СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАБОТЫ МНОГОКАСКАДНОГО СЧЕТЧИКА С ОДНИМ НАПРАВЛЕНИЕМ СЧЕТА Российский патент 2004 года по МПК H03K21/40 

Изобретение относится к способу и устройству для обеспечения работы многоступенчатого счетчика, выполненного с возможностью счета в одном направлении.

В настоящее время известно множество областей применения, в которых должен производится подсчет событий. Такими событиями могут являться частота использования прибора, проход лиц, или транспортных средств, или предметов, определение такта цифр набора номера телефона. Подсчет событий связан также с определением производительности транспортных средств с использованием счетчиков километража для легковых автомобилей или с определением времени работы приборов и не в последнюю очередь с определением рабочего времени или, соответственно, времени присутствия работника на своем рабочем месте с помощью соответствующих счетчиков. Все эти случаи характеризуются тем, что в них результаты должны определяться с максимально возможной точностью, т.е., как правило, перекрывается высокий диапазон значений счета. Кроме того, в вышеназванных случаях, как правило, желательно, чтобы с результатами счета невозможно было проделать каких-либо манипуляций, т.е. невозможно было изменить результат счета в обратном направлении (в сторону уменьшения отсчитанного значения). Подобное требование можно просто реализовать в случае однокаскадного счетчика, который из своего текущего состояния счета может производить счет только в прямом или только в обратном направлении. Это можно реализовать простым способом с помощью электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ). В этом случае для каждого значения счета необходимо предусмотреть ячейку ЭСППЗУ, причем ЭСППЗУ должно быть либо только перезаписываемым, либо только стираемым в зависимости от того, в каком направлении должен осуществляться счет, - в прямом или в обратном.

Для упомянутого выше требования, т.е. для обеспечения по возможности большего диапазона значений счетчика, это приводит к тому, что в подобной реализации должна быть предусмотрена память типа ЭСППЗУ с соответствующим множеством ячеек памяти. Если это выразить в цифрах, то это означает, что, например, для обеспечения максимального уровня счета 255 требуется точно 255 ячеек счетчика. Однако в настоящее время обычным требованием является необходимость выполнения подобных устройств по возможности с меньшими габаритами. Применение многокаскадных счетчиков с 8 битами, т.е. с 8 ячейками счетчика, также приводит к максимальному состоянию счета 255. Подобный многокаскадный счетчик (8-битовый двоичный счетчик), однако имеет тот недостаток, что при изменении состояния следующей ячейки счетчика предыдущая ячейка счетчика сбрасывается. Это приводит к тому, что реализация многокаскадного счетчика, который осуществляет счет только в одном направлении и одновременно не допускает манипуляций с результатом счета, возможна лишь с большими трудностями.

Из ЕР 0321727 известна схемная конфигурация, в которой множество ячеек ЭСППЗУ упорядочены в ряд. При этом множество рядов в свою очередь связаны межсоединениями. Ячейки памяти соответственно в каждом ряду представляют единый уровень значимости, причем содержимое ячеек памяти одного ряда посредством логического контроля может стираться только в том случае, если осуществляется перенос в следующий более высокий ряд. Раскрытое в данной публикации устройство имеет те же недостатки, что и упомянутые выше, связанные с возможностью манипулирования результатами счета, поскольку вследствие возможности оказания воздействия на логическую схему однонаправленный счет не гарантируется с высокой надежностью. Подобное, хотя и требующее несколько более высоких затрат, устройство раскрыто в ЕР 0618591, в котором для каждого следующего по высоте ряда предусмотрена вспомогательная ячейка памяти для перезаписи, которая программируется и вновь стирается, причем и это устройство допускает манипуляции, поскольку вспомогательные ячейки памяти имеют возможность записи и стирания.

Из JP 02090726А известно устройство для измерения сигнала А с двумя счетчиками 4 и 6. Периодический сигнал А подается на оба счетчика соответственно через логический элемент 1 или 2. Поскольку речь идет об измерительном устройстве, то можно исходить из того, что в случае счетчиков речь идет не о таких, которые обеспечивают счет только в одном направлении, но и по меньшей мере могут реверсироваться. При этом соответствующее время отпирания каждого различается на 1/N. Результат счета счетчика 4 представляется в виде проблесковой (мигающей) индикации, пока соотношение между обоими результатами счета не составит также 1/N. После этого результат счета счетчика 4 представляется в виде постоянной индикации. Следовательно, результат счета обоих счетчиков зависит не один от другого, а от частоты сигнала А и от соотношения времен отпирания обоих логических элементов 1 и 2.

Таким образом, в основе изобретения лежит задача создания способа и соответственно устройства для обеспечения работы многокаскадного счетчика, характеризуемого улучшенной защитой от возможных манипуляций с результатами счета.

