DE3303662A1 - HIGH RESOLUTION TIMER - Google Patents
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 83 P 1 04 6 OESIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our reference Berlin and Munich VPA 83 P 1 04 6 OE
Zeitgeber mit hoher Auflösung
5 High resolution timer
5
Die Erfindung bezieht sich auf einen Zeitgeber mit hoher Auflösung unter Verwendung einer Zähleinrichtung, die von einem Oszillator gelieferte Zähltakte zählt und deren Inhalt ein Maß für die Zeit ist, bei dem die Zähleinrich- ^ tung aus einem ersten, die niederwertigen Zählstellen umfassenden, den Zähltakt zählenden Zählerteil und aus einem zweiten, die höherwertigen Zählstellen umfassenden und mit dem höchstwertigen Zählstellenausgang des ersten Zähler-The invention relates to a high resolution timer using a counter provided by counting clocks delivered to an oscillator and the content of which is a measure of the time at which the counter ^ processing from a first, which includes the lower-order counting positions, the counting cycle counting counter part and from a second, the higher-valued counting positions comprehensive and with the most significant counting point output of the first counter
teils verbundenen Zählerteil besteht. 15partly connected meter part exists. 15th
Für .die Prozeßsteuerung oder für die Zeitmessung interner Abläufe benötigen Computersysteme einen Zeitgeber, auch Echtzeituhr genannt, hoher Auflösung. Um auch kurze Intervalle messen zu können, müssen Messungen schnell hintereinander möglich sein. Probleme bereitet es, die Uhrzeit auszulesen, ohne den Gang des Zeitgebers zu stören.For process control or internal timing Processes require computer systems a timer, also called a real-time clock, high resolution. Even short intervals To be able to measure, measurements must be possible in quick succession. It causes problems to read out the time, without disturbing the timing of the timer.
Solche Zeitgeber bestehen gewöhnlich aus einer Zähleinrichtung, die von einem Oszillator gelieferte Zähltakte bestimmter Frequenz zählt und deren Inhalt ein Maß für die abgelaufene Zeit ist. Die Zähleinrichtung kann dabei aus mehreren Zählerteilen bestehen, wobei in einem ersten Zählerteil die niederwertigen Zählstellen, in einem zweiten Zählerteil die höherwertigen Zählstellen enthalten sind und der höchstwertige Zählstellenausgang des ersten Zählerteils mit dem Eingang des zweiten Zählerteils verbunden ist.Such timers usually consist of a counter, the counting clocks of a certain frequency supplied by an oscillator counts and their content is a measure for the expired Time is. The counting device can consist of several counter parts, with a first counter part the lower-order counting places, the higher-order counting places are contained in a second part of the counter and the most significant count output of the first part of the counter is connected to the input of the second counter part.
Um Zeitgeber hoher Auflösung zu realisieren, kann eine Zähleinrichtung verwendet werden, die aus schnellen Bausteinen 3^ niedrigen Integrationsgrades besteht. Dies führt allerdings zu aufwendigen, teuren Lösungen. Der Einsatz z.B. billiger MOS Mikroprozessoren scheitert dagegen an den hohen Frequen-Il 1 The - 18.1 .1983 -To timer high resolution to realize a counter can be used, which is 3 ^ low degree of integration of fast blocks. However, this leads to complex, expensive solutions. The use of cheap MOS microprocessors, for example, fails because of the high frequencies.
-V VPA 83 P 10 46 DE-V VPA 83 P 10 46 DE
zen, die durch die hohe Auflösungsanforderung bei Computer-Systemen bedingt sind.zen caused by the high resolution requirements of computer systems are conditional.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe steht darin, einen Zeitgeber mit hoher Auflösung unter Verwendung einer Zähleinrichtung anzugeben, bei dem die Zeit ausgelesen werden kann, ohne den Gang des Zeitgebers zu stören und dessen Realisierung trotzdem nicht teuer ist. Diese Aufgabe wird bei einem Zeitgeber der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der.erste in einer schnellen Schaltkreistechnik realisierte Zählerteil aus einem ersten Zähler für die niederwertigen Zählstellen und einem Zwischenregister besteht, in das der Inhalt des ersten Zählers in Abhängigkeit eines mit dem Zählertakt synchron, jedoch phasenverschoben auftretenden Übernahmetaktes iibernehmbar ist, und daß der zweite in einer langsameren Schaltkreistechnik realisierte Zählerteil aus einem Mikroprozessor besteht, bei dem interne Zähler und Register einen zweiten Zähler für die höherwertigen Zählstellen bilden und der bei Anliegen einer Zeitnahmeanforderung von einem Verbraucher den Inhalt des Zwischenregisters des ersten Zählerteils übernimmt und diesen Inhalt zusammen mit dem Inhalt des zweiten Zählers an den anfordernden Verbraucher abgibt.The underlying task of the invention is to provide a high resolution timer using a counter in which the time is read out can without disturbing the operation of the timer and its implementation is nevertheless not expensive. This task is achieved in a timer of the type specified in that the first in a fast circuit technology implemented counter part consisting of a first counter for the low-order counting positions and an intermediate register exists, in which the content of the first counter is synchronous with the counter clock, but shifted in phase occurring takeover clock can be taken over, and that the second realized in a slower circuit technology Counter part consists of a microprocessor, with the internal counter and register a second counter for the Form higher-value counting points and the content of the when there is a timekeeping request from a consumer Intermediate register of the first counter part takes over and this content together with the content of the second counter gives the requesting consumer.
