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Diese Erfindung bezieht sich auf Schaltungen zur Verhinderung
eines metastabilen Zustandes zur Beseitigung der Auswirkungen
metastabilen Unterschieden in digitalen Schaltungen.
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Digitale Signalspeicher und Flip-Flop-Schaltungen sprechen auf
Eingangssignal derart an, daß sie entweder den Zustand ihres
Ausganges beibehalten oder diesen umkehren. In jedem Fall ist
der Zustand des Ausganges ein stabiler Zustand. Es kann jedoch
ein als Metastabilität bekannter Zustand vorliegen, bei dem die
Signalspeicher- oder Flip-Flop-Schaltung einen Zustand erreicht,
in der sie unbegrenzt zwischen den beiden stabilen Zuständen
verbleibt. Üblicherweise wird dieser Zustand durch eine
Grenzwerttriggerung hervorgerufen. Wenn die Zwischenspeicher- oder
Flip-Flop-Schaltung sehr gut symmetriert ist, kann der
metastabile Zustand andauern, bis derartige interne oder externe
Unsymmetrien die Signalspeicher- oder Flip-Flop-Schaltung so
beeinflussen, daß ein Übergang in einen der beiden stabilen Zustände
hervorgerufen wird. Während sich die Signalspeicher- oder Flip-
Flop-Schaltung im metastabilen Zustand befindet, kann ihr
Ausgangssignal nicht sicher getaktet werden. Entsprechend stellt
eine Metastabilität ein schwerwiegendes Problem bei
Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen dar, wie sie für die
Synchronisation von asynchronen Signalen verwendet werden. Insbesondere
stellt die Metastabilität ein erhebliches Problem beim
Datenrückgewinnungsschaltungen dar, die bei
Computerperipherie-Bauteilen verwendet werden. In der Vergangenheit wurden bei
Versuchen zur Verhinderung eines metastabilen Zustandes paarweise
Flip-Flop-Schaltungen verwendet, bei denen der Ausgang der
ersten Flip-Flop-Schaltung in eine zweite Flip-Flop-Schaltung
getaktet wird. Wenn die erste Flip-Flop-Schaltung in einen
metastabilen Zustand übergeht, so wird erhofft, daß sie sich
mit der Zeit erholt, damit ihr Ausgangssignal in die zweite
Flip-Flop-Schaltung getaktet werden kann. Aufgrund der
Signalbeeinträchtigung
bei der Übertragung von asynchronen
Informationssignalen kann jedoch die Information gegebenenfalls nicht
bis zu einer Zeit vorliegen, die ausreichend ist, um in die
erste Flip-Flop-Schaltung eingetaktet zu werden. Als Ergebnis
kann, obwohl die Taktsteuerung der zweiten Flip-Flop-Schaltung
zur Rückgewinnung der Information bestimmt ist, die Schaltung
gegebenenfalls nicht auf ein stark beeinträchtigtes asynchrones
Signal ansprechen. Entsprechend bestand eine Verbesserung darin,
einen Impulsflankendetektor vor der ersten Flip-Flop-Schaltung
zu verwenden, um das Signal für die erste Flip-Flop-Schaltung
genauer zu definieren. Obwohl diese Bemühungen bei der
Beseitigung von metastabilen Zuständen in digitalen Schaltungen einen
gewissen Erfolg hatten, waren sie hinsichtlich der
Zuverlässigkeit und den Geschwindigkeiten derzeitiger Systeme nicht
vollständig erfolgreich. Ein Beispiel dieser Art einer Schaltung zur
Verhinderung eines metastabilen Zustandes findet sich in dem IBM
Technical Disclosure Bulletin, Band 27, Nr. 7A, Dezember 1984,
Seiten 3889, 3890.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung zur
Verhinderung eines metastabilen Zustandes geschaffen, die eine
Mehrzahl von Kanälen umfaßt, die parallel zueinander angeordnet
sind, wobei jeder Kanal einen Impulsflankendetektor und
bistabile Einrichtungen umfaßt, die mit dem Ausgang des
Impulsflankendetektors gekoppelt ist, wobei der Impulsflankendetektor auf
asynchrone Impulse anspricht und die bistabilen Einrichtungen
die asynchronen Impulse mit Taktimpulsen eines synchronen
Taktsignals synchronisiert, wobei eine Auswahleinrichtung mit jedem
Kanal gekoppelt ist, um ein Freigabesignal zu erzeugen, um aufei
nanderfolgend jeweils einen der Impulsflankendetektoren
freizugeben, und wobei die Schaltung dadurch gekennzeichnet ist, daß
die Auswahleinrichtung auf die asynchronen Impulse anspricht.
