Двоичный счетчик

СОЮЗ ССВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Н 03 К 23/5 ГГ 063 ВО 4:,; );,.Г.дф фи 1 ОЕ.с.,А 1ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 54) ДВОИЧНЫИ СцЕТц я к импульснойпользовано в Изобретение относит технике и может быть и устройствах автоматики ной техники в качестве зовых элементов устрой остью фун ьной над зобретен ерностипутем о ционирова жностью. я являетс ункционир еспечения.,достове ФункциоЦель ние дос устройс и вычислит одного изтв с повыш повышеанияостояна- нной ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО изОБРетениям и ОтнРытиямОРИ ГННТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(56) Справочник по интегральным микросхемам. / Под ред. Б,В, ТарабринаИ,: Энергия, 1980, с. 139.Авторское свидетельство СССРю 1272503, кл. н 03 к 23/58, 1986,(57) Двоичный сцетчик может быть использован в автоматике и вычислительной технике в качестве базового элемента в устройствах с повышеннымидостоверностью Функционирования иэксплуатационной отказоустойчивостью.Цель изобретения - повышение достоверности Функционирования счетчикапутем обеспечения постоянного контроля за правильностью срабатывания егоразрядов и повышение быстродействиявосстановления работоспособности путем автоматизации этого процесса.Двоичный счетчик за счет введения вего структурно-логическую организацию пяти элементов И и пяти элементов ИЛИ с соответствующими конструк 801555857 А 1 тивными связями Формирует на своих выходах сигналы "Частичный отказ" и "Отказ", сигнализируя о достоверности своего Функционирования. Триггер каждого разряда имеет средства встроенного Функционального контроля, обеспечиваюшее непрерывный контроль за правильностью их срабатывания. 8 слуцае отказа одного из основных элементов триггера на его выходе Формируется сигнал "Отказ, который является управляюшим сигналом для реконФигурации работоспособной структуры предлагаемого двоичного счетчика, РеконФигурация обеспечивает замену отказавшего триггера на резервный триг- а гер. Сцетчик содержит цетыре разряда, Е четыре триггера разрядов, резервный триггер, четыре элемента И-ИЛИ, двенадцать элементов ИЛИ, четырнадцать элементов И, четыре элемента НЕ, Триггер каждого разряда содержит два элемента И-ИЛИ-НЕ, цетыре элемента И-НЕ, ьай три элемента НЕ, четыре элемента И, (д а также триггер-селектор, В счетчике (д проводится автоматическое восстанов- д ление его работоспособности путем у) реконФигурации работоспособной струк-туры, что повышает быстродействие процесса восстановления работоспособности. 2 ил, 1555857 20выход пятого элемента И соединен стретьим входом пятого элемента ИЛИсчетчика, четвертый вход которогосоединен с выходом седьмого элементаИ счетчика, выход второго элементаИЛИ соединен с первым входом шестогоэлемента И и с вторым входом четвертого элемента ИЛИ счетчика, выходтретьего элемента ИЛИ счетчика соеди Онен с вторым входом шестого элементаИ и с первым входом четвертого элемента ИЛИ счетчика, выход элементаНЕ первого разряда соединен с первымвходом первого элемента И счетчика, 15с первым входом первой группы входовэлемента И-ИЛИ одноименного разрядаи с третьим входом второго элементаИ второго разряда, выход элементаНЕ каждого, кроме первого и резервного, разряда соединен с вторым входом вт рого элемента И одноименногоразряда, прямой выход первого элемента ИЛИ каждого, кроме первого ичетвертого, разряда соединен с первым 25входом первого элемента ИЛИ последующего разряда, выход первого элементаИЛИ четвертого разряда соединен спервым входом первого элемента ИЛИсчетцика, вход установки в исходное ЗОсостояние средств функциональногоконтроля соединен с К-входом триггера каждого, включая и резервный, разряда, выход первого элемента ИЛИсчетчика соединен с вторым входомтретьего элемента И счетчика, первый вход которого соединен с инверсным выходом пятого элемента ИЛИ счетчика, прямой выход которого являетсявыходом Отказ счетчика, выход треть Оего элемента И является выходом "Частичный отказ" сцетчика, а каждый триггерсодержит два элемента И-ИЛИ-НЕ, четыре элемента И-НЕ, четыре элемента И,три элемента НЕ и триггер-селектор, 45причем 1-вход триггера соединен стретьим входом второй группы входовпервого элемента И-ИЛИ-НЕ, синхровходтриггера соединен с четвертым входомвторой группы входов первого, с первым входом первой группы входов второ.