Счетчик с контролем Советский патент 1992 года по МПК H03K21/40 

со

с

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике. Цель - сокращение аппаратурных затрат и повышение конструктивной надежности - достигается за счет исключения двух элементов ИЛИ и одного элемента И и введения новых связей. Устройство содержит N-разрядные регистры с перекрестными обратными связями, блок сравнения, элемент И, инвертор, счетную шину, шину начальной установки, выход контроля. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для реализации технических средств в этих областях.

Известен сдвигающий регистр с перекрестной обратной связью, модуль счета которого при нулевой начальной установке равен 2N, N - число разрядов.

Недостатком устройства является низкая достоверность правильной работы, связанная с отсутствием цепей аппаратного контроля. Следует отметить, что аппаратный контроль для такого устройства является необходимым ввиду того, что наличие большого числа циклов в области запрещенных состояний устройства увеличивает вероятность их возникновения при сбоях и, как следствие, повышают вероятность отказа.

Известен метод контроля с помощью дублирования, который позволяет обнаруживать любые ошибки, приводящие к различным состояниям устройств в двух каналах.

Недостатком этого подхода является то. что с помощью него невозможно обнаружить одновременные сбой двух каналов в одно и то же запрещенное состояние.

Наиболее близкой к предлагаемой является схема, в которой помимо сравнения состояний дублированных устройств предлагается производить обнаружение запрещенных состояний в одном из каналов.

Целью изобретения является уменьшение аппаратурных затрат и повышение конструктивной надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в счетчике с контролем, содержащем два N-разрядных сдвигающих регистра, блок сравнения, элемент И, инвертор, счетную шину начальной установки, выход контроля, выходы счетчика, причем инверсный выход

XI

ю о

ел ел

N- го разряда каждого сдвигающего регистра соединен с информационным входом первого разряда, тактовый вход и вход обнуления каждого сдвигающего регистра соединены соответственно со счетной шиной и шиной начальной установки счетчика, прямые выходы разрядов первого и второго сдвигающих регистров соединены соответственно с первой и второй группами входов блока сравнения, выход которого через инвертор соединен с выходом контроля, прямые выходы первого и N-ro разрядов первого сдвигающего регистра соединены с входами элемента И, прямые выходы разрядов второго сдвигающего регистра соединены с выходами счетчика, выход элемента И соединен с входами установки в единичное состояние разрядов с третьего по N-1-й первого сдвигающего регистра.

На фиг. 1 и 2 представлены схемы предлагаемого устройства.

Устройство содержит N-разрядные сдвигающие регистры 1 и 2 с перекрестными обратными связями, блок 3 сравнения, элементы И 4 и 5, элементы. ИЛИ 6 и 7, инвертор 8, счетную шину 9, шину 10 начальной установки, выход 11 контроля, выходы 12 устройства.

Сдвигающие регистры 1 и 2 состоят из последовательно включенных, синхронных D-триггеров. Инверсные выходы N-ых разрядов сдвигающих регистров соединены с D-входами первых разрядов.

Прямые выходы регистров 1 и 2 соединены соответственно с первой и второй группами входов блока 3 сравнения, выход которого через инвертор 8 связан с входом элемента ИЛИ 6, выход которого является выходом 11 контроля. Прямые выходы первого и N-ro разрядов сдвигающего регистра 1 соединены с элементом И 4.

Инверсные выходы разрядов сдвигающего регистра 1 с К-го по N-й соединены с входами элемента ИЛИ 7, выход которого, а также выход элемента И 4 через элемент И 5 связаны с вторым входом элемента ИЛИ 6.

Синхронизирующие и установочные входы сдвигающих регистров соединены соответственно со счетной шиной 9 и шиной 10 начальной установки устройства,

Перед началом работы сигналом по шине 10 оба регистра 1 и 2 устанавливаются в нулевое состояние. При поступлении тактовых сигналов на шину 9 устройства происходит их пересчет по модулю 2N в коде Либау-Крейга. Если при сбое в регистрах 1 и 2 возникнут различные коды, то на выходе блока 3 сравнения будет О и на выходе 11

контроля - 1, это свидетельствует об ошибке.

