Устройство для контроля реверсивных счетчиков Советский патент 1989 года по МПК H03K21/40 

СП

isd

U

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и служит для контроля реверсивных счетчиков, в частности для контроля микросхем (СИС, БИС), содержащих многоразрядные реверсивнь е счетчики.

изобретения является повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих контроль реверсивных счетчиков как в счетном режиме, так и в режиме параллельной записи.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства для контроля реверсивных счетчиков; на фиг.2 - функциональная схема блока управления; на фиг.З - функциональная схема регист- ратора ошибки; на фиг.4 - временные диаграммы сигналов на выходах блока управления; на фиг.5 - временные диаграммы сигналов на выходах элементов блока управления.

Устройство содержит первую группу 1 входов, вторую группу 2 входов, первую 3, вторую 4 группы выходов, блок 5 сравнения, регистратор 6 ошибки, первую 7, вторую 8 группы элемен- тов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группу 9 повторителей, двоичный счетчик 10, блок 11 управлен11я, второй 12, первый 13 входы блока 11 управления, десятый выход 14 блока 11 управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы 15-20 блока 11 управления , седьмой, восьмой и девятый выходы 21-23 блока 11 управления, первый 25 и второй 26 реверсивные счетчики, вход 26 начальной установки, счетчик 27, счетчик 28 циклов, делитель 29, генератор 30; элементы И-НЕ 31-34, НЕ 35, И 36-41, ИЛИ 42, ИЛИ-НЕ 43-45 элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, элементы НЕ 47-49. резистор 50 и конденсатор 51, первый вход 52, триггеры 53 и 54; элемент И 55, элемент НЕ 56, резистор 57 и светодиод 58.

Группа 1 входов (фиг.1) соедине- на с выходами реверсивного счетчика 24 и с первой группой входов блока 5 сравнения, выход которого соединен с первым входом регистратора 6 ошибки, второй вход которого соединен с вхо- дом 26 начальной установки и с входом 13 блока 11 управления, выходы 15-20 которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым.

пятым и шестым выходами и с импульс- laiMH входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 24, с импульсными входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 25, с входами управления загрузкой реверсивного счетчика 24 и 25. Третий вход регистратора 6 ошибки соединен с выходом 21 блока 11 управления, выход 22 которого соединен с четвертым входом регистратора 6 ошибки и с тактируюшим входом блока 5 сравнения. Вход 26 начальной установки соединен с седьмым выходом, с входом установки нуля реверсивного счетчика 24, с восьмым выходом и с входом установки нуля реверсивного счетчика 25. Вторая группа входов блока 5 сравнения соединена с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 7, первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ RTUl которой соединены с группой 2 входов и с выходами реверсивного счетчика 25. Информационные входы реверсивного счетчика 24 соединены с группой 3 выходов и с выходами группы 9 повторителей, входы которой соединены с выходакш двоичного счетчика 10 и соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ПШ группы 8, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с группой 4 выходов и с информационными входами реверсивного счетчика 25. Выход 23 блока И управления соединен со счетным входом двоичного счетчика 10, выход последнего разряда которого соединен с входом 12 блока 11 управления, выход 14 которого соединен с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ групп 7, 8. Вход 26 начальной установки соединен с входом установки нуля двоичного счетчика 10.

Проверяемые реверсивные счетчики 24 и 25 в процессе контроля работают в двух возможных вариантах.

Первый вариант когда оба счетчика работают в одинаковых режимах, т.е. либо в режиме сложения, либо в режиме вычитания, либо в них параллельно вписываются одинаковые коды чисел. Второ вариант если один из проверяемых счетчиков работает в режиме сложения, то другой при этом работает в режиме вычитания, или наоборот, либо в них параллельно вписываются противополож- Hbie (прямой и обратный) коды чисел. В обоих вариантах содержимое проверяемых счетчиков на каждом такте контроля сравниваются Слоком 5 сравнения .

Второй вариант работы обеспечивается введением в устройство двух груп 7 и 8 элементов НСКЛЮЧАЮЦЩЕ ИЛИ. Группа 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ орта-, ниэует на входах второго реверсивного счетчика 25 код, противоположный коду на входах первого реверсивного счетчика 24, при этом группа 7 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вновь преобразует код содержимого второго реверсивного счетчика 25 на противоположный, так что в любом варианте на входа блока 5 сравнения поступают одинаковые коды (конечно, при отсутствии неисправностей).

