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

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

Известно устройство для контроля р-го кода Фибоначчи, содержащее п-разрядный регистр, элемент ИЛИ и (п-р) блоков фиксации сбоев 1J .

Недостаток этого устройства - невозможность обнаружения ошибок, вызывающих переход триггера из единичного состояния в нулевое (типа 1 в О),

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля р-кодов Фибоначчи, содержащее п-разрядный триггерный регистр, элемент ИЛИ, группу из (n-p+l) элементов ИЛИ (п-р) блоков фиксации сбоев, каждьй из которых содержит первый и второй элементы И, одновибратор и р-входовой элемент ИЛИ, выход которого соединен с первьЕч входом первого элемента И, первый вход блока фиксации сбоев соединен с входом одновибратора и вторым входом первого элемента И, выход которого является первым выходом блока фиксации сбоев, выход одновибратора соединен с первым входом второго элемента И, выход которого является вторым выходом блока фиксации сбоев, управляющий вход блока фиксации сбоев подключен к второму входу второго элемента И, а остальные р-вкодов блока фиксации сбоев связаны с соответствующими входами элемента ИЛИ, первые выходы всех блоков фиксации сбоев совместно с вы ходами триггеров р-младших разрядов регистра соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого является контрольным выходом устройства, а выход каждого i-ro триггера регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом соответствующего (i-p)-ro блока фиксации сбоев, каждый j-й вход которого соединен с (j + OM входом соответствующего (i-p+l)-ro блока фиксации сбоев, зтравляющие входы всех блоков фиксации сбоев соединены с управляющим входом устройства, установочный вход которого соединен с первым входом всех триггеров регистра, информа ционный вход триггера старшего разряда регистра соединен с информапион

49262J

ным входом устройства, остальные информационные входы устройства соединены с соответствующими первыми входами каждого элемента ИЛИ группы, 5 второй вьгход каждого i-ro блока фиксации сбоев соединен с вторым входом (i-l)-ro и третьим входом (i-2)-ro элементов И1Ш группы, выход каждого элемента ИЛИ группы to соединен с информационным входом соответствующего триггера регистра 2J..

Однако наличие (п-р) одновибраторов обуславливает высокую сложность устройства ,

5 Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля р-кодов Фибоначчи, содержащее п-раз20 рядный регистр, где п - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, блок формирования переноса, (п-р- 1) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит элемент

5 И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждом блоке фиксации сбоев выход р-входового элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, установочный вход устройства соединен

0 с нулевыми входами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходов устройства, единичные выходы р-младших разрядов регистра

соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, единичный выход каждого i-ro разряда регистра (где i т (р-1), п) соединен с вторым входом элемента И (i-p-l)-ro блока

0 фиксации сбоев и К-м входом (где К т 1,р) р-входового эле1мента ИЛИ (i-p-1+K)-ro блока фиксации сбоев, выход элемента И каждого блока фик-сации соединен с соответствующим

5 входом элемента ИЛИ, выход которого является выходом неисправности устройства, блок формирования переноса содержит одновибратор, элемент И и первый элемент ИЛИ, причем в блоке

0 формирования переноса выход одновибратора соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, вход задания режима устройства

