Устройство для контроля управляющего автомата Советский патент 1985 года по МПК G06F11/30 

11 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля асинхронного параллель«ого управляющего автомата Цель изобретения - повьшение эффективности контроля параллельного асинхронного управляющего автомата. На чертеже показана схема предлагаемого устройства. Устройство содержит элементы ИЛИ 1-5, элементы ИЖ-НЕ 6 и 7, элементы И 8 и 9, универсальный двухразрядный сдвиговый регистр 10, RS-триггер 11 (первый триггер), элемент 12 задержки, синхронный D-триггер 13 (второй триггер). Входы элементов ИЛИ 1 и 2,являющиеся одними из входов устройства, С соединены с первой 14 и второй 15 группами входов контролируемого подавтомата соответственно, выходы элементов ИЛИ 1 и 2 соединены с нулевым и единичным входами RS-триггера 11 соответственно, а также с входами сдви гавлево и вправо универсального двух-г разрядного сдвигового регистра 10 со ответственно, первый и второй выходы универсального двухразрядного сдвиго вого регистра 10 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ 6 соответственно, выход элемента Ш1ИНЕ 6, являющийся выходом идентификации неисправности входных сигналов, соединен с первым входом элемента ИЛИ 5, второй и третий входы которого соединены с выходами элементов И 8 и 9 соответственно, первые входы элементов И 8 и 9 соединены с еди ничным и нулевым выходами RS-триггеi) 1 1 соответственно, вторые входы -«лементов И 8 и 9 соединены с выхода ми элементов ИЛИ 3 и 4 соответственн выходы элементов ИЛИ 3 и 4 соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ 7 соответственно, выход элемента ИЛИ-НЕ 7, являющийся выходом 20 идентификации факта пропадания выходньк сигналов контролируемого подавтомата, соединен с четвертьм входом элемента ИЛИ 5, выход которого соединен с D-входом синхронного D-триггера 13 и с входом элемента 12 задержки, выход которого соединен с входами синхрониизации синхронного О-триггера 13, единичньй выход котороге является выходом 21 идентификации факта ошибки в контролируемом подавтомате, входы элементов ИЛИ 3 72 и 4, являющиеся одними из входов устройства, соединены с первой 16 и второй 17 группами выходов контролируемого подавтомата, вход 18 начального сброса устройства контроля соединен с соответствующими входами RS-триггера 11, универсального Двухраэрядного сдвигового регистра 10 и синхронного D-триггера 13, и предназначен для установки нулевых состояний RS-триггера 11, синхронного D-триггера 13, второго разряда универсального двухразрядного сдвигового регистра 10 и единичного состояния первого разряда универсального двухразрядного сдвигоВого регистра 10. Устройство для контроля управляющего автомата работает следующим образом. Полное множество выходов контролируемого подавтомата разбивается на две не пересекающиеся группы в соответствии .с очередностью появления сигналов на них таким образом, чтобы выработка выходного сигнала второй группы предшествовала выработке выходного сигнала первой группы и наоборот, при этом принимается, что в любой момент времени на выходах подавтомата присутствует один и толькоодин сигнал, а выходной сигнал, вырабатываемый подавтоматом в начальном состоянии, принадлежит к первой группе. Такое разбиение множества выходньк сигналов всегда возможно в асинхронном автомате, для кодирования состояний которого используются соседние коды, т.е. метод кодирования, при котором коды состояний, между которыми возможен . переход, отличаются только в одном разряде. Так, например, выходные сигналы подавтомата, вырабатываемые из состояний, для кодирования которых использовано четное количество единиц, могут быть отнесены в первую группу, а выходные сигналы, вьграбатываемые из состояний, для кодирования которых использовано нечетное количество единиц - во вторую. При этом выходные сигналы из первой и второй групп всегда будут чередоваться. Контролируемый подавтомат должен иметь дополнительные выходы, соответствующие выходным сигналам, вырабатываемым в