaltungspunkten bei der Vorrichtung nach Fig. 1 erscheinenden Signale. Insbesondere zeigt Fig. 4(a) ein von der Steuereinheit 1 erzeugtes oder geliefertes Adreßsignal 11 entsprechend dem (gleichen) Signal nach Fig. 3(a). Dabei ist eine Folge von Adressen A 1 und A 2 dargestellt. Fig. 4(b) veranschaulicht eine Wellenform des dem Signal von Fig. 3(b) entsprechenden Bezugssignals 12, das auf ähnliche Weise Taktimpulse P 1 und P 2 enthält. Fig. 4(c) zeigt die Ausgangs- oderAusgabedaten 13 des Speichers 3 mit der Wellenform entsprechend derjenigen nach Fig. 3(c). Dabei enhalten die Daten 13 die Inhalte D 1 und D 2. Weiterhin veranschaulicht Fig. 4(d) die Ausgangs- oder Ausgabedaten 21 des Wählers 5 unter der Voraussetzung, daß der Wähler 5 zum Speicher 3 geschlossen oder gesperrt ist. Die Ausgangsdaten 21 enthalten daher dieselben Inhalte D 1 und D 2 wie in Fig. 4(c). Fig. 4(e) zeigt die Ausgangs- oder Ausgabedaten 22 des Speichers 6 mit Dateninhalten S 1 und S 2. Fig. 4(f) zeigt die Ausgangs- oder Ausgabedaten 23 der Recheneinheit 7. Diese Daten lassen sich durch eine Summe (D 1+S 1) für die Adresse A 1gemäß Fig. 4(a) und als Summe (D 2+S 1) für die Adresse A 2 darstellen. In Fig. 4(g) ist das durch den Zähler 4 erzeugte Taktsignal 14 (vgl. Fig. 1) dargestellt. Ersichtlicherweise wird ein Taktsignalimpuls T 3 mit einer Verzögerung relativ zum Anstieg des Bezugssignalimpulses P 1 erzeugt, wobei diese Verzögerung der Zeit- (spanne) entspricht, die der Zähler 4 zum Zählen des Summeninhalts (D 1+S 1) der Daten 23 benötigt. Andererseits ist die Erzeugung des Impulses T 4 des Taktsignals 14 relativ zum Anstieg des Impulses P 2 des Bezugssignals 12 um eine Zeit verzögert, die der Zähler 4 zum Zählen des Inhalts (D 2+S 1) der Daten 23 benötigt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist es somit möglich, Taktsignalimpulse T 3 und T 4 mit Perioden, die von denen der Bezugssignalimpulse P 1 bzw. P 2 verschieden sind, zu gewinnen.

Als nächstes sei angenommen, daß der Wähler 5 unter dem Befehl der Steuereinheit 1 zum Zwischenspeicher 8 geschlossen oder gesperrt ist. Gemäß Fig. 5(a) besteht das von der Steuereinheit 1 gelieferte Adreßsignal 11, wie das Adreßsignal gemäß Fig. 4(a), aus einer Folge von Adressen A 1 und A 2. Es ist jedoch zu beachten, daß diese Adressen dem Zyklus zugeordnet sind, welcher auf den Arbeitszyklus gemäß Fig. 4 folgt. Das Adreßsignal 11 wird dem Zwischenspeicher 8 eingegeben, um aus diesem Daten 24 auszulesen. Fig. 5(b) zeigt die Wellenform des Bezugssignals 12, welche mit derjenigen nach Fig. 4(b) identisch ist und ähnlich die Impulse P 1 und P 2 enthält. Fig. 5(c) veranschaulicht die Ausgangsdaten 24 des Zwischenspeichers 8. Es ist zu beachten, daß sich der Inhalt (D 1+S 1) der Daten 23 gemäß Fig. 4(f) im Zwischenspeicher 8 an der durch das Adreßsignal 11 bezeichneten Adresse A 1 befindet, während der Inhalt (D 2+S 1) im Zwischenspeicher 8 an der Adresse A 2 gespeichert ist. Infolgedessen sind die Daten 21 gemäß Fig. 5(d) mit den Daten 24 gemäß Fig. 5(c) identisch. Fig. 5(e) veranschaulicht die Ausgangsdaten 22 des Speichers 6 mit dem in diesem folgenden Zyklus ausgelesenen Datentinhalt S 2 (vgl. Fig. 4(e)). Fig. 5(f) zeigt die Ausgangsdaten 23 der Recheinheit 7, welche eine Summengröße (D 1+S 1+S 2) für die durch das Adreßsignal 11 bezeichnete Adresse A 1 und eine Größe (D 2+S 1+S 2) für die Adresse A 2 annehmen. Die Daten 23 gemäß Fig. 5(f) werden im Zwischenspeicher 8 abgespeichert. Fig. 5(g) zeigt das vom Zähler 4 ausgegebene Taktsignal 14 (vgl. Fig. 1). Ersichtlicherweise wird der Taktsignalimpuls T 5 gegenüber dem Anstieg des Impulses P 1 des Bezugssignals 12 mit einer Verzögerung erzeugt, die der Zeit entspricht, welche der Zähler 4 für das Zählen des Inhalts (D 1+S 1+S 2) der Daten 23 benötigt. Andererseits unterliegt der Taktsignalimpuls T 6 gegenüber dem Anstieg des Impulses P 2 des Bezugssignals 12 einer Verzögerung, die der Zeit entspricht, welche der Zähler 4 für das Zählen des Inhalts (D 2+S 1+S 2) der Daten 23 benötigt. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, können Taktsignalimpulse T 5 und T 6 mit jeweiligen Perioden gewonnen werden, die nicht nur von denen der Bezugssignalimpulse P 1 und P 2, sondern auch von den Taktimpulssignalen T 3 und T 4 gemäß Fig. 4(g) verschieden sind.