Zweckmäßigerweise kann der erste Zählerteil in TTL Technik realisiert sein, während der zweite Zählerteil, also der Mikroprozessor, in MOS Technik realisiert ist.The first counter part can expediently be implemented in TTL technology, while the second counter part, that is to say the Microprocessor, realized in MOS technology.
Das Zwischenregister im ersten Zählerteil übernimmt somit phasenverschoben zum Zählertakt jeweils den Inhalt des ersten Zählers mit Hilfe des Übernahmetaktes. Liegt eine Zeitnahmeanforderung von einem Verbraucher vor, dann wird der Übernähmetakt mit Hilfe einer bistabilen Kippschaltung, die zwischen Oszillator und erstem Zählerteil angeordnet ist, kurzzeitig abgeschaltet, und der Inhalt des Zwischenregi-The intermediate register in the first part of the counter thus takes over the content of the first in a phase-shifted manner to the counter clock Counter with the help of the transfer rate. There is a timekeeping requirement from a consumer before, then the transfer clock with the help of a bistable toggle switch, the is arranged between the oscillator and the first part of the counter, switched off briefly, and the content of the intermediate register
sters in den Mikroprozessor übernommen. Nach der Übernahme des Inhalts des Zwischenregisters in den Mikroprozessor,sters taken over into the microprocessor. After the contents of the intermediate register have been transferred to the microprocessor,
. gibt der Mikroprozessor. gives the microprocessor
die bistabile Kippschaltung wieder frei, so daß die Übernahme· takte wieder auf das Zwischenregister einwirken können.the bistable flip-flop is released again, so that the takeover clocks can act on the intermediate register again.
Es ist vorteilhaft, zwischen dem Mikroprozessor und dem Verbraucher einen Pufferspeicher anzuordnen, in den der Mikroprozessor bei Anliegen einer Zeitnahmeanforderung dasIt is advantageous to have between the microprocessor and the Consumers to arrange a buffer memory in which the microprocessor in the event of a timekeeping request
JS-*JS- *
Zählergebnis überträgt, und von dem Verbraucher mit einem vom Verbraucher gelieferten Auslesetakt das Zählergebnis übernehmen kann.Counting result transmits, and from the consumer with a Readout cycle supplied by the consumer can take over the counting result.
In einem anderen Ausführungsbeispiel kann das Zwischenregister ein first-in / first-out Pufferspeicher sein. Mit Hilfe einer Anordnung zur Durchschaltung des Übernahmetaktes an den Pufferspeicher wird dieser nur dann an den Freigabeeingang des Pufferspeichers angelegt, wenn der erste Zähler einen Übertrag anzeigt, bzw. wenn eine Zeitnahmeanförderung von einem Verbraucher anliegt.In another exemplary embodiment, the intermediate register can be a first-in / first-out buffer memory. With With the help of an arrangement for switching the transfer clock through to the buffer memory, this is only then sent to the release input of the buffer memory is applied when the first counter indicates a carry or when a timing request from a consumer.
Bei diesem AusführungsbeispieHiest der Mikroprozessor ständig den Inhalt des Pufferspeichers und erhöht den Inhalt des zweiten Zählers um eine Einheit, wenn der ausgelesene Zählerinhalt 0 ist.In this embodiment, the microprocessor is always on the content of the buffer memory and increases the content of the second counter by one unit when the one read out Counter content is 0.
Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Other developments of the invention emerge from the subclaims.
Anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen On the basis of exemplary embodiments that are shown in the figures are, the invention is further explained. Show it
Figur 1 ein Blockschaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Zeitgebers, Figur 2 das Schaltbild des Zeitgebers der Figur 1,Figure 1 is a block diagram of a first embodiment of the timer according to the invention, FIG. 2 the circuit diagram of the timer of FIG. 1,
% VPA% VPA
83 P 1 0 h 6 DE83 P 1 0 h 6 DE
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel des Zeitgebers,Figure 3 shows a second embodiment of the timer,
Figur 4 ein drittes Ausführungsbeispiel des Zeitgebers,Figure 4 shows a third embodiment of the timer,
Figur 5 ein Impulsdiagramm aufgetragen über.der Zeit t,FIG. 5 shows a pulse diagram plotted against time t,
indem die an verschiedenen Stellen des Zeitgebers nachby following the different parts of the timer
Figur 4 auftretenden Impulse dargestellt sind.Figure 4 occurring pulses are shown.
