Адаптируемый универсальный логический модуль

9) (П) 7 00 КОМИТЕТ СССЕТЕНИй И ОТН)ЫТ)9 ГОСУДАРСТВЕННЬЮ ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56), 1. Авторское свидетельство СССРВ 333550, кл. 0 06 Р 7/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССРВ 687447кл, О 06 Р 7/00, 1979(54)(57) АДАПТИРУЕМЫЙ УНИВЕРСАЛ)НЫЙЛОГИЧЕСЕИИ ИОДУЛЬ, содержащий эле,менты И и НЕ, причем информацнон;ные входы модуля,подключена к входам элементОв НЕ соотэетственно, выходыкоторых подключены к первым входам первого и второго элементов И, инфор.мационные входы модуля подключены кпервым входам третьего и четвертогоэлементов И соответственно, Управляющие входы модуля подключены к вторым входам элементов И соответствена ю щ и й с я тем,овыщения надежности,т элемент сложениявходы которого под-.дам элементов И и кходу модуля, дополни-"яющие входы модуляретьнм входам элеетственно, выход элепо модулю два являодуля,но о т л и чс целью п модуль содержи ,по модулю два, ключены к выхо настроечному в тельные управл подключены к т ментов И соотв мента сложения ется выходом мИзобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для построения адаптивныхк отказам устройств обработки цифровой информации.Известен универсальный логический 5модуль, содержащий элементы И,ИЛИ,НЕ, реализующий ряд логических Функций 1.Недостатком известного модуля является отсутствие возможности перестройки при отказах.Наиболее близким к предлагаемомуизобретению является универсальныйлогический модуль, содержащий элементы И,ИЛИ,НЕ, причем информационные входы модуля подключены к первому, второму и третьему элементамИ, а через элементы НЕ к четвертому,пятому и шестому элементам И, вторые входы первого, второго, четвертого и пятого элементов И подключены к управляющим входам модуля, авыходы подключены к входам первогои второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены к вторым входамтретьего и пятого элементов И, выходы которых подключены ко входамтретьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля 2,.Недостатком известного модуляявляется невозможность перестройки его для правильного функционирования при наличии в нем любой од-,нократной константной неисправности.Бель изобретения-повышение надеж 35ности модуля по перестройке при неисправностях,Поставленная цель достигается тем,что адаптируемый универсальный логический модуль, содержащий элементыИ и НЕ, причем информационные входымодуля подключены к входам элементовНЕ соответственно, выходы которых, подключены к первым входам первогои второго элементов И, информацион"ные входы модуля подключены к первымвходам третьего и четвертого элементов.И соответственно, управляющиевходы модуля подключены к вторым входам элементов И соответственно модуль содержит также элемент сложения по модулю два, входы которого подключены к выходам элементов И и кнастроечному входу модуля, дополни-,тельные управляющие входы модуля подключены к третьим входам элементов Исоответственно, выход элемента.сложения по модулю два является выходоммодуля,На чертеже представлена функциональная схема адаптируемого универ 6 Осального Логического модуля.Ацаптируемый универсальный логический модуль содержит информационные входы 1 и 2 модуля. соединенные с входами элементов И 3 и 4 и 65 выходами элементов НЕ 5 и б соответственно. Выходы 7 и 8 элементов НЕ 5 и 6 соединены с входами элементов И 9 и 10 соответственно. Другие входы элементов И 3,4,9 и 10 соединены с управляющими входами модуля 11 - 18 соответственно. Выходы 19 - 22 элементов И 3,4,9 и 10 соединены с входами элементов сложения по модулю два 23,пятый вход которого соединен с настроечным входом модуля ;24, а выход 25 является выходлм модуля.Адаптируемый универсальный логический модуль работает следующим образом.В режиме, функционирования без не,исправностей на информационные входы модуля 1 и 2 подаются переменные Х и Х,на управляющие входы 11,13, 15 и 17 и настроечный 24 сигналы управления Б =Б =Х,П =П =Х У 0 соответственно,а на управляющие входы 12, 14, 16 и 18 сигналы управления У из множества 10,1,ХЗ,ХЗ. В этом режиме функционирование модуля описывается уравнением) ) Хф080+) Х Ц Значение управляющих сигналов О -и6 находятся путем поочередной подстановки в выражение реализуемой функции всевозможных значений переменных Х,Х 1, те. сочетаний 00, 701,10,11. Реализуется функцияц,х, х ) =чх, х Ех% х,=ЩО,М )=0; 0 = б , ): О,При наличии неисправностей на управляющие входы модуля 11 - 18 и настроечный 24 подаются сигналы управления из множества 0,1 Х,Х 2,Х Х,Х,Х .