Сдвиговое устройство Советский патент 1980 года по МПК G11C19/00 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и дискретной автоматике и может быть использовано при построении цифровой аппаратуры повышенной надежности.

Известен резервируемый сдвигающий регистр, содержащий резервируемые регистры и элементы И 1.

Недостаток устройства состоит в том, что при некоторых отказах более чем одного элемента происходит полное нарущение работоспособности регистра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резервированный сдвигающий регистр, содержащий резервируемые регистры, элементы И и элемеиты ИЛИ 2.

В этом регистре входная информация независимо подается в резервируемые регистры. Исправность резервируемых регистров контролируется контрольными разрядами этого регистра, так наличие корреляционных связей между разрядами резервируемых регистров в интегральном исполнении позволяет применить косвенный контроль. Для резервирования основных разрядов используются резервные разряды.

В случае неисправности резервируемого регистра исключается считывание информации с триггера основного разряда данного регистра и используется информация резервных разрядов. В режиме контроля на контрольные триггеры данного резервируемого регистра поступает тест-программа, KQTOрая представляет собой два сигнала, устанавливающих контрольные триггеры соответственно в «О н «1.. Результат проверки расценивается как отрицательный, если хо10тя бы один из контрольных триггеров не установился в состояние «1.

Резервируемый сдвигающий регистр обладает работоспособностью при отказах типа «ложный О, т. е. тогда, когда требуемые логические единицы не могут быть вы(5 даны и вместо них выдаются нули.

Недостатком устройства является отсутствие проверки тестируемых триггеров на отказ типа «ложная 1, т. е. на тот отказ, при котором соответствующие логические ну20ли не могут быть выданы н вместо них выдаются единицы.

Цель изобретения - повыщенне надежности сдвигового регистра.

Поставленная цель достигается тем, что в сдвиговое устройство, содержащее регистры, первые входы которых соединены, кроме первого регистра, с одним из выходов генератора управляющих сигналов, другие входы регистров соединены с выходом первого элемента ИЛИ, один из входов которого подключен к входу устройства и входу первого регистра, другой вход элемента ИЛИ соединен с другим входом генератора управляющих сигналов, аторые элементы. ИЛИ, выходы которых соединены с одними из входов первых элементов И, третьи элементы ИЛИ, одни из входов которых соединены с выходами первых элементов И, введены вторые и третьи элементы И и элементы cpaBFieHHH, входы которых соединены с первыми выходами регистров, кроме первого регистра, вторые выходы регистров соединены, с одними из входов вторых элементов И, другие входы которых подключены к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы элементов сравнения соединены с другими входами первых элементов И и первыми входами третьих элементов И, первые выходы вторых элементов И соединены с другими входами третьих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с выходами устройства, вторые входы третьих элементов И соединены с выходами первого регистра, выходы третьих элементов И и вторые выходы вторых элементов И подключены к в-ходам вторых элементов ИЛИ,

На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства.

Оно содержит регистры 1 i-{4 (на чертеже показаны только четыре регистра), генератор 2 управляющих сигналов, первый элемент ИЛИ 3, вторые элементы ИЛИ 4 1-4 ,, третьи элементы ИЛИ 5 i-5 з, первые элементы И б i-6 3, вторые элементы И 7 1-7 3, элементы сравнения 8 i-8, третьи элементы И 9 i-9 л триггеры 10-13 основных разрядов регистров 1 i-1 4, триггеры 14-19 контрольных разрядов регистров 1 i- i 4, триггеры 20-25 резервных разрядов, вход 26 устройства, входы 27 28 i- 284, , 30,-304, 31 ,-31 4, 32,-32 4, 33 1-33 4, 34 1-34 4, 35 1-35 4, 36 i-36 4, 37 i37 4, 38 1-38 4, 39 1-39 4 регистров, выходы 40-43 устройства.

Устройство работает следующим образом.

Входная информация подается независимо в регистры i I-i 4 устройства. Для хранения и выдачи информации в регистрах 1 1-14 используются триггеры Ш-13 основных разрядов, а также триггеры 20-25 резервных разрядов. Триггеры 14-19 используются для тестового контроля. Исправность четвертого (старшего) разряда контролируется тремя триггерами 14-16, исправнЬсть третьего разряда контролируется двумя триггерами 17-19, исправность второго разряда контролируется одним триггером 19, исправность первого радряда не 5сонтролируется. Наличие корреляционных связей между разрядами i-14 регистров в интегральном исполнении позволяет приг енкть косвенный контроль. Количество контрольных триггеров каждого разряда кратно весу разряда. Для. резервирования основных разрядов используются резервные разряды. Триггер основного четвертого (старшего разряда) резервируется тремя триггерами 20-

22, триггер третьего разряда - двумя триггерами 23 и 24, а триггер второго разряда -. одним триггером 25, триггер первого разряда не резервируется.

Сдвиговое устройство работает следующим образом.