Эта задача в соответствии с изобретением решается с помощью признаков, приведенных в пунктах 1 и 4 формулы изобретения.

Посредством одновременного приведения в действие однокаскадного счетчика, который считает только в прямом или только в обратном направлении, и многокаскадного счетчика, который считает собственно отсчитываемые события, посредством сравнения гарантируется, что значение счета многокаскадного счетчика по меньшей мере по порядку величины совпадает со значением счета однокаскадного счетчика. Тем самым простыми средствами обеспечивается исключение возможности манипулирования результатами счета. Если совпадение при предварительно заданном соотношении между результатами счета обоих счетчиков отсутствует, то сигнал индикации, согласно пункту 2 формулы изобретения, показывает отсутствие надежного результата, причем проверяется, находится ли значение счета однокаскадного счетчика в предварительно определенном соотношении со значением счета многокаскадного счетчика. В соответствии с пунктом 3 формулы изобретения сигнал допустимости выдается при совпадении значений счета.

Изобретение поясняется ниже со ссылками на чертеж, на котором представлена блок-схема возможного варианта осуществления изобретения.

Представленный на чертеже пример осуществления включает в себя m- каскадный счетчик, причем m=8. В показанном примере данный счетчик понимается как 8-битовый двоичный счетчик. Счетчик 11 может, таким образом, считать в пределах от 0 до 255, т.е. имеет 256 позиций счета. Счетчик 11 связан с блоком 3 управления, который подает на счетчик 11 сигнал S11 счета. С каждой подачей сигнала S11 счета состояние счетчика 11 изменяется на 1, причем изменение всякий раз производится в том же направлении, что и предыдущее изменение. Это означает, что представленный на чертеже счетчик выполнен таким образом, что он может считать только в прямом или только в обратном направлении. Соответствующее состояние счета многокаскадного счетчика 11 подается в качестве сигнала Z11 значения счета к логическому блоку 4 проверки. Кроме того, предусмотрен однокаскадный счетчик 1, который в приведенном примере имеет n ячеек, причем n=16. Этот показанный на чертеже схематично счетчик должен быть выполнен таким образом, чтобы он осуществлял счет тоже в одном направлении, а именно от 0 до 15, т.е. имел 16 позиций счета. Однокаскадный счетчик 1 получает от блока 3 управления сигнал S1 счета, изменяющий его состояние на одно значение счета. Состояние счета однокаскадного счетчика 1 подается на блок 3 управления в качестве контрольного сигнала Z1 значения счета и при этом поступает на логический блок 4 проверки. Логический блок 4 проверки сравнивает сигнал Z11 значения счета с контрольным сигналом Z1 значения счета и в зависимости от результата сравнения выдает определенный сигнал на схему 5 управления счетчиками. Схема 5 управления счетчиками в свою очередь выдает в зависимости от сигнала проверки Р, полученного с логического блока 4 проверки, сигнал ошибки Е.

Оба счетчика 11 и 1 могут быть выполнены в виде ячеек ЭСППЗУ. При этом предусматривается, что в соответствии с известным функционированием двоичного счетчика отдельные ячейки памяти согласно правилам счета в прямом или обратном направлении записываются или стираются. Аналогичным образом однокаскадный контрольный счетчик 1 состоит из ячеек ЭСППЗУ, причем в отдельные ячейки с 1 по n последовательно может производиться либо только запись, либо они могут только стираться.

Ниже описана типовая процедура функционирования устройства, показанного на чертеже. В принципе предусматривается, что на каждый входной сигнал I блок 3 управления должен выдавать сигнал S11 счета. При этом сначала логический блок 4 проверки проверяет состояния счета обоих счетчиков 1 и 11 посредством сигнала Z11 значения счета и контрольного сигнала Z1 значения счета. Если оба сигнала равны, например 0, то логический блок 4 проверки устанавливает, что имеет место согласованность, и с помощью сигнала проверки Р разрешает выдачу сигнала S 11 счета через схему 5 управления счетчиками.

Предполагается, что оба счетчика считают от 0 до 255. Это означает, что однокаскадный контрольный счетчик 1 на каждый 16-ый сигнал S11 счета, который поступает на многокаскадный счетчик 11, также получает от схемы 5 управления счетчиками в блоке 3 управления контрольный сигнал S1 счета. Для исключения возможности манипулирования результатами счета логика проверки выполнена таким образом, что она контролирует согласованность значения счета счетчика 11 с соответствующим достигнутым значением счета контрольного счетчика 1. Т.е. в приведенном примере осуществления значение счета счетчика 11 не может быть меньше, чем (i×16)-1. Соответствующее условие справедливо для устройства с обратным направлением счета; и в нем счетчик 11 в соответствии с логикой счета должен находиться в диапазоне, согласованном со значением счета контрольного счетчика 1.

Если логический блок 4 проверки устанавливает отсутствие совпадения, то выдается сигнал ошибки Е.

