Счетное устройство с контролем Советский патент 1988 года по МПК H03K21/40 

Фиг. 1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля работы двоичных счетчиков.

Целью изобретения является повышение частоЛ контроля. Поставленная цель достигается путем введения новых конструктивных признаков,обеспечивающих контроль работоспособности при каждом входном импульсе.

На фиг. 1 приведена структурная схема счетного устройства с контролем; на фиг.2 - пример выполнения первого ключа; на фиг.З - то же, второго ключа , на фиг. 4 - пример .реализации блока свертки по модулю 2.

Устройство (фиг.1) содержит основной 2п-разрядный двоичный счетчик 1, контролирующий п-разрядный двоичный счетчик 2, блок 3 свертки по модулю 2 , первый ключ 4, второй ключ 5, инвертор 6, элемент 7 задерж

ки, входную щину 8, выходную шину 9.

Первый ключ 4 (фиг.2) содержит многовходовый элемент РШИ 10, элемент И 11, информационный вход 12, управляющие входы 13 и быход 14.

Второй ключ 5 (фиг.З) содержит многовхо довый элемент И-НЕ 15, элемент И 16, информационный вход 17, управляющие входь: 18 и выход 19 второго ключа 5.

Блок 3 свертки по модулю 2 (фиг.4) содержит первый 20, второй 21 двоичные сумматоры, первую 22 вторую 23, третью 24 группы входов и выходы 25.

Входная шина 8 (фиг.1) соединена с суммирующим счетным входом счетчика 1, с входом инвертора 6 и входом элемента 7 задержки, выход которого соединен с информационным входом ключа 4, управляющие входы которого coe динены соответственно с первой группой входов блока 3 и соответственно с выходами п младших разрядов счетчика 1 , инверсные выходы п старших разрядов которого соединены соответственно с второй группой входов блока 3, третья группа входов которого соединена соответственно с выходами счетчика 2, счетный вход вычитания которого соединен с выходом ключа 4, выходы блока 3 соединены соответственно с управляющими входами ключа 5, информационный вход и выход которого соединены соответствен

0

5

0

5

0

5

0

c

0

5

но с выходом инвертора 6 и выходной шиной 9.

Выход .элемента ИЛИ 10 (фиг.2) соединен с первым входом элементам 11, второй вход и выход которого соединены соответственно с информационным входом 12 и выходом 14 ключа 4, yпpaвляюu иe входы 13 которого соединены с входами элемента ИЛИ 10.

Выход элемента И-НЕ 1.5 (фиг.З) соединен с первым входом элемента И 16, второй вход и выход которого соединены с инЛюрмационным входом 17 и выходом 19 ключа 5 соответственно, управляющие входы 18 которого соединены с входами элемента И-НЕ 15.

Первая 22, вторая 23, третья 24 группы входов и выходов 25 блока 3 (фиг.4) соединены соответственно с первой и второй группами входов сумматора 20, первой группой входов и выходами суммы сумматора 21, вторая группа входов которого соединена с выходами суммы сумматора 20.

Первый ключ 4 предназначен для разрещёния прохождения сигнала по информационному входу при условии Нсшичия сиги ал а логической .1 по крайней мере на одном из управляющих входов ключа.

Второй ключ 5 предназначен для разрешения прохождения сигнала по информационному входу при условии наличия сигнала логического О по крайней мере на одном из управляющих входов ключа.

Элемент 7 задержки предназначен для з адержки сигналов, поступающих на входную шину 8 устройства, на время, равное или больше длительности переходных процессов в счетчике . 1.

Блок 3 свертки по модулю 2 предназначен для проведения вычисления остатков (вычетов) по модулю 2 кодов счетчиков 1 и 2.

Счетчики 1, 2 срабатывают по положительному перепаду тактового сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики 1 и 2 находятся в нулевом состоянии (цепи начальной установки счетчиков на фиг.1 не показаны). Сигналы, поступающие на входную шину 8, суммиру ются в счетчике 1.

Пусть с приходом очередного сиг- нала на входную шину 8 состояние счетчика 1 становится равным (2 -1), так как младшие п разрядов счетчика 1 устанавливаются в 1, при этом ключ 4 открыт и задержанный элементом 7 сигнал- через ключ 4 поступает на счетный вход вычитания счетчика 2, уменьшая его содержимое на 1.

С приходом следующего сигнала по шине 8 п младших разрядов счетчика 1 устанавливаются в состояние О, закрывая ключ 4. Задержанный элементом 7 задержки сигнал при1этом на счетный вход вычитания счетчика 2 не поступает, состояние счетчика 2 не изменяется.

С приходом следующего сигнала по шине. 8 состояние счетчика 1 становит ся .равным единице, ключ 4 открыт, сигнал с выхода элемента 7 задержки через ключ 4 поступает на счетный вход вычитания счетчика 2, уменьшая его содержимое на единицу.

С приходом каждого сигнала на входную шину 8 устройства счетчики 1 и 2 принимают соответствующие взаимосвязанные состояния, определяемые таблицей. Таблица приведена для слу- чая п 2.

