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

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления.

Целью изобретения является повышение надежности за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих исправление обнаруживаемых ошибок.

На фиго1 показана структурная схема устройства; на фиг.2 - схема элемента задержки; на фиг.З - схема блока сравнения; на фиг.4 - временные диаграммы работы элементов ; задержки и формирователей импульсов; на фиг.З алгоритм работы устройства.

Устройство содержит основной 2п- разрядньй двоичный счетчик 1, состоящий из счетчика 2-1п младших разря дов, счетчика 2-2п старших разрядов и ключа 3, первый 4 и второй 5 конт- ролирующие п-разрядные двоичные счетчики, первый 6, второй 7 и третий 8 блоки сравнения,первую 9 и вторую 10 группы элементов И, последовательно соединенные второй элемент 11 задержки, первый формирователь 12 импульсов и второй формирователь 13 иьтульсов, первый 14 и второй 15 триггры, первый- элемент 16 задержки, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 элементы РШИ, первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25, шестой 26, седьмой 27, восьмой 28 и девятый 29 элементы И, входную 30 и выходную 31 шины.

Выход переноса счетчика 2-1 соединен с первым входом ключа 3, выход которого соединен со счетным входом суммирования счетчика 2-2 и вторым входом четвертого элемента ИЛИ 20, а второй вход ключа 3-е первыми входами элементов И 21, 28 и 29 и инверсным выходом второго блока 7 сравнения. Выходы разрядов первого контролирующего п-разрядного двоичного счетчика 4 соединены соответственно с одноименными входами первой группы второго блока 7 сравнения, с одноименными четвертыми входами элементов И второй группы 10 с одноименными входами первой группы первого блока 6 сравнения и с одноименными инверсными входами седьмого элемента И 27, выход которого соединен с четвертьгми входами элементов И первой группы 9, четвертым входом девятого элемента И 29 и третьим входом тре

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тьего элемента И 23. Выходы второго контролирующего п-разрядного двоичного счетчика 5 соединены соответственно с одноименными входами второй группы второго блока 7 сравнения и с инверсными входами восьмого элемента И 28. Выходы счетчика 2-1 соединены соответственно с одноименными входами первой группы третьего блока 8 сравнения и с входами первого элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 22. Выходы счетчика 2-2 соединены соответственно с одноименными входами вторых групп первого 6 и третьего 8 блоков сравнения и с одноименными третьими входами элементов И первой группы 9, вторые входы которых соединены с вторыми входами элементов И второй группы 10, с прямым выходом второго блока 7 сравнения, с первыми входами элементов И 22 - 24 и с вторыми входами элементов И 25 и 26, первые входы которых соединены с прямым выходом первого блока 6 сравнения. Выход формирователя 12 импульсов соединен с С-вхо- дом первого триггера 14 и третьим входом пятого элемента И 25, выход которого соединен с входом сброса счетчика 2-1 и первым входом четвертого элемента ИЛИ 20, выход которого соединен со счетными входами суммирования контролирующих счетчиков 4 и 5. Входная шина 30 соединена с входом второго элемента 11 задержки, со счетными входами вычитания контролирующих счетчиков 4 и 5 и через первьй элемент 16 задержки со счетным входом суммирования счетчика . Прямой выход второго формирователя 13 импульсов соединен с первыми входами элементов И первой группы 9,первыми входами элементов И второй группы 10, вторыми входами элементов И 28 и 29, третьи входы которых соединены с прямьм выходом третьего блока 8 сравнения и с вторым входом первого элемента И 21, а выходы - соответственно с вторым и первым входами второго элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с входами сброса контролирующих счетчиков 4 и 5. Выход шестого элемента И 26 соединен с / D-входом первого триггера 14, вход которого соединен с третьими входами элементов И 22 и 24 и с третьими входами элементов И второй группы 10, выходы

элоиеитов И которой соединены соответственно с однонменными информационными входами счетчика . Инверс- Hfiie выходы блоков Ь и 8 сравнения соединены соответственно с вторыми входами элементов И 24 и 23. Выходы элементов И 21 - 24 соед1- нены соответственно с первьп, вторым, третьим и четвертым входами третьего элемента ИЛИ 19, выход которого соединен с D-входом второго триггера 15, С-вход которого соединен с инверсным выходом второго формирователя 13 импульсов, а выход - с выходной шиной 31.

Счетчики , представляют собой синхронные двоичные счетчики, контролирующие счетчики 4 и 5 - синхронные реверсивные двоичные счетчики

Формирователи 12 и 13 импульсов предназначены для формирования коротких импульсов соответственно по переднему фронту сигнала с выхода элемента 11 задержки и по заднему фронту сигнала с выхода формирователя 12 импульсов. Минимальная длительность импульса формирователя 12 определяется временем срабатывания по его фронту контролирующих счетчиков 4 и 5, а минимальная длительность импульса формирователя 13 - временем срабатывания по информационным входам счетчиков , .