транзитных состояниях, если такие соетояния необходимо ввести в алгоритм функционирования подавтомата для кодирования его состояний соседними юодами, поскольку эти выходные сигналы необходимы для функционирования устройств а контроля. Полное множество входных сигналов также разбивается на две непересекающиеся группы в соответствии с тем, к появлению выходного сигнала какой группы приводит появление выбранного входного сигнала. При этом контролируемый подавтомат должен иметь дополнительные выходы, на кото рых формируются сигналы, переключающие его из транзитных состояний, причем принимается, что на входах подавтомата действует одновременно не более одного входного сигнала. Правильно функционирующий подавто мат в начальном состоянии вырабатывает выхрдной сигнал первой группы, после чего приходит входной сигнал, второй группы и переключает подавтомат в состояние, в котором вьфабатывается выходной сигнал второй группы после чего приходит входной сигнал первой группы, переключающий подавто мат в состояние, в котором вырабатывается выходной сигнал первой группы и так далее, причем на вькодах подавтомата всегда присутствует один и только один сигнал, а на входах - не более одного сигнала. Устройство контроля проверяет соответствие группы выходного сигнала группе вызвавшего его появление входного сигнала, контролирует очере ность поступления входных сигналов, выявляет случаи одновременно появления на выходах подавтомата выходных сигналов разных групп, а также случа пропадания выходных сигналов. Для эффективного асинхронного параллельн го управляющего автомата, условно разбитого на N подавтоматов, необходимо введение предлагаемых устройств контроля, выходы которых можно объединить по логической функции ИЖ. Исходным состоянием устройства контроля является нулевое состояние RS-триггера 11, синхронного D-триггер& 13, второго разряда универсального двухразрядного сдвигового регистра 10 и единичное состояние первого разряда универсального двухразрядного сдвигового регистра 10. Вырабатываемый подавтоматом в исходном состоянии выходной сигнал первой группы (группа входов 16) через элемент ИЛИ 3 поступает на первый вход элемента И 8, на второй вход которого поступает нулевой сигнал с единичного выхода RS-триггера 11, находящегося в нулевом состоянии, и на выходе элемента И 8 - нулевой сигнал, соответствуюп(ий правильному .функционированию подавтомата. Если в исходном состоянии подавтомат ошибочно вырабатывает выходной сигнал второй группы (группа 17 входов), то этот сигнал через элемент ИЛИ 4 .поступает на первый вход элемента И 9, на второй вход которого поступает единичный сигнал с нулевого выхода RS-триггера 11, находящегося в нулевом состоянии, и на выходе элемента И 9 - единичный сигнал, поступающий через элемент ИЛИ 5 на D-вход синхронного D-триггера 13, и далее через элемент 12 задержки на вход синхронизации синхронного D-триггера 13, что приводит к установке синхронного D-триггера 13, находящегося в нулевом состоянии, в единичное состояние по истечении времени, определяемого задержкой элемента 12 задержки, что си нализирует о неисправности подавтомата. Входной сигнал подавтомата второй группы (группа 15 входов), появляющийся после вьфаботки подавтоматом выходного сигнала первой группы, через элемент ИЛИ 2. поступает на единичный вход RS-триггера 11 и устанавливает его в единичное состояние. Если после появления входного сигнала второй группы подавтомат вырабатывает выходной сигнал второй группы, (группа 17 входов) , то этот выходной сигнал через элемент ИЛИ 4 поступает на пер-, вый вход элемента И 9, на второй вход которого поступает нулевой сигнал с нулевого выхода КЗ-триггера 11, находящегося в единичном состоянии, и на выходе элемента И 9 - нулевой сигнал, соответствующий правильному функционированию подавтомата. Если после прихода входного сигнала первой группы подавтомат ошибочно вырабатывает выходной сигнал первой группы (группа 16 входов), то этот выходной сигнал . через элемент ИЛИ 3 поступает на