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Jede der Impulsflankendetektoreinrichtungen kann dritte
bistabile Einrichtungen und Verknüpfungsglieder umfassen, die auf den
Ausgang der ersten, zweiten und dritten bistabilen Einrichtungen
entsprechen, um die ersten und dritten bistabilen Einrichtungen
zurückzusetzen. Die dritte bistabile Einrichtung ist
Vorzugsweise
entweder eine durch ein Verknüpfungsglied freigegebene Flip-
Flop-Schaltung, deren Freigabeeingang mit einem einzelnen
Ausgang der Schiebeeinrichtungen verbunden ist, oder sie ist eine
JK-Flip-Flop-Schaltung, deren J-Eingang mit einem einzelnen
Ausgang der Schiebeeinrichtungen verbunden ist. Alternativ ist die
dritte bistabile Einrichtung eine Flip-Flop-Schaltung vom D-Typ,
deren D-Eingang mit einem einzelnen Ausgang der
Schiebeeinrichtungen verbunden ist. Die Schaltung kann
ODER-Verknüpfungsglieder mit einem ersten Eingang, der mit dem einzelnen Ausgang
der Schiebeeinrichtungen verbunden ist, mit einem zweiten
Eingang, der mit dem nichtinvertierten Ausgang der D-Flip-Flop-
Schaltung verbunden ist, und mit einem mit dem D-Eingang
verbundenen Ausgang einschließen.
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Die Erfindung wird lediglich in Form eines Beispiels in den
beigefügten Zeichnungen erläutert, in denen:
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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer typischen bekannten
Schaltung zur Verhinderung eines metastabilen Zustandes ist,
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Fig. 2 eine Darstellung von Schwingungsformen ist, die
zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten
Schaltung nützlich ist,
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Fig. 3 ein Blockschaltbild einer weiteren bekannten
Schaltung zur Verhinderung eines metastabilen Zustandes ist,
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Fig. 4 eine Darstellung von Schwingungsformen ist, die
zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 3 gezeigten
Schaltung verwendet wird,
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Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur
Verhinderung eines metastabilen Zustandes gemäß der vorliegenden
Erfindung ist,
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Fig. 6 eine Darstellung von Schwingungsformen ist, die
zur Erläuterung der Betriebsweise der in Fig. 5 gezeigten
Schaltung nützlich ist, und
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Fig. 7 und 8 Darstellungen weiterer Ausführungsformen
von Schaltungen zur Verhinderung eines metastabilen Zustandes
gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
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In allen Zeichnungen wurden gleiche Teile mit den gleichen
Bezugsziffern bezeichnet.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1
ist eine typische bekannte Schaltung zur Verhinderung eines
metastabilen Zustandes gezeigt. Die Schaltung zur Verhinderung
eines metastabilen Zustandes verwendet zwei
D-Flip-Flop-Schaltungen L1, L2, deren Setzeingänge und Rücksetzeingänge über
einen Widerstand R1 mit einer Potentialquelle verbunden sind.
Die Takteingänge der beiden Flip-Flop-Schaltungen empfangen
synchrone Taktsignale über eine Leitung 10, während ein
asynchrones Signal über eine Leitung 11 an den D-Eingang der Flip-
Flop-Schaltung L1 geliefert wird. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-
Schaltung L1 wird an den D-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L2
geliefert, und ein synchrones Ausgangssignal wird an einer
Leitung 12 von dem Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L2
geliefert. Das asynchrone Signal kann digitale Information enthalten
oder diese gültig machen, oder es kann als solches ein
asynchrones Taktsignal sein.
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Die Betriebsweise der in Fig. 1 gezeigten Schaltung wird unter
Bezugnahme auf Fig. 2 erläutert. Bei Empfang eines asynchronen
Impulses 14 nimmt der D-Eingang der Flip-Flop-Schaltung L1 einen
hohen Pegel an. Bei der nächsten Anstiegsflanke 16 des
Taktsignals an der Leitung 10 wird der Q-Ausgang der
Flip-Flop-Schaltung L1 auf einen hohen Pegel gebracht, so daß ein einen hohen
Pegel aufweisendes Eingangssignal dem D-Eingang der Flip-Flop-
Schaltung L2 zugeführt wird. Bei der nächsten Anstiegsflanke
18 des Taktsignals wird das Ausgangssignal der
Flip-Flop-Schaltung L2 auf einen hohen Pegel gebracht, wie dies gezeigt ist.