Время задержки элемента 16 выбирается таким, чтобы к моменту переключения счетчика на втором входе ключа 3 присутствовал установившийся сигнал с инверсного выхода блока 7 сравнения, т.е. время задержки элемента 16 должно быть больше времени срабатывания блока 7 сравнения. Время задержки элемента 11 должно быть больше времени задержки элемента 16 на величину, равную времени переключения счетчика с тем, чтобы анализ состояний счетчиков 2--I , , 4 и 5 производился после завершения в них переходных процессов. Элементы 11 и 16 задержки могут быть выполнены, например, по схеме, приведенной на фиг,2, которая содержит элементы И 32 и 33 резистЬр 34, конденсатор 35, вход 36 и выход 37,

Блоки 6-8 сравнения предназначены для сравнения состояний двух. счетчиков. При равенстве кодов счетчиков на прямым выходе блока сравнения присутствует сигнал логической 1, а на инверсном - сигнал логичес1063

кого о, Бл.оки 6-8 могут быть выполнены, например, по схеме, приведенной на фиг.З. Схема содержит п элементов ИСКЛЮЧАВШЕЕ ИЛИ 38 1 ,. ,. , , элемент И.Ш1-ПЕ 39, элемент НЕ 40, входь 41 первой группы, входы 42 второй групцы, прямой выход 43 и инверсный выход 44,

1QТриггеры 14 и 15 представляют собой синхронные D-триггеры, срабатывакяцие по фронту сигналов логической

IIIII 1 ,

Устройство работает следугацим об15 разом.

Сигнал, поступающий на входную шину 30 (фиг,4а) устройства, уменьшает содержимое счетчиков 4 и 5 на единицу и, пройдя элемент 16 задержки, чеQ рез время t (фиг,46) увеличивает содержимое счетчика на единицу. Сигнал с входа 30 поступает также на элемент 11 задержки, с выхода которого через время tj (фиг,4в) передним

25 фронтом запускает работу формирователя 12 (фиг.4г). Выходной импульс формирователя 12 импульсов задним фронтом запускает в работу формирователь 13 импульсов, на прямом и инверсном

30 выходах которого формируются импульсы (фиг,4, соответственно д и е), Рассмотрим работу устройства в разных режимах на примере шестиразрядного основного счетчика 1, когда п 3.

Режим работы устройства при отсутствии сбоев,

В исходном состоянии счетчики , , 4 и 5 находятся в нулевом

35

0

50

состоянии (цепи начальной установки

счетчиков на фиг,1 не показаны). По мере поступления импульсов на входную шину 30 счетчик производит их суммирование, а счетчики 4 и 5 - вычитание, при этом счетчики , , 4 и 5 принимают соответствующие взаимосвязанные состояния, определяемые табл. 1, в которой в графе 46 звездочкой показано поступление очередного импульса на входную шину 30, после которого, счетчики принимают соответствующие состояния, в графах 47 - 50 - состояния счетчиков соответственно , , 4, 5 в двоичном и десятичном кодах, при этом первые разряды счетчиков являются младшими, в строке 51 - начальное состояние счетчиков, в строках ,,,,, - состояния счетчиков, в которых про55

изводится контроль первого вида, в строках ,,,, - состояния счетчиков, в которых производится контроль второго вида.

При поступлении первых семи импульсов на входную шину 30 счетчики , , 4 и 5 устанавливаются в состояние, приведенное в строке 54 табл. 1, С приходом следующего импульса .счетчики , , 4 и 5 устанавливаются в состояние соответ- ств тощие строке сигнал переноса при этом с выхода переноса счетчика на счетный вход счетчика не проходит, поскольку ключ 3 закрыт по второму входу сигналом логического с инверсного вьосода блока 7 сравнения, так как коды счетчиков 4

310656

с формирователя 12, поступающий на С-вход триггера 14, установит последний в О.

Аналогично описанному производится контроль первого вида счс-тчиков , , 4 и 5 в состояниях, которые соответствуют приведенным в строках ,,.., табл. .

