Устройство для контроля цифровых автоматов Советский патент 1980 года по МПК G06F11/08 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых авт -матов с контролем.

Известно устройство для контроля цифровых автоматов содержащее комбинационные схемы, элементы ИЛИ, элементы И, триггеры 1.

Недостатком этого устройства является большой объем схем контроля при низкой эффективности контроля. При этом схемы контроля, состоящие из большого числа элементов, вносят дополнительную вероятность появления ошибки в работе цифрового автомата.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой управляющий автомат с контролем, содержащий контрольное устройство, состоящее из оконечного триггера, выходного элемента И, схемы проверки на четность триггеров, элементов И, контрольного триггера, элементов ИЛИ, двухвходовых элементов И второго каскада, инверторов, многовходовых элементов И первого каскада, триггера коррекции, блок вывода сигналов, состоящий из групп триггеров, запоминающие схемы .комбинационные схемы, щины синхронизации 2.

Недостаток устройства заключается в его громоздкости, так как оно требует для реализации контрольного устройства большого количества триггеров и элементов И, что вносит дополнительную вероятность отказов самого контрольного устройства. Кроме того, разбиение выходного блока цифрового автомата на группы триггеров и условие появления выходных сигналов только в одной грутше триггеров, накладывает дополнительные трудности при синтезе цифрового автомата.