Das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung L1 wird auf einen
niedrigen Pegel gebracht, wenn eine Anstiegsflanke 20 des
nächsten Taktsignals nach dem Abfall des asynchronen Impulses
auf einen niedrigen Pegel folgt, und das synchrone
Ausgangssignal an der Leitung 12 wird auf einen niedrigen Pegel
gebracht, wenn eine Anstiegsflanke 42 des nächsten Taktimpulses
nach dem Abfall der Flip-Flop-Schaltung L1 auf einen niedrigen
Pegel folgt.
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Unter spezieller Bezugnahme auf einen Taktimpuls 24 und einen
asynchronen Impuls 26 ist zu erkennen, daß bei diesen beiden
Impulsen die Vorderflanken ungefähr gleichzeitig auftreten,
wodurch ein Triggern der Flip-Flop-Schaltung L1 im
Grenzwertbereich hervorgerufen wird. Als Ergebnis tritt die Flip-Flop-
Schaltung in einen metastabilen Zustand ein, was zu einem nicht
genormten Logikpegel führt, wie z.B. einem schnellen Umschalten
zwischen den beiden stabilen Zuständen einer
Flip-Flop-Schaltung, wie dies durch ein Signal 28 gezeigt ist. Schließlich
führen Schaltungsunsymmetrien und andere externe Faktoren dazu,
daß die Flip-Flop-Schaltung L1 willkürlich einen ihrer beiden
stabilen Zustände einnimmt. Wenn die Flip-Flop-Schaltung L1 in
fehlerhafter Weise ihren niedrigeren Zustand einnimmt, wie dies
in Fig. 2 gezeigt ist, so bringt die Vorderflanke 30 des
nächsten Taktimpulses (während der asynchrone Impuls 26 noch einen
hohen Pegel aufweist) die Flip-Flop-Schaltung L1 in ihren einen
hohen Pegel aufweisenden oder wahren Zustand, wodurch ein
synchroner Ausgangsimpuls 31 ausgebildet wird.
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Bei den meisten Computer-Plattenlaufwerken vertraut man in
minimalem Umfang auf asynchrone Logik, und diese befindet sich
im allgemeinen an den Schnittstellen zwischen getrennten
Geräten. In den meisten Fällen sind diese Schnittstellen durch
relativ kurze Strecken getrennt. Wenn Signale jedoch über
erhebliche Strecken übertragen werden, können sich Verzerrungen
ergeben. Die Verzerrung kann zu einer Verkürzung der Impulse,
zu einer Verlängerung der Impulse, zu einer Verlängerung der
Anstiegszeit der Impulsflanken und zu Änderungen der
Impuls-Zu-Impuls-Positionen und Impulsperioden führen. Bei
Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungen kann die Verzerrung so stark
sein, daß Daten nicht mehr in zuverlässiger Weise
wiedergewonnen werden können. Um die Zuverlässigkeit der
Datenübertragung
zu verbessern, war es üblich, einen Impulsflankendetektor
zu verwenden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Im einzelnen
wurde eine D-Flip-Flop-Schaltung L3 als Impulsflankendetektor
zur Schaltung nach Fig. 1 hinzugefügt, um das asynchrone Signal
an der Leitung 11 zu empfangen. Wie dies insbesondere in Fig. 4
gezeigt ist, kann das asynchrone Signal aufgrund von äußeren
Faktoren unter Einschluß der Übertragung eine veränderliche
Breite und Position aufweisen. Ein NAND-Verknüpfungsglied 32
empfängt die Ausgangssignale von dem Q-Ausgang jeder der
Flip-Flop-Schaltungen L1, L2, L3, um ein Ausgangssignal an die
Rücksetzeingänge der Flip-Flop-Schaltungen L1 und L3 zu liefern.