0 С приходом следующего импульса на входную шину 30 состояния счетчиков , , 4 и 5 соответствуют приведенным в строке состояния счетчиков и одинаковые, а счет 5 чики 4 и 5 находятся в нулевом состоянии. При этом на выходе элемента И 27 и на прямом выходе блока 7 сравнения присутствуют сигналы 1, которые поступают соответственно на чет-

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля и управления. Цель изобретения - повышение надеж- ностци устройства. Устройство содержит 2п-разрядный двоичный счетчик 1,контл ролирующий п-разрядный двоичный счетi чик 4, блоки 6...8 сравнения, элемент 11 задержки, ключ 3, элементы ИЛИ 17...20, элемент И 21, входную и выходную шину 30 и 31. Введение второго контролирующего п-разрядного двоичного счетчика 5, блоков 7 и 8 сравнения, триггеров 14 и 15, второго элемента 16 задержки, формирователей 12 и 13 импульсов, элементов И 22...29, элементов ИЛИ 19 и 20 и групп 9 и 10 элементов И н соответ- ствукщих функциональных связей позволяет устройству о 5наруживать и исправлять ошибки, возникающие в одном из счетчиков. Кроме того, обнаруживаются ошибки, возникающие в двух, трех или четырех счетчиках, за исключением ошибок, значения которых удовлетворяют условиям Ja-Jb+Jc О.по модулю 2, а - /ЗЬ + dd О по; модулю 2 . 5 ил., 2 табл.: сл 00 avrt

и 5 совпадают. Коды счетчиков 2 и 4 20 и второй входы элементов И 9,

на третьих входах которых присутствуют сигналы с выхода счетчика . При поступлении на первые входы элементов И 9 импульса с выхода форми- 25 рователя 13 в счетчик через элементы И 9 производится запись по ин- формагшонным входам содержимого счетчика , которое в данном случае совпадает с содержимым счетчика ,

также совпадают, поэтому на прямом выходе блока б присутствует сигнал логической 1, постуггающий на первые входы элементов И 25 и 26, на вторых входах которых присутствует сигнал логической 1 с прямого выхода блока 7 сравнершя, С .приходом импульса с формирователя 12 на С-вход триггера 14 последний устанавливается в t , так как на его D-входе при-зо контроль второго вида состояний счетчиков на этом заканчивается. Аналогично производится контроль второго вида счетчиков , , 4 и 5 в состояниях, которые соответствуют приве35

сутствует сигнал 1 с выхода элемента И 26, сигнал с выхода элемента И 25 поступает на вход сброса счетчика , подтверждая его нулевое состояние, и через элемент ИЛИ 20 - на счетные входы суммирования.счетчиков 4 и 5, увеличивая их содержимое на 1, С приходом импульса с формирователя 13 на первые входы элементов И 10 на вторых и третьих входах которых Q присутствуют сигналы 1 соответственно с прямого выхода блока 7 сравнения и с выхода триггера 14, информация со счетчика 4, присутствующая на четвертых входах элементов И 10, перепишется по информационным входам в счетчик , после чего состояния счетчиков , , 4 и 5 будут соот- ветствовать состояниям, приведенным в, строке 55 табл. 1.20

После прихода следующего импульса на входную шину 30 состояния счетчиков и 4 будут неодинаковы (строка ), в .результате чего на прямом выходе блока 6 будет присутство45

вать сигнал который поступит на второй вход элемента И 26, с выхода которого сигнал О будет присутствовать на D-входе триггера 4. Импульс

55

денным в строках ,.,,,,

Таким образом, при нормальной работе устройства, содержащего основной 2п-разрядный двоичный счетчик, за время, равное одному циклу его работы, производится 2.2 -1 число раз контроля истинных состояний счетчиков , , 4 и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчике .

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в cocтoянияj соответст- вуюЕЦие строке 56, и после поступления следующего .импульса счетчики , 4 и 5 установились в состояния, соответствующие строке , а счетчик в нулевое состояние не установился. При этом в результате равенства кодов счетчиков , 4 и 5 на прямом вьпсоде блоков 6 и 7 сравнения, а значит, соответственно на |первых и вторых входах элементов И 25 и 26 присутств лот сигналы 1. При поступлении импульса с выхода

денным в строках ,.,,,,

Таким образом, при нормальной работе устройства, содержащего основной 2п-разрядный двоичный счетчик, за время, равное одному циклу его работы, производится 2.2 -1 число раз контроля истинных состояний счетчиков , , 4 и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчике .

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в cocтoянияj соответст- вуюЕЦие строке 56, и после поступления следующего .импульса счетчики , 4 и 5 установились в состояния, соответствующие строке , а счетчик в нулевое состояние не установился. При этом в результате равенства кодов счетчиков , 4 и 5 на прямом вьпсоде блоков 6 и 7 сравнения, а значит, соответственно на |первых и вторых входах элементов И 25 и 26 присутств лот сигналы 1. При поступлении импульса с выхода

7

формирователя 12 импульсов триггер 14 устанавливается в состояние 1, импульс с выхода элемента И 25 устанавливает в нулевое состояние счетчик , исправляя ошибку, и увеличивает на 1 содержимое счетчиков 4 и 5, Нмпульс с формирователя 13 производит перезапись через элемен- ты И 10 содержимого счетчика 4 в счетчик . Если счетчик не установился в нулевое состояние, то на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует сигнал I, поступающий на второй вход элемента И 22, на первом и третьем входах которого присутствуют сигналы 1 соответственно с прямого выхода блока 7 сравнения и с выхода триггера 14, Сигнал 1 с выхода элемента И 22 поступает через элемент ИЛИ 19 на D-вход триггера 15. Передним фронтом сигнал 1 с инверсного выхода формирователя 13 по С-входу триггер 15 устанавливается в 1, сигнал с выхода которого на выходной шине 31 свидетельствует о неисправимой ошибке устройства, обнаруженной в результате контроля первого вида. Сброс триггера 15 в О произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формирователя 13 после сброса в О сигналом формирователя 12 триггера 14, сигнал О с вькода которого заблокирует по третьему входу элемента И 22.

При контроле второго вида устройство при наличии сбоев в счетчике 2 работает следующим образом.

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики , 4 и 5 установились в состояние, соответствующее строке , причем состояние счетчика не совпадает с состоянием счетчика . При этом счетчики 4 и 5 находятся в нулевом состоянии, с выхода элемента И 27 сигнал 1 поступает на четвертые входы элементов И 9-, на вторых и четвертых входах которых присутствуют соответственно сигнал 1 с прямого выхода блока 7 (коды счетчиков 4 и 5) равны) и сигналы с выхода счетчика . При поступлении сигнала с формирователя 13 на первые входы элементов И 9 информация со счетчика переписывается по информационным входам в счетчик . Если состояния счетчиков и после этого не совпадают, то на инверсном выходе

658

блока 8 появляется сигнал I, который поступает на второй вход элемента И 23, на первом и третьем входе которого присутствуют сигналы 1 соответственно с прямого выхода блока 7 и с выхода элемента И 27. Сигнал 1 с выхода элемента И 23 через элемент

ИЛИ 19 поступает на D-вход триггера

Сброс в О триггера 15 произойдет, с приходом следующего импульса на входную шину 30 после запуска формирователя 13 в результате исчезновения сигнала 1 с третьего входа элемента И 23, так как счетчик 4 будет иметь не нулевое состояние, и на выходе элемента И 27 будет сигнал О.

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в состояния, соответст- вуюидае строке , и после установления триггера 14 в 1, сброса в О счетчика , добавления 1 в счетчики 4 и 5 по импульсу формирователя 12 и перезаписи информации со счетчика 4 в счетчик по импульсу формирователя 13 состояния счетчиков и 4 стали неодинаковы. При этом на

инверсном выходе блока 6 присутствует сигнал 1, который поступает на второй вход элемента И 24, на первом и третьем входах которого присутствуют сигналы 1 соответственно с прямого

выхода блока 7 и с выхода триггера 14. Сигнал 1 с выхода элемента И 24 поступает через элемент ИЛИ 19 на D-вход триггера 15. Передним фронтом сигнала 1 с инверсного выхода формирователя 13 по С-входу триггер 15 устанавливается в 1, сигнал с выхода которого на выходной шине 31 свидетельствует о неисправимой ошибке устройства. Сброс триггера 15 в О

произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формирователя 13 после сброса в О сигналом формирователя 12 триггера 14, сигнал О с выхода, которого заблокирует по третьему входу элемент И 24. Контроль изменения состояний счетчика под воздействием помех в интервалах (паузах) между входными импульсами в устройстве не произво9

дится, для этого могут быть исваны известные решения.

Режим работы устройства при чии сбоев в счетчиках 4 или 5.

Пусть с приходом очередного пульса на входную шину 30 счет

, и 5 установились в состояния, соответствующие строке 56, а состояние счетчика 4 не совпадает с состоянием счетчика 5. При этом на ; прямом выходе блока 7 присутствует i,сигнал о, , блокирующий работу эле- ментов И 10 - 26, сигнал 1 с ин- ; версного выхода блока 7 открывает по : второму входу ключ 3. С приходом ; очередного импульса на входную шину I 30 состояния счетчиков , и 5 I будут соответствовать строке 57, так