го элементов И-ИЛИ-НЕ и с входомпервого элемента НЕ, выход которогосоединен с вторым входом первого и спервым входом второго элементов И-НЕ, 55а также с вторыми входами первой ивторой групп входов установки в ",1"триггера-селектора, Вгвход триггерасоединен с вторым входом первой и с первым входом второй групп входов первого элемента И-ИЛИ-НЕ, с входомтретьего элемента НЕ, с первым входомпервого элемента И, с первым входомчетвертого элемента И-НЕ и с пятымивходами первой и второй, с четвертымивходами четвертой и пятой групп входов установки в "1" триггера-селектора, К-вход триггера соединен с вторымвходом первой. группы входов второго элемента И-ИЛИ-НЕ, Б-вход триггера соединен с четвертым входом первойгруппы входов и с первым входом второй группы входов. второго элементаИ-ИЛИ-НЕ, а также с третьим входомвторого элемента И и с третьим входомтретьего элемента И-НЕ, выход первого элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с вторым входом второго элемента И и свторым входом второй группы входоввторого элемента И-ИЛИ-НЕ, выходкоторого соединен с вторым входомпервого элемента И и с первым входомпервой группы входов первого элементаИ-ИЛИ-НЕ, выход первого элемента Исоединен с первым входом первого элемента И-НЕ, с третьим входом четвертой и с третьим входом второй группвходов установки в "1" триггера-селектора, выход второго элемента Исоединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, с третьим входом первойгруппы входов и с третьим входом пятой группы входов установки в "1"триггера-селектора, выход первогоэлемента И-НЕ соединен с вторым вхо"дом третьего элемента И-НЕ, с первымвходом третьего элемента И и с первым входом второго элемента И, выходвторого элемента И-НЕ соединен с вторым входом четвертого элемента И-НЕ,с вторым входом третьего элемента Ии с третьим входом первого элементаИ, выход третьего элемента И соединен с входом второго элементд НЕ, свторым входом четвертой группы входови с вторым входом пятой группы входовустановки в "1" триггера-селектора,выход второго элемента НЕ соелинен счетвертыми входами первой и второйгруппвходов установки в "1" триггера-селектора, выход третьего элемента И-НЕ является прямым выхолом триггеоа и соединен с третьим входом чет"вертого элемента И-НЕ, с первыми входами первой, третьей и четвертойгрупп входов установки в "1" триггера-селектора и с третьим входом вто21 1555857 22рой группы входов втопого элемента нен с вторым входом третьей группы И-ИПИ-НЕ, выход четвертого элемента входов установки в "1" триггера-се- И-НЕ является инверсным выходом триг- лектора, выход П установки в исход- гера и соединен с первым входом ное состояние средств функционально- третьего элемента И-НЕ. с третьим5.го контроля триггера соединен с пер-, входом второй группы входов первого вым входом щестой группы входов уста- элемента И-ИЛИ-НЕ и с первыми входа" новки в нулевое состояние триггерами второй и пятой групп входов триг- селект ра, второй вход шестой группы гера-селе тора, выход третьего эле О входов триггера-селектора соединен с мента НЕ соединен с входами четверто- его выходом, который является выходом го элемента И, выход которого соеди- "Откавн триггера.1555857 Составитель О,СкворцоРедактор М.Бланар Техред М.Дидык орректор С.Черн сно ГКНТ С открытиям ., д. 5 гарина,10 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужго Заказ 563 Тираж 656 По ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и 113035, Москва, Ж, Раущская наб315558ного контроля за правильностью срабатывания разрядов счетчика и повышениебыстродействия восстановления работоспособности путем автоматизации этогопроцесса,На Фиг, 1 приведена структурнаясхема предлагаемого двоичного счетчика; на Фиг. 2 - Функциональная схематриггера каждого разряда.ОСчетчик содержит (Фиг. 1) разряды1-4, триггеры 5.1-5.4 разрядов, резервный триггер 5.5, элементы И-ИЛИ6.1-6.4 разрядов, первые 7.2-7,4 ивторые 8, 1-8,4 элементы ИЛИ разрядов, 5первые элементы И 9,2-9.4 разрядов,элементы НЕ 10,1-10,4 разрядов, вторые элементы И 11,1-11,4 разрядов,первый 12 и второй 13 элементы Исчетчика, элемент И-НЕ 14, первыйэлемент ИЛИ 15, третий 16 и четвертый17 элементы .И, второй 18 и третий 19элементы ИЛИ, пятый 20 и шестой 21элементы И, четвертый элемент ИЛИ 22,седьмой элемент И 23 и пятый элементИЛИ 24 счетчика..Первый синхровход двоичного счетчика является счетным входом триггера 5.1 и соединен с вторым входомэлемента И 11.1, Второй синхровходсчетчика является вторыми входамиэлементов И 12. и 13, которые соединены. Первый и второй входы установки в исходное состояние двоичногосчетчика являются соответственно первым и вторым входами элемента И-НЕ3514, выход которого соединен с К,-входами триггеров 5.1-,5, Вход установки в исходное состояние средств Функционального контроля соединен с 11,входами триггеров 5.1-5.5, Выход "Отказ" триггера 5, 1 соединен с входомэлемента НЕ 10.1, с первыми входамиэлементов И 11.1 и 13, с вторыми входами элементов ИЛИ 19 и И 20, с первым входом второй. группы входов элемента И-ИЛИ 6.1 и с первым входомэлемента ИЛИ 7.2. Прямой выход триггера 5,1 соединен с вторым входомпервой группы входов элемента И-ИЛИ6.1, первый вход которой соединен50с выходом элемента НЕ 10,1, с первымвходом элемента И 12 и с третьимвходом элемента И 9,2.Выход элемента И 11.1 соединен спервым входом элемента ИЛИ 8. 1. Выход 55элемента И 12 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 8.1, выход которого.