Das in Figur 1 gezeigte Blockschaltbild eines Zeitgebers enthält einen Oszillator OS, der ein Taktsignal von 6 MHz für einen Mikroprozessor MP und einen Zähltakt von 1 MHz für die Zähleinrichtung erzeugt. Die Zähleinrichtung besteht dabei aus ein.em ersten Zählerteil ZA1 und einem zweiten Zählerteil, der in dem Mikroprozessor MP enthalten ist. Zwischen dem Oszillator OS und dem ersten Zählerteil ZA1 ist eine bistabile Kippschaltung FF eingeschaltet, die von einer Zeitnahmeanforderung REQ von einem Verbraucher zurückgesetzt werden kann bzw. von einem Signal des Mikroprozessors MP gesetzt werden kann. Aus dem Zähltakt Si Von 1 MHz wird nämlich ein Übernahmetakt $2 gewonnen, der gegenüber dem Zähltakt phasenverschoben ist. Dieser Übernahmetakt S2 kann mit Hilfe der bistabilen Kippschaltung'FF unterbrochen werden. Der Übernahmetakt S2 liegt ebenfalls am ersten Zählerteil ZA1 an und bewirkt, daß ein im ersten Zählerteil ZA1 enthaltenes Zwischenregister den Inhalt des im ersten Zählerteil ZA1 ebenfalls enthaltenen ersten Zählers übernimmt. The block diagram of a timer shown in FIG. 1 contains an oscillator OS which generates a clock signal of 6 MHz for a microprocessor MP and a counting clock of 1 MHz for the counter. The counting device consists of a first counter part ZA1 and a second counter part, which is contained in the microprocessor MP. A bistable multivibrator FF is connected between the oscillator OS and the first counter part ZA1 and can be reset by a time-taking request REQ from a consumer or set by a signal from the microprocessor MP. From the count clock Si V on a 1 MHz transfer clock $ 2 is namely obtained that is out of phase with the count clock. This transfer clock S 2 can be interrupted with the help of the bistable flip-flop'FF. The transfer clock S2 is also applied to the first counter part ZA1 and causes an intermediate register contained in the first counter part ZA1 to accept the content of the first counter also contained in the first counter part ZA1.
Der Inhalt des Zwischenregisters im ersten Zählerteil ZA1 kann über einen Bus ZR in den Mikroprozessor MP übernommen werden. Der Ausgang der höchstwertigen Zählstelle des ersten Zählerteils ZA1 wird an einen Eingang T1 des Mikroprozessors MP angelegt, von dem er an den Eingang des internen Zählers oder zweiten Zählerteils im Mikroprozessor MP angelegt wird.The content of the intermediate register in the first counter part ZA1 can be transferred to the microprocessor MP via a bus ZR. The output of the most significant count of the first Counter part ZA1 is applied to an input T1 of the microprocessor MP, from which it is connected to the input of the internal Counter or second counter part is applied in the microprocessor MP.
Zwischen Verbraucher und Mikroprozessor MP kann schließlich ein Pufferspeicher PF angeordnet werden, in den bei Vorlie-Finally, a buffer memory PF can be arranged between the consumer and the microprocessor MP.
VPAVPA
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gen einer Zeitnahmeanforderung REQ der Inhalt der Zähleinrichtung über einen Bus DBI übertragen wird und aus dem mit Hilfe eines vom Verbraucher gelieferten Auslesetaktes AT dieses Zählergebnis an den Verbraucher ausgelesen werden kann. Das Zählergebnis wird dabei über den Bus DBA abgege-. ben. über eine Steuerleitung DAR wird dem Verbraucher mitgeteilt, daß die auszulesenden Daten bereitstehen.According to a timing request REQ, the content of the counting device is transmitted via a bus DBI and from the this counting result can be read out to the consumer with the aid of a readout pulse AT supplied by the consumer can. The counting result is transmitted via the DBA bus. ben. The consumer is informed via a control line DAR, that the data to be read is available.
Dem Mikroprozessor MP wird am Eingang INT mitgeteiIt, wenn eine Zeitnahmeanforderung REQ anliegt, um den Mikroprozessor MP zu veranlassen, den Inhalt des ersten Zählerteils ZA1 einzulesen. Wenn dies geschehen ist, gibt der. Mikroprozessor MP am Ausgang P27 ein Signal ab, das die bistabile Kippschaltung FF wieder setzt und damit den Übernahmetakt S2 wieder an die erste Zähleinrichtung ZA1 anlegt.The microprocessor MP is notified at the input INT if a timing request REQ is present in order to cause the microprocessor MP to read in the content of the first counter part ZA1. When this is done, he gives. Microprocessor MP at output P27 a signal that the bistable trigger circuit FF sets again and thus applies the transfer clock S2 again to the first counting device ZA1.
Eine genaue Realisierung des Zeitgebers nach Figur 1 ergibt sich aus Figur 2. Hier ist zunächst der Aufbau des Oszillators OS dargestellt. Dieser enthält einen Schwingquarz SQ, der z.B. Taktsignale TS der Frequenz von 6 MHz erzeugt. Diese Taktsignale werden über Inverter einem Zähler Z1 zugeführt, der die vom Schwingquarz SQ abgegebene Frequenz von 6 MHz in eine Frequenz von 1 MHz umwandelt. Am Ausgang des Zählers Z1 werden somit die Zähltakte S1 abgegeben. Die.Taktsignale TS bzw. die i'nvertierten Taktsignale TS" werden dem Mikroprozessor MP zugeleitet und zwar den Eingängen XTAL1 bzw. XTAL2 des Mikroprozessors MP. Dabei wird als· Mikroprozessor MP ein Baustein SAB 8748 gewählt.An exact implementation of the timer according to FIG. 1 is shown in FIG. 2. Here, first of all, the structure of the oscillator is shown OS shown. This contains an oscillating crystal SQ, which e.g. generates clock signals TS with a frequency of 6 MHz. These Clock signals are fed via an inverter to a counter Z1, which has the frequency output by the quartz oscillator SQ 6 MHz is converted into a frequency of 1 MHz. The counter clocks S1 are thus output at the output of the counter Z1. The clock signals TS or the inverted clock signals TS "are fed to the microprocessor MP, specifically to the inputs XTAL1 or XTAL2 of the microprocessor MP. A SAB 8748 module is selected as the MP microprocessor.