Два варианта работы устройства пведе ш с той целью, что с помощью одного из них можно обнаружить класс ошибок или неисправностей, которые нег возможно обнаружить с помощью другого. В нервом варианте оба проверяемых реверсивных счетчика 24 и 25 работают в одинаковых режимах, т.е. с одинаковыми кодами, при этом невозможно обнаружить одноименные неисправности в одинаковых разрядах (это означает, что в обоих счетчиках в одинаковых разрядах либо обрыв, либо короткое замыкание на общую шину, т.е ошибки типа константа нуля, либо константа единицы). Во втором варианте певерсивные счетчики работают с противоположными кодами, при этом невозможно обнаружить разноименные неисправности в одинаковых разрядах, но зато обнаруживаются одноименные неис- равности. А при работе по первому варианту обнаруживаются разноименные неисправости.

Таким образом, два варианта работы устройства позволяют обнаруживать любые неисправности проверяемых реверсивных счетч71ков.

Блок 5 сравнения предназначен для проверки на каждом такте функционирования выходных кодов проверяемых ре- версивных счетчиков 24 и 25. При правильной работе на каждом такте функ-.циониропания на двух группах входов блока 5 сравнения должны присутствовать одинаковые коды. Приведение кода содержимого реверсивного счетчика 25 к коду содержимого реверсивного счетчика 24 осуществляется с помощью группы 7 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Если со, ;ержимое реверсивных счетчиков одинаковое, первая группа 7 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ передает пря0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мой код, если же содержимое счетч}г-,. ков 24 и 25 противоположное (прямой : и обратный), группа 7 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ передает на свой выход обратный код. На тактирующий вход блока 5 сравнения поступает сигнал, задержанный относительно тактового сигнала (выходы 15-20 блока II упр.чв--- лелпя) на врем, равное устгшоБлению кодов на выходах проверяеьалх реверсивных счетчиков. Если проперясг-аю реверсивные счетчики 24 и 25 исправны, с каждь1м тактом на выходе блока -. 5 -сравнения появляется выходной сиг- пат, следутощий на первый сход региг стратора 6 ошибки.

Регистратор 6 ошибки (фнг.З) является активным элементом. Его активность заключается в том, что на каждом такте (при правильном функционировании счетчиков) срабатывает триггер 53 по регистрирующеъгу сигналу, приходящему по первому входу 52 регистратора 6 ошибки, запирая элемент И 55, на которьй приходит читающий сигнал по третьему входу 21 регистратора 6. Читающий и регистрирующий сигналы приходят на регистратор 6 в промежутках между тактовыми импульсами, когда сброс на R-входе тригге;ра 53 снят. Возвращается в исходное состояние триггер 53 тактовым импульсом по R-входу. Читающий импульс (выход 21 блока 11) задержан относительно регистрирующего (вход 52) на время срабатывания триггера 53. В случае правильной работы пpoDepяe a X реверсивных счетчиков читаюкуиЧ импульс не проходит через закрытый элемент И 55 и триггер 54 ошибки не срабатывает. При этом светодиод 58 погашен. Если в проверяемт.1х счетчиках имеется неисправность, на соответствующем такте контроля с выхода блока 5 сравнения не появится регистрирующий сигнал, триггер 53 не сработает, элемент И 55 останется открытым для читающего импульса, и он псреподи-, триГге р 54 ошибки в состоя ие, при котором засвечивается спетодиод 58,

фиксируя неисправность.

Группы 7 и 8 элементов ИСКЛОЧу.Ю ЩЕЕ ИЛИ служат для образования на своих выходах прямого или обратного кодов чисел, присутствующих на иер- вых входах, в зависимоети от сигнала на объединенных вторых входах. Если на них нулевой уровень сигнала, на

выход передается прямой код, если единичный уровень сигнала - обратный код.

Группа 9 повторителей служит для развязки информационных входов проверяемого реверсивного счетчика 24 И входов группы 8 элементов ИСК.ГЕОЧЛЮ- ЩЕЕ ИЛИ.

Двоичный счетчик 10 оргаш1зует один цикл работы устройства, за врем которого на счетный вход проверяемых реверсивных счетчиков поступает число импульсов, равное 2, а на выходе счетчика 10 вырабатывается пол1гый перебор всех возможных комбинаций кодов чисел для параллельной записи их в счетчики. Полный контроль реверсивных счетчиков осуществляется за восемь таких циклов, которые задаются блоком 11 управления.

