Устройство для контроля @ -разрядного распределителя импульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ Ц-РАЗРЯДНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ИМПУЛЬСОВ , содержащее триггер ошибки, мажоритарный элемент, первый элемент И, первьй элемент ИЛИ и элемент ШШ-НЕ| причем выходы разрядов с пер,- , вого по (п-2)-й контролируемого распределителя импульсов соединены с соответствующими входами первого элемента ШШ, выход которого соединен с первым входом мажоритарного элемента и первым взводом элемента ИЛИ-НЕ, выход

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1()

4(5l) G 06 F 11/!8 ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф(р,.»

К ABTOPCHOMY CBMQETEllbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3684846/24-24 (22) 03.01.84 (46) 07.07.85. Бюл. Р 25 (72) Н.Ф. Сидоренко, Г.Н. Тимонькин, В.С. Харченко, Б.В. Остроумов и С.Н. Ткаченко (53) 681.3 (088.8) (56) Букреев M. Н. и др. Микроэлектрические схемы цифровых устройств.

M., "Советское радио", 1975, с. 202-207.

Авторское свидетельство СССР

)(- 529438, кл. G 06 F 11/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

)(- 955074, кл . G 06 F 11/18, 1980..(,54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

il-РАЗРЯДНОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ИМПУЛЬСОВ, содержащее триггер ошибки, мажоритарный элемент, первый элемент

И, первый элемент ИЛИ и эпеяент

ИЛИ-НЕ,причем .выходы разрядов с пер; вого по ()) — 2)-й контролируемого распределителя импульсов соединены с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом мажоритарного элемента и первым входом элемента

ИЛИ-НЕ, выход ())-1)-ro разряда конт-. ролируемого распределителя импульсов соединен с вторым входом мажори. тарного элемента и вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом записи контролируемого распределителя импульсов, rl-й выход которого соединен с третьим . ,входом мажоритарного элемента и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым выходом группы выходов уст1)ойства, установочный вход устройства соединен с К вЂ” входом триггера ошибок, единичный и нулевой выходы которого соединены соответственно с выходом ьлибки устройства и вторым входом первого элемента И соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности контроля, в устройство введены генератор импульсов, элемент задержки включения, триггер управления, второй, третий, четвертый и пятый элементы

И, группа из ())-1) элементов И и второй элемент ИЛИ, причем вхоц пуска устройства и выход. генератора импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выход которого связан. с входом синхронизации контролируемого распределителя импульсов, первыми входами третьего и четвертого элементов И, установочный вход устройства является установочным входом контролируемого распределителя импульсов и нулевым входом триггера управления, нулевой выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен со счетным входом триггера управления, единичный выход триггера управления соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход которого связан с входом синхронизации триггера ошибки, выходы контролируемого распределителя .с первого по (()-1)-й соединены с первмии входами соответствующих элементов И группы, выходы которых являются группой выходов устройства, выход элемента задержки включения соединен с входом пуска

1166 контролируемого распреДелителя импульсов, и -й выход которого соединен с инверсным входом пятого элемента И, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с прямым входом пятого элемента И, выход которого соединен с пер-.

118 вым входом второго элемента ИЛИ, выход мажоритарного элемента связан с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с -и " — входами триггера ошибки.

25

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в ЭВИ и цифровых системах с повышенНой достоверностью функционирования.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

Сущность изобретения состоит в увеличении полноты контроля путем расширения множеств обнаруживаемых отказов, а также повышении помехоустойчивости за счет исключения возмож. ности формирования ложнык импульсов при включении питания.

В предлагаемом устройстве осу15 ществляется контроль устойчивых и неустойчивых отказов, приходящих к появлению ложных нулевых сигналов на выходе распределителя импульсов.

Введение генератора импульсов, второго элемента И и их связей позволяет осуществлять формирование и управлять подачей тактовых импульсов в устройстве.

Введение третьего и четвертого элементов И, триггера управления и обусловленных ими связей позволяет исключить прохождение на триггер ошибки первого синхроимпульса с целью исключения формирования ложного сиг1 нала ошибки.

Введение пятого элемента И, второго элемента ИЛИ и их связей обеспечивает формирование сигнала ошибки при появлении отказов или сбоев, приводящих к пропадению импульсов 35 на выходе распределителя.

Введение группы элементов И и их связей позволяет блокировать выдачу импульсов на выход распределителя в случае появления ошибки.

