Шифратор Советский патент 1982 года по МПК G06F5/02 

(54) 1Ш1ФРАТОР

1

Изобретение относится к вычисли тельной технике и предназначено для преобразования пространствe iHoro унитарного кода в код двоичной позиционной однородной системы счисления. Устройство может быть использовано в качестве специализированного операционного элемента, ориентированного на выполнение микрооперации шиф.рации.

Известный по основному авт. св. № 783786 шифратор содержит . (п-1) ступеней шифрации (п-разрядность входного слова шифратора), причем каждая i -я ступень содержит г-, двуtT

входовых злементов ИЛИ и -ji - вхо- довой элемент ИЛИ, выход которого является выходом i-ro разряда шифратора, выход дву входовых злементов ИЛИ последней ступени является выходом разряда шифратора. Выходы двувходовых элементов ИЛИ I-и ступени являются входами (|4-1)-й

ступени. Входами -й ступени являются входы шифратора 1 . .

Недостатком указанного шифратора является невозможность контроля его работы.

Цель изобретения - повышение достоверности работы шифратора.

Поставленная цель достигается тем, что,в шифратор по авт. св. № 783786 введен входовой элеtoмент контроля ИЛИ, где П - разрядность входного слова шифратора, а в каждую 1-ю ступень шифрации, где ,2,... .otj2 (п-1), введен второй U входовой . 3лемент ИЛИ и схема сравIS 2 нения, причем выходы всех схем сравнения соединены с соответствующим входом элемента контроля ИЛИ, выход которого является контрольным выходом шифратора, входы второго элемента ИЛИ каждой ступени шифрации соединены со вторыми входами двувходовых элементов ИЮЛ соответствующей ступени шифрации, выходы первого и 39 второго элементов ИЛИ каждой ступени шифрации соединены с первым и вторым входом соответствующей схемы сравнения, выходы двувходовых элементов ИЛИ последней ступени шифрации соеди нены соответстыенно с первым и вторы входами соответствующей схемы сравнения. Сущность предлагаемого изобретени поясняется чертежами. На фиг. 1 иэображена функциональная схема 1-й ступени; на фиг„ 2 функциональная схема первой ступени; на фиг. 3 - функциональная схе ма последней ступени, шифрадии на фиг. 4 - пример построения предлагаемого гшфратора для . Предлагаемый шифратор содержит ( toqi( -1) ступень шифрации. Каждая ч / п /-Я ступень (фиг. 1 ) содержит гр. вхо ных цепей, разделенных на первую 1,1 и вторую 2,1 группы индекс i, при номерах блоков означает принадлежность, описываемого блока к L-и ступени, два 5Т - входовых элемента О или 3, L и 4,L ,51 двувходовых элементов ИЛИ 5,1 .и двувходовую схему сравнения 6,1. Выходы схем сравнения 6, L всех ступеней через вхрдовой элемент ИЛИ 7 подключены к Контрольному выходу 8 шифратора. Входными цепями первой ступени (фиг. являются входы шифратора. Входы шифратора (входные цепи первой сту- пени) пронумерованы таким образом, что двоичный код номера входной цеп соответствует выходному коду, вырабатываемому шифратором при появлении единичного сигнала на этой вхо ной цепи. Входные цепи первой ступени разделены на две группы 1,1 и 2,1, Первая группа входных цепей 1,1 содержит входные цепи с номерами ,. +1,... , , -5 +1,... П-1, Вторая группа 2,1 содержит вход ные цепи с номерами 0,1,..., -9-1, 4 +1,...,, Таким образом, в состав первой группы 1,1 входят вс цепи, двоичные коды номеров тсоторых содержат 1 в старшем (1-м) разряде, в состав второй группы 2,1 все цепи, двоичные коды номеров, ко торых содержат О в старшем (l-м) разряде. Входные цепи первой группы 1,1 Подключены к -g-- входовому элементу ИЛИ 3,1, выход которого яв ляется выходом 1-го (старшего) разряда шифратора (вых. l) и подключен ко входу схемы сравнения 6,1 ходные цепи второй группы 2,1 подключены к - - входовому элементу ЛИ 4,1, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения 6,1. Каждьй двувходовой элемент ИЛИ 5, подключен к тем входным цепям первой 1,1..