Отказоустойчивый многофункциональный логический модуль Советский патент 1983 года по МПК G06F11/07 

Изобретение относится к автомати ке и вычислительной технике и может быть применено при построении надеж ных устройств обработки цифровой информации. Известно устройство - логический модуль, позволяеющий реализовать заданный набор логических функций нескольких переменньЬс ТОднако это устройство обладает низкой надежностью, определяемой его неработоспособностью при логических неисправностях любого элемен та схемы. Наиболее близкой к предлагаемой является многофункциональная логиче кая модель, которая позволяет реали зовать любые логические функции трех переменных и содержит семь эле ментов равнозначности, два элемента и, элемент- ИЛИ и семь управляющих входов 2. Обладая сравнительно невысокой сложностью, высоким быстродействием это устройство также обладает низкой надежностью, связанной с полной или частичной (устройство перестает быть универсальным при выходе переменных потерей работоспособности при выходе из строя любого логичес кого элемента схемы. Цель изобретения - повышение надежности многофункционального логи ческого модуля за счет сохранения его работоспособности при наличии любых одиночных логических неиспра ностей. 1 , . Поставленная цель достигается тем, что в отказоустойчивый многофункциональный логический модуль, .содержащий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой.и седьмой элементы равнозначности и первый элемент ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого, второго и пя того, третьего и шестого элементов равнозначности попарно являются первым, вторым и третьим информаци онными входами модуля соответственно, а их вторые входы являются пер вой группой сигналов управления мо дуля, первый вход седьмого элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, его второй вход является разрешающим входом модуля, а его выход - первым выходом модуля, введены восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнад цатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы равнозначности и второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы вось,мого и девятого .элементов равнозиач ности являются второй группой сигн лов управления модуля, а выход вос мого элемента равнозначности соеди ней с первыми входами десят9го и одиннадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соотвеиственно с выходами первого, второго и третьего элементов равнозначности, выход девятого элемента равнозначности соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с выходами четвертого, пятого и шестого элементов равнозначности, выход десятого элемента равнозначности соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ., вторые входы которых соединены соответственно с выходом двенадцатого элемента равнозначности, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с выходом тринадцатого элемента равнозначности, со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемента равнозначности соединен со вторым входом третьего и с первым входом четвертого элементов ИЛИ, выходы второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с разрешающим входом модуля, а выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четверть ; выходами модуля. На чертеже представлена функциональная схема отказоустойчивого многофункционального логического модуля. Отказоустойчивый многофункциональный логический модуль содержит (фиг. 1) элементы l-j равнозначности, элементы 13-16 .ИЛИи элементы 17-20 равнозначности, информационные входы 21-26, разрешающий вход 2/ модуля, первую группу 28-33 управления и вторую группу 34-37 управления модуля и выходы 38-41, Элемент равнозначности представляет собой типовой логический элемент, на единственном выходе которого формируется уровень логической единицы только тогда, когда на каждом -из его входов-сформирован один и тот же логический уровень ( уровень логической единицы или уровень логического нуля). Отказоустойчивый многоЛункциональный логический модуль работает следующим образом. В исправном состоянии модуля на его первый, второй и третий информационные входы 21-23 поступают сиг-налы ., Х соответственно. Одновременно указанные сигналы соответственно поступают и на информационные входы 24-26. На первую груп пу сигналов управления 28-33 и разрешашиий вход 27 модуля поступают управляющие сигналы U - U соответ .ственно, алфавит которых представля ется множеством 0,1, л,Х/,Х, Х,Х2,л ,у на вторую группу сигналов .управления 34-37 подаются сигналы, обеспе(чивающйе формирование на выходах элементов 1 и 5 равнозначности сигналов с уровнем логической единицы. В этом случае логическую функцию, реализуемую на выходах одинаковых блоков 42 и 43 (фиг. 1) модуля, мож но представить соответственно в вид f42(,.(i)г(Ъ.( l4,,RUi,U4 а R СУ2,и5) S RtXi.Ufe) Тогда на каждом из-четырех выхо-.дов 38-41 модуля будет реализовыват ся следугалая логическая функция F R-tU Xi .иО ,02) & СЧ R( XR.U,b5).,Uь).J7 Иными словами, ha каждом из четырех выходов модуля путем изменения сигналов- управления можно реализовать любую логическую функцию трех переменных. При наличии любой одиночной неисправности в модуле (неисправности из любого из его элементов) сигналы уп равления изменяются соответственно таким образом,, что на всех/или определенных выходах модуля формируется правильное значение функции. Следует отметить, что сигналы управления изменяются в зависимости от типа неисправностей , (Определяемых необходимьтми. при этом средствами диагностик ки. Предположим, что средства диагнос тики определили неисправность типа константа 1, на выходе одного из элементов 2 или 3 или 4 равнозначности (Tipn аналогичной неисправности элемента 1 равнозначности характер функционирования модуля не от- личается от характера его функционирования в исправном состоянии), В этом случае на управляющие, .входы 34 и 35 подаются сигналы, аналогичные сигналам, поступающим на информационный и управляющие входы отказавшего элемента. При этом на . всех четырех выходах модуля реализуется функция исправности. При определении неисправности типа константа О на выходе одного из элементов 2 или 3 или 4 равнозначности на управляющий вход 34 подается информационный сигнал, соответствующий сигналу, поступающему на информационный вход отказавшего элемента, а на управляющий вход 35 подается инверсия управляющего сигнала, поступаюрдего на управляющий вход отказавшего элемента. На остальные управляющие вхЪды комбинационного блока подаются инверсии управляющих сигналов, поступающих на эти входы в исправном состоянии. При определении неисправности типа константа О на выходе элемента 1 равнозначности на все управляющие входы блока 42 подаются проинвертированные управляющие сигналы. При неисправности одного из элементов 9 или 10 равнозначности блока 42 искомая функция снимается с выхода соответствуняцего исправного элемента 10 или 9. Аналогично при наличии неисправностей ра ботае блок 43. При определении неисправности-в; одной из цепей элементов 13 и 17 или 14 и 18 или 15 и 19 или 16 и 20 неисправная цепь в дальнейшей работе не используется., а искомая функция реализуется на остальных выходах модуля. Таким образом, в отличие от известного устройства отказоустойчивый многофункциональный логический модуль сохраняет работоспособность при наличии любой одиночной логической неисправности в нем.

ОТКАЗОУСТОЙЧИИ т МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий первый, второй, третий, четвертый, пятый, тестой и седьмой элементы равнозначности и первый элемент }ШИ, причем первые входы пер- . вого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов равнозначности попарно являются первым, вторым и третьим информационньмй входами модуля соответственно, а их вторые входы являются первой группой сигналов управления модуля, первый вход седьмого элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, его второй вход является разрешающим входом модуля, а его выход - первым выходом модуля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности многофункционального логичесого модуля за счет сохранения работоспособности модуля при наличии любых одиночных логических неисправностей, он дополнительно содержит восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы равнозначности и второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы восьмого и девятого элементов равнозначности являются второй .группой сигналов управления модуля, а выход восьмого элемента равнозначности соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с, выходами первого, второго и третьего элементов равнозначности, выход девятого элемента равнозначности соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы i которых соединены соответственно с выходами четвертого, пятого и шес(Л того элементов равнозначности, выход десятого элемента равнозначности соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом двенадцатого эМемента равнозначности, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с выходом тринадцатого элемента равнозначности, со вторым входом четвертого :о | ю :л :л элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемента равнозначности соединен со вторым входом третьего и с пер- . вым входом четвертого элемента ИЛИ,, выходы второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с разре(шающим входом модуля, а выходы котэE 3X являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами модуля.