как импульс переноса с выхода перено- 20 дены в табл. 2. В табл. 2 позициями

; са счетчика через ключ 3 посту- пит на счетные входы суммирования i счетчиков , 4 и 5, состояние счет- : чика А при этом не будет соответство- ; вать состоянию счетчика 5. Подсчет ; числа входных импульсов будет продол- ; жаться до момента, когда, состояния счетчиков ., и 5 будут соответствовать строке . При этом ввиду равенства кодов счетчиков и на прямом выходе блока 8 присутствует сигнал 1, поступакнций на третьи входы элементов И 28 и 29, на первых входах которых присутствует сигнал 1, с инверсного выхода блока 7 (коды счетчиков 4 и 5 не равны). На инверсных входах, начиная с четвертого, элемента И 28 присутствуют сигналы .О (состояние счетчика 5 равно О), на четвертом входе элемента И 29 присутствует сигнал О с выхода элемента И 27 (состояние счетчика из-за ошибки не равно О). С приходом сигнала с формирователя 13 на второй вход элемента И 28 на его выходе появляется сигнал 1, который через элемент ИЛИ 18 устанавливает по входам сброса счетчики 4 и 5 в нулевое состояние. Если после этого состояния счетчиков 4 и 5 будут не одинаковые (счетчик 4 не установился в О), на инверсном выходе блока 7 сохранится сигнал 1, поступающий на первый вход элемента И 21, на втором входе которого присутствует сигнал 1 с прямого выхода блока 8, Сигнал с выхода элемента И 21 через элемент ИЛИ 19 поступает на D-вход триггера 15. С приходом сигнала 1 с инверс46 - 50 обозначены аналогично табл. состояния счетчиков , , 4, 5. Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики

25 , , 4 .и 5 установились в состояния, соответствующие строке 59 табл. 2, после прихода следующего им пульса - в состояния, соответствующие строке 60. Сбои произошли в счет

30 чиках и 4. С приходом следующего третьего импульса, сначала переключа ются счетчики 4 и 5 (строка 61), а через время задержки элемента 16 - счетчик , с выхода переноса которого сигнал через открытый по второ му входу ключ 3 (коды счетчиков 4 и 5 не равны,и на инверсном выходе бло ка 7 присутствует сигнал 1) поступает на счетные входы суммирования счетчиков , 4 и 5, после чего сос тояния счетчиков соответствуют строке 62.-Устройство продолжает счет входных импульсов до совпадения состояний счетчиков и (строка 63), при этом коды счетчиков 4 и 5 не равны, на прямом выходе блока 7 присутствует сигнал О, блокирующий работу элементов И 10, 22 - 26. С прямого выхода блока 8 сигнал 1 по ступает на третьи входы элементов И 28 и 29. Однако из-за не нулевого состояния счетчиков 4 и 5 работа эле ментов И 28 и 29 блокирована соответ ственно отсутствием сигналов О на

ее инверсных входах, начиная с четверто го элемента И 28, и присутствием сиг нала О на четвертом входе элемента И 29 с выхода элемента И 27. Поэтому с приходом импульса формирова35

40

45

50

5

1 О

него выхода формирователя 13 на С- вход триггера 15 последний устанавливается в 1, сигнализируя на вы

ходную шину 31 о неисправимой ошибке устройства. Сброс в О триггера 15 произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формирователя 13, так как на втором входе элемента И 21 будет сигнал О с прямого выхода блока 8 состояния.

Аналогично описанному происходит работа устройства при сбое счетчика 5, с той разницей, что сигнал на сброс в О счетчиков 4 и 5 поступает с выхода элемента И 29.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчиках и 4 (или 5).

Ложные состояния счетчиков приве46 - 50 обозначены аналогично табл. 1 состояния счетчиков , , 4, 5. Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики

5 , , 4 .и 5 установились в состояния, соответствующие строке 59 табл. 2, после прихода следующего импульса - в состояния, соответствующие строке 60. Сбои произошли в счет0 чиках и 4. С приходом следующего, третьего импульса, сначала переключаются счетчики 4 и 5 (строка 61), а через время задержки элемента 16 - счетчик , с выхода переноса которого сигнал через открытый по второму входу ключ 3 (коды счетчиков 4 и 5 не равны,и на инверсном выходе блока 7 присутствует сигнал 1) поступает на счетные входы суммирования счетчиков , 4 и 5, после чего состояния счетчиков соответствуют строке 62.-Устройство продолжает счет входных импульсов до совпадения состояний счетчиков и (строка 63), при этом коды счетчиков 4 и 5 не равны, на прямом выходе блока 7 присутствует сигнал О, блокирующий работу элементов И 10, 22 - 26. С прямого выхода блока 8 сигнал 1 поступает на третьи входы элементов И 28 и 29. Однако из-за не нулевого состояния счетчиков 4 и 5 работа элементов И 28 и 29 блокирована соответственно отсутствием сигналов О на

е инверсных входах, начиная с четвертого элемента И 28, и присутствием сигнала О на четвертом входе элемента И 29 с выхода элемента И 27. Поэтому с приходом импульса формирова5

0

5

0

теля 3 на вторые входы элементов И 2-8 и 29 сброс в О счетчиков 4 и 5 не происходит. На первом и втором входах элемента И Z1 присутствуют сигналы 1 соответственно с ннверс- ного выхода блока 7 и прямого выхода блока 8, с приходом сигнала I с инверсного выхода формирователя 13 на С-вход триггера 15 последний устанавливается в 1, сигнализируя на выходную шину 31 о неисправимой ошибке устройства. Сброс в О триггера 15 происходит аналогично описанному для режима работы устройства при наличии сбоев в счетчике 4 или 5.