соединен с синхровходом триггера 5.2 57 4и с вторым входом элемента И 11,2, Выход "Отказ" триггера 5.2 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 7,2, с входом элемента НЕ 10,2, с первым входом элемента И 11.2, с первым входом элемента ИЛИ 19 и с первым входом элемента И 20, Прямой выход триггера 5,2 соединен с вторыми входами второй и первой групп входов соответствующих элементов И-ИЛИ 6.1 и 6,2, а также с первым входом элемента И 9,2. Выход элемента НЕ 10,2 соединен с вторым входом элемента И 9.2, выход которого соединен с первым входомэлемента ИЛИ 8,2, Выход элемента И 13 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 82, третий вход которого соединен с выходом элемента И 11.2, Инверсные выходы элементов ИЛИ 7.2- 7.4 соединены с первыми входами первых групп соответствующих элементов И-ИЛИ 6,2-6,4.Прямой выход элемента ИЛИ 7.2 соединен с первым входом элемента ИЛИ 7,3 и с первым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ 6.2. Выход элемента ИЛИ 8.2 соединен с синхровходом триггера 5,3 и с вторым входом элемента И 11,3. Выход "Отказ" триггера 5.3 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 7.3, с входом элемента НЕ 10.3, с первым входом элемента И 1.3, с вторым входом элемента И 17 и с первым входом элемента ИЛИ 18, Прямой выход элемента ИЛИ 7.3 соединен с первым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ 6,3 и с первым входом элемента ИЛИ 7,4, Прямой выход триггера 5.3 соединен с вторыми входами второй и первой групп входов соответствующих элементов И-ИЛИ 6.2 и 6,3 и с первым входом элемента И 9.3. Выход элемента НЕ 10.3 соединен с вторым входом элемента И 9.3, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 18.3, второй вход которого соединен с выходом элемента И 11,3, Выход элемента ИЛИ 8.3 соединен с синхоовходом триггера 5.4 и с вторым входом элемента И 11,4, Выход "Отказ" триггера 5,4 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 7,4, с входом элемента НЕ 10,4, с первым входом элемента И 11,4, с первым входом элемента И 17 и с вторым входом элемента ИЛИ 18, Прямой выход триггера 5.4 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 18. Прямой выход155557 5триггера 5,4 соединен с вторым вхо- "дом первой группы входов и с вторымвходом второй группы входов соответствующих элементов И-ИЛИ 6.4 и 6,3,а также с первым входом элемента И9,4, второй вход которого соединен свыходом элемента НЕ 10,4,Выход элемента И 11,4 соединенс вторым входом элемента ИЛИ 8,4,первый вход которого соединен с вы.ходом элемента И 9,4, Прямой выходэлемента ИЛИ 7,4 соединен с первымвходом второй группы входов элемента,И-ИЛИ 6,4 и с первым входом элементаИЛИ 15. Выход элемента ИЛИ 8.4 соединен с синхровходом триггера 5.5, прямой выход которого соединен с вторымвходом второй группы входов элементаИ-ИЛИ 6,4, Выход "Отказ" триггера5.5 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 15 с первым входом элементаИ 23Выход элемента И 17 соединен с первым входом элемента ИЛИ 24, второйвход которого соединен с выходомэлемента И 21, Выход элемента ИЛИ 18соединен с первым входом элемента И21 и с вторым входом элемента ИЛИ 22,Выход элемента ИЛИ.19 соединен с вторым входом элемента И 21 и с первымвходом элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с вторым входом элементаИ 23,Выход элемента И 20 соединен с третьим входом элемента ИЛИ 24, четвертый вход которого соединен с выходом элемента И 23, Инверсный выход элемента ИЛИ 24 соединен с первым входом элемента И 16, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 15. Выходы элементов И"ИЛИ 6.1- 6,4 являются соответствующими информационными выходами 25.1-25.4 счетчика. Выход элемента,И 16 является выходом "Частичный отказ" 26, Прямой выход элемента ИЛИ 24 является выходом "Отказ" 27 счетчика.Триггер 5.1-5.5 каждого, включая и резервный, разряда содержит (фиг. 2) первый 28 и второй 29 элементы И-ИЛИ-НЕ, первый 30 и второй 31 элементы И, первый элемент, НЕ 32, первый 33 и второй 34, третий 35 и четвертый 36 элементы И-НЕ, третий элемент И 37, второй 38 и третий 39 элементы НЕ, селектор-триггер 40 и четвертый элемент И 41. Логические элементы труктурнологической организации предлагаемогодвоичного счетчика имеют следующеефункциональное назначение,5Элементы И-ИЛИ 6,1-6.4 предназначены для коммутации на соответствую"щие разрядные выходы 25.1-25.4 сигналов с выхода триггера данного илипоследующего разряда в зависимостиот наличия или отсутствия частичного отказа в двоичном счетчике,Первые элементы ИЛИ 7,3-7,4 разрядов осуществляют последовательноеобобщение сигнала частичного отказав счетчике и производят выработкусоответствующих управляющих сигналовдля автоматической перестройки логических ветвей разрядных выходов дво 20 1 ичного счетчика,Вторые элементы ИЛИ 8, 1-8.4 разрядов обеспечивают прохождение синхросигнала либо от. триггера данного раз 25 ряда, либо при отказе данного триггера через обходную ветвь от триггерапредыдущего разряда.Первые элементы И 9,2-9,4 разрядовподключают выход триггера соответству.