Устройство для выбора достоверной информации Советский патент 1985 года по МПК G06F11/08 H05K10/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение в резервированных цифровых вычислительных системах автоматического управления. Известно устройство для выбора достоверной информации из синхронно поступанщих на обработку по трем каналам двоичных кодов, содержащее мажоритарный элемент, триггеры выдачи единиц и триггеры вьщачи нулей выходы которых через соответствующи элементы И вьщачи числа и ИЛИ соединены с входами мажоритарного элемента, а входы с выходами соответст вующих элементов И анализа нулей и анализа единиц, входы которых соеди нены с выходами инверторов входных и выходных сигналовj входы которых соединены соответственйо с входами устройства и выходом мажоритарного элемента Щ, Недостатками этого устройствй являются невозможность обработки несинхронной информации И аппаратурная избыточность при подключении его к синхронизирующему устройству. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для выбора среднего по величине двоичного числа, содержащее входные триггеры, единичные и нулевые выходы которых соединены с -вторыми входами соответствующих схем И анализа единиц и нулей, нуле Bbie входы - с единичньии выходами триггеров вьздачи единиц, мажоритарньй элемент, инвертор, причем треть входы схем И анализа нулей и единиц подключены к шине синхронизации 2 Недостатком известного устройств является ограничение функциональных возможностей, так как оно не решает задачу выбора достоверной информаци в особых точках при неисправности одного входного канала, например при поступлении на вход устройства информации с одного кругового позиционного датчика по трем каналам при переходе его через О, В этом случае по одному из исправных каналов может поступать информация соот ветствующая 0° - 0000..., а по другому - соответствующая 360° ... Если при этом по третьему неисправному каналу на вход устрой.ства поступает недостоверная информация (например 1010,..), то известное устройство выберет ее в .качестве выходной. Аналогичная особая точка возникает и в случае перехода датчика любого другого типа через о, если информация с него поступает на вход устройства в виде дополнительного двоичного кода. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения выбора достоверной информации в особых точках при неисправности одного входного канала. Поставленная цель достигается тем, что устройство для выбора достоверной информации, содержащее входные триггеры, нулевые входы которых соединены с шиной подготовки приема информации, мажоритарный элемент,-выход которого через инвертор соединен с первыми входами элементов И анализа единиц, вторые входы которых подключены к шине синхронизации, а выходы соединены соответственно с входами установки единиц триггеров выдачи единиц, входа установки нулей которых подсое:динены к шине начальной установки, дополнительно содержит выходной элемент-И и по числу каналов элементы ШШ анализа единиц, элементы ИЛИ выбора единиц, первые и вторые элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ, входы первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ попарно соединены с И)1ходами входных триггеров, а выходы - с первыми входами вторых схем РАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторые входа которых соединены с выходами . элементов ШШ выбора единиц, выходы вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ ропарно подсоединены к третьим и четвертым входам элементов И анализа единиц, выходы триггеров выдачи единиц соединены с входами мажоритарного элемента, а также попарно с входами элементов ИЛИ анализа единиц, вторые входы которых соединены с выходами входных триггеров, а вь1ходы - с входами выходного элемента И. Устройство обеспечивает выбор достоверной информации при неисправности одного входного канала во всех возможных диапазонах изменения входной информации, в том числе ив особых точках. В основу работы устройства положен следующий принцип.

3

При совпадении кода в трех входных каналах выходной код ему равен, при несовпадении в п-м разряде кода в одном из входных каналов с кодом в двух других, выходной код равен коду совпадающих каналов, а канал, код которого отличен от кода совпадающих каналов, отключают от выхода устройства выбора, при несовпадении в (n-k)-M разряде кодов в двух оставшихся каналах, от выхода устройства выбора отключают канал, код в (n+k)-M разряде которого совпадает кодом (n+k)-ro разряда ранее отключенного канала, при этом выходной код в (n+k)-M и всех последующих разрядах совпадает с кодом канала, оставшегося неотключенным.

Например, обмен с некоторым датчиком производится по трем каналам дополнительными двоичньми кодами последовательно, начиная со старшего разряда, и достоверной считают информацию, если различие в кодах,

поступающих по различным каналам, не превышает одной единицы младшего разряда.