5 соединен с вторым входом элемента

И, информационный вход младшего раз-ряда устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ блока формирования переноса, выход которо го соединен с единичным входом млад шего разряда регистра, единичный вх п-го разряда регистра является п-вх дм группы информационных входов ус ройства, блок формирования переноса дополнительно содержит второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом рдновибратора, единичные выходы триггеров (п-р) старших разрядов регистра соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ блока формирования переноса, ед ничные входы каждого разряда регистра (где j т 2, (п-1) образуют группу информационных входов устройства, В двоичной оптимальной Р-системе счисление для заданного целого Р О и любого натурального С существует представление С в виде ,(s), где Cg 1 при Pp(%-iV-C-i: C,VpU)p(e)i Cg О при Фр(5-1Ьс-Е CKVpU)), где Ф (г) - мощность оптимального р-кода-, Cfp{n) - мощность оптимального р-кода Фибоначчи. Число В, представляемое в оптимальном р-коде Фибоначчи, и число С представляемое в оптимальном р-коде связаны зависимостью С В + Фр (п-р-1). (1) Оптимальные р-коды обобщают оптиальные совершенные (п,1)-коды и унарную систему счисления. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства для и , на фиг. 2 - функциональная схема блока фиксации сбоев; на фиг. 3 - функциональная схема блока формирования переноса. Устройство (фиг.О содержит триг геры 1.1-1.7 регистра, четыре блока 2 фиксации сбоев, блок 3 формирования переноса, элемент ИЛИ А, ин формадионные входы 5 устройства, установочный вход 6 устройства, вхо 7 контроля устройства, входы 8,- 9 и 10 блока 2 фиксации сбоев, дополнительные входы 11-15 блока 3 формирования переноса, вход 16 контроля блока 3 формирования переноса и информационный вход 17 блока 3 формирования переноса. В состав блока 2 фиксации сбоев (фиг.2) входят элементы ИЛИ 18 и элемент.. И 19. В состав блока 3 формирования переноса (фиг.З) входят пятивходовой элемент ИЛИ 20, элемент И 21, формирователь 22 импульсов и элемент ИЛИ 23. Выходы элементов И 19 каждого блока фиксации тсбоев совместно с выходами триггеров 1.1 и 1.2 триггерного регистра соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 4, выход которого является выходом неисправности устройства. Единичные выходы триггеров триггерного регистра являются выходами группы информационных выходов устройства. Единичный выход каждого i-ro триггера регистра, где i f (р+1), п, соединен с вторым входом элемента И 19 (i-p-l)-ro блока фиксации и К-м входом, где Кг t, р, элемента ИЛИ 13 (i-p-1- -K)-ro блока фиксации сбоев. Установочный вход 6 устройства соединен с нулевыми входами триггеров регистра;. Вход 7 koнтpoля устройства соединен с вторьм входом элемента И 21, информационный вход 5 младшего разряда устройства соединен с вторым входом элемента ШШ 23, выход которого соединен с единичным входом триггера 1.1. Единичные входы триггеров 1.2-1.7 образуют группу информационных входов 5 устройства. Единичные выходы триггеров 1.3-1.7 регистра соединены с соответствующими входами элемента ШШ 20. Каждый блок фиксации сбоев содержит элемент И 19 и р-входовой элемент ШШ 18, выход которого соединен с первШ4 входом элемента И 19. Блок формирования переноса содержит элементы ШШ 20 и 23, элемент И 21 и одновибратор 22, вход которого соединен с выходом элекента ИЛИ 20, выход одновибратора 22 соединен с первым входом элемента И 21, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 23. Триггеры 1.1-1.7 регистра предназначены для хранения исходного кода.

51

Четыре блока 2 фиксации сбоев, начиная со старших разрядов, предназначены для выборки сигналов, свидетельствующих о том, что для группы из (р+1) разрядов нарушено условие минимальности. При поступлении на управляющий вход 6 блока 3 формирования переноса единичного сигнала блок 3 устанавливает режим хранения исходного кода, а при поступлении хотя бы на один из дополнительных входов 11-15 блока 3 перепада потенциалов, блок 3 формирует единичный импульс переноса, который устанавливает триггер 1.1 в единичное состояние. Элемент ИЛИ 4 необходим для объединения выходов блоков 2 фиксации сбоев совместно с выходами триггеров 1.1 и 1.2 регистра. Информационные входы 5 устройства предназначены Щ1Я записи параллельным образом в триггеры 1.1-1.7 регистра изображения кода. Установочный вход 6 устройства необходим для установки триггеров 1.1-1.7 регистра в нулевое состояние. Вход 7 контроля устройства служит для установления режима хранения исходного код Элемент ИЛИ 20 работает только в импульсном режиме и предназначен для объединения выходов триггеров 1.3-1.7 регистра. Одновибратор 22 импульсов служит для преобразования перепада потенциалов, которьш образуется в результате перехода типа 1 в О в короткий единичный импульс