ЗО ющего разряда к последующей логической ветви счета в двоичном счетчикеили при неисправном состоянии данного триггера блокируют воздействиелогического сигнала на его выходе35на последующие элементы логическойветви счета двоичного счетчика.Элементы НЕ 10.1-10,4 инвертируютсигналы "Отказ" соответствующих триггеров 5, 1-5.4 разрядов, обеспечивая40 выработку управляющих сигналов дляперестройки работоспособной логической структуры двоичного счетчика.Вторые элементы И 11,1-11.4 разрядов предназначены для органиэации45 обходной цепи синхроимпульсам счетапри отказе триггера соответствующегоразряда,Первый 12 и второй 13 элементы Идвоичного счетчика осуществляют ком 50 мутацию синхроимпульсов с входа С 2на вход второго или третьего разрядов в зависимости от исправного илинеисправного состояния триггеров 5.1и 5,2,Элемент И-НЕ 14 предназначен длявыработки сигнала установки в исходноесостояние двоичного счетчика при одновременном наличии на входах К(1)и К(2) сигналов логической "1".155857 Первый элемент ИЛИ 15 и третийэлемент И 16 двоичного счетчика предназначены для формирования сигнала"Частичный отказ", который при своемпервоначальном появлении сигнализирует о возникновении отказа и необходимости повторения операции,Элементы И 17, 20, 2и 23 ИЛИ 18,19, 22 и 24 являются Функциональнойгруппой выработки сигнала "Отказ"двоичного счетчика при появлениидвух и более частичных отказов вего логической структуре, т.е, в случае, когда наличного резерва не хватает для покрытия возникших отказов.Сигнал .,"Отказ" используется обслуживающим персоналом как диагностирующее сообщение о необходимости замены двоичного счетчика без предварительного анализа всей структуры устройства автоматики, вычислительнойтехники средствами тестирования идиагностики либо как сигнал на проведение реконфигурации работоспособной 25структуры адаптивного устройства сцелью покрытия аппаратного ущерба резервом более высокого уровня.1-вход триггера каждого разряда,соединен с третьим входом второйгруппь 1 входов элемента И-ИЛИ-НЕ 28,К-вход триггера соединен с вторымвходом первой и с первым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ-НЕ.28, с входом элемента НЕ 39, с первым входом элемента И 30 и с первымвходом элемента И-НЕ 36. Синхровходтриггера каждого разряда соединенс четвертым входом второй группывходов элемента И-ИЛИ-НЕ 28, с входом 40элемента НЕ 32 и с первым входомпервой группы входов элемента И-ИЛИНЕ 29. К-вход триггера соединен свторым входом первой группы входовэлемента И-ИЛИ-НЕ 29Б-вход триггера соединен с четвертым входом первойи с первым входом второй групп входовэлемента,И-ИЛИ-НЕ 29, с третьим входом элемента И 31 и с третьим входомэлемента И-НЕ 35Выход элемента И-ИЛИ-НЕ 28 соединен с вторым входом элемента И 31 ис вторым входом второй группы входовэлемента И-ИЛИ-НЕ 29, выход которогосоединен с вторым входом элементаИ 30 и с первым входом первой группы входов элемента И-ИЛИ-НЕ 28. Выходэлемента НЕ 32 соединен с вторымвходом элемента И-НЕ 33, с первым входом элемента И-НЕ 34 и с вторымивходами первой и второй групп входовустановки "1" селектора-триггера 40,Выход элемента И 30 соединен с первымвходом элемента И-НЕ 33 и с третьимивходами второй и четвертой групп входов установки в "1" селектора-триггера 40, Выход элемента И 31 соединенс вторым входом элемента И-НЕ 34,с третьими входами первой и пятойгрупп входов установки в "1" селекторатриггера 40, Выход элемента И-НЕ 33соединен с вторым входом элементаИ-НЕ 35, с первым входом элементаИ 37 и с первым входом элемента И 31.Выход элемента И-НЕ 34 соединенс вторым входом элемента И-НЕ 36, с.вторым входом элемента И 37 и с третьим входом элемента И 30, Выход элемента И 37 соединен с входом элементаНЕ 38 и с вторыми входами четвертойи пятой групп входов установки в "1"селектора-триггера 40. Выход элементаНЕ 38 соединен с четвертыми входамипервой и второй групп входов установки "1" селектора-триггера 40. Выходэлемента НЕ 39 соединен с первым ивторым входами элемента И 41, выходкоторого соединен с вторым входомтретьей группы входов установки в "1"селектора-триггера 40. Вход К триг"гера каждого разряда соединен с первым входом шестой группы входов установки в исходное состояние селектора-триггера 40. Вход Ко триггерадополнительно соединен с пятыми входами первой и второй и с четвертымивходами четвертой и пятой групп входов установки в "1" селектора-триггера 40,Выход элемента И-НЕ 35 являетсяпрямым выходом триггера и соединенс третьим входом элемента И-НЕ 36,с третьим входом первой группы входовэлемента И-ИЛИ-НЕ 29 и с первыми входами первой, третьей и четвертойгрупп входов установки в "1" селектора-триггера 40. Выход элементаИ-НЕ 36 является инверсным выходомтриггера и соединен с первым входомэлемента И-НЕ 35, с вторым входомвторой группы входов элемента И-ИЛИ-НЕ28 и с первыми входами второй ипятой групп входов установки в "1"селектора-триггера 40, выход которого является выходом "Отказ" триггера и соединен с вторым входом своейшестой группы входов.