Резервированное счетное устройство Советский патент 1987 года по МПК H03K23/00 

10

11350830

Изобретение относится к автоматие и вычислительной технике и может айти применение в цифровых устройтвах различного назначения.

Целью изобретения является повыение надежности функционирования, то достигается за счет введения ноых конструктивных признаков, обесечивающих регулярную регенерацию нформации в нескольких независимо аботающих счетчиках.

На фиг.1 показана структурная схеа одного канала резервированного счетного устройства; на фиг.2. - струк-15 турная схема блока записи информации; на фиг.З - структурная схема блока управления; на фиг.4 - диаграмма временных соотношений одного канала резервированного счетного устройства.

Один канал резервированного счетного устройства (фиг.1) содержит m счетчиков 1.1-1.т, регистр 2, блок 3 записи информации, блок 4 управления, первый и второй мажоритарные элементы 5 и 6, элемент ИЛИ 7, рас25

вых та инф пар ны так со 2, лел уп ле 27 инф ед ре он он ус 20 28 ци уп то 12 вх зи ни пр 24 вх сч ро со 1 с ни ро ри щи та си 15 ос ма

пределитель

импульсов, счетные вхо

ды 9,1-9.2, синхронизирующий вход 1 вход Сброс 11, управляющий вход 1 информационный вход 13, информационные обменные входы 14, обменные си хронизирующие входы 15, выходную информационную шину 16, тактовый вых.од 17.

Блок 3 записи информации (фиг„2) содержит элемент ИЛИ 18, инвертор 19, триггер 20, элементы И 23 - 23, тактовьй вход 24, первый и второй информационные, входы 25 и 26, управляющий вход 27, вход Сброс 28, информационный выход 29, тактовый выход 30.

Блок 4 управления (фиг.З) содержит триггеры 31 - 34, элементы И 35 38, элемент ИЛИ 39, инвертор 39, инвертор 40, вход Пуск 41, синхронизирующий вход 42, вход Конец ТИ 43, вход Сброс 44, управляющий вход 45, вход Начало ТИ 46, вход Конец реге:нерации 47, тактовый выход 48, синхронизирующий выход 49, управляющий выход 50.

В каждом канале резервированного счетного устройства информационные обменные входы 14 первого мажоритарного элемента 5 соединены с информационными обменными входами 14 мажортарного элемента 5 остальных канало

0

5

5

0

35

40

45 входом установки в

выход первого мажоритарного элемента 5 соединен с последовательным информационным входом регистра 2, параллельные входы которого соединены с выходами счетчиков 1.1-1.т, тактовый выход 48 блока 4 управления соединен с тактовым входом регистра 2, выходы которого соединены с параллельными входами счечиков 1.1-Г.ю, управляюш;ий выход 50 блока 4 управления соединен с управляющим входом 27 блока 3 записи информации, первый информационный вход 25 которого соединен с выходом старшего разряда регистра 2, а его второй информационный вход 26 соединен с информационным входом 13 устройства, вход 11 устройства Сброс соединен с входом 0 28 Сброс блока 3 записи информации и с -входом 44 Сброс блока 4 управления, управляющий вход 45 которого соединен с управляющим входом 12 устройства, синхронизирующий вход 10 которого соединен с синхронизирующим входом 42 блока 4 управления, с синхронизирующим входом распределителя 8 импульсов и с тактовым 24 входом блока 3 записи информации, входы элемента ИЛИ 7 соединены со счетными входами 9.1-9.2 канала устройства и соединены соответственно со счетными входами счетчиков 1.1- , выход элемента ИЛИ 7 соединен с входом 41 Пуск блока 4 управления, синхронизирующий выход 49 которого соединен с входом второго мажоритарного элемента 6, синхронизирующие обменные входы 15 второго мажоритарного элемента 6 соединены с синхронизирующими обменными входами 15 вторых мажоритарных элементов 6 остальных каналов, выход второго мажоритарного элемента 6 соединен с

О распределителя 8 импульсов, вход разрешения записи регистра 2 соединен с первым выходом распределителя 8 импульсов, второй и предпоследний выходы которого соединены с входами Начало ТИ 46 и Конец ТИ 43 блока 4 управления, 46 Конец регенерации блока 4 управления соединен с последним выходом распределителя 8 импульсов и входами разрешения записи счетчиков 1.1-1.Й1, тактовый выход 17 устройства соединен с тактовым выходом 30 блока 3 записи информации, информационный выход 29 которого соединен

50

55

с входом первого мажоритарного чле- мента 5.