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Im Betrieb der in Fig. 3 gezeigten Schaltung und unter
Bezugnahme auf Fig. 4 wird der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L3
auf einen hohen Pegel gebracht, wenn das asynchrone Signal an
der Leitung 11 bezüglich des Taktimpulses der
Flip-Flop-Schaltung L3 einen hohen Pegel annimmt, so daß bei der nächsten
Anstiegsflanke eines Taktimpulses an der Leitung 10 der
Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L1 einen hohen Pegel annimmt. Bei
der Anstiegsflanke des nächsten aufeinanderfolgenden
Taktimpulses wird bei einem auf einem hohen Pegel liegenden Q-Ausgang
der Flip-Flop-Schaltung L1 der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung
L2 auf einen hohen Pegel gebracht, um das synchrone
Ausgangssignal an der Leitung 12 auf einen hohen Pegel zu bringen. Weil
die Q-Ausgänge aller Flip-Flop-Schaltungen L1, L2, L3 einen
hohen Pegel aufweisen, arbeitet das NAND-Verknüpfungsglied 32
so, daß es einen einen niedrigen Pegel aufweisenden
Rücksetzimpuls an die Rücksetzeingänge R der Flip-Flop-Schaltungen L1, L3
liefert. Wenn der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L1 nunmehr
einen niedrigen Pegel aufweist, setzt die Anstiegsflanke des
nächsten Taktimpulses die Flip-Flop-Schaltung L2 zurück, um das
synchrone Ausgangssignal auf einen niedrigen Pegel zu bringen.
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Wie dies anhand der Schaltung nach Fig. 1 beschrieben wurde,
kann ein metastabiler Zustand vorliegen. Wenn der Taktimpuls und
der asynchrone Impuls so nahe beieinander liegen, daß die Flip-
Flop-Schaltung L3 ungefähr zur gleichen Zeit auf einen hohen
Pegel gebracht wird, zu der die Vorderflanke eines synchronen
Taktimpulses auf einen hohen Pegel ansteigt, so besteht die
Gefahr einer Metastabilität. Daher spricht die
Flip-Flop-Schaltung L1, die im Fall der in Fig. 1 gezeigten Schaltung
schließlich einen niedrigen stabilen Zustand einnimmt, bis zum nächsten
ansteigenden Taktimpuls nicht auf einen asynchronen Impuls 34
an, um den Q-Ausgangsimpuls 36 der Flip-Flop-Schaltung L1 auf
einen hohen Pegel zu setzen. Ein synchroner Impuls 38 wird von
dem Ausgangsimpuls 36 abgeleitet, der seinerseits von dem
asynchronen Impuls 34 abgeleitet wird. Wie dies in Fig. 4 gezeigt
ist, ist der nächste asynchrone Impuls 40 jedoch aufgetreten,
während der Ausgangsimpuls 36 der Flip-Flop-Schaltung L1 einen
hohen Pegel aufwies. Aufgrund des bereits vorliegenden hohen
Zustandes der Flip-Flop-Schaltung L3 wird der asynchrone Impuls
40 ignoriert, und das synchrone Ausgangssignal schließt keinen
von dem asynchronen Impuls 40 abgeleiteten Impuls ein.
Entsprechend gehen Daten verloren. (Obwohl eine hohe Taktfrequenz
scheinbar eine Rückgewinnung des anderenfalls verlorenen
asynchronen Impulses ermöglichen würde, ergeben höhere Frquenzen
auch andere Probleme, unter Einschluß eines verstärkten
Auftretens von Fehlern aufgrund der Metastabilität).
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Unter Bezugnahme auf Fig. 5 ist zu erkennen, daß hier eine
Schaltung zur Verhinderung eines metastabilen Zustandes gemäß
der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Wie dies aus der
Diskussion der Betriebsweise der in Fig. 5 gezeigten Schaltung
verständlich wird, beseitigt diese Schaltung die Nachteile der
bekannten in den Fig. 1 und 3 dargestellten Schaltungen. Somit
ist unter Bezugnahme auf Fig. 5 zu erkennen, daß hier zwei
parallele Kanäle 50, 52 gezeigt sind, die jeweils ähnlich der
in Fig. 3 gezeigten Schaltung sind. Der erste Kanal 50 umfaßt
Flip-Flop-Schaltungen L1, L2, L3 und ein NAND-Verknüpfungsglied
54, während der zweite Kanal 52 Flip-Flop-Schaltungen L4, L5,
L6 und ein NAND-Verknüpfungsglied 56 umfaßt. Die Kanäle 50, 52
sind nahezu identisch zu der in Fig. 3 gezeigten bekannten
Schaltung geschaltet, wobei das asynchrone Signal an der Leitung
11 den Takteingängen der Impulsflankendetektoren der durch
Verknüpfungsglieder freigegebenen oder torgesteuerten Flip-Flop-
Schaltungen L3, L6 zugeführt wird. In diesem Fall weisen jedoch
die Flip-Flop-Schaltungen L3, L6 Freigabeeingänge auf, die mit
den - und Q-Ausgängen der Flip-Flop-Schaltung L7 verbunden
sind. Die Flip-Flop-Schaltung L7 weist einen mit ihrem
Q-Ausgang verbundenen D-Eingang und einen Takteingang auf, der zum
Empfang des asynchronen Signals an der Leitung 11 angeschaltet
ist. Der Rücksetzeingang der Flip-Flop-Schaltung L7 ist zum
Empfang eines externen Rücksetzimpulses an einer Leitung 58
angeschaltet. Die Q-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen L2, L5
leifern jeweilige getrennte synchrone Ausgangssignale SYNCH-1
und SYNCH-2.