Элементы 1 К-триггера каждогоразряда имеют следующее функциональное назначение,Элементы И-ИЛИ-НЕ 28 и 29, И 30 и31, НЕ 32 и 1-НЕ 33 и 34 образуютсхему вспомогательного триггера свходной логикой Функционирования 1 Ки КБ-триггера. Элементы И-НЕ 35 и 36образуют схему основного триггера.Элемент НЕ 32 обеспечивает двухтактный режим работы 1 К-триггера каждогоразряда при налиции только одногосинхровхода.Элемент И 37 осуществляет контроль наличия сигнала запрета работы(срабатывания элементов) основноготриггера во время действия сигналана синхровходе триггера и формируетна своем выходе сигнал строба сравнения, задержанного относительно положительного фронта синхросигналовна время, не меньшее 3 Т, , т.е. навремя срабатывания элементов НЕ 32,И-НЕ 33 и 34 и самого элемента И 37.Элемент НЕ 38 производит задержкусигнала сравнения на время, равноене менее 4 Т, относительно отрицательного Фронта синхросигнала, Элемент НЕ 39 инвертирует значение сигнала на К-входе триггера.Элемент И 41 формирует на своем. выходе строб сравнения через времяне менее 2 Т, с момента появленияотрицательного фронта сигнала наК-входе триггера.Отличительной особенностью элементов И 37 и 4 1, а также элементов НЕ38 и 39 является то, что время срабатывания этих элементов должно бытьне менее Т Р в отличие от другихлогических элементов структуры 1 Ктриггера. Данное ограничение можновыполнить, например, при интегральной технологии увеличением количест"ва последовательно включенных транзисторов при разработке топологииэтих логических элементов, технологией изготовления, т.е. увеличением .геометрических размеров базы транзисторов этих элементов по сравнениюс размерами баз транзисторов другихлогических элементов ТК-триггера, атакже увеличением резисторной и емукостной нагрузки этих логическихэлементов.Селектор-триггер 40 осуществляетна своих группах входов .установки в,"1" контроль, правильности срабатывания всех логических элементов струк уры ЕК-триггера, В случае нарушениялогики функционирования (отказа ка 5кого-либо логического элемента) навыходе селектора-триггера 40 формируется сигнал "Отказ", который посредством своей обратной связи черезсвою шестую группу входов осуществляет так называемый "эффект самозахвата", т,еустанавливается в устойчивое состояние логической на выходе. Триггер-селектор 40 может бытьреализован, например, на элементеИ-ИЛИ с шестью группами еходое И, изкоторых пять являются группами входовустановки в "1", в первый и второйвходы шестой группы входов И элемента И-ИЛИ соединены соответственно свходом установки нуля триггера-селектора и с выходом элемента И-ИЛИ, выход которого является выходом триггера-селектора.Счетчик работает следующим обра 25 эом,Для установки двоичного счетчикав исходное состояние одновременно наоба установочные входа К,(1) и К(2)подаются сигналы логической "1", НаК-вход счетчика подается сигнал логического "0". Выход 25,1соединяется с синхроеходом С 2 устройства.При исправном состоянии всех основных триггеров 51-54 на их выхо"дах "Отказ" присутствует сигнал логического "0". В этом случае закрытыследующие логические элементы двоичного счетчика: вторая группа входовэлемента И-ИЛИ 6, 1, элементы И 1,и 13, элемент И 20, элементы И 11.211,4 и элемент И 17. Кроме того, нулевые логические уровни сигналовпоступают на входы элементов ИЛИ7,2-7,4 и 15, ИЛИ 18 и 19 и НЕ 1 О.14 10.4, В результате этого открытыпервые группы входов элементов И-ИЛИ6,1-6,4 и закрыты их вторые группывходов, открыты элементы И 9.2-9.4,элемент И 12На выходах 26 и 27 двоичного счетчика присутствуют сигналылогического "0".Подсчет импульсов, поступающихв этом слуцае на первый синхровходС счетчика, производится по следую,цей логической ветви предлагаемого,1 двоичного счетчика.Импульсы поступают на счетный входтриггера 5.1, состояние сигнала наего выходе (и его изменения) через55857 12селектора-триггера 40 не пропустит на свой выход высокий логический уровень сигнала. Первая, вторая, четвертая и пятая группы входов установки в " 1" селектора-триггера 40 закрыты нулевым потенциалом на К -1 О 30 35 40 45 50 55 открытую первую группу входов элемента И-ИЛИ 6. 1 поступает на первый разрядный выход 25. счетчика и на С 2, открытые первый элемент И 12 и второй элемент ИЛИ 8,1 - на счетный вход триггера 5,2 (элементы И 11.1 и 11,2 закрыты и поэтому синхроимпульсы не проходят через эти обходные цепи), Значение состояния сигнала на выходе триггера 5,2 (и его изменения) поступает через элементы И 9,2 и ИЛИ 8,2 на счетный вход триггера 5.3, а также через открытую первую группу входов элемента И-ИЛИ 6,2 - на второй разрядный выход 25.2 счетчика. Значение состояний.( и их изменение) с выходов триггеров 5.3 и 5.4 передаются в последующие разряды и на разрядные выходы 25,3 и 25,4 аналогичным образом. Значение состоя ний сигналов на выходе резервного триггера 5.5 в этом случае на выход счетчика не поступает, так как вторая группа входов элемента И-ИЛИ 6.4 за крыта.