Аналогично описанному происходит работа устройства при сбоях в счетчиках и 5.

Режим работы устройства при нали-2о и 5 ошибки равны соответственно аа

чии сбоев в счетчиках , и 4 (или 5).

.Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в состояния, соответствующие строке 64. По мере подсчета входных импульсов сбои произошли в счетчиках , 4 (строка 65) и в счетчике (строка 66). Тогда при равенстве кодов счетчиков . и (строка 67) работа устройства происходит аналогично описанной для режима работы устройства при наличии сбоя в квук. счетчиках. Аналогично происходит работа устройства при наличии сбоев в счетчиках , и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчиках , , 4 и 5.

Работа устройства в этом режиме происходит аналогично режиму его работы при наличии сбоев в счетчиках , и 4. В строке 68 показаны истинные состояния счетчиков, в строке 69 - сбои произошли в счетчиках , 4 и 5, в строке 70 - сбой произошел в счетчике , строка 71 - состояния счетчиков и одгша- ковые, производится анализ нулевого состояния, счетчиков 4 и 5 с последующей сигнализацией на выходной Ш1ше 31 о наличии неисправимой ошибки устройства.

aj - а , 4d dj - d

лЬ bj - b- , iic с j - Как В1ЩНО из табл. 1,

состояния счетчиков, относящиеся в одной строке, удовлетворяют условию 25 а - b + с О по модулю 8 2

,.. П ,

a,--b,-+d,.

30

aj-bj+tj О .Ц О

О по модулю 8, по модулю 8, по модулю 8,

следовательно

Ла. - ЛЪ + О по модулю 8,

Ла - 4Ь + ud О по модулю 8 (1).

Таким образом, если в устройстве

35 происходит сбой, и при зтом выполняется одно из условий (1), то данная ошибка не обнаруживается. Например, если счетчики , , 4 бьши в состояниях соответственно 5, 1, 4 и в

0 результате сбоя оказались в состояниях 7, 1 , 2, то da 7 - 5 2; ЛЬ 1 - 1 0; dc 2 - 4 -2 и da - -ЛЬ+лс 2-0-2 0, следовательно, ошибка не обнаруживается.

5 Если из состояний 1, 6, 5 перешли в состояния 3, 1, 6, тогда /За - /ЗЬ + + йс 2 - (-5) + 1 О по модулю 8, данная ошибка также не обнаруживается.

50

Произведем количественную оценку двойных и тройных ошибок. Рассмотрим состояния счетчиков , и 4 (или 5). Число всех состояний (истин- В устройстве не обнаруживается ,ряд gg ных и ложных) счетчиков равно

ошибок, которые про1 3ошлн более чем 2 . Как видно из табл. 1, число

в одном счетчике. Рассмотрим характер таких ошибок и произведем их количественную оценку.

Обозначим выраженные в десятичном коде состояния счетчиков , , 4 и 5, соответствующие какой-либо i-й строке табл. 1, соответственно а|, bj, Cj и d,, а соответствующие j-й строке -V соответственно а.- , b ,-, С; и d;. Если счетчики , , 4

b

, J- и 5 находичись в состояниях а

М i и в результате сбоев оказались

С; Hd;

В ИСТИННЫХ состояниях а-, „

d:, то в момент проведения контроля

b;,.Cj и

их состояний, соответствующих строкам , 53,...,, ошибки не 5 обнаруживаются. Определим величину ошибки для каждого счетчика как разность состояний последующего и предыдущего, выраженных :в десят1 чном коде, тогда для счетчиков , , 4

aj - а , 4d dj - d

лЬ bj - b- , iic с j - Как В1ЩНО из табл. 1,

состояния счетчиков, относящиеся в одной строке, удовлетворяют условию а - b + с О по модулю 8 2

,.. П ,

a,--b,-+d,.

aj-bj+tj О .Ц О

О по модулю 8, по модулю 8, по модулю 8,

следовательно

Ла. - ЛЪ + О по модулю 8,

Ла - 4Ь + ud О по модулю 8 (1).