Введение элемента задержки и его связей позволяет исключить появление ложных импульсов на вы2 ходах распределителя при включении питания.

Таким образом, введенные новые элементы и связи позволяют увеличить полноту контроля и помехоустойчивость устройства.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для контроля распределителя импульсов °

Устройство для контроля распределителя импульсов (фиг. 1) содержит контролируемый распределитель

1 импульсов, генератор 2 импульсов, элемент З.задержки включения, триггеры управления 4 и ошибки 5, мажоритарный элемент 6, первый 7, второй 8, третий 9, четвертый 10 и пятый 11 элементы И, группу элементов И 12.1-12 (n-1), первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, элемент

ИЛИ-НЕ 15, а также вход 16 пуска, установочный вход 17, группу выходов 18 и выход 19 ошибки устройст ва.

С первого по (П-2)-й выходы контролируемого распределителя 1 соединены с входами первого элемента

ИЛИ 13, выход которого соединен с первым входом мажоритарного элемента 6 и первым входом элемента

ИЛИ-НЕ 15, (n-1)-й выход контролируемого распределителя соединен с вторым входом мажоритарного эле-мента 6 и вторым входом элемента

ИЛИ-НЕ 15, выход которого соединен с первым управляющим входом контролируемого распределителя, П -й выход контролируемого распределителя 1 сдвига соединен с третьим входом мажоритарного элемента 6 и первым входом первого элемента И 7, выход которого соединен с первым выходом группы выходов 18 устройства. Установочный вход 17 устрой10

20 з 1166 ства соединен с 1 -входом триггера 5 ошибки, единичный и нулевой выходы которого соединены соответственно с выходом 19 ошибки устройства и вторым входом первого эле- 5 мента И 7 соответственно. Вход 16 пуска устройства и выход генератора 2 импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И 8, выход которого соединен с входом синхронизации С контролируемого распределителя 1, первыми входами третьего 9 и четвертого 10 элементов И. Уста-. новочный вход 17 устройства соединен с установочным входом К регистра сдвига и . R -входом триггера 4 управления, нулевой выход которого соединен с третьим входом второго элемента И 8 и с вторым входом третьего элемента И 9, выход которого соединен с 3,С и входами триггера 4 управления. Единичный выход триггера 4 управления соединен с вторым входом четвертого 25 элемента И 10, выход которого соединен с С -входом триггера 5 ошибки. С первого по (n-1)-й выходы контролируемого распределителя 1 соединены с первыми входами перво- 30 го !2.1-(n-1)-ro 12(n-1)-го элемен-.. тов И группы соответственно, выходы которых соединены с вторыми 11 -ми выходами группы выходов 18 устрой= ства. Выход элемента 3 задержки включения и выход нулевого потенциала источника питания соединены соответственно с вторым управляющим 2 и информационными . D 1- Д и входами контролируемого распределите- ля сдвига, n --й "выход которого соединен с инверсным входом пятого элемента И 11. Выход элемента ИЛИ-НЕ 15

I соединен с прямым входом пятого элемента, И 11, выход которого сое-,ф5 динен с первым входом второго элемента ИЛИ 14. Выход мажоритарного элемента 6 соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 14, выход которого соединен с ) -и k -входами 50 триггера 5 ошибки.

Назначение элементов устройства для контроля распределения импульсов следующее.

Контролируемый распределитель 1 55 импульсов предназначен для формиро" вания импульсов, поступающих через группу элементов И 12.1-12.(n-1) и

118 4 элемент И 7 на выход 18 устройства

Он имеет первый V1 и второй tt 2 управляющие входы, информационные входы ٠— Эф, вход С синхронизации и установочный -вход. Контролируемый распределитель 1 устанавливается в исходное (нулевое) состояние при поступлении на его устано.,вочный вход " единичного сигнала.

Режим сдвига информации задается подачей нулевого сигнала на второй управляющий вход М 2.

Сдвиг информации на один разряд осуществляется. всякий раз при поступлении на его вход C импульса синхронизации по его заднему фронту.

При этом в первый разряд контролируемого распределителя записывается значение сигнала, который присутствует в этот момент на его первом управляющем входе Ч 1.

Генератор 2 импульсов предназна" чен для формирования последователь" ности прямоугольных импульсов, необходимых для функционирования устро.=:ства. Он представляет собой замкнутую автоколебательную цепь, начинает функционировать непосредственного после. подачи питания и не требует дополнительных управляющих воздействий.