В процессе подсчета импульсов разрядами предлагаемого счетчика производится непрерывный контроль правильности срабатывания триггера каждого разряда. Контроль правильности срабатывания триггера каждого разряда осуществляется следующим образом.При установке счетчика в исходное ,состояние на К - и К-входах триггера присутствует сигнал логического "0", который устанавливает селектор-.триг" гер 40 (фиг. 2) в состояние логичес. кого "0" на его выходе, а также, поступая на первую группу входов элемента И-ИЛИ 28, на вход элемента И 30 и на вход элемента И"НЕ 36, устанавливается 1 К-триггер в состояние логического "0". Согласно логике работы триггера выходпринимает значение логического 0 через рм т.е, через время срабатывания его ло" гических элементов И-НЕ 36 и 35, Правильность срабатывания этих элементов контролируется стробом сравнения, поступающим на вход третьей группы входов установки в "1" селектора- триггера 40 с выхода четвертого элемента И 41, который вырабатывает его через время не менее 2 Т, с момента появления отрицательного фронта сигнала на Ко-входе триггера, При правильном срабатывании элементов И-НЕ 36 и 35 третья группа входов входе триггера. Если один из элементов И-НЕ 36 и 35 срабатывает неправильно (произошел отказ), то третьягруппа входов установки в "1" селектора-триггера пропускает на свойвыход сигнал высокого логическогоуровня и он устанавливается в единичное состояние, означающее отказ одного из. основных логических элементов его структуры. В счетном режиме триггер. каждогоразряда Функционирует следующим образом. При предыдущем единичном состоянии триггера появление положительного фронта синхроимпульса навходе С 1 приводит к срабатыванию элемента И-ИЛИ-НЕ 29, который изменяет состояние на своем выходе с логической "1" на логический "0". В последующем срабатывает элементИ-ИЛИ-НЕ 28 и элементы И 30 и 31. Врезультате на выходе элемента И 30 должен быть выработан сигнал логического "0", а на выходе элемента И 31 - сигнал логической "1". Таким образом, через время не более 3 Тр в точке А (Фиг, 2) присутствует сигнал логического "0", а в точке А- сигнал логической "1", Значения этих сигналов поступают соответственно на четвертую и пятую группы входов установки в "1" селектора-триггера 40, Строб сравнения с выхода элемента И 37 поступает также на четвертую и пятую группы входов установки в "1" селектора-триггера 40 через время не менее 3 Т, срабатывания элементов НЕ 32, И-НЕ 33 и 34 и И 37 с момента появления положительного фронта синхроимпульса.В случае правильного срабатывания всех логических элементов вспомогательного триггера ни четвертая, ни пятая группы входов установки в "1" триггера"селектора 40 не пропустят на его выход сигнал логической "1". В противном случае триггер-селектор 40 устанавливается в устойчивое состояние логической "1", сигнализируя об отказе одного из логических элементов вспомогательного триггера. Сприходом отрицательного фронта син1555857 45Р(А 8 Ч САКЯ Ч В Ч САЯКБ Ч САОКЯ,где Р А, А хроимпульса на С-вход триггера через время 2 Тс на выходах элементов И-НЕ 33 и 34 %являются следующие сигналы; на выходе элемента И-НЕ 33 сигнал логической "1", а на выходе5 элемента И-НЕ 34 - сигнал логического "0". В результате этого через время 3 Т элемент И 37 закрывается и на его выходе устанавливается сигнал логического "0". Через время 4 Тс с момента появления отрицательного Фронта синхроимпульса на выходе элемента НЕ 38 появляется сигнал строба сравнения, который поступает на первую и вторую группы входов установки в "1" селектора-триггера 40, который сравнивает на этих группах входовсостояния сигналов на выходах элементов И 30 . И-НЕ 36, а также на выходах элементов И 31 и И-НЕ 35 соответственно, При правильном срабатываниивсех логических элементов структурытриггера состояния сигналов на указанных выходах противоположные и, 25следовательно, ни первая, ни втораягруппы входов установки в "1" триггера-селектора 40 не пропускают на еговыход сигнал высокого логическогоуровня. В противном случае триггерселектор 40 устанавливается в состояние логической "1", сигнализируя оботказе одного или нескольких логических элементов основного триггера.Функционирование триггера и контрольправильности срабатывания логическихэлементов структуры 1 К-триггера каждого разряда при предыдущем его нулевом состоянии производятся аналогичным образом.40Общий вид условий формированиясигнала "Отказ" 1 К-триггера каждогоразряда можно представить следующим .аналитическим выражением: функционал отказа 1 Ктриггера каждого разряда;соответственно единичноеили нулевое состояниесигнала на С-входе 1 Ктриггера каждого разряда;единичное и нулевое значения сигнала соответст"венно в точке А или точ"ке А триггера;нулевое значение сигнала на К-входе триггера; значение сигнала на прямом и инверсном выходах триггера.