Обозначим состояние п младших разрядов счетчика 1, состояние п старших разрядов, счетчика 1 и состояние счетчика 2, соответствующие одной строке таблицы, а;, bj и соответственно. Как видно из таблицы, указанные состояния; удовлетволяют условию а;+Ь;+с; -1 (модуль 2 ). Например, для шестого и девятого входных импульсов имеем соответственно aj+Ъ;+с; 2+2+3 7 3 (модуль 2) и а, 1+1+1 3 3 (модуль .2). Блок 3 свертки по модулю 2 после -поступления каждого сигнала на выходную шину 8 анализирует состояния счетчиков 1 и 2. Если состояния счетчиков 1 и 2 удовлетворяют условию а;+1Ь;+с; 2 -1 (модуль 2), то на всех выходах блока 3 присутствуют 1, которые закрывают ключ 5, если же указанное условие не выполняется (в случае проиааедшего сбоя в устройстве), то по крайней мере на одном из выходов блока 3 свертки присутствует сигнал , который открывает ключ 5. Сигнал с входной щины 8 пройдя инвертор 6 через открытый ключ

0

5

0 5

0

Q д л

5

5, поступает на выходную шину 9, сиг- Нсшизируя об ошибке в устройстве. Например, если после прихода очерёдного сигнала счетчик 1 установился в состояние, соответствующее девятому входному импульсу таблицы, а счетчик 2 в результате сбоя остался в состоянии 2, то а;+Ь +С; 1 + (модуль 2 ), на выходах блока 3 свертки присутствуют сигналы О, при этом ключ 5 открыт и сигнал с выхода инвертора 6 поступает на выходную шину 9.

При нормальной работе устройства на выходах блока 3 свертки появляются сигналы О за счет неодновременного переключения счетчиков 1 и 2, длительность сигналов при этом равна времени задержки элемента 7 задержки, однако на работу устройства они не влияют, так как контролирующий сигнал, поступающий на информационный вход ключа 5, расположен между сигналами, поступающими на входную шину 8.

Таким образом, счетное устройство с контролем производит контроль состояния счетчиков после каждого сигнала, поступающего на его вход, что повьппает достоверность контроля. .

Формула изобретения

1. Счетное устройство с контролем, содержащее основной 2п-разрядный двоичный счетчик, контролирующий п-раз- рядный двоичный счетчик, элемент задержки, выходную шину и входную шину, которая соединена с суммирующим счетным входом основного 2п-разрядного двоичного счетчика, о тличаю- щ е е с я тем, что, с цеЛью повышения частоты контроля, в него введены блок свертки по модулю 2 , перг вый и второй Ключи, инвертор, вход которого соединен с входной шиной и входом элемента задержки, выход которого соединен с информационным входом первого ключа, управляющие входы которого соединены соответственно с первой группой входов блока свертки по модулю 2 и соединены соответственно с выходами п младших разрядов основного 2п-разрядного двоичного счетчика, инверсные выходы п старших разрядов которого соединены со- ответственно с второй группой входов блока свертки по модулю 2 , третья

группа входов которого соединена соответственно с выходами контролирующего п-разрядного двоичного счетчика, счетный вход вычитания которого соединен с выходом первого ключа, выходы блока свертки по модулю 2 соединены соответственно с управляющими входами второго ключа, информационный вход и выход которого соединены соответственно с выходом инвертора и выходной шиной.. .

2. Устройство по п. 1, о т л и- чающее ся тем, что блок свертки по модулю 2 содержит два двоичных сумматора, первая, вторая, третья группы входов и выходы блока свертки по модулю 2 соединены соответственно с первой и второй группами входов первого двоичного сумматора, с первой группой входов и выходами суммы второго двоичного сумматора, вторая группа входов которого соединена с выходами суммы первого двоичного сумматора.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый ключ содержит элемент И и многовходо вый элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с информационным входом и выходом первого ключа, управляющие входы которого соединены с входами многовходового элемента ИЛИ.

4. Устройство по п. 1, о т л и - чающее ся тем, что второй ключ содержит элемент И и многовхо- довый элемент И-НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход и выход.которого среди- нены соответственно с информационным входом и выходом второго ключа, управляющие входы которого соединены с входами многовходового элемента И-НЕ.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использова го для контроля работы двоичных счетчиков. Цель изобретения - повышение частоты контроля. Устройство содержит основной 2п- разрядный двоичный счетчик 1, контролирующий п-разрядный счетчик 2, элемент 7 задержки, выходную шину 9, входную шину 8. Для достижения цели введены блок 3 свертки по модулю 2 , первый и второй ключи 4, 5, инвертор 6. 3 з.п. ф-лы, 4 ил, 1 табл.

11 11 11

11 10

10

10 10

01

01 01

01

00 00

00 00

00 01

10

11

00 01 10

11

00

01 10

11

00 01

10

11

11 11 11

11 11

11

11 11

11

11 11

11

11 11

11 11

фиг. if

25