Время срабатывания блока формирования переноса в основном определяется временем срабатывания одновибратора 22 импульсов. Будем счиг таь, что время срабатывания триггер и одновибратора одинаково и равно Т, когда после сбоя типа перехода 1 в О в каком-либо триггере регистра триггер 1.1 устанавливаетс в единичное состояние через время, равное 2т.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, после подачи на установочный вход 6 устройства единичного сигнала, триггеры 1.1-1.7 переходят в нулевое состояние. Предположим, что в регистре необходимо хранить код числа 3, представленного в оптимальной форме оптимального 2-го кода Фибоначчи.

62

Из соотношения (1) определяем, что оптимальное изображение даного числа имеет вид 1001000.

Этот код параллельньсм образом заносится в триггеры 1.1-1.7 регистра, причем значение младшего разряда кода поступает в триггер 1.1 через элемент ИЛИ 23, а значения остальных разрядов кода записываются в триггеры 1.2-1.7 непосредственно. На

вход 7 контроля устройства подается единичный сигнал, который через вход 16 блока 3 формирования переноса подается на второй вход элемента

и 21, открывая его для прохождения импульсов переноса. Таким образом, сигнал контроля с входа 7 устройства переводит устройство в режим хранения кода.

Предположим, что под действием помехи триггер 1.7 переходит в нулевое состояние, тогда на его выходе появляется перепад потенциалов, который через вход 12 блока 3 формирования переноса подается на элемент ИЛИ 20, работающий в импульсном режиме. Элемент ИЛИ 20 срабатывает и перепад потенциалов поступает на Одновибратор 22, на выходе которого

появляется короткий единичный импульс, который через открытый элемент И 21 подается на первый вход элемента ШШ 23, с выхода которого поступает на вход блока 3 формирования переноса. С выхода блока 3 формирования переноса импульс устанавливает триггер 1.1 в единичное состояние. Исходная комбинация 1001000 принимает вид 0001001 и единичный

сигнал с выхода триггера 1.1 регистра через элемент ИЛИ 4 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя об искажении опти-мального 2-го кода Фибоначчи.

При переходе в нулевое состояние триггера 1.4 регистра устройство работает аналогичным образом (в этом случае перепад потенциалов с выхода триггера 1.4 поступает на вход 15

блока 3 формирования переноса). При переходе в нулевое состояние одновременно триггеров 1.4 и 1.7 элемент ШШ 20 Срабатывает по перепадам потенциалов, поступающим на дополнительные входы 11 и 15 блока 3 формирования переноса. Одновибратор 22 преобразует перепад потенциалов, поступакщий с выхода элемента ИЛИ 20,

71

в короткий единичный импульс, который через последовательно соединенные элементы И 21 и ИШ1 23 устанавливает триггер 1.1 в единичное состояние. Единичный сигнал с выхода триггера 1.1 регистра через элемент ИЛИ 4 поступает на контрольный вход устройства, сигнализируя о сбое исходного кода.

Аналогичным образом устройство обнарз ивает все сбои типа перехода 1 в О. Кроме того, устройство обеспечивает обнаружение всех сбоев типа переход О и 1 в оптимальном р-коде Фибоначчи. Предположим, что в регистре хранится код числа 1, представленного в оптимальной форме оптимального 2-го кода Фибоначчи. Из соотношения.(1) определяем оптимальное изображение данного числа 1 0010000.