В блоке 3 записи информации первый вход первого элемента И 21 соединен с тактовым входом триггера 20 и с тактовым входом 24 блока 3 записи информации, второй вход первого элемента И 21 соединен с выходом инвертора 19 и с первым входом второго элемента И 22, выход которого соединен с первым входон элемента ИЛИ 18, первый вход третьего элемента И 23 соединен с первым информационным входом 25 блока 3 записи информации, второй информационный вход 26 которого соединен с вторым входом второго элемента И 32, вход инвертора 19 соединен с вторым входом третьего элемента И 23 и с управляющим входом

27блока 3 записи информации, вход

28 Сброс которого соединен с входом R-триггера 20, выход первого элемента И 2 1 соединен с тактовым выходом 30 блока 3 записи информации, информационный выход 29 которого соединен с выходом элемента ИЛИ 18, второй вход которого соединен с выходом триггера 20, информационный вход триггера 20 соединен с выходом третьего элемента И 23.

В блоке 4 управления вход инвертора 40 соединен с тактовым входом первого триггера 31 и с синхронизирующим вхддом 42 блока 4 управления, вход 41 Пуск блока 4 управления соединен с первым входом первого элемента И 35, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 39, вход Конец, регенерации 47 блока 4 управления соединен с тактовым входом второго триггера 32, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 36, выход инвертора 40 соединен с вторым входом второго элемента И 36, с тактовым входом третьего триггера 33 и с первым входом третьего элемента И 37, второй вход которого соединен с информационным входом первого триггера 31 и с входом Конец ТИ 43 блока 4 управленля, вход Сброс 44 которого соединен с входами R первого 31 и второго 32 триггеров, с входом S третьего триггера 33, с вторым входом элемента ИЛИ 39, с первым входом R четвертого триггера 34, ВХОД 46 Начало ТИ блока 4 управле- ния соединен с входом S второго триггера 32 и с первым входом четвертого

элемента И 38,. выход которого соединен с входом S четвертого триггера 34, выход третьего элемента И 37 соединен с вторым входом R четвертого триггера 34, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого элемента И 35 и с управляющим выходом 50 блока 4 управления, выход первого

Q триггера 31 соединен с третьим входом элемента ИЛИ 39, выход которого соединен с информационным входом третьего триггера 33, выход второго элемента И 36 соединен с тактовым

5 выходом 48 блока 4 управления, управляющий вход 45 которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 38, выход третьего триггера 33 соединен с синхронизирующим выхоQ дом 49 блока 4 управления, информационный вход второго триггера 32 сое.динен с потенциалом Лог.О.

На фиг,4 приведены диаграммы а, б,в,г,д,е,ж,з,и,к,л,м,н,о соответст5 венно сигналов на синхронизирующем входе 10., входе 11 Сброс, синхронизирующем выходе 49 блока 4, на первом, втором и предпоследнем выходах распределителя 8, тактовом вы0 ходе 48 блока 4, на последнем выходе распределителя 8, выходе элемента 1 ШИ 7, выходе мажоритарного элемента 5, управляющем входе 12, управляющем вькоде 50 блока 4, тактовом выходе 17, информационном входе 13.

Для обеспечения регенерации (восстановления) информации в нескольких, независимо работающих счетчиках необ0 ходимо использовать регистр с.количеством разрядов п, равным суммарному количеству разрядов всех m счетчиков , В этом случае распределитель 8 имеет п+2 выхода. Регенерация инg формации в предложенном устройстве осуществляется в интервале между счетными импульсами разных счетчиков, причем для регенерации информации необходим интервал времени (п+2)С ,

g где п - количество разрядов регистра; L, - период следования входных синхросигналов. Таким образом, регенерация информации происходит в интервалы времени между счетными им пульсами, превышающими (п+2) Г, Если интервал времени между счетными импульсами велик, то регенерация информации будет происходить периодическим через (п+2) С д.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы по сигналу Сброс по ззходу 11 блок 4 управления и блок 3 записи информации устанавливаются в исходное состояние. В исходное состояние устанавливаются также счетчики 1,1-l.m и регистр 2,

но их установка может быть произведе--JQ а запись информации в регистр 2 осуна двумя способами. Первый способ установки счетчиков 1,1-l.m и регистра 2 может быть осуществлен по сигналу Сброс (не показан), а второй способ - путем записи в регистр 2, а затем и в счетчики 1,1-l.m исходной информации.