Если в результате сбоя в двух регистрах возникнет одно и то же запрещенное состоя ние, то через некоторое число тактов в первом и N-ом разрядах регистра 1 будут единицы, а в разрядах с К-го по N-1-й, где N-K-1 N/3 по крайней мере, - один нуль, В этом случае на выходе элемента 5 будет 1

0 и, следовательно, на выходе 11 контроля также - 1.

Устройство содержит также разрядные сдвигающие регистры 13 и 14 с перекрестными обратными связями, блок 15

5 сравнения, элемент И 16, инвертор 17, счетную шину 18, шину 19 начальной установки, выход 20 контроля, выходы 21 счетчика.

Сдвигающие регистры 13 и 14 с перекрестными обратными связями имеют такую же конструкцию как в прототипе.

0 Прямые выходы разрядов регистров 13 и 14 соединены соответственно с первой и второй группами входов блока 15 сравнения, выход которого через инвертор 17 соединен с выходом 20 контроля.

5 Шина 19 начальной установки соединена с установочными входами регистров 13 и 14. Счетная шина 18 соединена с синхронизирующими входами регистров 13 и 14. Прямые выходы первого и N-ro разря0 дов сдвигающего регистра 13 соединены с входами элемента И 16, выход которого со- -единен с входами установки в единичное состояние разрядов с третьего по N-1-й первого сдвигающего регистра 13. Прямые вы5 ходы разрядов регистра 14 являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы по шине 19 уст0 ройство устанавливается в нулевое состояние, при котором в регистрах 13 и 14 находятся нули. В этом случае на выходе 20 контроля и на выходе элемента И 16 - нули. Это соответствует отсутствию сигнала

5 ошибки и отсутствию корректирующих воздействий.

При исступлений тактовых сигналов на шину 18, регистры 13 и 14 осуществляют их пересчет по модулю 2N в коде Либау-Крей0 га. Если в результате сбоя состояния регистров 13 и 14 будут различными, то на выходе 20 контроля появится 1.

Если в результате сбоя оба регистра перейдут в одно и то же запрещенное состоя5 ние, то второй регистр 14 будет осуществлять дальнейший пересчет тактовых сигналов по некоторому модулю в области запрещенных состояний. В то же время регистр 13 за счет корректирующих воздействий, вырабатываемых элементом И 16, через некоторое количество тактов перейдет в множество разрешенных состояний, eodt- аетствующих коду Либау-Крейгэ. Таким образом на входах блока 15 сравнения будут два различных кода, что приведет к формированию сигнала ошибки на выходе 20.

Сравнивая устройства на фиг. 1 и 2 можно заметить, что устройство на фиг. 2 требует меньших аппаратурных затрат. Этот выигрыш определяется тем, что в схеме на фиг. 1 дополнительно требуется использовать два элемента И элемента ИЛИ и элемент ИЛИ с числом входов , которое

растет с числом разрядов N.

Ввиду того, что число используемых в предлагаемом решении элементов меньше, его конструктивная надежность выше.

и

. На фиг. 2 в качестве триггеров сдвигающих регистров могут быть использованы микросхемы К176ТН2, а в качестве схемы сравнения - К561ИП2:

Ожидаемый положительный эффект использования предлагаемого счетчика заключается в сокращении аппаратурных затрат.

Формула изобретения

Счетчик с контролем, содержащий два

N-разрядных сдвигающих регистра, блок

сравнения, элемент И, инвертор счетную шину

начальной установки, выход контроля, выходы

счетчика, причем инверсный выход М-го разряда каждого сдвигающего регистра соединен с информационным входом первого разряда, тактовый вход и вход обнуления каждого сдвигающего регистра соединены

соответственно с счетной шиной и шиной начальной установки счетчика, прямые выходы разрядов первого и второго сдвигающих регистров соединены соответственно с первой и второй группами входов блока

сравнения, выход которого через инвертор соединен с выходом контроля, прямые выходы первого и N-го разрядов первого сдвигающего регистра соединены с входами элемента И. прямые выходы разрядов второго сдвигающего регистра соединены с выходами счетчика, отличающийся тем. что, с целью сокращения аппаратурных затрат и повышения конструктивной надежности, выход элемента И соединен с входами

установки в единичное состояние разрядов с третьего по N-Ьй первого сдвигающего регистра.