Пусть по первому каналу поступает код 0000 (достоверный), по второму 1111 (достоверный), по третьему 1010 (недостоверный). Код в первом разряде первого канала не совпадает с кодом первого разряда второго и третьего каналов, следовательно первый канал отклею- чают от выхода устройства выбора, а выходной код в первом разряде совпадает с кодом первого разряда второго и третьего каналов; во втором разряде коды второго и третьего каналов не совпадают, а так как код второго разряда третьего канала совпадает с кодом второго разряда ранее отключенного первого канала, третий канал отключают с выхода устройства выбора, а выходной код во втором, третьем и четвертом разрядах равен коду неотключенного второго канала, т.е. выходной код 1111 полностью совпадает с кодом второго канала, а значит второй канал выбирают в качестве канала с достоверной информацией.

Пусть по первому каналу поступае код 0100 (достоверный), по второму 0011 (достоверный), по третьему - 0110 (недостоверньй). Код певого разряда всех трех каналов.сов-

14134

падает, значит выходной код в первом разряде ему равен, код во втором разряде второго канала не совпадает с кодом второго разряда первого и 5 третьего каналов, следовательно

второй канал отключают с выхода устройства выбора, а выходной код во втором разряде равен коду второго разряда первого и третьего каналов;

o коды в третьем разряде первого и третьего каналов не совпадают, а так как код третьего разряда третьего канала совпадает с кодом третьего разряда ранее отключенного второ-

5 го канала, то третий канал отключают от выхода устройства выбора, а выходной код в третьем и четвертом разрядах равен коду третьего и четвертого разрядов первого канала, оставшегося неотключенным, т.е. выходной, код 0100 полностью совпадает с кодом первого канала, а значит первый канал выбирают в качестве канала с достоверной информацией.

5 На чертеже приведена функциональная блок-схема устройства для выборе достоверной информации.

Устройство содержит шину 1 подготовки приема информации, шину 2 начальной установки, лину 3 синхронизации, входные шины 4з, входные триггеры 5,- 5, первые элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 63, вторые элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7, элементы И 8 анализа единиц, триггеры 9, - выдачи единиц, ма1жоритарньй элемент 10, инвертор 11, элементы ИЛИ 12 выбора единиц, элементы ИЛИ 13 анализа единиц, выходной элемент И 14, выходную

0 пину 15.

Устройство работает следукнцим образцом.

Перед началом приема информационного слова по шине 2 начальной установки поступает сигнал, приводящий триггеры 9д выдачи единиц в исходное состояние, т.е. на выходах этих триггеров устанавливаются низкие потенциалы (логические нули).

0 Перед приемом каждого разряда информационного слова по яшне 1 подготовки приема информации поступает сигнал, приводящий входные триггеры 5 в исходное положение, т.е.