Aus den Zähltakten S1 werden die Übernahmetakte S2 mit Hilfe einer Verzögerungsschaltung VZ gewonnen, die aus NAND Gliedern aufgebaut ist. Die Übernahmetakte S2 treten synchron zu den Zähltakten S1 auf, sind jedoch gegenüber diesen Zähltakten S1 phasenverschoben. Die Übernahmetakte S2 können schließlich mit Hilfe des NAND-Gliedes ND1 der Verzögerungs-The transfer clocks S2 are obtained from the counting clocks S1 with the aid of a delay circuit VZ, which consists of NAND elements is constructed. The transfer clocks S2 occur synchronously with the counting clocks S1, but are opposite to these counting clocks S1 out of phase. The transfer clocks S2 can finally with the help of the NAND gate ND1 of the delay
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schaltung VZ abgeschaltet werden.circuit VZ are switched off.
Das Abschalten der Übernahmetakte S2 über das NAND Glied ND1 erfolgt mit Hilfe der bistabilen Kippschaltung FF. Der Setzeingang der bistabilen Kippschaltung FF ist mit dem Ausgang P27 des Mikroprozessors MP verbunden. Am Rücksetz-. eingang der bistabilen Kippschaltung FF liegt ein Zeitnahmeanforderungsignal REQ an. Solange somit keine Zeitnahme angefordert wird, ist die bistabile Kippschaltung FF gesetzt und damit das NAND Glied ND1 freigegeben, so daß die Übernahmetakte S2 am Ausgang der Verzögerungsschaltung VZ abgegeben werden. Tritt dagegen eine Zeitnahmeanforderung REQ von einem Verbraucher auf, wird die bistabile Kippschaltung FF zurückgesetzt und damit das NAND Glied ND1 gesperrt. Damit wird das Auftreten der Übernahmetakte S2 am Ausgang der Verzögerungsschaltung VZ unterbunden. Gleichzeitig wird an den Eingang INT des Mikroprozessors MP ein Signal angelegt, das dem Mikroprozessor MP mitteilt, daß eine Zeitnahmeanforderung von einem Verbraucher vorliegt.The takeover clocks S2 are switched off via the NAND element ND1 with the aid of the bistable multivibrator FF. Of the The set input of the flip-flop FF is connected to the output P27 of the microprocessor MP. At the reset. The input of the bistable multivibrator FF is a timing request signal REQ on. As long as no timing is requested, the flip-flop FF is set and thus the NAND element ND1 is released, so that the transfer clocks S2 are output at the output of the delay circuit VZ will. If, on the other hand, a time measurement request REQ occurs from a consumer, the bistable multivibrator is activated FF is reset and thus the NAND element ND1 is blocked. Thus, the occurrence of the transfer clocks S2 at the output of the Delay circuit VZ prevented. At the same time, a signal is applied to the INT input of the MP microprocessor, which informs the microprocessor MP that there is a timekeeping request from a consumer.
Die Zähltakte S1 und die Übernahmetakte S2 werden dem ersten Zählerteil ZA1 zugeführt. Der erste Zählerteil ZA1 ist in TTL Technik realisiert und nimmt die niederwertigen Zählstellen auf. Er besteht in Figur 2 aus zwei Teilen Z2 und Z3. Jeder Teil Z2 bzw. Z3 weist vier Zählstellen auf, so daß der gesamte Zählerteil ZA1 acht Zählstellen hat. Die Bauteile Z2 und Z3 können z.B. synchrone Binärzähler 74 LS 691 sein, die jeweils ein Zwischenregister enthalten. Den BausteinenZ2 und Z3 des ersten Zählerteils ZA1 werden sowohl die Zähltakte S1 als auch die Übernahmetakte S2 zugeführt. Die Bausteine Z2 und Z3 sind dabei üblicherweise zu einem Zähler zusammengefaßt. Der vom Baustein Z2 abgegebene Übertrag "Carry" wird dabei dem Freigabeeingang EN des Bauteils Z3 zugeführt. Die Bauteile Z2 und Z3 sind über Busse ZR mit mit Mikroprozessor MP verbunden, über die der Sah!inhalt inThe counting clocks S1 and the transfer clocks S2 are fed to the first counter part ZA1. The first counter part is ZA1 realized in TTL technology and takes the lower-valued counting places on. In Figure 2 it consists of two parts Z2 and Z3. Each part Z2 or Z3 has four counting positions, so that the entire counter part ZA1 has eight counting positions. The components Z2 and Z3 can e.g. synchronous binary counters 74 LS 691 each containing an intermediate register. The modules Z2 and Z3 of the first counter part ZA1, both the counting clocks S1 and the transfer clocks S2 are supplied. The modules Z2 and Z3 are usually one Counters summarized. The carry given by block Z2 "Carry" is fed to the release input EN of the component Z3. The components Z2 and Z3 are on buses ZR with connected to microprocessor MP via which the Sah! content in