В процессе подсчета синхроимпульсов средствами встроенного контроля осуществляется постоянный контроль за правильностью срабатывания каждого триггера структуры двоичного счетчика. В случае отказа какого-либэ логического элемента триггера разряда на его.выходе Г появляется сигнал логической "1", При этом элементы ИЛИ 15, 18, 19, 22 и 24 и элементы И 16, 17, 20, 21 и 23 формируют на выходе 26 счетчика сигнал "Частичный отказ" или на выходе 27 - сигнал "Отказ". При числе отказавших триггеров формируется сигнал "Отказ", т,е. сигнал о том, что наличного резерва в структуре двоичного счетчика не хватает для покрытия возникших отказов и счетчик подлежит замене. При отказе какого-либо одного триггера этот отказ покрывается путем автоматической реконфигурации работоспособной структуры предлагаемого двоичного счетчика по принципу "вытеснения" отказавшего триггера. Рассмотрим работу предлагаемого двоичного счетчика при отказе триггера второго разряда. На выходе Г триг-гера 5,2 появляется сигнал логической "1". Этот сигнал поступает на следующие логические элементы. двоичного счетчика; ИЛИ 7.2, НЕ 10,2, И 11.2, ИЛИ 19 и И 20, В резульате этого производится смена состояний сигналов на Ьыходах элементов ИЛИ .7.2-7,4, НЕ 10,2 ИЛИ 19 и ИЛИ 15, а элементы 11,3, 16 и 20 открываются высокими логическими уровнями сигналов, Кроме того, вследствие изменения сигналов на выходах элементов ИЛИ 7.2-7,4 закрывается первые группы входов и открываются вторые группы входов элементов И-ИЛИ 6.2-6.4, Единичное сос" тояние сигнала с выхода элемента ИЛИ 19 поступает на вход элемента ,И 2 1 и через элемент ИЛИ 22 -. на вход элемента И 23 Однако элемент И 21 закрыт нулевым уровнем сигнала с выхода элемента ИЛИ 18, а элемент И 23 - нулевым уровнем сигнала с выхода "Отказ" триггера 5.5.Таким образом, на всех входах элемента ИЛИ 24 присутствуют сигналы логического "0" и на выходе 27 уст 555857ройства сигнал "Отказ" отсутствует. Одновременно с этим на выходе элемента И 16 вырабатывается высокий логический уровень сигнала (на его второй вход поступает высокий логический уровень сигнала с инверсного выхода элемента ИЛИ 24), что приводит к появлению сигнала "Частный отказ" на выходе 26 двоичного счетчика. Сигнал "Частный отказ" двоичного счетчика означает при своем первом появлении, что операцию для ее достоверного выполнения необходимо повторитьЗа время, необходимое для повторного запус ка этой команды (операции), предлагаемый двоичный счетчик производит автоматичес.кое восстановление работоспособности путем вытеснения отказавшего триггера 5,2 триггером 5.3, 2 О триггера 5,3 триггером 5.4 и триггера 5.4 триггером 5.5.Автоматическое восстановление работоспособности предлагаемого двоичного счетчика производится следующим 25 образом. Так как открываются вторые группы входов элементов И-ИЛИ 6.2- 6.4, то на разрядные выходы устройства 25.2-25.4 в этом случае поступают значения состояний на выходах тригге- ЗО ров 5.3-. 5,5 последующих разрядов, т.е. на вход 25.2 поступает значениесигнала на выходе триггера 5.3, на выход 25.3 с триггера 5.4 и на выход 25,4 - с триггера 5,5. Элемент И 9.2 закрывается нулевым уровнем сигнала с выхода элемента НЕ 10.2, предотвращая тем самым влияние логического сигнала с выхода неисправного триггера 5,2 на последующие логические элементы структуры двоицного счетчика. Элемент И 11.2 открывается, организуя обходную цепь для синхроимпульсов счета, поступающих с выхода первого разряда на третий разряд, обходя при этом неисправный триггер 5,2 второго разряда.Подсчет импульсов в этом случае производится по следующей логической ветви двоичного счетчика: с входа С 1 на счетный вход триггера 5.1, с выхода триггера 5. 1 - на выход 25.1 счетчика через открытую первую группу входов элемента И-ИЛИ 6.1, с выхода 25, 1 через соединение 25.1 С 2, открытые, элемент И 12. и элемент ИЛИ 8. 1, элемент И 11,2 и элемент ИЛИ 8,2 - на счетный вход триггера 5.3, значение состояния сигнала с выхода триггера 5.3 (и его изменение) поступает через элементы И 9,3 и ИЛИ 8.3 на счетный вход триггера 5,4, а также через открытую вторую группу входов элементв И-ИЛИ 6,2 на разрядный выход 25.2, значение состояний (и их изменения) сигналов с выходов триггеров 54 и 5.5 на разрядные выходы 25.3 и 25.4 производится аналогичным образом. Значение состояния сигнала на выходе триггера 5,4. через элементы И 9,4 и ИЛИ 8.4 передается на счетный вход триггера 5.5.При отказе триггера 5.1 автоматическое восстановление работоспособности двоичного счетчика производится путем замещения триггера 5.1 триггером 5.2, триггера 5.2 триггером 5,3, триггера 5.3 триггером 5.4 и триггера 5.4 триггером 5,5, т.е. производится полная сдвижка триггеров 5.2-5.5 влево относительно разрядных выходов внутри логической структуры предлагаемого двоичного счетчика. Автоматическая реконфигурация работоспособной структуры двоичного счетчика производится таким же образом, что и при отказе триггера 5.2.В случае отказа двух и более триггеров 5,1-5,5 на выходе 27 предлагаемого двоичного счетчика формируется си.