Устройство для контроля оптимальных @ -кодов Фибоначчи Советский патент 1985 года по МПК H03M13/53 

Изобретение относится к вычислительной технике и передаче данных и может быть использовано для контроля оптимальных р-кодов Фибоначчи.

Известно устройство для контроля р-го кода Фибоначчи, содержащее п-разрядный регистр, элемент ИЛИ и (п-р) блоков фиксации сбоев pj

Недостаток этого устройства низкая эффективность контроля, так как устройство не позволяет обнаруживать ошибки, вызывакидие переход триггера из единичного состояния в нулевой (типа 1 в О).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля р-кодов Фибоначчи, содержащее п-разрядный триггерньй регистр, элемент ИЛИ группу из (п-р+1) элементов ИЛИ (п-р) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит первый и второй элементы И, формирователь импульсов и р-входовой элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, первый вход блока фиксации сбоев соединен с входом формирователя импульсов и вторым входом первого элемента И, выход которого является первым выходом блока фик сации сбоев, выход формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого является вторым выходом блока фиксации сбоев, управлякиций вход блока фи сации сбоев подключен к второму входу второго элемента И, а остальные р-входов блока фиксации сбоев связаны с соответствующими входами элемента ИЛИ, первые выходы всех блоков фиксации сбоев совместно с выходами триггеров р младших разрядов регистра соединены с соответствуюп1ими входами элемента ИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства, а выход каждого i-ro триггера регистра является информационным выходом устройства и соедиHiSH с первым входом соответствующего (i-p)-fo блока фиксации сбоев, каждый, j-й вход которого соединен с (j+1)-M входом (i-p-l)-ro блока фиксации сбоев, управляющие входы всех блоков фиксации сбоев соединены с управляющим входом устройства, установочный вход которого соединен с первым входом всех триггеров регистра, информационный вход триггера старшего

разряда регистра соединен с информа ционным входом устройства, остальны информационные входы устройства соединены с соответствующими первыми входами каждого элемента ИЛИ группы второй выход каждого i-ro блока фиксации сбоев соединен с вторым входом (i-l)-ro и третьим входом (i-2)-ro элемента ИЛИ группы, выход каждого элемента ИЛИ группы соединен с информационным входом соответствующего триггера регистра 2 .

Однако известное устройство не позволяет обнаруживать все однократные сбои и определять характер сбоя. Кроме того, оно обладает низкой точностью диагностирования при сбоях Tfffla переход О в 1.

Недостаток известного устройства - низкая достоверность контроля.

Цель изобр.етения - повышение .достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля оптимальных р-кодов Фибоначчи, содежащее п-разрядный триггерньй регистр, где п - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, (п-р-1) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит элемент И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждом блоке фиксации сбоев выход элемента ШШ соединен с первым входом элемента И, единичный вход fi -го разряда регистра является информационным входом устройства, установоч ный вход устройства соединен с нулевыми входами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходов устройства, единичные выходы р младших разрядов регистра соединены с соответствукициии входами первой группы входов устройства, единичный выход каждого j-ro разряда регистра,/ -г (р+1), п), соединен с вторым входом элемента rf (j-p-1)го блока фиксации сбоев.и с К-м входом элемента ШШ (j-p+K-1)-ro блока фиксации сбоев, выход элемента И каждого блока фиксации сбоев соединен с соответствующим входом второй группы входов элемента ИЛИ, выход которого является выходом неисправности устройства, дополнительно содержит первый и второй блоки индикации, (п-Зр-2)- и (2p-i-1)входовых элементов И и два (p+t)входовых элементов И, причем нулевой выход каждого j-ro разряда регистра соединен с (n-j+1)-M входом первого (р+1)-входового элемента И, с (2p+2-j)-M входом второго (р+1)входового элемента И не (3p+2+m-j)-M входом т-го (2р+1)-входового элемента И, (т -г 1, (п-Зр-2), единичные выходел р младших разрядов регистра и выходы элементов И блоков фиксации сбоев соединены с соответствующими входами первого блока индикации, выходы всех элементов И устройства соединены с соответствующими входами второго блока индикации и входами первой группы входов элемента ИЛИ устройства, единичные входы (п-1) младших разрядов триггерного регистра являются группой информационных входов устройства.

Аналогичный алгоритм оптимальных р-кодов Фибоначчи при заданном целом р О и любом целом п О и 1 В 6 ур(п) задается следующим рекуррентным соотношением в Фибоначчи евой р-системе счисления:

о npnOsntp, b -1 ; ь м (p-p-kUn-p-i)+(fpln-j)tipH 30

Р |Ptifi

Z Vp(n-p-K)6f51 ((n-p-k). LVJMK: J .