Для определенности рассмотрим

После прохождения п тактов (в сх ме трех тактов) в блоке 4 управления

работу резервированного счетного устройства, имеющего один трехразрядный 20 переключаются второй 32 и четвертый счетчик (,) в режимах ввода 34 триггеры, запрещающие передачу информации, регенерации информации ТИ абоненту и ТИ в регистр 2. и счета.

Режим ввода информации используется для записи в счетчики исходной (в том числе и нулевой) информации.

По (п+2) импульсу распределителя 8 импульсов (в схеме по 5 импульсу) 25 {фиг.4,3з) по входу разрешения-запи си из регистра 2 в счетчики 1 переписывается записанная в регистр 2 от абонента информация.

относительно которой в дальнейшем будет идти счет. В этом режиме на управляющий вход 12 устройства

По (п+2) импульсу распределителя 8 импульсов (в схеме по 5 импульсу) 25 {фиг.4,3з) по входу разрешения-записи из регистра 2 в счетчики 1 переписывается записанная в регистр 2 от абонента информация.

В. режиме регенерации информации

(фиг.4л) поступает сигнал, разрешаю- зо процесс регенерации происходит следу35

щий в блоке 4 управления через вход 45 прохождение сигнала Начало ТИ с второго выхода распределителя 8 дм- пульсов (фиг.4г) через вход 46 и четвертый элемент И 38 блока 4 управления на S-вход четвертого триггера 34. После срабатьшания четвертого триггера 34 сигнал с его инверсного выхода через управляющий выход 50 блока 4 упра.вления передается в блок о 3 записи информации и переводит его в режим ввода информации, при этом абоненту передаются через первый элемент И 21, тактовый выход 30 блока 3 записи информации и тактовьш выход 17 устройства тактовые импульсы (ТИ) (фиг.4н) для съема информации, которая (фиг.4о) поступает через ин- формационньш.вход 13 устройства, через второй информационный вход 26 блока 3 записи информации, через второй элемент ИЛИ 18, через информационный выход 29 и мажоритарный элемент 5 на информационный вход регистра 2.

По сигналу Начало ТИ в блоке 4 управления по входу S переключается в единичное состояние второй триггер 32 и разрешает прохождение чер.ез второй элемент И 36 и тактовьй выходющим образом. По первому импульсу (фиг.4г) с распределителя 8 импульсов в регистр 2 со счетчика 1 записывается хранящаяся там информация, далее происходят ее прокрутка и восстановление описанным способом и по (п+2) импульсу распределителя 8 импульсов запись восстановленной информации в счетчик 1 из регистра 2.

В блок 4 управления через вход 43 Конец ТИ на информационный вход первого триггера 31 поступает (п+1)-й импульс с распределителя 8 импульсов и разрешает формирование на выходе g первого триггера 31 импульса (п+2) длительностью в период синхроимпульсов. Указанный сигнал через элемент ИЛИ 39 поступает на информационный вход третьего триггера 33, где он задерживается на 1/2 периода синхроимпульсов и через синхронизирующий виход 49 блока 4 управления и второй мажоритарный элемент б поступает на вход установки нуля распределителя 8 импульсов (фиг.4в).

50

55

Распределитель 8 импульсов устанавливается в исходное состояние, при этом имеюпшйся на его (п+2) выходе

48 (фиг.4ж) ТИ, задержанных относительно ТИ, вьщанных абоненту для съема информации, на полпериода синх- ронивирующих сигналов, на тактовый вход регистра 2.