и второй 2,1 групп, у которых двоичные коды номеров входных цепей отличаются только старшим (1-м) разрядом. При этом выход дан-. Horo элемента ИЛИ 5,1 является для второй ступени входной цепью, номер которой соответствует номерам входных цепей первой ступени, к которым подключен данный элемент ИЛИ 5,1, но без учета первого разряда. Так, например, если ко входам элемента 5,1 подключена входная цепь второй группы с номером О ,.. .а.,а и t-j.i входная цепь первой группы с номером i .. ., то выход данного элемента 5,1 является для второй ступени входной цепью с номером 32.3ь гг цифры О или 1. Следовательно, вторая ступень содержит Y входных цепей, которые в свою очередь разделены на первую 1,2 и вторую 2,2 группы аналогично, как и в первой ступени. Аналогично построены остальные ступени. Так, L-Я ступень (фиг. 1) содержит -rJ-j- входных цепей, разделенных на две группы. К первой группе t- принадлежат входные цепи п мерами 2т: rt ко второй группе 2, i .... -1 п входные цепи с номерами 0,1, gV-a-l, п. п ,п 2.1 :5 1.... то есть в состав первой .группы 1, t входных цепей 1-й ступени входят все цепи, двоичные коды номеров которых содержат 1 в старшем (2-м ) разряде, в состав второй группы 2, - остальные входные 1;епи L -и ступени. Входные цепи первой группы 1, L подключены к 2Т входовому элементу ИЛИ 3,L| выход которого является выходом 1--го разряда шифратора (вых. Ю) и соединен со входом схемы сравнения 6,1. Входные цепи второй группы 2,1, отличающиеся от входных цепей первой группы только старшим первым разрядом в двоичных кодах номеров, подключены к - входовому элементу ИЛИ 4, i. выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения 6,L. Каждый двугзходовой элемент ИЛИ 5, L подключен к тем входи,1м цепям первой i,l и второй 2 , t. групп, у которых двоичные коды номеров отличаются только старшим 1-м разрядом. Код номера входной цепи L-ой ступени содержит ( . ( + 1) разряд. Выходы элементов ИЛИ 5,1 являются входными цепями (i + l)-ii ступени. Нумеращ я входных цепей ()-й ступени производит ся аналогично тому, как это бьшо ед пано для вгорой ступени. В состав второй группы 2, входят входные цепи , (i + 1)-It ступени, которые получ ны объединением через элементы ИЛИ первой половины входных цепей первой группы (номера йп . и первой половины входных цепей второй группы 2,1 (номера 0, ... ,-y-prj-I V В состав первой группы 1 i+1 входят входные цепи (i+1) ступени, которые получены объединен ем через элемент ИЛИ 5,1 второй половины входных цепей первой группы 1,1 (номера-|1,,..., и BTOpofi половины входных цепей вто рой группы 2, и (номера--, . -j,+ l С . , . , 21. -i 1). Последняя, ( (п-1) ступень (фиг. З) содержит четыре вх ные цепи с номерами 0,1,2,3. Первую группу 1 , focji (n-l) составляют входные цепи с номерами 2 и 3, вторую 2 39i (п-1) - входные цепи с номерами О и 1. Входные цепи первой груп пы подключены к элементу ИЛИ 3. foflfj, (п-1), выход которого является выходом togi(n-1)-ro разряда (вых. toiji, (п-1)) и соединен со входом схемы сравнения 6, 2оЧг, (п-1). Входные цепи второй группы подключены к элементу ИЛИ 4, to (n-l), выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения 6, КоЭг. (п-1). Количество двувходовых элементов ИЛИ 5 . (п-1) для ( tof (п-1)-и ступени равно двум. К одному из элементо ИЛИ 5, flQ|j (n-l) подключены входные цепи первой (, сп2.(п,-1) и второй 2 tooj (п-1) групп с номерами 3 и 1. Выход этого элемента 5, toq. (n-l) является выходом Eocjji п-го разряда шифратора (вых. п ) и соединен со входом схемы сравнения. 6, Е.