РП

где ( Vpln-p-v)-0

К-14 1

при j () , (улп)- мощность оптимального

фибоначчиевого р-кода разрядностью ц, индекс В обозначает номер изображаемого оптимального числа в оптимальном р-коде Фибоначчи.

Оптимальные фибоначчиевые р-коды заполняют промежуток между представлением единиц () и представлением нулей (р t 00 ) .

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для на фиг. 2 - функциональная схема блока фиксации сбоев.

Устройство (фиг.1) содержит триггеры 1.1-1.12 регистра, блоки 2.12.9 фиксации сбоев, первый 3.1 и второй 3.2 трехвходовые элементы И, пятивходовые элементы И 4.1-4.4

блок 5 индикации, элемент ИЛИ 6, блок 7 индикации, информационные входы 8 устройства, установочный вход 9 устройства, а каждый блок 2 фиксации сбоев имеет первый 10, второй 11 и третий 12 входы.

В состав каждого блока 2 фиксаци сбоев (фиг.2) входят элемент ИЛИ 12 и элемент И 14.

Установочный вход 9 устройства соединен с нулевыми входами триггеров 1.1-1.12 триггерного регистра, единичные входы триггеров 1.1-1.12 триггерного регистра являются группой информационных входов 8 устройсва, а единичные выходы триггеров--1. 1.12 триггерного регистра являются выходами группы информационных выходов устройства.

Единичные выходы триггеров 1.1, 1.2 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 6 и блока 7 индикации. Единичный выход каждого j-ro триггера регистра, где j г (р+1), п, соединен с вторым входом элемента И 14 (j-p-l)-ro блока фиксации сбоев и с К-м входом (где К f fTp) элемента ШШ 13 (j-p+K-1)го блока фиксации сбоев, соединен с соответствующими входами блока 7 индикации и элемента ИЛИ 6, выход которого является выходом неисправности устройства. Нулевой вход каждого j-ra триггера регистра соедине с (n-j+1)-M входом элемента И 3.1, с (2p+2-j)-M входом элемента И 3.2 и с (3p+2+m-j)-M входом т-го элемента И, где m - 1 , (п-Зр-2). Выходы элементов И 3.1, 3.2, 4.1-4.4 соединены с соответствующими входами блока 5 индикации и элемента ИЛИ 6. Выход элемента ИЛИ 13 соединен с первым входом элемента И 14.

Триггеры 1.1-1.12 регистра предназначены для хранения исходного кода. Для представления одного и того же диапазона чисел регистр предлагаемого устройства по сравнению с регистром известного устройства дополнительно содержит

z n-lчf-;f pwlti

триггеров, (n) - обратное преобразование №боначчи, х наименьшее из целых чисел, не меньше X .

Блоки 2.1-2.9 фиксации сбоев, начиная со старших разрядов, предназна5чены для выработки сигналов, свидетельствующих о том, что для группы из (р+1) разрядов нарушено условие минимальности. Блок 2 фиксации сбоев срабатывае г1ри поступлении на его вход 10 и хотя бы на один из его входов 11 ил 12 единичных сигналов, Элементы И 3.1 и 3.2 предназначены для выработки сигналов, сайдетельствукмцих о том, что для группы из (p+l) разрядов нарушено условие оптимальнос-ти. Элементы И 4.1-4.4 необходимы для выработки сигналов, свидетельств5пощих о том, что для группы из (2р+1) разрядов нарушено условие оптимальности. Блок 5 индикации фиксирует сбои типа перехода 1 в О и предназна чен для отображения номера сработав шего элемента И 3 или 4, а блок 7 индикации фиксирует сбои типа перехода О в 1 и предназначен для отображения номера сработавшего бло ка 2 фиксации сбоев. Элемент ИЛИ 6 необходим для объединения выходов разряда 12 11 10

вес разряда 41 28 19

О

О

1 Этот код параллельным образом заносится в триггеры 1.1-1.12 регистра В результате единичный потенциал устанавливается на входах 10 блоков 2.2,2.5 и 2.8 фиксации сбоев, на входах 12 блоков 2.4 и 2.7 фиксации сбоев, а также на первых входах элементов И , 4.2 и 4.3, на вторых входах элементов И 3.2, 4.1, 4.3 и 4.4, на третьих входах элементов И 3.1. 3.2, 4,1 и 4.4, на четвертных входах элементов И 4.2 и 4.3,на пятых входах элементов И 4. и 4.3. Предположим, что под действием помехи триггер 1,12 переходит в единичное состояние и код принимает вид 110010010000. Единичный потенциа поступая с единичного выхода триггера 1.12 на вход 1О блока 2.9 фиксации сбоев, вызывает срабатывание этого блока. Единичный потенциал с выхода блока 2.9 фиксации сбоев поступает на блок 7 индикации, сигнализируя, что в группе из триггеров 1,tO-1;12 произошел сбой типа перехода О в 1, И через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном

6

1

1

0000

О О

1 616 блока 2 фиксации сбоев, ВЬРСОДОВ элементов И 3 и 4 и единичных выходов триггеров 1.1 и 1.2 регистра. Информационные входы 8 устройства предназначены для записи параллельным образом в триггеры 1.1-1.12 регистра оптимального изображения кода, Установочный вход 9 устройства необходим для установки триггеров 1.1-1.12 регистра в исходное нулевое состояние. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии после подачи на установочный вход 9 устройства единичного сигнала триггеры 1.1-1.12 устанавливаются в нулевое состояние. Предположим, что в регистре необходимо хранить код числа 9, представленного в оптимальной форме оптимального 2-го кеда Фибоначчи. Из соотношения (1) определяем, что оптимальное изображение данного числа имеет вид изображения числа 40, представленного в известном 2-м коде Фибоначчи следующим образом: 7 6 5 4 3 2 1 выхода устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи. Если в рассматриваемом коде под действием помехи в единичное состояние переходит триггер 1.10 и код преобразуется к виду 011010010000, то единичный потенциал с единичного выхода триггера 1.10 устанавливается на входе 10 блока 2.7 фиксации сбоев, входе 11 блока 2.8 фиксации сбоев, входе 12 блока 2.9 фиксации сбоев. Блоки 2.7 и 2.8 фиксации сбоев срабатывают и единичный потенциал с их выходов через элемент ИЛИ. 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи. Одновременно единичный потенциал с выхода блока 2,7 фиксации сбоев поступает на блок 7 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1,8-1,to происходит сбой типа перехода О и 1, а единичньй потенциал с выхода блока 2.8 фиксации сбоев поступая на индикатор 7, указывает, что сбой типа перехода О в 1

происходит в группе из триггеров 1.9-1.11. Так как триггеры 1.9 и 1.10 содержатся в обоих локализованных группах триггеров, то при однократном сбое это означает, что сбой типа перехода О в 1 имеет место либо в триггере 1.9, либо в триггере 1.10. Пусть под дер1ствием помехи триггер 1.9 переходит в единичное состояние и код принимает вид 010110010000. В этом случае срабатывает блок 2.8 фиксации сбоев по входам 10 12 и блок 2.6 фиксации сбоев по входам 10 и 11. Единичный потенциал с выхода блока 2.8 фиксации сбоев поступает на блок 7 индикации, сигнализируя, что в группе из триггеров 1.9 и 1.11 происходит сбой типа перехода О в 1, а единичный потенциал с выхода блока 2,6 фиксации сбоев, поступая на блок 7 индикации,-сигнализирует, что в группе из триггеров 1.7-1.9 происходит сбой типа перехода О в 1. Так как триггер 1.9 содержится в обоих локализованных группах триггеров, то это указывает, что сбой типа перехода О в 1 при однократной ошибке имеет место в триггере 1.9. Одновременно единичный потенциал с выходов блоков 2.6 и 2.8 фиксации сбоев через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи i

Если в рассмотренном коде числа 9 под действием помехи в единичное состояние переходит триггер 1.7, то срабатывает блок 2.5 фиксации сбоев по входам 10, 11 и блок 2.4 по входам 10, 12 если в единичное состояние переходит триггер 1.6, то срабатывает блок 2.5 фиксации сбоев по входам 10, 12 и блок 2.3 фиксации сбоев по входам 10, 11; если в единичное состояние переходит триггер 1.4, то срабатывает блок 2,2 фиксации сбоев по входам 10, 11, если в единичное состояние переходит триггер 1.3, то срабатывает блок 22.2 фиксации сбоев по входам 10, 12. Если в единичное состояние переходят триггеры 1 .1 или 1.2,. то единичные потенциалы, сигнализирующие об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи, с их единичных выходов поступаю на соответствующие входы элемента