В режиме записи информация поступает иа вход 26 независимо в каждый регистр I -1 4 на их входы 304, 33 з, 36 о и 27,, Для разрыва цепи сдвига от старшего к младшему разряду на входы 29 4, 32 з, 35

38 1 подается потенциал запрета, а на входы 29,-29з, 32,-32л 324, 35,, 35s, 354, 38 2 и 38 4 подается потенциал, разрешающий сдвиг информации. На выводы 39,-394 подаются тактируюш.ие импульсы.

В режиме контроля тест-программа проверки исправности регистров 1 ,- 1 4 с первого выхода генератора 2 импульс подается на входы 31 4, 34 4 34 з, 37 -37 4 и устанавливает триггеры 14-19 контрольных разрядов в «нуль. Со второго выхода генератора 2 импульс подается на входы 33 4, 36 4,

363 непосредственно и через элемент ИЛИ 3 - на входы 30 4, 33з,37о. Второй импульс от генератора 2 устанавливает триггеры 14--19 контрольных разрядов в «1. Третий импульс с первого выхода генератора 2 поступает-на входные выводы 31 4, 34 з, 37 -

374 и устанавливает триггеры 14-19 в «О. С помощью такой последовательности импульсов реализуются переходы контрольных триггеров из состояния «О в состояние «1 и из состояния «Ь в состояние «О. Таким образом, предложенное устройство сохраняei работоспособность при отказах «ложный О и «ложная 1.

В случае неисправности одного из регистров 1| исключается считывание информации с триггера основного разряда данного регистра. При контроле сигналы с триггеров 14-19 подаются на один из элементов сравнения 8,-8$, сравнивают информацию, полученную с контрольных триггеров, с инg формацией, полученной от генератора 2.

В случае исправности с прямого выхода соответствующего элемента сравнения 8,- 8з на один из входов соответствующего элемента И 7 1-7 3 подается разрешающий по5 тенцйал, на второй его вход поступает информация, подлежащая считыванию с одного из триггеров 10-13 основного разряда, которая с выхода одного из элементов И 7 i-

7 3 через один из элементов 5 i-5 з подается на соответс.твующий вход устройства.

При неисправности контрольных триггеров 14-19 с прямого выхода одного из элементов сравнения 8 i-83 выдается запрещающий потенциал, а с инверсного выхода - разрегнающий потенциал, разрешающий потенциал поступает на один из входов соответствующего элемента 6i-63, на другой еход которого подается информация с выхода соответствующих элементов 4 i-4 и выходная информация с выходов элементов б 1-6 3 через соответствующий элемент 5 i- 5з подается на выход устройства. Кроме того, разрещающкй потенциал поступает на один из входов элементов 91-9 2, на другие входы которых поступает информация с регистров 1 114Таким образом, при неисправности оегистра 1 I-I 4 используется информация триг геров 20-25 резервных разрядов.

Технико-экономический эффект данного изобретения состоит в повышении надежности устройства за счет косвенного контроля и резервирования, кратного весу разряда. При последовательных отказах любых интегральных схем со сдвигового устройства продолжает поступать информация без потери точности. Лишь неисправность интегральной схемы, с которой снимается первый основной разряд , приводит к потере точности, в случае четырехразрядного сдвигающего регистра, порядка 6%. В случае неисправности интегральной схемы, с которой снимается первый основной разряд для Nразрядного сдвигового устройства, потери точности будут 1г-j 100 {%). Кроме того,

0

имеется возможность контроля регистра без нарущения цикла работы.

Формула изобретения Сдвиговое устройство, содержащее регистры, первые входы которых, кроме первого регистра, соединены с одним из выходов генератора управляющих сигналов, другие входы регистров соединены с выходом первого элемента ИЛИ, одни из входов которого подключен к входу устройства и к входу первого регистра, другой вход элемента ИЛИ соединен с другим в.ходом генератора управляющих сигналов, вторые элементы ИЛИ, выходы которых соединены с одними из входов первых элементов И, третьи эле менть ИЛИ, одни нз входов которых соединены с выходами первых элементов И, огли{ающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены вторые и третьи элементы И и элементы сравнеиня, входы которых соединены с первыми выходами регистров, кроие первого регистра, вторые вы.чоды регистров соединены с одними из входов вторых элементов И, друе гие входы которых подключены к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы элементов сравнения соединены с другими входами первых элементов И н первыми входами третьих элементов И, пе|)вые выхоаы вторых элементов И соединены с другими входами третьих элементов ИЛИ, выходы ко торых соединены с выходами устройства, вторые входы третьих элементов И соединены с выходами первого регистра, выходы третьих элементов И и вторые выходы втсфых элементов И подключены к входам вторых элементов ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 423175, кл. G ii С 19/00, 14.05.77. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2361286, кл. G-11 С 19/00, 17.05.76 (прототип).

(t. «- TF«r- -

.t.-iT |( «K

./ --i.i ./765875