5 на выходах этих триггеров устанавливаются низкие потенциалы. Низкие потенциалы с выходов триггеров 9 -9а выдачи единиц поступают на входы S мажоритарного элемента 10, на выхо- де которого также устанавливается низкий потенциал, поступающий на вход инвертора 11. Высокий потенциал (логическая единица) с выхода инвертора 11 подается на первые элементов И .8/j анализа единиц. Кроме того,, низкие потенциа лы с выходов триггеров выдачи единиц поцарно поступают на входы элементов ИЛИ 12-5 выбора единиц (на вход элемента ИЛИ 12 выбора единиц - с выходов триггеров 9 и 9л вьздачи единиц, на вход элемента ИЛИ 122 выбора единиц - с выходов триггеров 9/, и 9 з выдачи единиц, на вход элемента ИЛИ 12 выбора единиц - с выходов триггеров 90 и 9я вьщачи единиц), на выходах элементов ШШ 12 выбора единиц устанавливаются низкие потенциа лы, поступакнцие на входы вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7,- ветственно , Работу устройства рассмотрим на конкретном примере. Для определенности будет считать, что единице в разряде кода соответствует высокий потенциалS а нулю - низкий. Пусть на входные шины 4 предлагаемого устройства поступают с кругового позиционного датчика в виде последо вательного двоичного кода, начиная со старшего разряда, сле;п1ующие числ на входную шину 4 ,j - число 0000, на входную шину 42 - 1111, на входную шину 4 - 1010, при этом числа, поступающие по взводным шинам 4 и 4,j, различаются на одну единицу ьшадшего разряда (число 0000 соот ветствует углу О , число 1111 - уг 360° минус- 1 ед. младшего разряда, число 1010 - углу 225), т.е. числа, поступающие по входным шинам ,4 и 42 - достоверные, а число, rioступающее по входной - недостоверное.: . Перед приемом первого разряда информационного слова.входные триггеры 5 и триггеры 9 - 9 вьздач единиц устанавливаются в исходное положение. Припоступлении по входным шинам 4л первьрс разрядов информационного .слова на выходах входных триггеров Sg и 5- устанавли ваются логические единицы, а на выходе входного триггера 5| - логический нуль. С выходов входных триг 13 геров 5 сигналы попарно поступают на входы первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ б - 6f (с выходов входных триггеров 5 и 5,2 вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6 с выходов входных триггеров 5 и 5 з - на вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6 с выходов входных триггеров 5 и 5-на вход первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ бд), при этом на выходах первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6. устанавливаются логические нули, а на выходе первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6 - логическая единица, которые вместе с логическими нулями с выходов элементов ИЛИ 12 выбора единиц поступают на входы вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7з соответственно, при этом на выходах вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7f и 72 устанавливается логическая единица, а на выходе второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 - логический нуль. Сигналы с выходов вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 попарно поступают на входы элементов И 8. - 8 анализа единиц (с выходов вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 и на вход элемента И 8), с выходов вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 и 7 - на вход элемента И 8 анализа единиц, с выходов вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 и 7 - на вход элемента И 8 анализа единиц).Через время, определяемое максимальной рас-. синхронизацией каналов и временем перегдпочения входных триггеров 5, по шине 3 синхронизации подается тактирующий сигнал, после чего срабатывают элементы И 8,- 8 анализа единиц, с выходов которых сигналы поступают на входы триггеров 9.9 выдачи единиц (логические нули с выходов элементов И 8„ и 8-, а логическая единица - с выхода элемента И 8 анализа единиц). При этом на выходе триггера 9 единиц устанавливается логическая единица,а на выходах триггеров 9 и 9 вьщачи единиц - логический нуль. Логическая единица на выходе триггера 9 выдачи единиц устанавливается до конца приема информационного слова. С выходов триггеров 9,- 9 вьщачи единиц сигналы попарно поступают на входы элементов ИЛИ 12j- 12-J выбора единиц (на вход элемента ИЛИ 12 выбора единиц - с. выходов триггеров 9 и 9 вьщачн единиц, на вход элемента ИЛИ 122 выбора- единиц - с выходов триггеров 9 и 9 выдачи единиц, на вход элемента ИЛИ с выходов триггеров 9л и 9л выдачи единиц), при этом на выходах элементов ИЛИ 12 и 12 выбора единиц устанавливается логическая единица, а на выходе элемента ИЛИ 12 а выбора единиц - логический нуль. Кроме того, сигналы с выходов триггеров 9 - 9-5 вьщачи единиц, совместно с сигналами с выходов входных триггеров 5з поступают на входы элементов ИЛИ анализа единиц соответственно, при этом на вькодах элементов ИЛИ анализа единиц устанавливаются логические единицы, постзшающие на вход выходного элемента И 14, на выходе которого также устанавливается логическая единица, поступающая на выход устрой ства по выходной шине 15. Съем инфор мации с выходной шины 15 производят после поступления тактирующего йМпул са по. шине 3 синхронизации через максимальное время переключения триггеров 9а вьщачн единиц. После съема первого разряда информацион ного слова по шине 1 подготовки прие ма информации поступает сигнал, привод япщй входные триггеры 5 - 5 в исходное положение, т.е. подготавливают их к приему второго разряда информационного слова. При поступлении по входным шинай вторых разрядов информационного слова на выходах входных триггеров 5 и 5 устанавливается логический нуль, а входного триггера Sg - логическая единица, попарно .поступающие на входы первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6, при этом на выходах первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6;) и 6 устанавливаются, ло гические пули, а первого элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 6 - логическая единица, которые совместно с выходными сигналами с элементов ИЛИ 12/i 17 выбора единиц, полученными в результате работы предьщущего такта, посту пают на входы вторых элементов .РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 - 7-j соответственно. На выходах вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 и 7 устанавливаются логические единицы, а на выходе второго элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 7 логический нуль, попарно поступающие на входы элементов И 8, - 8 анализа единиц.. Сигналы с выходов триггеров 9,1 9л выдачи единиц (логическая единица, с выхода триггера 9 вьщачи единиц, логические нули с выходов триггеров 9л и 9л выдачи единиц) поступают на вход мажоритарного элемента 10, логический нуль с выхода которого поступает на вход инвертора 11 выходным сигналом которого является логическая единица, поступающая на входы элементов И 8 анализа единиц. После подачи по шине 3 синхронизации тактирующего сигнала элементы И 8;j- 8 анализа единиц срабатывают, при этом с их выходов сигналы поступают на входы триггеров 9 вьщачи единиц, в результате чего на- выходе триггера 9 выдачи единиц устанавливается логическая единица до конца приема информационного слова. Логические единицы с выходов триггеров 9 и 9 вццачи единиц и логический нуль с выхода триггера 9 вьщачи единих; поступают на вход мажоритарного элемента 10, лот гическая единица с выхода которого поступает на вход инвертора 11, а логический нуль с выхода инвертора 11, поступая на входы элементов И 8 анализа единиц, запрещает их срабатывание до конца приема информационного слова, тем самым до конца приема информационного слова, тем самым до конца приема информационного слова фиксируется состояние триггеров 9( 9j вьщачи единиц (логичес-г кие единицы на выходах триггеров 9 ; и 9j вьщачи единиц и логический нули на выходе триггера 9 вьщачи единиц), при этом, независимо от выходных сигналов входных триггеров 5 и 5, на выходах элементов ИЛИ 13. и 13т У анализа единиц устанавливаются логические единицы, а значит сигнал на выходе выходного элемента И 14 до конца приема информации иного слова определяется выходным сигналом. элемента ИЛИ 13 анализа единиц, который в свою очередь однозначно определяется сигналом на выходе входного триггера 5„, значит сигналы на выходе устройства во всех разрядах совпадают с сигналами, поступающими по входной шине 4л г Таким образом, введение в устройство вместо трех элементов И анализа нулей и трех триггеров вьщачи нулей, элемента И выдачи кода, трех элементов ИЛИ анализа единиц.