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den Mikroprozessor MP übertragen werden kann. Dabei wird der Inhalt der Zwischenregister, der vom Zähler in Abhängigkeit des Übernahmetaktes S2 übernommen worden ist, an den Mikroprozessor MP an den Eingängen P10 bis P13 bzw. P14 bis P17 übertragen. Der Ausgang der höchstwertigsten Zählstelle des ersten Zählerteiles ZA1 wird weiterhin am Eingang T1 des Mikroprozessors MP angelegt. Durch die an diesem Eingang T1 auftretenden Signale wird der interne Zähler des Mikroprozessors MP hochgezählt. Der interne Zähler des Mikroprozessors MP oder zweite Zählerteil besteht aus dem internen Zähler und internen Registern des Mikroprozessors MP. Der zweite Zählerteil kann z.B. aus dem internen Zähler und fünf Registern bestehen. Dann hätte der interne oder zweite Zählerteil eine Breite von 48 bit und der gesamte Zähler eine Breite von 56 bit.the microprocessor MP can be transferred. The content of the intermediate register depends on the counter of the transfer clock S2 has been transferred to the microprocessor MP at the inputs P10 to P13 and P14 to Transfer P17. The output of the most significant counting point of the first counter part ZA1 is still at input T1 of the Microprocessor MP applied. The signals appearing at this input T1 become the internal counter of the microprocessor MP counted up. The internal counter of the microprocessor MP or the second part of the counter consists of the internal counter and internal registers of the microprocessor MP. The second part of the counter can e.g. consist of the internal counter and five registers exist. Then the internal or second counter part would have a width of 48 bits and the entire counter one Width of 56 bits.
Die Übergabe des Inhalts des ersten Zählerteils ZA1 in den Mikroprozessor MP kann durch ein Signal am Ausgang P21 veranlaßt werden. Dieses Signal am Ausgang P21 wird dann auftreten, wenn eine Zeitnahmeanforderung REQ bzw. ein Signal am Eingang TfTT am Mikroprozessor anliegt.The transfer of the content of the first counter part ZA1 in the Microprocessor MP can be triggered by a signal at output P21. This signal at output P21 will then occur when there is a REQ timing request or a signal at the TfTT input on the microprocessor.
Die Zusammenschaltung des Pufferspeichers PF mit dem Mikroprozessor MP ergibt sich aus Figur 2. Als Mikroprozessor kann ein Baustein WD 1510-01 gewählt werden. Mit Hilfe des Signals am Ausgang P24 kann der Mikroprozessor MP die Richtung festlegen, in der die Daten übertragen werden. Sollen dabei Daten vom Mikroprozessor MP in den Pufferspeicher PF übertragen werden, so wird dies dem Pufferspeicher PF am Eingang DIR mitgeteilt und anschließend ein Freigabesignal am Eingang CSA angelegt. Dann können die Daten, d.h. der Zählerinhalt, über den Bus DBI in den Pufferspeicher PF übertragen werden.The interconnection of the buffer memory PF with the microprocessor MP is shown in Figure 2. A WD 1510-01 module can be selected as the microprocessor. With the help of Signal at output P24, the microprocessor MP can determine the direction in which the data are transmitted. Should while data are transferred from the microprocessor MP into the buffer memory PF, this is sent to the buffer memory PF on Communicated to input DIR and then a release signal applied to input CSA. Then the data, i.e. the counter content, transferred to the buffer memory PF via the bus DBI will.
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-^B- VPA 83 P 1 0 J» 6-DE AA
- ^ B- VPA 83 P 1 0 J »6-DE
über die Leitung DAR, die am Ausgang P25 angeschlossen ist, wird dem Verbraucher mitgeteilt, daß die Daten, das Zählergebnis, im Pufferspeicher bereitliegt. Der Verbraucher kann dann mit dem Auslesetakt AT, der am Freigabeeingang CSB anliegt, die Daten über den Bus DBA abrufen.via the DAR line, which is connected to output P25, the consumer is informed that the data, the counting result, is available in the buffer memory. The consumer can then call up the data via the bus DBA with the readout pulse AT, which is present at the release input CSB.
Die weiteren in Figur 2 dargestellten Verbindungen zwischen den einzelnen Bausteinen sind bekannt und können den Datenblättern der entsprechenden Bausteine entnommen werden.The other connections shown in Figure 2 between the individual modules are known and can be found in the data sheets for the relevant modules.