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Im Betrieb der in Fig. 5 gezeigten Schaltung ist der
Anfangszustand der Flip-Flop-Schaltung L7 ohne Bedeutung. Bei Empfang
eines Rücksetzimpulses 60 wird die Flip-Flop-Schaltung L7 jedoch
auf einen niedrigen Zustand gebracht, so daß ihr
Q-Ausgangssignal einen niedrigen Pegel und ihr Q-Ausgang einen hohen
Pegel aufweist. Der hohe Q-Ausgangspegel der
Flip-Flop-Schaltung L7 sperrt den Torsteuereingang der Flip-Flop-Schaltung L3,
während der niedrige Q-Ausgangspegel der Flip-Flop-Schaltung L7
den Toreingang der Flip-Flop-Schaltung L6 freigibt. Bei Empfang
eines ersten asynchronen Impulses 62 spricht die freigegebene
Flip-Flop-Schaltung L6 auf den Impuls an und bringt ihren
Q-Ausgang auf einen hohen Pegel, um einen einen hohen Pegel
aufweisenden Impuls 64 zu erzeugen. Bei einem nächsten Taktimpuls 66
erzeugt der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung L4 einen einen
hohen Pegel aufweisenden Impuls 68. Bei einem nächsten Takt
impuls 70 wird ein einen hohen Pegel aufweisender SYNCH-2-Impuls
erzeugt, wodurch sich die Bedingungen für den Betrieb des NAND-
Verknüpfungsgliedes 56 ergeben, damit dieses einen
Rücksetzimpuls 74 liefert, um die Q-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltungen
L4, L6 auf einen niedrigen Pegel zu bringen, und um die Impulse
64 und 68 auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Der SYNCH-2-
Impuls 72 wird bei der Vorderflanke eines nächsten Taktimpulses
82 auf einen niedrigen Pegel gebracht, wodurch die Flip-Flop-
Schaltung L2 zurückgesetzt wird.
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Der asynchrone Impuls 62 setzt weiterhin die Flip-Flop-Schaltung
L7 derart, daß ihr Q-Ausgang einen hohen Pegel aufweist, um die
Flip-Flop-Schaltung L6 zu sperren, und der -Ausgang der Flip-
Flop-Schaltung L7 weist einen niedrigen Pegel auf, um die Flip-
Flop-Schaltung L3 freizugeben. Als Ergebnis wird bei einem
nächsten synchronen Impuls 76 der Q-Ausgang der
Flip-Flop-Schaltung L3 auf einen hohen Pegel gebracht, um einen Impuls
78 zu erzeugen, so daß der Taktimpuls 70 bewirkt, daß die
Flip-Flop-Schaltung L1 einen einen hohen Pegel aufweisenden
Impuls 80 erzeugt. An der Vorderflanke eines nächsten
Taktimpulses 82 wird ein SYNCH-1-Impuls 84 erzeugt, und das
NAND-Verknüpfungsglied 54 erzeugt einen Rücksetzimpuls 86, um die
Flip-Flop-Schaltungen L1, L3 zurückzusetzen und die Impulse 78,
80 auf einen niedrigen Pegel zu bringen. Der SYNCH-1-Impuls 84
wird beim nächsten Taktimpuls auf einen niedrigen Pegel
gebracht. Der asynchrone Impuls 76 dient weiterhin zum Rücksetzen
der Flip-Flop-Schaltung L7, um den -Ausgang der Flip-Flop-
Schaltung L7 auf einen hohen Pegel und den Q-Ausgang der Flip-
Flop-Schaltung L7 auf einen niedrigen Pegel zu bringen.
Entsprechend kann die Schaltung einen neuen Zyklus bei
aufeinanderfolgenden asynchronen Impulsen beginnen.