Управление работой устройства при этом производится с помощью блока 11 управления. За время первого цикла работы (фиг.4) счетчика 10 счетчики 24 и 25 работают в режиме сложения, за время второго цикла - в режиме вычитания. После первых двух циклов и до начала третьего в регистры вписывются противоположные коды, так как в третьем цикле первый реверсивный сче чик 24 работает в режиме сложения, а второй счетчик 25 - в режиме вычитания, а в четвертом цикле - наоборот. Таким образом, первые четыре 11, счетчики 24 и 25 работают в режиме счета, вторые четыре цикла - в режим параллельной записи кодов чисел в счетчики 24 и 25. За время пятого и шестого циклов в счетчики 24 и 25 записываются одинаковые коды, за время седьмого и восьмого циклов - противоположные коды.

Блок 11 управления (фиг.2) осуществляет управление работой устройст- на в делом и его составных частей: Первый вход - вход 13 - сигнал начальной установки; второй вход - 12 - сигнал окончания одного цикла работы (сигнал переполнения с выхода счетчика 10); первый выход - выход 15 - тактовая частота на импульсном входе сложения первого реверсивного счетчика 24 (присутствует во время первого и третьего циклов); второй выход - выход 16 - тактовая частота на импульсном входе вычитания перво- го реверсивного счетчика 24 (присутствует во время второго и четвертого

5

0

5

0

5

0

5

0

5

циклов); третей выход - выход 17 - тактовая часто та на импульсном входе

сложения второго реверсивного счетчика 25 (присутствует во время первого и четвертого циклов); четвертый выход - выход 18 - тактовая частота на импульсном входе вычигания второ- го реверсивного счетчика 25 (присутствует во время второго и третьего циклов); пятый (шестой) выход - выход 19 (20) - импульсы загрузки параллельного кода в проверяемый реверсивный счетчик 24 (25) (присутствуют во время пятого-восьмого циклов и один импульс в промежутке между вторым и третьим циклами); седьмой выход - выход 21 - читающие сигналы для регистратора 6 ошибки; восьмой выход - выход 22 - импульсы тактовой частоты, которые также являются регистрирующими сигналами; девятый выход - выход 23 - тактовая частота, следующая на счетный вход счетчика 10, задающая время цикла работы; десятый выход - выход 14 - сигнал управления передачей прямого или обратного кода группами 7, 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Назначение элементов блока II управления. Генератор 30, делитель 29, элементы PI 39-41 служат для выработки импульсов тактовой частоты (выход второго разряда делителя 29, выход 22), являющихся также регистрирующими сигналами, и читающих импульсов (выход 21).

Период Т тактовой частоты (фиг.5) условно разбит на четыре части. Во время действия первой половины периода тактовой частоты, когда действует нулевой уровень сигнала, происходит изменение состояний в счетчике 10 и в проверяемых реверсивных счетчиках 24 и 25, во время действия второй половины периода, когда действует единичный уровень сигнала, осуществляется контроль функционирования устройства.

По отрицательному перепаду импульсов тактовой частоты (моменты времени, обозначенные (а) на диаграмме, фиг. 5) происходит изменение состояний счетчика 10 и проверяемых реверсивных счетчиков 24 и 25, когда они работают в режиме счета. Импульсы загрузки задержаны относительно момента времени (а) на величину t (не менее времени переключения счетчи915

ков). Загрузка осуществляется в моменты времени (в). Начало действия (с) регистрирующего сигнала задержано относительно момента времени в на величину . (не менее времени загрузки).

Регистрирующий импульс поступает на тактирующий вход блока 5 сравнения и, если на его информационных входах одинаковые коды, на выходе появляется положительный перепад напряжения, который через первый вход регистратора 6 ощибки переводит триггер 53 в состояние 1 (на R-входе триггера 53 при этом единичный уровень сигнала), при этом закрывается элемент И 55, на которьш приходит читающий сигнал с задержкой t (время не менее, чем между началом регистри- рующего сигнала и срабатыванием триггера 53). Читающий импульс не проходит через элемент И 55 и не включает триггер 54 ошибки. В следующем периоде регистрирующего сигнала его нуле- вым Уровнем триггер 53 возвращается в исходное состояние. Счетчик 28 циклов и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, НЕ 47 и 48, И-НЕ 31-34 управляют счетными входами проверяемых ревер- сивных счетчиков 24 и 25 и их входами загрузки. Счетчик 27 с элементами НЕ 35 и 49, И 36-38, ИЛИ 42, ИЛИ-НЕ 43- 45 служит для организации сигнала загрузки между вторым и третьим циклом, а также во время пятого-восьмого циклов .