Unter der Annahme, daß der Zähltakt 1 MHz ist, beträgt die Auflösung der Zähleinrichtung 1 ,usec. Es ist zweckmäßig den Übernahmetakt S2 jeweils 500 ns nach dem Zähltakt S 1 auftreten zu lassen. Der Übernahmetakt S'1 tritt dann zu einem Zeitpunkt auf, zu dem der Zähler im ersten Zählerteil bereits zur Ruhe gekommen ist. Erst jetzt kann der Inhalt des Zählers in das Zwischenregister übernommen werden. Der Zähler zählt die Zähltakte weiter, ohne daß er durch die Übernahme des Inhalts des Zähler in das Zwischenregister gestört würde. Bei Auftreten einer Zeitnahmeanforderung wird der Übernahmetakt S2 gesperrt, jedoch höchstens für die halbe Zeit zwischen zwei Überläufm des ersten Zählerteils. Dadurch wird verhindert, daß während der Übernahme des Inhalts des ersten Zählerteils in den Mikroprozessor MP ein den zweiten Zählerteil im Mikroprozessor MP erhöhende übertrag am Eingang T1 unterdrückt wird.Assuming that the counting rate is 1 MHz, the resolution of the counting device is 1. usec. It is expedient Transfer cycle S2 occur 500 ns after the count cycle S 1 allow. The transfer clock S'1 then occurs at a point in time at which the counter in the first counter part is already has come to rest. Only now can the content of the counter be transferred to the intermediate register. The counter counts the counting clocks without being disturbed by the transfer of the contents of the counter into the intermediate register would. When a timekeeping request occurs, the transfer cycle S2 is blocked, but for a maximum of half Time between two overflows of the first part of the counter. Through this it is prevented that during the transfer of the contents of the first counter part in the microprocessor MP a second Counter part in the microprocessor MP increasing transfer on Input T1 is suppressed.
Aus Figur 3 ergibt sich eine weitere Ausbildung des Zeitgebers. Ein Oszillator OS erzeugt sowohl einen Takt von 6 MHz für einen Mikroprozessor MP als auch einen Zähltakt S.1 für die Zähleinrichtung. Der Oszillator OS kann entsprechend Figur 2 realisiert sein. Der Zähltakt S1 wird einem Zähler Z4 zugeführt, der zusammen mit dem Zwischenregister ZW den ersten Zählerteil bildet. Das Zwischenregister ZW kann als first-in / first-out Speicher realisiert sein und aus dem Baustein WD 1510-01 bestehen.A further embodiment of the timer results from FIG. An oscillator OS generates a clock from both 6 MHz for a microprocessor MP as well as a counting clock S.1 for the counting device. The oscillator OS can accordingly Figure 2 be realized. The counting clock S1 is fed to a counter Z4, which together with the intermediate register ZW forms the first part of the counter. The intermediate register ZW can be implemented as a first-in / first-out memory and consist of the WD 1510-01 module.
ΑΤΑ-ΑΤΑ- VPA 83 P 104 6 0E_VPA 83 P 104 6 0E_
Der Inhalt des Zählers Z4 wird dann in das Zwischenregister ZW übertragen, wenn beim Zähler Z4 ein Zählübertrag ZU auftritt
bzw. eine Zeitnahmeanforderung REQ anliegt. Ein Übertrag ZU am Zähler Z4 wird an einer negativen Flanke des
Bits 27 des Zählers Z4 fe
acht Zählstellen besteht.The content of the counter Z4 is then transferred to the intermediate register ZW when a count carry ZU occurs at the counter Z4 or a timing request REQ is pending. A carry ZU at the counter Z4 is on a negative edge of the bit 2 7 of the counter Z4 fe
there is eight counting positions.
Bits 2 des Zählers Z4 festgestellt, wenn der Zähler Z4 ausBits 2 of counter Z4 detected when counter Z4 is off
Das Übertragssignal ZU und das Zeitnahmeanforderungssignal REQ wird dazu verwendet, eine Anordnung zur Durchschaltung des Übernahmetaktes S2 an das Zwischenregister ZW anzusteuern. The carry signal ZU and the timing request signal REQ is used to control an arrangement for switching through the transfer clock S2 to the intermediate register ZW.
Die Anordnung zur Durchschaltung des Übernahmetaktes S2 besteht aus monostabilen Kippschaltungen M1 und M2, einem Zähier 15, NOR Gliedern NR1 bis NR3 und einem Inverter IN.The arrangement for switching through the transfer clock S2 consists of monostable multivibrators M1 and M2, a counter 15, NOR elements NR1 to NR3 and an inverter IN.