Так как информация от абонента, поступающая на информационный вход регистра 2, изменяется по фронту ТИ,

ществляется по фронту ТИ, то для обеспечения устойчивой записи информации в регистр 2 необходимо выпол- нить условие: максимальные задержки в тактовых или информационных трактах каналов не.должны превьшать половины периода входной синхрочастоты.

После прохождения п тактов (в схеме трех тактов) в блоке 4 управления

переключаются второй 32 и четвертый 34 триггеры, запрещающие передачу ТИ абоненту и ТИ в регистр 2.

переключаются второй 32 и четвертый 34 триггеры, запрещающие передачу ТИ абоненту и ТИ в регистр 2.

По (п+2) импульсу распределителя 8 импульсов (в схеме по 5 импульсу) {фиг.4,3з) по входу разрешения-записи из регистра 2 в счетчики 1 переписывается записанная в регистр 2 от абонента информация.

В. режиме регенерации информации

ющим образом. По первому импульсу (фиг.4г) с распределителя 8 импульсов в регистр 2 со счетчика 1 записывается хранящаяся там информация, далее происходят ее прокрутка и восстановление описанным способом и по (п+2) импульсу распределителя 8 импульсов запись восстановленной информации в счетчик 1 из регистра 2.

В блок 4 управления через вход 43 Конец ТИ на информационный вход первого триггера 31 поступает (п+1)-й импульс с распределителя 8 импульсов и разрешает формирование на выходе первого триггера 31 импульса (п+2) длительностью в период синхроимпульсов. Указанный сигнал через элемент ИЛИ 39 поступает на информационный вход третьего триггера 33, где он задерживается на 1/2 периода синхроимпульсов и через синхронизирующий виход 49 блока 4 управления и второй мажоритарный элемент б поступает на вход установки нуля распределителя 8 импульсов (фиг.4в).

Распределитель 8 импульсов устанавливается в исходное состояние, при этом имеюпшйся на его (п+2) выходе

7

сигнал прекращается через I/2 перида входной синхрочастоты -(фиг.4з)

В отсутствие счетных импульсов по шине 9 процесс регенерации проиходит периодически с периодом следвания (п+2)Т , где п - количество разрядов регистра; Г, - период вхных синхросигналов. Установка вторго мажоритарного элемента 6 вызван необходимостью синхронной работы рпределителей 8 импульсов во всех каналах, в частности тактовые импусы во всех каналах должны быть синронными.

В режиме счета импульсов появившийся счетный импульс прибавляет единицу в счетчике 1, а также прохдит элемент ИЛИ 7 () через вход 41 Пуск блока 4 управления, через первый элемент И 35 и через элемент ИЛИ 39 поступает на информционный вход третьего триггера 33,

где осуществляется его привязка к входной синхрочастоте. Привязанный к входной синхрочастоте сигнал с выхода третьего триггера 33 через второй мажоритарный элемент 6 устанавливает распределитель 8 импульсов в исходное состояние и далее работа устройства осуществляется аналогично описанному.

Для обеспечения восстановления информации после каждого счетного импульса необходимо, чтобы период их следования был бы не менее {п+2) .

При нерегулярном следовании счетных импульсов и при использовании нескольких счетчиков восстановление информации происходит только в интервалах времени между счетными импульсами, превьшающими ( ..

Формула изобретения

1. Резервированное счетное устройство, содержащее каналы, каждый из которых содержит m счетчиков, блок управления, регистр, блок записи информации, первый мажоритарный элемент, информационные обменные входы которого соединены с информационными обменными входами первых мажоритарных элементов остальных каналов, выход первого мажоритарного .элемента соединен с последовательным информационным входом регистра, параллельны входы которого соединены с выходами счетчиков,тактовый выход блока управле8