Цель изобретения - сокращение количества оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля цифрового автомата, содержащее триггер и схему сравнения, причем выход схемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, введен дифференцирующий блок, первый и второй пороговые элементы и элемент ИЛИ, причем входы дифференцирующего блока являются входами устройства, выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами первого и второго nopoiOBbix элементов, выход первого порог вого элемента соединен со вторым ещшичным входом триггера, выход второго порогового элемента соединен со вторым входом схемы сравнения. Дифференцирующий блок состоит из дифференвдрующего трансформатора и груп пы резисторов, количество которых определяется количеством выходов контролируемого автомата, причем одни выводы резисторов являются соответствующими входами диффере цирующего блока, вторые выводы резисторов соединены с началом первичной обмотки дифференцирующего трансформатора, конец которой соединен с источником постоянного напря жения, средняя точка вторичной обмотки тран сформатора заземлена, а начало и коне,ц ее соединены с первым и вторым выходом дифференцирующего блока. На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля цифровых автоматов; на фиг. 2диаграмма изменений тока в первичной обмотке дифференцирующего блока на каждый импульс синхронизации; на фиг. 3 - диаграмма изменения тока в первичной обмотке дифференцирующего трансформатора на каждый входной сигнал для случая кодирования цифрового автомата в двоичном коде. Устройство содержит контролируемый цифровой автомат 1, дифференцирующий блок 2, первичную обмотку 3 дифференцирующего трансформатора, вторичную обмотку 4 дифференцирующего трансформатора, вторичную обмотку 5 дифферендирующего трансформатора, элемент ИЛИ 6, первую пороговую схему 7, вторую пороговую схему 8, схему 9 сравне ния, триггер 10, резисторы 11 дифференцирую щего блока. Одноименные выходы триггеров памяти циф рового автомата соединены с резисторами 11. Вторые выходы резисторов 11 соединены с первичной обмоткой 3 дифференцирующего бл ка 2. Вторичные обмотки 4, 5 дифференцирую щего трансформатора, включенные одна встреч но, а другая согласно по отношению к первичной обмотке, соединены с входами элемента ИЛИ 6. Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входами первой 7 и второй 8 пороговых схем Выход первой пороговой схемы 7 соединен со вторым установочным единичным входом контрольнего триггера 1р. Выход второй пороговой схемы 8 соединен со вторым входом схемы 9 сравнения. Первый вход схемы сравнения соединен со входом цифрового автомата 1. Выход схемы 9 сравнения соединен с первым установочным единичным входом триггера 10. Сигнал ошибки снимается с единичного выхода триггера 10. Рассмотрим для примера случай, когда внутренние состояния цифрового автомата закодированы в коде Грея. В этом случае по каждому входному сигналу происходит изменение только одного определенного триггера памяти внутреннего состояния цифрового автомата. При правильной работе цифрового автомата jpK в первичной обмотке 3 дифференцирующего блока 2 изменяется на каждый импульс синхронизации на -одну и ту же величину (см. фиг. 2). В работе цифрового автомата могут встре.чаться следующие ощибки: несрабатывание автомата, когда на импульс синхронизации не срабатывает ни один из триггеров памяти цифрового автомата; самопроизвольное срабатывание одного или более триггеров цифрового автомата при отсутствии импульса синхронизации; ощибочное срабатывание, когда на импульс синхронизации срабатывает одновременно два или более триггера цифрового автомата. В случае нормальной работы цифрового автомата (работа без ощибок) на каждое срабатывание триггера цифрового автомата 1 происходит изменение тока в обмотке 3 дифференцирующего блока 2 на величину Д Л так как величины сопротивлений всех резисторов И выбираются для автомата, закодированного в коде Грея, одинаковыми. Изменение тока в обмотке 3 на величину ДЗ вызывает появление на вторичных обмотках 4, 5 дифференцирующего трансформатора импульсов напряжения, причем независимо от направления изменения тока в первичной обмотке (увеличение или уменьшение тока) элемент ИЛИ 6 отрабатывает импульсы одинаковой полярности, так как вторичные обмотки 4, 5 включены встречно и согласно по отношению к первичной обмотке 3 дифференцирующего трансформатора. С вь1хода элемента ИЛИ 6 импульсы поступают на вход пороговых схем 7 и 8. Первая пороговая схема 7 имеет порог срабатывания выше, чем импульс напряжения от изменения тока на величину Д 3 и поэтому при работе цифрового автомата без ошибок не пропускает импульс от изменения тока на величину дз. Вторая .пороговая схема 8 имеет порог срабатывания, достаточный для срабатывания этой схемы от импульса, вызванного изменением тока в обмотке 3 на величину ДЗ . С выхода пороговой схемы 8 сигнал поступает на второй вход схемы 9 сравнения. На первый вход схемы 9 сравнения поступает сигнал со входа цифрового автомата. Наличие сигналов на обоих входах схемы сравнения не вызывает появление сигналов на ее выходе. Ори работе цифрового автомата без ошибки на обоих входах схемы 9 сравнения появляются сигналы и на выходе ее сигнал не вырабатывается. Триггер 10 в исходном состоянии находится в нулевом положении и сигнал ошибки с его единичного выхода не снимается. Таким образом, в случае отсутствия ошибок в работе цифрового автомата на установочных единичных входах триггера 10 отсутствуют сиг налы с первой пороговой схемы и со схемы сравнения, и он продолжает оставаться в нулевом состоянии. Предположим, что на входной импульс не срабатывает ни один триггер памяти цифрового автомата. В этом случае на первый вход схемы 9 сравнения поступает сигнал со входа автомата, а на втором входе со второй пороговой схемы 8 сигнала нет. На выходе схемы сравне ния появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на вы ходе его появляется сигнал ошибки. Таким образом обнаруживается несрабатыва ние цифрового автомата. В случае самопроизвольного срабатывания автомата в отсутствие сигнала на входе автомата хотя бы одного триггера памяти сигнал появляется на втором входе схемы 9 сравнения на первом ее входе при этом сигнал отсутству В этом случае на выходе схемы сравнения так же появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на выходе его появляется сигнал ошибки. Таким образом обнаруживается самопроизвольное срабатывание цифрового автомата. Если на входной сигнал автомата одновременно срабатывает два или более триггеров памяти (ошибочная ситуация для кода Грея) в первичной обмотке 3 дифференцируюшего трансформатора происходит изменение тока на величину 2ДО. Изменение тока в первичной обмотке на ве личину 2ЛЗ вызывает на вторичной обмотке импульс, амплитуда которого достаточна для срабатывания первой порЪговой схемы 7 и на выходе ее появляется сигнал, устанавливающий триггер 10 в единичное положение. Таким образом обнаруживается ошибочное срабатывание цифрового автомата. Если цифровой автомат закодирован в двоичном коде, работа схемы не меняется. Достаточно только установить величины сопротивлений резисторов 11 пропорционально весам соответствуюших триггеров памяти цифрового ав томата. В случае кодирования выходного алфавита цифрового автомата в коде, отличном от кода Грея или двоичного кода, представляется возможным получать диаграмму изменения тока в первичной обмотке 3 дифференцируюшеГО блока 2, аналогичную приведенной на фиг. 2, 3. Очевидно, что приведенная выше схема устройства для контроля цифрового автомата обладает малб1М объемом и простотой и позволя ет обнаруживать все наиболее вероятные ошиб ки в работе цифрового автомата, является достаточно универсальной и может быть использована для контроля широкого класса цифровых автоматов. Применение предлагаемой схемы контроля цифрового автомата позволяет достаточно просто строить решающие органы цифровых систем для оперативной реконфигурации системы в случае обнаружения ошибок в работе составляющих систему цифровых автоматов. Формула изобретения 1.Устройство для контроля цифровых автоматов, содержащее триггер и схему сравнения, причем выход рхемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, выход которого является выходом устройства, первый вход схемы сравнения является синхронизируюшим входом устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения количества оборудования, устройство содержит дифференцируюШИЙ блок, первый и второй пороговые элементы и элемент И.ГШ, причем входы дифференцирующего блока являются входами устройства, выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами первого и второго пороговых элементов, выход первогопорогового элемента соединен со вторым единичным входом триггера, выход второго порогового элемента соединен со вторым входом схемы сравнения. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дифференцирующий блок состоит из дифференцирующего трансформатора и группы резисторов, количество которых определяется количеством выходов контролируемого автомата, причем одни выводы резисторов являются соответствующими входами дифференцирующего блока, вторые выводы резисторов соединены с началом первичной обмотки дифференцирующего трансформатора, конец которой соединен с источником постоянного напряжения, средняя точка вторичной обмотки трансформатора соединена с шиной нулевого потенщ ала, а начало и конец ее соединены с первым и вторым выходом дифференцирующего блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. М., Мир, 1972, с. 214, 219. 2.Авторское св1щетельство СССР № 357563, кл. G Об F 11/08, 22.06.70 (прототип).

fJ

Ош.

10

Л

4V

J

/f Пг. a, -..a,

0 / г 3

V 56

-f-1- -jf

89

0 имп.

H

CUHXp.

L

Ql.