Работа блока 11 управления заключается в следующем.

Импульсы с выхода генератора 30 следуют на счетный вход делителя 29, на выходе второго разряда которого образуются импульсы тактовой частоты ff,, которые также являются регистри- юп1ими, т.е. следующими на тактирующий вход блока 5 сравнения и на четвертый вход регистратора 6 ошибки. На выходе элемента И 39 организуются читающие импульсы. Передний фронт читающего импульса задержан относительно переднего фронта регистрирующего импульса на время о, т.е. время, в течение которого на выходе блока 5 срав сравнения появляется положительный перепад (в случае исправных реверсивных счетчиков) напряжения, следующий на счетный пход триггера 53 регистратора 6 ошибки.

Q 5 0 5 0

5

д

л

,10

Регистрирующий и читающий импульс с каждым тактом функционирования тролируют состояние блока 5 сравнения и регистратора 6 ощибки.

Тактовая частота через элемент И 41 следует на вход счетчика 10, который задает время циклов работы устройства, а через элемент Н 36 и через элемент И 36 и через элементы И 31-34 на импульсные входы сложения и вычитания проверяемых реверсивных счетчиков 24 и 25.

-Импульсы переполнения счетчика 10 циклов следуют на счетный вход счетчика 28 циклов, который организует восемь циклов работы устройства, за которые происходит полный контроль проверяемых счетчиков. Работа счетчика 28 циклов происходит непрерывно, т.е. контроль проверяемых счет- чиков 24 и 25 осуществляется много- кратно. При необходимости можно после одного полного контроля (восемь циклов работы счетчика 10) остановить pa6oty устройства сигналом с выхода третьего разряда счетчика 28 циклов.

Сигналом по входу 13 счетчика 28 устанавливается в исходное состояние 000 (выходы первого-третьего разрядов счетчика 28 циклов), при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ 46 - О, на выходе элементов НЕ 47, 48 - I, т.е. открыты элементы И 31, 33. Значит, за время первого цикла тактовая частота появляется на выходах 15, 17 блока II управления, следовательно, оба проверяемых счетчика работают в режиме сложения. После окончания первого цикла на счетный вход счетчика 28 циклов приходит импульс переполнения, который устанавливает его в состояние 100, при этом на выходе элемента 46 ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 1, а на выходах элементов НЕ 47, 47, 48 - О. Элементы И 32, 34 открыты, значит, во втором цикле тактовая частота появляется на выходах 16, 18 блока II управления, т.е. проверяемые счетчики работают в режиме вычитания.

После окончания второго цикла счетчик 28 переходит в состояние 010, при этом с выхода его первого разряда сигнал следует на первый так.товый вход индивидуального триггера счетчика 27 и устанавливает его в состояч ,15

ние I, при котором на выходах элементов НЕ 49 и ШШ-НЕ 43 нулевые уровни сигналов, блокирую 1Д1е элементы И 36, 40, 41, а элемент) И 37 открывается. Через открывшийся элемент И 37 на второй тактовый вход счетчика 27 приходит два импульса, при этом на его выходе его второго разряда фор мируется положительный импульс, про- ходящий на выходы 19 и 20 блока 11 управления через элементы ИПИ-НЕ 44 и 45. Второй импульс устанавливает в счетчике 27 состояние 01, при котором единичный сигнал с выхода треть- его разряда через элемент задержки (резистор 50, конденсатор 51) и элемент ИЛИ 42 осуществляет сброс счетчика 27 в исходное состояние. При этом снимается блокировка с элемен- тов И 36, 40, 41 и начинается отсчет третьего цикла.

К моменту появления импульса загрузки (выходы 19 и 20 блока 11 управления) на выходе 14 блока 11 уп- равления единичный сигнал, который переводит группы 7 и 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в режим передачи обратного кода. Поэтому к началу третьего цикла в первый проверяемый реверсив- ный счетчик 24 записывается код 00..-,О, а во второй счетчик 25 - код 11...1.

После начальной установки счетчика 27 начинается третий цикл, при кото- ром единичным сигналом с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46 открыт элемент И 34 и единичньпЧ сигнал с выхода элемента НЕ 47 открывает элемент И 31, т.е. первый проверяемый реверсив- ный счетчик работает в режиме сложения, второй - вычитания.