Если под действием помехи триггер 1 .7 переходит в единичное состояние и код принимает вид 1010000, то на выходе триггера 1.7 появляется единичный потенциал, который через вход 8 четвертого блока 2 фиксации сбоев поступает на второй вход элемента И 19. Вместе с единичным потенциалом, поступающим с выхода триггера 1.5 на вход 10 четвертого блока 2 фиксации сбоев и далее через соответствующий вход элемента ИЛИ 18 на первый вход элемента И 19, он вызывает появление единичного потенциала на выходе элемента И 19 данного блока 2 фиксации сбоев. Этот потенциал через элемент ИЛИ 4 появляется на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении минимальной форьв 1 представления хранимого числа. Если в рассмотренном коде числа 1 под действием помехи

92628

ч .

ri единичное состояние переходит триггер 1.6, то срабатывает третий блок 2 фиксации сбоев по входам 8 и 9, если в единичное состояние 5 переходит триггер 1.4, срабатывает второй блок 2 фиксации сбоев по входам 8 и 9, если в единичное состояние переходит триггер 1.3, срабатывает второй блок 2 фиксации сбоев по

10 входам 8 и 10. Если в единичное состСЯнйе переходят триггеры 1 .1 или 1.2, то единичные потенциалы с их выходов, сигнализирующие о нарушении условия минимальности представления

15 чисел, поступают на соответствующие входы элемента ИЛИ 4 непосредственно.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет обнаружить все

0 сбои типа переход О в 1, а также все сбои типа переход 1 в О. Следовательно, коэффициент обнаружения ошибок при контроле оптимального фибоначчиевого р-кода равен 100%

5 при любой длине оптимальных изображений.

При п 8 коэффициент обнаружения ошибок при контроле фибоначчиевого 1-кода в известном устройстве составляет приблизительно 98,4%, а при

контроле оптимального 1-кода - 99,3%.

Упрощение устройства достигается в « раз, что ловьшает условную вероятность обнаружения ошибок в 2 раза. 5 Предложенное устройство может быть использовано для построения высоконадежных электронных запоминающих устройств (например, оперативных) в системах с высокими требованиями по 0 Достоверности хранения информации (например, в АСУ, ЭВМ), а также может быть установлено в системах с высоким уровнем помех.

О

6

то

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ Р-КОДОВ ФИБОНАЧЧИ, содержащее п-разрядный регистр, где п - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, блок формирования переноса и (п-р-1) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит элемент И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждом блоке фиксации сбоев выход р-входового элемента ШШ соединен с первьм входом элемента И, установочный вход устройства соединен с нулевьми входами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходов устройства, единичные выходы р-младших разрядов регистра соединены с соответствующими входами элемента ШШ, единичный выход каждого i-ro разряда регистра (где i (р+1), п) соединен с вторьм входом элемента И (i-p-l)-ro блока фиксации сбоев и К-м входом (где К 1, р),р-входового элемента ИЛИ (i-p-1+K)-ro блока фиксации сбоев, выход элемента И казкдого блока фиксации сбоев соединен с соответствующим входом элемента ИЛИ, выход которого Является выходом неисправности устройства, блок формирования переноса содержит одновибратор, элемент И и первый элемент ИЛИ, причем в блоке формирования переноса выход одновибратора соединен с первьм входом элемента И, выход которого соединен с первьЫ входом первого элемента ИЛИ, вход задания режима устройства соедийен с-вторым входом элемента И, младший разряд U) группы информационных входов устройства соединен с вторьм входом первого элемента ИЛИ блока формирования переноса, выход которого соединен с единичным входсм младшего разряда регистра, единичный вход п-го разряда регистра является п-входом группы информационных входов устройства, отличающееся тем что, с целью упрощения устройства, в блок формирования переноса введен второй элемент ИЛИ, выход которого соединен с входом одновибратора, единичвые выходы (п-р) старших разрядов регистра соединены с соответствующими входами второго элемента ИЛИ блока формирования переноса, единичные входы каждого j-ro разряда регистра (где j -г if (n-t)) образуют группу информационных входов устройства.

в

ов

i

5 о-

//

гг

J3.

J

о1 Гд

9 Ю

f 20

11 12 /J /« 15

21

16

Фиг. 2

Р 22

f 2J