Рассмотрим возможности модуля при наличии в нем однократных константных неисправностей,Наиболее неблагоприятные условия создаются в схеме при неисправностях константа 0 на входах элементов И и неисправностях константа 0 и константа 1 на выходах элементов И и ходах элементов НЕ. В этих случаях для. реализации функций могут быть использованы только три конъюктивных элемента, Если в каждом из трех элементов И иметь все входы управляющими, то сложением по модулю два термов, получаемых на выходах таких элементов И можно получить любую из 256 функций трех переменных. Это подтверждается тем, что из 256 функций трех переменных только две Функции имеют максимальное, равное четырем, число несклеиваемых конс1023319 титуент. Это Функции словения помодулю два и ее инверсия. Однаков данном модуле элементы И имеютпо два управляющих входа, а на третьивходы поступают информационные сигналы. При таком построении схемы 5нельзя получить термы, состоящие изодной переменной, поэтому в модуледобавлен еще один управляющий вход,который является пятым входом элемента сложения по модулю два. 0Определение значений управляющихсигналов лри неисправностях осуществляется следующим образом.Реализуемая Функция задается конституентами единицы, если их число 15равно четырем или менее, либо конституентами нуля в видеИх, х ,Х= 9 ИХ,Х,Х).Таким образом, может быть заданалюбая функция трех переменных.Возможны три характерных слУчая.Первый случай. Функция задана че.тырьмя конституентами и ни одна изних ие склеивается ни с какой-либодругой. данная функция является функ цией по модулю два либо .ее инверсией, Значения управляющих сигналов дляних можно получить из выраженийХ 4 +Х 2 ХфХ, ХХ,+ ХХ+Х Х , 30Х+ ХХ+ХХ, (1)49 Ь,ЕМХ ЭМХ 1 щХЙ ХХЗЭ Х Х 1,49 ОЭх,хйххз)=х 1 хх 91 х;,18(ХЪО+ХХ 1 ЭХХ)"-ХъХ 1 Х 2 ЮХХ, (У 35Второй случай. Функция задана тре"мя несклеиваемыми конституентами. ,Таких функций может быть восемь.Они ,приведены в таблице. сложения по модулю два или ее инверсии. Реализуем функцию1 (Х, ХХ:Х., ХхфХХ Х+Х Х, Х;,при неисправности в точке 1(17= 0,Данная функция отличается от функцийсложения по модулю два конституентой ХХХ, тогда1 (ХХХЗ):Х+Х Х +Х Х +ХХ Х .Сигналы управления для нее Ц =Х,ъ 7 Х 1 ф 4 х Хъ 7 - згиТретий случай охватывает все осталь- .ные Функции.Если реализуемая Функция содержитодну или две конституенты,то.они реализуются на элементах И непосредственно беэ упрощения, Если же число конституент равно трем или четырем, топроизводится частично операция склеи- .вания с целью получения меньшего количестна термов. Если после склеиванияодин из термов не может быть реализован ни на какой конъюкцни, то онпреобраэовывается в соответствии стождествомА АюА +АА:А. +А А (3)П р и м е р.Реализуемая функция( Х, Х Х ю Х У Х ЭХ,у Хф ХьХ Хд ХХХф Хупри неисправности в точке 19197%1.После склеивания второй и четвертой конституент получаем выражениеХХЗФХ)( Х ЖХ, Х Х КонституентуХ, ХХ реализуем наэлементе И 4 аХХ 2 Ху - на элементе И 10, Терм Х ХЗна элементе И 9 реализовать нельзя, йоэтому применяем тождество (3).Получим Х Х 9:Х ЙХ 2 Х. Так как неисправность 971 ийвертирует реализуемуюФункцию . то к полученному выражениюнеобходймо добавить единицу, в результате получим выражениеЭх.хь="зфх хзТерм Х Х реализуем на элементе И 9,а Х - используя настроечный входмодуля 24Таким образом, адаптируемый уни 5 версальный логический модуль путемнастройки реализует все логическиефункции трех переменных при любой.однократной константной неисправности и ряде неисправностей большей крат-0 .ности. 40 Как видно иэ табл. каждая из восьми функций отличается от Функций сложения по модулю два либо ее инверсии одной конституентой. Символ операции ИУИ в Функциях табл. заменен насимвол сложения по модулю два, что допустимо при задании Функции в СДНФ, Дпя атих Функций значения управляющих . 60 сигналов также определяютсяпо выражениям (1 и 2), которые в этом случае складываются по модулю два с конституентой, на которую реализуемая Функция отличается от функции 65 Ви еализ емой Ф нкции В)2 Х ХХъ Х 9 Х,Х Х. 9 ХХ Х."х Х ХзО+ хХДз 6 ХХхХ 1 ХХЗЕ Х 1 Х хХЬЕ х 4 ХткХ, МХз 9 Х ХХ ЮХ,Х,Х.Х Х я ХЭХ 1 ХХз 9 хххЬ Х ХьХ 1)(ХЕ ХХ ххх . хХХХЭ х 1 ххх, х 2 х еххх еХ Х.х Основной особенностью модуля является то, что в нем применен многовходоаый логический элемент, выполняющий Функцию сложения по модулю два. Возможности современной интегральной технологии позволяют раэра ботать такой элемент. Применение предлагаемого модуля может оказаться полезным в целях увеличения выхода годных интегральных схем, а также построения устройств обработки циФровой информации повышенной надежности.,