Элемент 3 задержки включения обеспечивает формирование нулевого управляющего сигнала на второй Y 2 управляющий вход регистра с задерж" кой по отношению к моменту подачи питающего напряжения, что исключает неправильное функционирование рас-. пределителя 1 из-за переходных процессов, вызванных, включением питания, а следовательно, повьппает помехоустойчивость.

Триггер 4 управления предназначен для запрещения прохождения первого импульса последовательности,синхроимпульсов, формируемой генератором 2 импульсов, на вход

С триггера 5 ошибки.

Он устанавливается в исходное состояние по сигналу "Сброс", поступающему на его вход R . В этом состоянии он единичным сигналом с инверсного выхода открывает элемент

И 9 и нулевым сигналом с прямого выхода закрывает элемент И 10, первый синхроимпульс с выхода элемента И 8 проходит через элемент

И 9 и поступает на объединенные

11661 18

1, г и K -входы триггера 4 управления. Через элемент И 10 он не проходит. Своим задним фронтом он переключает триггер 4 в единичное состояние, в результате чего открывается элемент И 10 и закрывается элемент И 9. Благодаря этому все последующие импульсы синхропоследовательности проходят через элемент И 10 на вход С триггера 5 ошибки.

Триггер 5 ошибки предназначен для фИксации сигнала ошибки в работе pаспределителя импульсов, формирования сигнала ошибки, выдаваемого на выход 19 устройства, и запрещения выдачи импульсов через группу элементов И 12.1-12.(и-1-1) и элемент И 7 на выход 18 устройства.

Мажоритарный элемент 6 формирует сигнал ошибки, который через элемент ИЛИ 14 поступает на ) и K --входы триггера 5, вызывая его переключение в единичное состояние. Единичный сигнал на выходе мажоритарного элемента 6 формируется при появлении единичных сигналов на двух и более его входах, которые подключены соответственно к выходу элемента ИЛИ 13, к (а-1)-му и л -му выходам распределителя 1. Таким образом, появление двух и более единиц на входах мажоритарного элемента 6 свидетельствует об одновременном появлении двух и более единичных сигналов на выходах распределителя 1, т.е. î его неправильном функционировании.

Элемент И 7 и группа элементов

И 12 ° 1-12.(n-1) запрещают выдачу выходных с игналов расп ределителя 1 на выход 18 устройства, если устрой" ством контроля зафиксировано непра=; вильное его функционирование и триггер 5 контроля переключился в единичное состояние. Тем самым исключается наличие ложных сигналов на выходах устройства.

Элемент И 8 управляет подключением генератора 2 импульсов к входам распределителя 1 и элементов

И 9 и 10, При наличии единичного потенциала на входе 16 пуска устройства он поступает нФ вход. элемента И 8 и разрешает прохождение импульсов с выхода генератора 2 на входы элементов схемы устройства.

Элемент И 11 формирует сигнал ошибки, который через элемент

ИЛИ 1,4 управляет переключением триггера 5 ошибки. На инверсный вход элемента И 11 поступает сигнал с выхода rl -го разряда распределителя 1, а на .прямой его вход — сигнал записи единицы в первый разряд распределителя 1, формируемый эле-, ментом ИЛИ-НЕ 15. Одновременное наличие этих сигналов свидетельствует об исправной работе распределителя 1 и единичный сигнал на выходе элемента И 11 не формируется.

При ложном пропадании импульса на выходе распределителя 1 элемент

ИЛИ-НЕ 15 сформирует единичный сигнал в то время как на 11 -м выходе распределителя 1 сигнал будет отсутствовать. Это приведет к появлению единичного сигнала на выходе элемента И 11.

Элемент ИЛИ 13 формирует единичный сигнал при наличии единичного сигнала на одном и более выходах

1-(0-2) распределителя 1.

Элемент ИЛИ 14 собирает сигналы ошибки,. формируемые мажоритарным элементом. 6 и элементом И 11, и управляет переключением триггера 5 ошибки. э

Элемент ИЛИ-НЕ 15 предназначен для формирования единичного сигнала на первый управляющий вход V 1 распределителя 1, когда на всех выходах, за исключением и -го выхода распределителя 1 присутствуют нулевые сигналы. Этим обеспечивается цикличность работы распределителя 1.

Устройство для .контроля распределителя импульсов работает следующим образом.