Es ist weiterhin darauf hinzuweisen, daß bei Bezeichnung der Adresse A 1 durch die Steuereinheit 1, wie an der rechten Seite von Fig. 5(a) gezeigt, der im Zwischenspeicher 8 gespeicherte Inhalt (D 1+S 1+S 2) der Daten 23 als Daten 24 ausgegeben wird. Wenn der Wähler 5 zu diesem Zeitpunkt zum Zwischenspeicher 8 geschlossen oder gesperrt ist, wird der Inhalt (D 1+S 1+S 2) als Ausgangsdaten 21 des Wählers 5 geliefert. Demzufolge gibt die Recheneinheit 7 die Daten 23 aus, die dem aus der Addition der Daten 21 und 22 resultierenden Inhalt (D 1+S 1×S 2) entsprechen.

Da die auszulesende Adresse des Speichers 3 und die im Speicher 6 abzuspeichernden Daten sowie die Speichersequenz oder -folge frei gewählt werden können, lassen sich zusätzlich zu den Taktsignalen T 3, T 4 gemäß Fig. 4(g) und T 5, T 6 gemäß Fig. 5(g) Taktsignale erzeugen (prepare), die von den Perioden der Impulse P 1 und P 2 des Bezugssignals 12 verschiedene Perioden aufweisen.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, ermöglicht die Erfindung die Beschreibung von Taktsignalen mit jeweils von den Perioden des Bezugssignals 12 verschiedenen Perioden mittels einer Anordnung, bei welcher der Wähler 5, der Speicher 6, die Recheneinheit 7 und der Zwischenspeicher 8 zur bisherigen Taktsignalgebervorrichtung gemäß Fig. 2 hinzugefügt sind, wobei die Verbindung des Wählers 5 und das Auslesen aus dem Speicher 6 gesteuert werden. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Prüfung von mehr als zwei Freigabeeingangsklemmen aufweisenden integrierten Schaltkreisen auf Interferenz der Taktsignale zwischen den Klemmen in einem Durchgang durchgeführt werden, ohne daß die Prüfung, wie bei der bisherigen Vorrichtung, durch Änderung des Takts mehrmals wiederholt zu werden braucht.

Claims (3)

1. Taktsignalgebervorrichtung zum Erzeugen einer Anzahl von Taktsignalen, deren Perioden voneinander verschieden und zu einem Bezugssignal asynchron sind, gekennzeichnet durch einen Signalgenerator (2) zum Erzeugen des Bezugssignals,
einen ersten Speicher (3) zum Speichern von Daten,
einen Wähler (5) mit zwei einzeln wählbaren Eingängen, von denen der eine an den ersten Speicher (3) angeschlossen ist,
einen zweiten Speicher (6) zum Speichern von arithmetisch zu verarbeitenden Daten,
eine Recheneinheit (7) mit an den Ausgang des Wählers (5) bzw. den Ausgang des zweiten Speichers (6) angeschlossenen Eingängen,
einen Zwischenspeicher (8), dessen Eingang mit der Recheneinheit (7) und dessen Ausgang mit dem anderen Eingang des Wählers (5) verbunden ist,
einen Zähler (4) zum Zählen der Inhalte der von der Recheneinheit (7) ausgegebenen Daten, um dabei die Taktsignale gegenüber dem Bezugssignal mit Verzögerungen zu liefern, welche jeweils den vom Zähler (4) für das Zählen der Inhalte der Daten benötigten Zeitspannen ensprechen, und
eine Steuereinheit (1) zum Steuern des Signalgenerators (2), der beiden Speicher (3, 6), des Wählers (5), des Zwischenspeichers (8) und des Zählers (4).

2. Taktsignalgebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (7) durch eine Addierstufe gebildet ist.

3. Taktsignalgebervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (7) durch eine Subtrahierstufe gebildet ist.