одг Ко второго элементу ИЛИ 5, (п-1) подключены входные цепи с номерами 2 и 0. Выход этого элемента подключен ко второму входу схемы сравнения 6, fJga п. Шифратор работает следукхцим образом, Г шничный сигнал со входа шифратора через элемент ШШ 5,1 поступает на одну из входных цепей первой группы 1,1 в тек ступенях, которые на выходе шифратора вых. tU должны вырабатывать код I согласно номеру возбужденной входной шины шифратора. В тех ступенях, которые должны на выходе шифратора вырабатывать код О, единичньй сигнал со входа ишфратора через элементы ИЛИ 5,i поступает на одну из входных цепей второй группы 2,1, Таким образом, если в L-Й ступени единичный сигнал появится на входной цепи первой группы, на выходе элемента ИЛИ 3,L (т.е. на выходе L-го разряда шифратора) появится код 1, а на выходе элемента ИЛИ 4,1- - код О. Если же единичный сигнал появится на выходной цепи второй группы, на выходе t-ro разряда шифратора - код О, на выходе элеме-та ИЛИ 4,1 код 1. Так производится шифрация во всех ступенях шифратора. Контроль работы шифратора производится следующим образом. Для каждой ступени предлагаемо- го ши.фратора характерно наличие единичного сигнала только на одной из ее входных цепей. Таким образом, при правильной работе шифратора на входы всех схем сравнения 6,L каждой ступени поступают разные коды (о и 1), на их выходах и яа выходе элемента ИЛИ 7 будет нулевой сигнал, сигнализирукщий об отсутствии ошибок. Отсутствие единичного сигнала на одной из входных цепей L-Й ступени или его наличие на нескольких входных цепях является ошибкой. Оба типа этих ошибок могут являться следствием неисправности элементов ИЛИ 5, L - 1 предыущей ступени. Первый тип ошибок об наруживается схемой сравнения 6,L L-ой ступени, так как на ее входы через элементы ИЛИ 4, и 5, L поступат ({улевые коды. Второй тип ошибок обнаруживается схемой сравнения 6, -ой или одной из последующих ступеей шифрации. При этом, в предлагамом шифраторе обнаруживаются и мноократные ошибки, заключающиеся в появлении единичного сигнала иа вых де нескольких двухвходовых элементов ИЛИ 5,i. Ошибки, заключающиеся в ложном появлении и исчезновене обнании единичного сигнала руживаются. При неисправности одног из элементов ,ИЛИ 3,1 или 4,1 в любом количестве ступеней шифратора ошибка обнаруживается схемами сравнения 6,1 неисправных ступеней. В предлагаемом шифраторе обнаруживаются также во входном слове. Пример. Пусть разрядность выходного кода шиф1 атора равна 4, Шифратор содержит. 3 ступени шифрации. Пусть появится единичньй сигнал на входной цепи.с номером 0101. -При этом на. выходах t-ro и 3-го разрядов шифратора дол;кен вырабатываться код О, на выходах 2-го и 4-го разрядов - код 1. В первую группу 1,1 первой ступени входят входные цепи с номерам- от iOOO до 1111, во вторую - с номерами от 0000 до Gill. Возбужденная входная цепь первой ступени относит ся ко второй группе, так как в первом разряде ее номера О, Поэтому на выходе элемента ИЛИ 3,1 (т.е. на выходе первого разряда шифратора) нулевой сигнал. Первая ступень шифрации содержит 8 элементов ШШ 5, Один из них подключается к возбужденной входной цепи второй группы 2,1 с номерами 0101 и ко входной це пи первой группы 1,1 с номером 110 Выход Данного элемента ИЛИ 5,1 является для второй ступени входной ц пью с номером 101, на ней еди1шчный сигнал. Эта входная цепь относится к первой группе 1,2 второй ступени следовательно, на выходе элемента 11ГМ 3,2 (на выходе второго шифратора.) ПОЯВИТС.Я код ;, Втора ступень содержит 4 элемента HJM 5, Один из них подключен ко входной ц пи -первой группы 1,2 с номером 10i и к выходной цепи второй группы 2, с номером 001, Выход его является для последней третьей ступени вход ной цепью с номером 01, на которой единичный сигнал. Следовательно, н входе элемента ИЛИ 3, 04 .