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Die SYNCH-1- und SYNCH-2-signale in Fig. 6 können verarbeitet
werden, beispielsweise durch Freigabe-Verknüpfungsglieder von
benachbarten Schaltungen, um die nunmehr synchronen Impulse 72,
84 und irgendeine digitale Information zu verwenden, die in
den Impulsen enthalten ist oder diese begleitet. Derartige
nachfolgende Schaltungen könnten beispielsweise auf eine
Folge ansprechen, in der die synchronen Impulse geliefert
werden, um die gleiche Folge aufrechtzuerhalten, in der die
entsprechenden asynchronen Impulse empfangen wurden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Flip-Flop-Schaltung L7 als
ein zwei Positionen aufweisendes Schieberegister arbeitet, wobei
ihre Q- und -Ausgänge die getrennten
Flankenformungseinrichtungen der Flip-Flop-Schaltungen L3, L6 freigeben. Als Ergebnis
bewirkt jeder Kanal 50, 52 eine Synchronisation der asynchronen
Daten bei abwechselnden Impulsen des asynchronen Signals an der
Leitung 11. Die Kanäle werden freigegeben und die Taktsignale
Sind eingeschwungen, bevor ein asynchroner Impuls von dem Kanal
zu verarbeiten ist. Das Ergebnis besteht darin, daß metastabile
Zustände in einem der Kanäle stabilisiert werden, bevor der
Kanal aufgerufen wird, um erneut einen asynchronen Impuls zu
detektieren. Daher ergibt die vorliegende Erfindung eine
wirkungsvolle Schaltung zur Beseitigung der Auswirkungen von
metastabilen Zuständen bei einer asynchronen
Impulsrückgewinnung.
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Die Fig. 7 und 8 zeigen Modifikationen der Schaltung nach Fig.
5, wobei unterschiedliche Arten von Impulsflankendetektoren L3,
L6 verwendet werden.
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In Fig. 7 sind anstelle des Freigabetyps von
D-Flip-Flop-Schaltungen L3, L6 wie in Fig. 5 die Flip-Flop-Schaltungen L3, L6
nach Fig. 7 J-K-Flip-Flop-Schaltungen, deren K-Eingänge mit
Erde verbunden sind, während ihre J-Eingänge mit den Q- und
-Ausgängen des durch die Flip-Flop-Schaltung L7 gebildeten
Schieberegisters verbunden sind.
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In Fig. 8 werden übliche D-Flip-Flop-Schaltungen verwendet,
wobei die Q- und -Ausgänge des durch die Flip-Flop-Schaltung
L7 gebildeten Schieberegisters über ODER-Verknüpüfungsglieder
90, 92 auf die D-Eingänge der jeweiligen Flip-Flop-Schaltungen
L3, L6 einwirken. Ein zweiter Eingang des
ODER-Verknüpfungsgliedes 90, 92 wird von dem jeweiligen Q-Ausgang der jeweiligen
Flip-Flop-Schaltung abgenommen. Die in den Fig. 7 und 8
gezeigten Schaltungen arbeiten im wesentlichen in der gleichen Weise
wie die in Fig. 5 gezeigte Schaltung, so daß sie nicht näher
erläutert werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung ergibt somit eine Schaltung zur
Verhinderung eines metastabilen Zustandes, die in wirkungsvoller
Weise metastabile Zustände in Datenrückgewinnungsschaltungen
beseitigt, die asynchrone Datensignale synchronisieren. Die
Schaltung ist im Betrieb und in der Anwendung wirkungsvoll und
ermöglicht eine Rückgewinnung bei hohen Datengeschwindigkeiten.
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Im Fall einer Zweikanal-Schaltung kann das Schieberegister
ein Zweipositions-Schieberegister (d.h. ein bistabiler
Multivibrator oder eine Flip-Flop-schaltung) sein, die die Kanäle
abwechselnd freigibt. Die Kanäle empfangen und verarbeiten
daher unabhängig voneinander eine Hälfte der asynchronen Daten,
wodurch die Auswirkungen von metastabilen Zuständen beseitigt
werden.
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Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Tatsache,
daß die Metastabilität beseitigt wird, weil jeder Kanal
freigegeben wird und getaktet wird, um sich zu erholen, bevor der
nächste asynchrone Datenimpuls für eine Verarbeitung an diesem
Kanal empfangen wird. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden
Erfindung besteht in der Tatsache, daß das System sehr leicht
auf zusätzliche parallele Kanäle erweitert werden kann, die
an zusätzlichen Positionen eines erweiterten Schieberegisters
arbeiten, so daß sich größere Zeitperioden für eine Erholung
jedes Kanals ergeben.