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

НИН соединен с тактовым входом регистра, выходы которого соединены с параллельными входами счетчиков, управляющий вход блока управления соединен с управляющим входом блока записи информации, первый информационный вход которого соединен с выходом старшего разряда регистра, а его второй информационный вход соединен с информационным входом устройства, вход устройства Сброс соединен с входами Сброс блока записи информации и блока управления, управляющий ВХОД-,которого соединен с управляющим входом устройства, синхронизирующий вход которого соединен с одноименным входом блока управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности функционирования, в каждый канал дополнительно введены распределитель импульсов, второй мажоритарный элемент и элемент ИЛИ, входы которого соединены со счетными входами канала устройства и со счетными входами счетчиков, выход элемента ИЛИ соединен с входом Пуск блока управления, синхронизирующий выход которого соединен с входом второго мажоритарного элемента, синхронизирующие обменные входы второго мажоритарного элемента соединены с синхронизирующими обменными входами вторых мажоритарных элементов остальных каналов, выход второго мажоритарного элемента соединен с входом установки в О распределителя импульсов, синхронизирующий вход которого соединен с синхронизирующим входом устройства и тактовым входом блока записи информации, вход разрешения записи регистра соединен с первым выходом распределителя импульсов, второй и предпоследний выходы которого соединены с входами Начало ТИ и Конец ТИ блока управления, вход Конец регенерации блока управления соединен с последним выходом распредлителя импульсов и с входами разрешения записи счетчиков, тактовый выход устройства соединен с тактовым выходом блока записи информации, информационный выход которого соединен с входом первого мажоритарного элемента.

2. Устройство по п.1, о тли- чаю, щ е е с я тем, что блок записи информации содержит элемент ИЛИ, инвертор, триггер, первый, второй

и третий элементы И, первый вход первого элемента И соединен с тактовыми входами триггера и блока записи информации, второй вход первого элемента И соединен с выходом инвертора и с входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, первый вход

третьего элемента И соединен с первым 10 второй вход которого соединен с ининформационным входом блока записи информации, второй информационней вход которого соединен с вторьм входом второго элемента И, вход инвертора соединен с вторым входом третьего элемента И и с управляющим входом блока записи информации, вход Сброс которого соединен с входом R триггера, информационный вход триггера соединен с выходом третьегр элемента И, выход первого элемента И соединен с тактовым выходом блока записи информации, информационный выход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом триггера.

3. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что блок управлени содержит первый, второй, третий и четвертый триггеры, первый, второй, третий и четвертьш элементы И, элемент ИЛИ, инвертор, вход которого соединен с тактовым входом первого триггера и с синхронизирующим входом блока управления, вход Пуск блока управления соединен с первым входом пербого) элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента

ИЛИ, вход Конец регенерации блока управления соединен с тактовым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход инвертора соединен с вторым входом второго элемента И, с тактовым входом третьего триггера и с первым входом третьего элемента И,

формационным входом первого триггера и с входом Конец ТИ блока управления., вход Сброс которого соединен с входами R первого и второго триггеров, с входом S третьего триггера, с вторым входом элемента ИЛИ, с первым входом. R четвертого триггера, вход Начало ТИ блока управления соединен с входом S второго триггера

и с первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с входом S четвертого триггера, выход третьего элемента И соединен с вторым входом R четвертого триггера, инверсньш выход которого соединен с вторым входом первого элемента И и с управляющим выходом блока управления, выход первого триггера соединен с третьим входом элемента ИЛИ, выход

которого соединен с информационным входом третьего триггера,.выход второго элемента И соединен с тактовым выходом блока управления, управляющий вход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, выход

третьего триггера соединен с синхронизирующим выходом блока управления, а информационный вход второго триггера соединен с потенциалом Лог,.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах различного назначения. Цель изобретения - повьшение надежности функционирования устройства - достигается за счет введения новых функц ональньгх связей, обеспечивающих регулярную регененерацию информации в нескольких независрмо работающих счетчиках. Один канал резервированного счетного устройства содержит m счетчиков 1.1-1.т,регистр 2, блок 3 записи информации, блок 4 управления, мажоритарные элементы 5 и 6, элемент ИЛИ 7, распределитель 8 импульсов, счетные входы 9.1-9,2, синхронизирующий вход 10, Сброс 11, управляющий вход 12, информационный вход 13, информационные обменные входы 14, обменные синхронизирующие входы 15, выходную информационную шину 16, тактовый выход 17. Структурные схемы блоков записи информации и блока управления и временные диаграммы, -поясняющие работу устройства, приводятся в описании изобретения. 2 3.п. ф-лы 5 4 ил. (Л Ю CuHirp. со СП о 00 со ./7