Таким образом, если в устройстве

происходит сбой, и при зтом выполняется одно из условий (1), то данная ошибка не обнаруживается. Например, если счетчики , , 4 бьши в состояниях соответственно 5, 1, 4 и в

результате сбоя оказались в состояниях 7, 1 , 2, то da 7 - 5 2; ЛЬ 1 - 1 0; dc 2 - 4 -2 и da - -ЛЬ+лс 2-0-2 0, следовательно, ошибка не обнаруживается.

Если из состояний 1, 6, 5 перешли в состояния 3, 1, 6, тогда /За - /ЗЬ + + йс 2 - (-5) + 1 О по модулю 8, данная ошибка также не обнаруживается.

истинных состояний, в которые могут перейти счетчики, при сбоях в счетчиках и 4 (или 5), равно 2 2,

а число истинных состояшп, в которые могут перейти счетчики, при сбоях в счетчтшах , и 4 (или 5) равно 2 , Поэтому число двойных и тройных ошибок, которые не обнаруживаются, по отношению ко всем ВОЗМОЖ11ЫМ состояниям счетчиков равно соответственно

Лп

от.

212

23 2 2зп

::; - ..

2

Не рассматриваются двойные сбои в счетчиках и , потому что при правильной работе счетчиков 4 и 5 и при отсутствии сбоев в счетчике в паузах между входными импульсами ложные переключения счетчика или будут исправлены или устройство выдает сигнал о Неисправимой ошибке.

Не обнаруживаются в устройстве одинаковые сбои, возникающие одновременно в счетчиках 4 и 5,, так как .блок 7 сравнения данную ошибку не обнаруживает.

Для удобства рассмотрения работы устройства на фиг.5 показан алгоритм его работы при поступлении очередноСчетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее ос15 новной 2п-разрядный двоичный счетчик, в котором выход переноса п-го разряда с первым входом ключа, выход которого соединен со счетным входом суммирования (п+1)-го разряда и являет20 ся выходом ошибки основного 2п-раз- рядного двоичного счетчика, а второй вход является управляющим входом основного 2п-разрядного двоичного счетчика, первый элемент ИЛИ, второй эле25 мент ИЛИ, первый элемент И, первьй блок сравнения, первый элемент задержки, первый контролирующий п-раз- рядный двоичный счетчик, выходы которого, начиная с первого, соединены

го импульса на входную шипу 30. Знаком 30 соответственно с входами первой группы начиная с первого, первого блока сравнения, входы второй группы которого, начиная с первого, соединены соответственно с выходами разрядов, начиная с (п+1)-го, основного 2п-раз- рядного двоичного счетчика, выходы разрядов которого с первого по п-й соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повьшге- ния надежности, в него введены второй контролирующий п-разрядный двоичный счетчик, второй блок сравнения, третий блок сравнения, первый триггер, второй триггер, первая группа элементов И, вторая группа элементов И, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый формирователь импульсов и второй формирователь им(х) показано содержимое элемента х, например, () - содержимое счетчика , над стрелкой, расположенной сбоку символа обработки, указан элемент, сигнал с которого выполняет указанные в символе функции. Записи типа ТТ14 1, О,О,...О (), (4), (5), (4) - () означают соответственно установку триггера 14 в 1, сброс счетчика в О, вы- читание 1 со счетчиков 4 и 5, пересылку содержимого счетчика 4 в счетчик .

Счетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее ос- новной 2п разрядный двоичный счетчик а и b - младшая и старшая половины которого„ и два контролирующих п-разпы начиная с первого, первого блок сравнения, входы второй группы ко рого, начиная с первого, соединены соответственно с выходами разрядо начиная с (п+1)-го, основного 2п-р рядного двоичного счетчика, выходы разрядов которого с первого по п-й соединены соответственно с входам первого элемента ИЛИ, отлич щееся тем, что, с целью повьш ния надежности, в него введены вт контролирующий п-разрядный двоичны счетчик, второй блок сравнения, т тий блок сравнения, первый тригге второй триггер, первая группа элем тов И, вторая группа элементов И, следовательно соединенные второй мент задержки, первый формировател импульсов и второй формирователь

рядных двоичных счетчика, соответственно сие,. обнар живает и исправля- 50 пульсов,второй элемент И,

ет любые ошибки, возникаюш51е в одном

элемент И, четвертый элемент И, п

тый элемент И, шестой элемент И,с мой элемент И, восьмой элемент И, вятый элемент И, третий элемент ИЛ 55 четвертый элемент ИЛИ, выход трет го элемента ИЛИ соединен с ,В-вход второго тригтера, прямой выход кот рого соединен с выходной шиной, а С-вход - с инверсным выходом второ

обнаруживает ошибки, двух, трех или четырех исключением ошибок, рых удовлетворяют ус-

-)h

Дс е О Jd 5 О

по модулю 2 по модулю 2,.