ИЛИ 6 и блока 7 индикации непосредственно.. Следовательно, предлагаемое устройство обнаруживает все однократные сбои типа переход О в 1 в оптимальном р-коде Фибоначчи.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет также обнаружить все однократные сбои типа переход 1 в О в оптимальном р-коде Фибоначчи. Предположим, что под действием помехи триггер 1.11 переходит в нулевое состояние. Тогда код принимает вид 000010010000, и на нулевом выходе триггера 1.11 появляется единичный потенциал, который устанавливается на втором входе элемента И 3.1 и первом входе элемента И 4.4. одновременно. Элемент И 3.1 срабатывает, и единичный потенциал с его выхода поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.10-1.12 происходит сбой типа перехода 1 в О, и через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной формы хранимого числа. Пусть под действием помехи триггер 1.8 переходит в нулевое состояние и код принимает вид 010000010000. Единичный потенциа с нулевого выхода триггера 1.8, поступая на третий вход элемента И 4.4 вызывает его срабатывание. Единичный потенциал с выхода элемента И 4.3 через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной формы представления числа, и поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.6-1.10 происходит сбой типа перехода 1 в О. Если под деист-вием помехи в нулевое состояние переходит триггер 1.5 и код преобразуется к виду 01001000000, то срабатывает элемент И 3.2.Единичный потенциал с его выхода поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.3-1.5 происходит сбой типа перехода 1 в О, и через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя о нарушении оптимальной формы представления числа. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает обнаружения всех однократных сбоев в оптимальном р-коде Фибоначчи.

Ошибки большей кратности обнаруживаются устройством частично. Если в рассматриваемом оптимальном коде числа 9 под действием помех триггер 1.11 переходит в нулевое состояние, а триггер 1.3 одновремено - в единичное состояние, то срабатывает элемент И 3.1 и блок 2.2 фиксации сбоев по входам 10 12. Единичный потенциал с выхода элемента И 3.1 поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.10-1.12 происходит сбой типа перехода 1 в О, а единичный потенциал с выхода блока

2.2фиксации сбоев, поступая на блок 7 индикации, сигнализирует, что в группе из триггеров 1.3-1.5 происходит сбой типа перехода О

в 1. Кроме того, данные единичны потенциалы через элемент ИЛИ 6 устанавливаются на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной формы хранимого числа. Однако, если под действием помех триггер 1.5 переходит в нулевое состояние, а триггер 1.3 одновременно - в единичное состояние, и код принимает вид 010010000100, то на входе 12 блока 2.4 фиксации сбоев, входе 11 блока

2.3фиксации сбоев, входе 10 блока 2.2 фиксации сбоев установятся нулевые потенциалы, а на выходе 12 блока 2.2 фиксации сбоев и входе

11 блока 2.1 фиксации сбоев - единичные потенциалы; на третьем входе элемента И 3.2 устанавливается нулевой потенциал, а на первом входе элемента И 3.2, четвертом входе элемента И 4.1 и пятом входе элемента И 4.2 - единичные потенциалы. В результате ни один из блоков 2 фиксации сбоев и элементов И 3.4 не срабатывает, что свидетельствует о ненарутении оптимальной части формы хранимого числа.

Повышение достоверности контроля устройством определяется обнаружением всех однократных и всех асиммет ричных ошибок (при этом обнаруживающая способность по характеру является симметричной, а по закону распределения равномерной), а также точностью диагностирования при каждом сбое типа переход О в 1 на один разряд.

Предложенное устройство может быть использовано для построения высоконадежных электронных запоминающих устройств (например, оперативных) в системах с высокими требованиями по достоверности хранения информации (например, в АСУ, ЭВМ), а также может быть установлено в системах с высоким уровнем помех.

Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано в системах передачи достоверных данных в качестве декодеров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ОПТИМАЛЬНЫХ р-КОДОВ ФИБОНАЧЧИ, содержащее п-разрядный регистр, где п - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, (п-р-1) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит элемент И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждом блоке фиксации сбоев выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, единичный вход п-го разряда регистра является информационным входом устройства, установочный вход устройства соединен с нулевыми входами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходов устройства, единичные выходы р младших разрядов регистра соединены с соответствующими входами первой группы входов устройства, единичный выход каждого j-ro разряда регистра. (J (р+1), п), соединен с вторым входом элемента И (j-p-l)-ro блока фиксации сбоев и с К-м входом элемента ИЛИ (j-p+K-1)-ro блока фиксации сбоев, выход элемента И каждого блока фиксации сбоев соединен с соответствукмцим входом второй группы входов элемента ИЛИ, выход которого является выходом неисправности устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения достоверности контроля, в устройство введены первый и второй блоки индикации, (п-Зр-2)- и