трех элементов ИЛИ вьщачи единиц, шести элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ и их соответствуищих связей позволяет по сравнению с известным устройством решить задачу выбора достоверной информации, в точках перехода через 0° в круговом позиционном датчике и в случае использования дополнительного кода при отказе в одном из

каналов. В этих случаях известное устройство не обеспечивает выбор достоверной информации, что приводит к невьтолнению задачи, поставленной перед сложным комплексом аппаратуры, и к дополнительным затратам времени на поиски и устранение величины неработоспособности комплекс.

УСТРШСТВО ДЛЯ ВЬШОРА ДОСТОгВЕРНОЙ ИНФОРМАЦИИ, поступакицей по :трем каналам, содержащее входные триггеры, нулевые входы которых соединены с шиной подготовки приема информации мажоритарный элемент, выход которого через инвертор соединен с первыми входами элементов И анализа единиц, вторые входы которых подключены к шин,е синхронизации, а : выходы соединены соответственно с входами установки единиц триггеров выдачи единиц, входы установки нулей которых подсоединены к шине начальной установки, отличающ е ее я тем, что, с целью расширения области применения устройства, оно дополнительно содержит выходной элемент И, по числу каналов элементы ИЛИ анализа единиц, элементы ШШ выбора единиц, первые и вторые элементы РАВНОЗНАЧНОСТЬ, входы первых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ попарно соединены с выходами входных триггеров, а выходца - с первыми входами вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторые входы которых соединены с выходами элементов ИЛИ выбора единиц, выходы вторых элементов РАВНОЗНАЧНОСТЬ попарно подсоединены к.третьим и четвертым входам элементов И анаСО лиза единиц, выходы триггеров вьщачи единиц соединены с входаю мажоритарного элемента, а также попарно с входами элементов ИЛИ анализа единиц, вторые входа которых соединены с выходами входных триггеров а выходы - с входами выходного элемента.. И.