После окончания третьего цикла импульсом переполнения с выхода счетчика 10 счетчик 28 циклов переходит в состояние 110, при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 46 сигнал логического О, а на выходе элемента НЕ 48 - 1. При этом открыты элементы И 32 и 33, что означает работу первог го счетчика в режиме вычитания, а вто ..рого - в режиме сложения.

После окончания четвертого цикла счетчик 28 переходит в состояние 001, при котором вновь срабатывает индиви- дуальный триггер счетчика 27, запуская схему выделения импульса записи в проверяемые счетчики параллельного кода (на выходах 19 и 20 блока 11 упI12

равления), так как на выходе 14 блока 1 1 у.рравлення при этом сигнал логического О, то группы 7 и 8 зле- ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ работает в режиме передачи прямого кода, а значит в счетчики записывается одииаковый ко код 000...О. ЕДИ1ШЧНЫЙ сигнал с выхода третьего разряда счетчика 28 циклов через элемент 1ШИ-НЕ 43 запирает элемент И 36, а значит, и элементы И 31-34 на следующие четыре цикла работы, т.е. счетные входы проверяемых счетчиков на время пятого-восьмо- го циклов заперты. Но, при этом тактовая частота проходит через открывшийся элемент И 38, через элементы ИПИ-НЕ 44 и 45 на выходы 19 и 20 блока 11 управления. В течение пято- го-восьмого циклов с этих выходов 19 и 20 блока 11 управления осуществляется параллельная запись кодов в проверяемые реверсивные счетчики. В течение пятого-шестого циклов в оба счетчика 24 и 25 записываются одинаковые коды, так как на выходе 14 блока 11 управления нулевой сигнал, а в течение седьмого-восьмого циклов - , противополож1ше.

Таким образом, организация работы устройства, при которой проверяемые реверсивные счетчики 24 и 25 работают сначала с одиншсовыми кодами, затем с противоположными, позволяют исключить пропуск любых ошибок.

Формула изобретения

Устройство для контроля реверсивных счетчиков, содержащее блок сравнения, первую, вторую группы входов, первую, вторую группы выходов, первый, второй, третий, четвертьй, пятый, шестой, седьмой и восьмой выходы, вход начальной установки, регистратор ошибки и блок управления, первая группа входов соединена с первой группой входов блока сравнения, выход которого соединен с первым входом регистратора ошибки, второй вход которого соединен с входом начальной установки и с первым входом блока управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами, третий вход регистратора ошибки соединен с седьмым выходом блока управления, восьмой

315

выход которого соединен с четвертым входом регистратора ошибки и с тактирующим входом блока сравнения, вход начальной установки соединен с Седьмым, восьмым выходами, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены первая, вторая группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группа повторителей и двоичный счетчик, вторая группа входов сравнения соединена с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы, первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с второй группой входов, первая группа выходов соединена с выходами группы

0

5

11

повторителей, входы которой соединергы с выходами двоичного счетчика и соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с второй группой выходов, девятый выход блока управления соединен со счетным входом двоичного счетчика, выход последнего разряда которого соединен с вторым входом блока управления, десятый выход которого соединен с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой, второй групп, вход начальной установки соединен с входом установки нуля двоичного, счетчика.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для контроля реверсивных счетчиков, в частности микросхем (СИС, БИС), содержащих многоразрядные реверсивные счетчики. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Для этого в устройство группы 7, 8 элементов Исключающее или, группа 9 повторителей и двоичный счетчик 10. Устройство также содержит группы 1, 2 входов, группы 3, 4 выходов, блок 5 сравнения, регистратор 6 ошибки, блок 11 управления, входы 12, 13, выходы 14-23 блока 11 управления. Введенные конструктивные элементы обеспечивают контроль двух реверсивных счетчиков как в счетном режиме, так и в режиме параллельной записи. 5 ил.

физ. 2

к

1524171

иппульсоИ за Времл цикла

Z3Jli

III

Т - полное бреця мнтрол ()

tU,lJKA

П

1ЦЦКЛ ,2циКЛ ЗЦUKЛ , HUKA tSmtKAt ,, 7ЦУ/ГИ.,Jf /Af/1 i

Вык.П.2811 I1 I1 I

/

Счетный режим

Вь/кЛ.28 (фиг. г)

5Hi« I

76

Ul

JIL

f7 111 I Я

HI

III III « I

/9(2(1 J

ФигЛ

лгишлллллл

J.

±

Режим параллельной записи

JIL- - III -Ч1Н UK 4

ФигЛ

л