Die monostabile Kippschaltung M2 erzeugt aus dem Übertragssignal ZU vom Zähler Z4 einen Impuls P1 von z.B. 800 ns. Dieser erste Impuls P1 wird dem NOR Glied NR1 zugeführt und gelangt von dort zum NOR Glied NR2, wodurch der Übernahmetakt S2 an den Freigabeeingang CSA des Zwischenregisters ZW angelegt wird. Damit wird der Inhalt des Zählers Z4 in das Zwischenregister ZW übernommen. Zu diesem Zeitpunkt ist der Inhalt des Zählers Z4 auf allen Zählstellen binär 0. Liegt von einem Verbraucher eine Zeitnahmeanforderung REQ vor, dann erzeugt die monostabile Kippschaltung M1 aus der Rückflanke des zugeordneten Signals einen Impuls P2 von z.B. 100 ns Länge. Mit dem Impuls P2 wird der Zähler Z5 zurückgesetzt. Durch den nächsten Zähltakt S1 wird dann der Zähler Z5 über das NOR Glied NR3 am Zähleingang angesteuert und damit die Zählstelle 2 binär 1. Damit erscheint am Ausgang der Zählstelle 2° der Impuls P3, der über das NOR Glied NR1 dem NOR Glied NR2 zugeführt wird, wodurch wieder der Übernahmetakt S2 an den Freigabeeingang CSA des Zwischenregisters ZW angelegt wird. Damit wird der Inhalt des Zählers Z4 in das Zwischenregister ZW eingelesen. Mit dem nächsten Zähltakt S1 wird die Zählstelle 2' des Zählers Z5 gesetzt, die mit demThe monostable multivibrator M2 generates a pulse P1 of e.g. 800 ns from the carry signal ZU from the counter Z4. This first pulse P1 is fed to the NOR element NR1 and from there to the NOR element NR2, whereby the transfer clock S2 is applied to the release input CSA of the intermediate register ZW. This means that the content of counter Z4 is transferred to the Intermediate register ZW accepted. At this point in time, the content of counter Z4 is binary 0 on all counting positions a timekeeping request REQ from a consumer, then the monostable multivibrator M1 generates a pulse P2 of e.g. 100 ns from the trailing edge of the assigned signal Length. The counter Z5 is reset with the pulse P2. The counter Z5 is then over by the next counting cycle S1 the NOR element NR3 is controlled at the counter input and thus the Counting point 2 binary 1. This means that pulse P3 appears at the output of counting point 2 °, which is sent to NOR via the NOR element NR1 Member NR2 is supplied, whereby the transfer clock S2 is again applied to the release input CSA of the intermediate register ZW will. This reads the content of the counter Z4 into the intermediate register ZW. With the next counting cycle S1 the counting point 2 'of the counter Z5 is set, which with the
NOR Glied NR3 verbunden ist, dem auch der Zähltakt S1 zugeführt wird. Damit wird verhindert, daß weitere Zähltakte S1 zum Zähler Z5 gelangen.NOR element NR3 is connected, which is also supplied with the counting clock S1 will. This prevents further counting clocks S1 from reaching counter Z5.
Der Inhalt des Zählers Z4 wird somit nur dann in das Zwischenregister ZW übertragen, wenn entweder ein Zählerübertrag ZU oder eine Zeitnahmeanforderung REQ vorliegt. Denn nur dann wird der Übernahmetakt S2 an das Zwischenregister ZW angelegt. Da der Ausgang 2 des Zählers Z5 außerdem mit dem Zwischenregister ZW direkt verbunden ist, wird für jedes in das Zwischenregister ZW übernommene Zählergebnis vom Zähler Z4 auch eingetragen, ob der Grund für die Übernahme eine Zeitnahmeanforderung REQ war.The content of the counter Z4 is only then in the intermediate register ZW transmitted when either a counter carry ZU or a timekeeping request REQ is present. Because only then is the transfer clock S2 applied to the intermediate register ZW. Since the output 2 of the counter Z5 also with is directly connected to the intermediate register ZW, for each counting result transferred to the intermediate register ZW from the counter Z4 also entered whether the reason for the takeover was a REQ timekeeping request.
Der Mikroprozessor MP ist mit dem Ausgang des Zwischenregisters ZW über den Bus ZR verbunden und liest ständig durch Signale am Freigabeeingang CSB den Inhalt des Zwischenregisters ZW ein, solange das Zwischenregister ZW nicht leer ist. Dabei erkennt der Mikroprozessor MP einen überlauf ZUThe microprocessor MP is connected to the output of the intermediate register ZW via the bus ZR and reads continuously Signals at the release input CSB the contents of the intermediate register ZW as long as the intermediate register ZW is not empty is. The microprocessor MP recognizes an overflow ZU
20- am Zählerstand 0 und erhöht den internen Teil des Zählers, also den zweiten Zählerteil, der die hochwertigen Zählstellen enthält, um eine Einheit. Erkennt der Mikroprozessor MP am Eingang TO aus dem Inhalt des übernommenen Ergebnisses aus dem Zwischenregister ZW, daß eine Zeitnahmeanforderung REQ zur Übernahme des Zählergebnisses geführt hat, dann veranlaßt der Mikroprozessor MP die Übergabe des Zählergebnisses, also der Zusammenfassung des Zählergebnisses vom Zähler Z4 und vom internen Zähler,über den Bus DB zum anfordernden Verbraucher.20- at the counter reading 0 and increases the internal part of the counter, i.e. the second part of the counter, which contains the high-quality counting positions contains to one unit. Recognizes the microprocessor MP at the input TO from the content of the accepted result from the intermediate register ZW that a timing request REQ has led to the acceptance of the counter result, then causes the microprocessor MP the transfer of the counting result, so the summary of the counting result from Counter Z4 and from the internal counter, via the bus DB to the requesting one Consumer.
Der Zeitgeber nach Figur 4 unterscheidet sich von der Figur 3 dadurch, daß an den Ausgang der monostabilen Kippschaltung M2 ein weiterer Zähler Z6 angeschaltet ist. Der Ausgang 2° des Zählers Z6 ist mit einem NOR Glied NR4 verbunden, dem auch der Zähltakt S1 zugeführt wird. Der Aus-The timer according to FIG. 4 differs from FIG. 3 in that it is connected to the output of the monostable multivibrator M2 another counter Z6 is switched on. The output 2 ° of the counter Z6 is connected to a NOR element NR4, to which the counting clock S1 is also fed. The Aus
-N- VPA 33 ρ 1 ο Z1 6 DE-N- VPA 33 ρ 1 ο Z 1 6 DE
gang des NOR Gliedes NR4 liegt dann am Zähleingang des Zählers Z6. Mit Hilfe des am Ausgang der monostabilen Kippschaltung M2 abgegebenen Impulses P1 wird der Zähler Z6 zurückgesetzt und dann durch den Zähltakt S 1 wieder gesetzt. The output of the NOR element NR4 is then applied to the counter input of the counter Z6. With the help of the output of the monostable multivibrator M2 emitted pulse P1, the counter Z6 is reset and then set again by the counter clock S 1.