первый вход элемента И 8, на второй вход которого поступает единичный сигнал с единичного вывода RS-триггера 11, находящего я в единичном состоянии, и на выходе элемента И 8 - единичный сигнал, что приводит к появлению единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 5 и, как описано, к установке синхронного D-триггера 13, находящегося в нулевом состоянии, в единичное состояние, что сигнализирует об ошибке подавтомата.

Аналогично входной сигнал подавтомата первой группы (группа 14 Iвходов), появляющийся после выработки подавтоматом выходного сигнала второй группы, через элемент ИЛИ 1 поступает на нулевой вход RS-триггера 11 и устанавливает его в нулевое состояние. Контроль соответствия группы выходного сигнала группе вызвавшегося его появление входного сигнала йри этом происходит анапогич но, так что вырабатываемьй правильно функционирующим подавтоматом выходной сигнал первой группы (группа 16 входов) не приводит к формированию сигнала неисправности, а при ошибочной выработке подавтоматом, выходного сигнала второй группы (группа 17 входов) синхронный D-триггер 13 устанавливается в единичное состояние, что сигнализирует о неисправности автомата,

Если подавтомат ошибочно вьфабатывает выходные сигналы первой и второй группы одновременно, то, поскольку появление одного из них не соответствует правильному чередованию выходных сигналов подавтомата, это приводит к вьфаботке сигнала неиспраности на единичном выходе 21 синхронного D-триггера 13, как описано.

Если на выходах подавтомата отсутствуют сигналы, то на выходах элементов ИЛИ 3 и 4 - нулевые сигналы, что приводит к появлению единичного сигнала на выходе 20 элемента ИЛИНЕ 7, входы которого соединены с выходами элементов ИЛИ 3 и 4, что приводит к появлению единичного сигнала на выходе элемента ИЛИ 5, и как описано, к установке в единичное состоя

ние синхронного D-триггера 13, что сигнализирует о неисправности подавтомата.

При правильном чередовании входных сигналов подавтомата разных груп (группы 14 и 15 входов они через элементы ИЛИ 1 и 2 поочередно поступают на входы сдвига вправо и влево универсального двухразрядного сдвигового регистра 10, что обеспечивает перемещение единственной записанной в нем единицы в пределах его разрядов так, что на одном из входов элемента ШШ-НЕ 6, соединенных с выходами универсальногр двухразрядного сдвигового регистра 10 - единичный сигнал и на выходе 19 элемента ИЛИ-НЕ 6 - нулевой сигнал, соответствующий правильному.чередованию групп входных сигналов подавтомата.. Нарушение порядка чередования групп входных сигналов подавтомата приводит к последовательному приходу двух входных сигналов одной группы, что вызывает перемещение единственной единицы в универсальном двухразрядном сдвиговом регистре 10 за пределы его разрядов так, что на входах элемента ИЛИ-НЁ 6 - нулевые сигналы, что приводит к появлению на его выходе 19 единичного сигнала, который через элемент ИЛИ 5, как описано, устанавливает в единичное состояние синхронный D-триггер 13, что сигнализирует об ошибке подавтомата.

Элемент 12 задержки обеспечивает правильное функционирование устройства контроля с учетом задержек подавтомата так, что кратковременное отсутствие выходных сигналов подавтомата или запаздывание переключения подавтомата после прихо а входного сигнала не приведет к фиксации сигнала ошибки устройством контроля. Таким образом, время задержки элемента 12 задержки должно быть не менее мaкcимaльнoгq времени переключения контролируемого подавтомата.

Вход 18 начального сброса устройства контроля предназначен для начальной установки устройства конр- роля при пуске контролируемого подавтомата.

х

fM

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ УПРАВЛЯЩЕГО АВТОМАТА, содержащее первый, второй и третий элементы ИЛИ, первый и второй элементы И, первый и второй триггеры, причем первая и вторая группы выходов контролируемого автомата соединены с входами первогЪ и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго элементов И соответственно, единичный и нулевый вьгходы первого триггера соединены с вторыми входами соответственно первого и второго элементов И, выходы первого и второго элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с J5 -входом второго триггера и через элемент эадержки с тактовым входом второго триггера, выход второго триггера является выходом неисправности устройства, отличающееся тем, что, с целью повьшения эффективности контроля, в него введены четвертый и пятый элементы ИЛИ, pe-f гистр сдвига, первый и второй элементы ИЖ-НЕ, причем первая и вторая группы входов контролируемого автомата соединены с входами четвертого и пятого элементов ИЛИ соответственно, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с входом сдвига О) влево регистра сдвига и нулевым входом первого триггера, выход пятого элемента ИЛИ соединен с входом сдвига вправо регистра сдвига и единичным входом первого триггера, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами первого элемента ИЛИНЕ, выход которого соединен с треть им входом третьего элемента ИЛИ и 3N является выходом идентификации пропадания сигнала на выходе контролируемого автомата, выходы первого и второго разрядов регистра сдвига сое динены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с четвертым входом третьего элемента ИЛИ и является выходом идентификации неисправности входных сигналов.

К

kr

evsroej

К :

1

х. NI

к. ч

4 к

QirOf

x ЛР

-ч