После подачи питания на устройство генератор 2 импульсов начинает формирование последовательности синхроимпульсов заданной частоты. Элемент задержки включения после подачи питания с задержкой, превышаю-: щей время переходных процессов, вызванных . включением питания, формирует на своем выходе нулевой сигнал, разрешающий работу, распределителя 1 в режиме сдвйга информации. .

После этого на вход 17 устройства подается сигнал сброса, который устанавливает все элементы памяти устройства в исходное (нулевое) состояние. На входе 1 распределителя 1 присутствует единичный сигнал, фор7 1166 мируемый элементом ИЛИ-НЕ 15. Устройство готово к работе.

Запуск устройства осуществляется подачей единичного потенциала на вход 16 устройства, который открывает элемент И 8. Импульсы с выхода генератора 2 поступают на входы распределителя 1 и элементов И 9 и !О устройства.

Первый тактовый импульс своим задним фронтом записывает в первый разряд распределителя 1 единицу.

На первом выходе распределителя 1 появляется высокий потенциал, кото.рый через открытый элемент И 12.1 ! проходит на вьмод 18 устройства.

Одновременно первый тактовый импульс переключает своим задним фронтом триггер 4 управления в единичное состояние. Последний закрывает эле- 2п мент И 9 и открывает элемент И 10.

Единичный сигнал с первого выхода распределителя 1 проходит через элемент ИЛИ 13 на вход элемента ИЛИ-;

НЕ 15 в результате чего на входе 71 25 распределителя 1 появляется нулевой сигнал.

Второй и последующие тактовые импульсы последовательно сдвигают записанную единицу ° Когда единица переписывается в (A — 1)-й разряд, на выходе элемента ИЛИ 13 появляется нулевой сигнал, а когда сдвигается на л -й разряд распределителя 1, на обоих входах элемента ИЛИ-НЕ 15 появляются нулевые сигналы. В результате на его выходе выдается единичный сигнал, который поступает на вход - V 1 распределителя 1.

Очередной (б+ 1) -й тактовый импульс обнуляет и -й разряд распре-делителя 1 и записывает единицу в его первый разряд. Далее работа устройства циклически повторяется.

При отсутствии ошибок на выходах мажоритарного элемента 6 и элемента И 11 сохраняется нулевое значение сигнала и триггер 5 ошибки остается в нулевом состоянии. 50

Если в результате неправильного функционирования на выходах распределителя 1 появится более одной единицы; то после того, как первая из единиц в результате сдвига .55 достигнет (h-1) -ro разряда, на двух, 118 8 входах мажоритарного элемента Ь появится единица и его выходной сигнал через элемент ИЛИ 14 поступит на и K -входы триггера 5 ошибок, который по заднему фронту очередного тактового импульса переключится в единичное состояние. Сигнал ошибки с единичного выхода триггера 5 поступает на выход 15 устройства, а нулевой сигнал с его инверсного выхода запретит выдачу импульсов через элементы И 12.1-12.(tl-1) элемент

И 7 на выход 18 устройства и запретит прохождение последующих тактовых импульсов через элемент И 8 на входы распределителя 1 и триггера 5 ошибки.

Если в результате отказа одного из разрядов распределителя или обрыва мажоритарного связей единичный сигнал на всех выходах распределителя 1 пропадает, на выходе элемента ИЛИ-HE 15 появляется единичный сигнал, который поступает на вход

;элемента И 11. Так как на инверсном

1 .входе элемента И 11 в этом случае будет отсутствовать единичный .запрещающий сигнал, то на выходе элемента И 11 появится единичный сигнал, который пройдет через элемент ИЛИ 14 и по очередному тактовому импульсу переключит триггер 5 ошибки в единичное состояние. Последний, как и в предыдущем случае, выдает сигнал ошибки на выход 19 устройства, нулевым сигналом с инверсного выхода закроет элементы И 12.1-12(й-1) и элемент И 7 и запретит прохождение импульсов от генератора 2 через элемент И 8.

После восстановления функционирования устройства на вход 17 подается сигнал установки .в исходное состояние, который приведет триггеры

4 и 5 и распределитель 1 в нулевое состояние и подготовит устройство к повторному функционированию.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволит строить надежные устройства распределения импульсов для ЭВМ, цифровых вычислительных и управляющих систем. В отличии от известньм предлагаемое устройство позволяет существенно расширить класс обнаруживаемых отказов и повысить помехоустойчивость схемы.

1166118

18

Составитель И.Сигалов

Редактор Н.Гунько Техред М.Пароцай Корректор В. Гирняк

Заказ 43 11/44 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4