Erst jetzt erscheint synchron zum Zähltakt Si am Ausgang des Zählers Z6 der Impuls P4, der das NOR Glied NR2 freigibt, so daß der nächste Übernahmetakt S2 zum Freigabeeingang CSA des Zwischenregisters ZW gelangen kann. Durch die Einfügung des Zählers Z6 wird somit eine Synchronisierung des Impulses P4, der von dem Übertragsignal ZU ausgelöst wird, auf den Zähltakt S1 erreicht. Die übrige Schaltung entspricht der der Figur 3, bis auf die Ausnahme, daß zur Erzeugung des Übernahmetaktes S2 aus dem Zähltakt S1 noch weitere Inverterglieder zur Bildung einer Verzögerungsschaltung VZ vorgesehen sind.Only now does the pulse P4 appear at the output of the counter Z6 synchronously with the counter clock Si, which enables the NOR element NR2 so that the next transfer clock S2 can reach the enable input CSA of the intermediate register ZW. By inserting the counter Z6, a synchronization of the pulse P4, which is triggered by the carry signal ZU, to the counting clock S1 is achieved. The rest of the circuit corresponds to that of Figure 3, except for the exception that are provided for forming a delay circuit VZ for generating the acceptance clock signal S2 from the counting pulse S 1 is still further inverter limbs.
Die Reihenfolge des Auftretens der einzelnen Impulse in Figur 4 ergibt sich aus Figur 5. Hier ist in der ersten Zeile der Zähltakt S1 dargestellt. Aus dem Zähltakt Si wird mit Hilfe der Verzögerungsschaltung VZ der Übernahmetakt $2 erzeugt, der um die Zeit TO gegenüber dem Zähltakt Si phasenverschoben ist. In der dritten Zeile ist der Verlauf des Impulses P4 am Ausgang des Zählers Z6 dargestellt. Es ist zu sehen, daß nach Auslösung durch das Übertragssignal ZU die Flanken des Impulses P4 zum Zeitpunkt der Rückflanken des Zähltaktes S1 auftreten. '-:The sequence in which the individual pulses appear in FIG. 4 is shown in FIG. 5. Here is the first Line of the counting clock S1 is shown. The counting cycle becomes Si With the help of the delay circuit VZ, the transfer clock $ 2 generated, the phase shifted by the time TO compared to the counting clock Si is. The third line shows the course of the pulse P4 at the output of the counter Z6. It is to see that after triggering by the carry signal ZU the edges of the pulse P4 at the time of the trailing edges of the counting cycle S1 occur. '-:
Die vierte Zeile der Figur 5 zeigt den Verlauf des Impulses P3 am Ausgang des Zählers Z5. Voraussetzung für dessen Auftreten ist das Anliegen eines Zeitnahmeanforderungssignales REQ. Es ist zu sehen, daß die Flanken des Impulses P3 ebenfalls mit den Rückflanken des Zähltaktes Si auftreten.The fourth line of Figure 5 shows the course of the pulse P3 at the output of the counter Z5. Prerequisite for its occurrence is the concern of a timing request signal REQ. It can be seen that the edges of the pulse P3 also occur with the trailing edges of the counting clock Si.
Durch die Impulse P3 und P4 wird festgelegt, wann der Übernahmetakt S2 an den Auslöseeingang CsA des Zwischenreg^i-The impulses P3 and P4 determine when the takeover cycle takes place S2 to the trigger input CsA of the intermediate regulator ^ i-
sters ZW anliegt. Der Verlauf des Signals am Eingang cSA des Zwischenregisters ZW ist in der letzten Zeile der Figur 4 gezeigt. Auslösende Flanken sind dabei die mit AF dargestellten Impulsflanken. Diese treten synchron zu Flanken des Übernahmesignals S2 auf.sters ZW is present. The course of the signal at the input cSA of the intermediate register ZW is shown in the last line of FIG shown. The triggering edges are the pulse edges shown with AF. These occur synchronously with the edges of the takeover signal S2 on.
Ein Vorteil der Ausführungsbeispiele der Figur 3 und der Figur 4 gegenüber dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 und der Figur 2 besteht darin, daß die Meßwiederholfrequenz erheblich größer ist.An advantage of the embodiments of Figure 3 and Figure 4 compared to the embodiment of Figure 1 and Figure 2 is that the measurement repetition rate is considerable is bigger.
10 Patentansprüche
5 Figuren10 claims
5 figures
Claims (10)
Priority Applications (2)
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DE3303662A1 true DE3303662A1 (en) | 1984-08-09 |
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ID=6189960
Family Applications (1)
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Country | Link |
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DE (1) | DE3303662A1 (en) |
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EP0123791A2 (en) | 1984-11-07 |
EP0123791A3 (en) | 1987-04-01 |
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