(п-1) (фиг. З) - код О, на выходе элемента 5, (п-1) (. на выходе toDj п-го (4-го) разряда шифратора вых. (L2%f.J)- код 1. Таким образо на выходах 1-го и 3-го разряда шиф ора получен код О, на выходах -го разрядов - код I Такой шифратор при возникновении азного типа неисправностей работает ледующим образом. Пусть на входные цепи второй групЕты (например с. номерами 0001 и 0011) вследствие отказа одного из элементов ИЛИ 5, поступает два единичных сигнала. Так как в первом разряде . номеров входных цепей О, то на выходе элемента ИЛИ 3,1 - нулевой сигнал. Выходы двух элементов ИЛИ 5,1 являются для второй ступени входными цепями с номерами 001 и 011, на которых единичные сигналы. Так как эти входные цепи относятся ко второй группе 2,2 второй ступени, то н,а выходе ШМ 3,2 - нулевой сигнал, на выходе элемента ИЛИ 4,2 - единичный, следовательно, на выходе схемы сравнения 6,2 - -гулевой сигнал. Выходы элементов ИЛИ 5,2 являются для третьей ступени входными цепями с номерами 01 и 11, на которых-единичные сигналы. Следовательно, на выходе элементов ИЛИ 3,3 и 4,3 - единичные сигналь., на выходе схемы сравнения 6,3 также единичный сигнал. Так как на выходах схем сравнения 6,1 и 6,2 нулевые сигналы, а на выходе 6,3 единичный сигнал, то и на выходе элемента .7 .- единичный сигнал, свидетельствующий о наличии ошибки. В случае, когда во входные цепи первой группы (например, с номерами 1100 и 1110) поступает два единичных сигнала, тогда на выходе элемента ИЛИ 3, 1 - е,диничный сигнал, на элемента ИЛИ 4,1 - нулевой, следовательно, на выходе схемы сравнения 6,I также нулевой сигнал. Но так как возбужденные цепи подключены ко входным цепям второй группы с номерами 0100 и 0110, то на выходе элементов ИЛИ .5,1 соответствующим номерам возбужденных,шин - единичный сигнал, и выявление ошибки производится, как и в предыдущем случае „ .Если единичный сигнал поступит на одну из входных шин как первой, так и второй групп (например на входные шины с номерами 1110 и ООП), тогда на выходе элемента ИЛ1-{ 3,1 единичный сигнал (так как номер одной из возбужденных шин содержит 1 в старшем разряде) и на выходе элемента ИЛИ 4,1 также единичный сигнал. Поэтому на выходе схемы срав9нения 6,1, а следовательно, и на выходе элемента 7 - единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке. Если же.происходит исчезновение единичного сигнала на выходных цепях пёрво.й или второй группы, то на выходах эле ментов ИЛИ 3,1 и ИЛИ 4,1 - нулевой сигнал, а на выходе схемы сравнения 6,1, а следовательно, и на выходе элемента 7 - единичный сигнал, что свидетельствует об ошибке. Таким образом, в предложенном шиф раторе обнаруживаются все одиночные ошибки входного слойа и ошибки, появивсшеся при отказе одного из элементов шифратора, а также ряд многократных ошибок. Форму,ла изобретения Шифратор по авт. св. № У83786, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения достоверности работы устройства, в него введен LflO fвходовой элемент контроля ИЛИ, где 9 п - разрядность входного слова шифратора, а в каждую L-ю ступень шифрации, где 1.2,..., (п-1), введен вГорой П/2-ВХОДОВОЙ элемент ШВ-}-, и схема сравнения, причем выходы всех схем сравнения соединены с соответствую дим входом элемента контроля ИЛИ, выход которого является контрольным aixoAOM шифратора, входы второго элемента ШШ каждой ступени шифрации соединены со вторыми входами двувходовых элементов ИЛИ соответстау ющей ступени шифрации, выходы первого и второго элементов ИЖ каждой шифрации соединены с первым и вторым вводом соответствующей схемы сравнения, выходы двувходовых элементов ИЛИ последней ступени шифрации соединены соответственно с первьш и BTOptiM входами соответствующей схемы сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 783786, кл. G 06 F 5/02, 25.12.78 (прототип).

u

BbiK.Ll

J,

П-1

J

iMn-/

5/1.7

,Щ„П-1

1

,

Риг.З

Вых.

Кд/1.7

f Щг

/-Л ступени