Количество ошибок, которые не обнаруживаются, по отношению ко всем возможным состояниям счетчиков устройства равно:

1 2 5п

для двойньпс ошибок для тройных ошибок - :,

Формула изобретения

Счетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее основной 2п-разрядный двоичный счетчик, в котором выход переноса п-го разряда с первым входом ключа, выход которого соединен со счетным входом суммирования (п+1)-го разряда и является выходом ошибки основного 2п-раз- рядного двоичного счетчика, а второй вход является управляющим входом основного 2п-разрядного двоичного счетчика, первый элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ, первый элемент И, первьй блок сравнения, первый элемент задержки, первый контролирующий п-раз- рядный двоичный счетчик, выходы которого, начиная с первого, соединены

соответственно с входами первой группы начиная с первого, первого блока сравнения, входы второй группы которого, начиная с первого, соединены соответственно с выходами разрядов, начиная с (п+1)-го, основного 2п-раз- рядного двоичного счетчика, выходы разрядов которого с первого по п-й соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повьшге- ния надежности, в него введены второй контролирующий п-разрядный двоичный счетчик, второй блок сравнения, третий блок сравнения, первый триггер, второй триггер, первая группа элементов И, вторая группа элементов И, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый формирователь импульсов и второй формирователь импульсов,второй элемент И,

элемент И, четвертый элемент И, пятый элемент И, шестой элемент И,седьмой элемент И, восьмой элемент И, девятый элемент И, третий элемент ИЛИ, 55 четвертый элемент ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с ,В-входом второго тригтера, прямой выход которого соединен с выходной шиной, а С-вход - с инверсным выходом второго

15I

формирователя импульсов, прямой выход которого соединен с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с прямым выходом второго блока сравнения и с первыми входами второго, третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ, с инверсным выходом третьего блока сравнения и с инверсным выходом первого блока сравнения, прямой выход которого соединен с первыми входами пятого и шестого элементов И, вторые входы которых соединены с прямым выходом второго блока сравнения, инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, с управляющим входом основного 2п-разрядного двоичного счетчика и с первыми входами восьмого и девятого элементов И, вторые и третьи входы каждого из которых соединены соответственно с прямым выходом второго формирователя импульсов и с прямым выходом третьего блока сравнения, выходы разрядов с первого по п-й основного 2п-разрядного двоичного счетчика соединены соответственно с входами первой группы, начиная с первого, третьего блока сравнения, входы второй группы которого, начиная с первого, соединены соответственно с выходами разрядов, начиная с (п+1)- го, основного 2п-разрядного двоичного счетчика и соответственно с третьими входами элементов И, начиная с первого первой группы, выходы которых, начиная с первого, соединены соответственно с информационными входами разрядов, начиная с первого, основного 2п-разрядного двоичного счетчика, п входов сброса разрядов которого, начиная с первого, соединены с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом ошибки основного 2п- разрядного двоичного счетчика, а выход - со счетными входами суммирования первого и второго контролирующих п-разрядных двоичных счетчиков и вы- хо дом пятого элемента И, третий вход которого соединен с выходом первого

6516

формирователя импульсов и с С-входом nepBoi o триггера, D-вход которого соединен с выходом шестого элемента И, а прямой выход первого триггера соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И и с третьими входами элементов И второй группы, четвертые входы которых, начиная

с первого, соединены соответственно с выходами разрядов, нач1шая с первого, первого контролирующего п-раз- рядного двоичного счетчика, соединены соответственно с входами первой группы, начиная с первого, второго блока сравнения и соединены соответственно с инверсными входами седьмого элемента И, выход которого соединен с четвертыми входами элементов

И первой группы, третьим входом третьего Элемента И и четвертым входом девятого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ItlTH, подсоединенного вторым

входом к выходу восьмого элемента И, а выходом - к входам сброса первого и второго контролирующих п-разрядных двоичных счетчиков, счетные входы вычитания которых соединены с входной

шиной, входом второго элемента задержки и через первый э лемент задержки - со счетным суммирующим входом основного 2п-разрядного двоичного счетчика, второй вход первого элемента И соединен с прямым выходом третьего блока сравнения, выходы первого элемента И, второго элемента И, третьего элемента И и четвертого элемента И соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами третьего элемента ИЛИ, выходы разрядов, начиная с первого, второго контролирующего п-разрядного двоичного счетчика соединены соответственно

с входами второй группы, начиная с первого, второго блока сравнения и соединены соответственно с инверсны- ми входами восьмого элемента И, а выходы элементов И второй группы, начиная с первого, соединены соответственно с информационными входами раз- рядов, начиная с (п+1)-го, основного 2п-разрядного двоичного счетчика.

Таблица 1