Изобретение, однако, не ограничено показанным на чертеже примером осуществления. Более того, также возможно, что, особенно при очень большом диапазоне значений счета счетчика 11, для экономии числа ячеек однокаскадного счетчика последний может приводиться в действие не линейно, а подекадно. Т.е. однокаскадный счетчик мог бы в этом случае получать контрольный сигнал S1 счета со схемы 5 управления счетчиками на каждый 10-й, 100-й, 1000-й и т.д. сигнал S11 счета. Для контроля работы, исключающей возможность манипулирования результатами счета, логический блок 4 управления должен быть выполнен соответствующим образом, т.е. в таком случае значение счета счетчика 11 должно соответствовать порядку величины, соотнесенному с соответствующим значением счета контрольного счетчика 1. Точно так же возможно, что взаимосвязь между значением счета счетчика 11 и значением счета контрольного счетчика 1 соответствует логарифмической, экспоненциальной или любой другой подходящей или желательной функции. Это применимо для схем счетчиков как с прямым, так и с обратным направлением счета.

В заключение следует отметить, что счетчик 11 и контрольный счетчик 1 не должны обязательно осуществлять счет в одном и том же направлении. Более того, можно также предусмотреть, что один счетчик считает в прямом направлении, а соответствующий другой счетчик - в обратном направлении. Единственным условием для функционирования, не допускающего возможности манипулирования результатами счета, является то, что контрольный счетчик 1 осуществляет счет только в одном направлении и что логический блок 4 проверки выполнен таким образом, что значение счета счетчика 11 имеет логическую взаимосвязь со значением счета контрольного счетчика 1.

Изобретение относится к счетным устройствам. Техническим результатом является создание способа и устройства, обеспечивающих улучшенную защиту от возможных манипуляций с результатами счета. Для этого согласно способу по сигналам счета изменяются значения счета многокаскадного счетчика, при этом на каждый предварительно определенный сигнал счета, подаваемый на многокаскадный счетчик и соответствующий предварительно определенному значению счета многокаскадного счетчика, подают соответствующий сигнал счета на однокаскадный контрольный счетчик, приводящий к изменению значения счета упомянутого однокаскадного счетчика в одном направлении счета, определяют соответствующие значения счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика, сравнивают полученные значения счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика и вырабатывают сигнал, соответствующий результату сравнения. Устройство, реализующее этот способ, содержит многокаскадный счетчик, вспомогательный однокаскадный контрольный счетчик, блок управления. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ обеспечения работы многокаскадного счетчика с одним направлением счета, заключающийся в том, что по сигналам счета изменяются значения счета многокаскадного счетчика, при этом на каждый предварительно определенный сигнал счета, подаваемый на многокаскадный счетчик и соответствующий предварительно определенному значению счета многокаскадного счетчика, подают соответствующий сигнал счета на однокаскадный контрольный счетчик, приводящий к изменению значения счета упомянутого однокаскадного счетчика в одном направлении счета, определяют соответствующие значения счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика, сравнивают полученные значения счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика и вырабатывают сигнал, соответствующий результату сравнения, при этом, если в результате сравнения установлена согласованность состояний счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика, разрешают выдачу значения счета, а также разрешают выдачу подаваемых на упомянутые счетчики сигналов счета.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый сигнал, соответствующий результату счета, указывает на допустимость значения счета многокаскадного счетчика, если он находится в предварительно определенном соотношении со значением счета однокаскадного контрольного счетчика.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутый сигнал, соответствующий результату счета, указывает на допустимость значения счета многокаскадного счетчика, если значение счета многокаскадного счетчика совпадает с значением счета однокаскадного контрольного счетчика.4. Устройство для осуществления способа по любому из пп.1-3, содержащее многокаскадный счетчик (11), предназначенный для счета только в прямом или только в обратном направлении, в котором значение счета одного каскада при изменении значения счета последующего каскада устанавливается в начальное значение, вспомогательный однокаскадный контрольный счетчик (1), который выполнен с возможностью счета только в прямом или только в обратном направлении и в котором значение счета изменяется при предварительно определенном значении счета многокаскадного счетчика (11), блок управления (3), предназначенный для подачи сигнала счета (S11) и контрольного сигнала счета (S1) соответственно на многокаскадный счетчик (11) и на однокаскадный контрольный счетчик (1) и для подачи сигнала значения счета (Z11) и контрольного сигнала значения счета (Z1) соответственно с многокаскадного (11) и однокаскадного контрольного счетчиков (1) для сравнения состояний счета обоих счетчиков в схему сравнения, при этом, если в результате сравнения установлена согласованность состояний счета многокаскадного счетчика и однокаскадного контрольного счетчика, разрешается выдача значения счета, а также разрешается выдача подаваемых на упомянутые счетчики сигналов счета.