гнал "Отказ". Это производится следующим образом, Когда отказывают триггеры 5. и 5,3, то единичные логические уровни сигналов с выходов Р соответствующих триггеров 5. 1 и 5,3 (фиг. 1) поступают через элементы ИЛИ 18 и 19 соответственно на оба входа элемента И 21, который формирует на своем выходе также высокий логицеский уровень сигнала. Следовательно, сигнал с выхода элемента И 21 поступает на вход элемента ИЛИ 24, который также Формирует на своем выходе высокий логический уровень сигнала. Высокий логический уровень сигнала с прямого выхода элемента ИЛИ 24 поступает на выход 27 сцетцика, цто означает "Отказ" устройства в целом, т,е. наличного резерва в предлагаемом счетчике не хватает для покрытия возникших. отказов.Таким образом, обеспечивается повышенная достоверность функционирования за сцет непрерывного контроля правильности срабатывания триггеров каждого разряда, а также обеспечивается восстановление работоспособ 1551357ности при возникновении частичного отказа путем реконфигурации работоспособной структуры.5Формула изобретения Двоичный счетчик, содержащий резервный триггер и триггеры каждого разряда, элемент И-НЕ и два элемента 10 И, а каждый разряд, кроме первого, содержит первый элемент ИЛИ и первый элемент И, каждый разряд дополнительно содержит элемент И-ИЛИ, элемент НЕ, второй элемент ИЛИ и второй эле мент И, первый и второй установочные входы счетчика соединены соответственно с первыми и вторым входами элемента И-НЕ счетчика, выход которого подключен к К, -входам триггера каждого, 20 включая и резервный, разряда, первый синхровход счетцика соединен со счетным входом триггера и с вторым входом первого элемента И первого разряда, второй синхровход счетцика соединен с вторыми входами первого и второго элементов И счетчика, прямой выход триггера каждого, кроме резервного, разряда соединен с вторым входом первой группы входов элемента И-ИЛИ од ноименного разряда, прямой выход триггера каждого, кроме первого и резервного, разряда соединен с первым входом второго элемента И одноимен- НОГО и с Вторым Входом Второи Группы входов элемента И-ИЛИ предыдущего разрядов, прямой выход триггера резервного разряда соединен с вторым входом второй группы входов элемента И-ИЛИ четвертого разряда, выходы пер вого и второго элементов И счетчика соединены соответственно с вторым входом второго элемента ИЛИ первого разряда и с вторым входом второго элемента ИЛИ второго разряда, выход 45 первого элемента И первого разряда соединен с первым входом второго элемента ИЛИ одноименного разряда, .выход второго элемента ИЛИ каждого разряда соединен с синхровходом 50 триггера и с вторым входом первого элемента И последующего, кроме резервного, разряда, инверсный и прямой выходы первого элемента ИЛИ каждого, кроме первого и резервного, разряда соединены соответственно с первыми ,входами первой и второй групп входов элемента И-ИЛИ одноименного разряда, выход второго элемента И каждого,кроме первого и резервнбго, разрядасоединен с первым входом Второго элемента ИЛИ одноименного разряда, выходпервого элемента И Второго разрядасоединен с третьим входом второгоэлемента ИЛИ одноименного разряда,выходы. первых элементов И третьегои четвертого разрядов соединены свторыми входами второго элемента ИЛИсоответствующего разряда, выходыэлементов И-ИЛИ каждого, кроме реверсивного, разряда являются ссор ветствующими разрядными выходами счетчика, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействиявосстановления работоспособности идостоверности функционирования, в него введены пять элементов И и пятьэлементов ИЛИ, выход "Отказ" триггера каждого разряда, кроме резервного,соединен с входом элемента НЕ и спервым входом первого элемента И одноименного разряда, выход "Отказ" триггера первого разряда дополнительносоединен с первым входом второгоэлемента И счетчика, с первым входомвторой группы входов элемента И-ИЛИодноименного, с первым входом первого элемента ИЛИ второго разрядов ис вторыми входами третьего элементаИЛИ и пятого элемента И счетчика,выход "Отказ" триггера каждого, кроме первого и резервного, разрядадополнительно соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ одноименного разряда, выход "Отказ" триггеравторого разряда дополнительно соединен с первыми входами третьего элемента ИЛИ и пятого элемента И счетчика, выход "Отказ" триггера третьегоразряда дологнительно соединен свторым входом четвертого элемента Ии с первым входом второго элементаИЛИ сцетчика, выход "Отказ" триггерачетвертого разряда дополнительносоединен с первым входом четвертогоэлемента И и с вторым входом второгоэлемента ИЛИ счетчика, выход "Отказ"резервного триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ ис первым входом седьмого элементаИ счетчика, второй вход которогосоединен с выходом четвертого элемента ИЛИ счетчика, выход четвертогоэлемента И счетчика соединен с первымвходом пятого элемента ИЛИ счетчика,второй вход которого соединен с выходом шестого элемента И счетчика,