Устройство для подсчета числа единиц

)5 6 ИЗОБРЕТЕН И СА Костеневич ычислительля построематричных кой контроя - повышен тройства для иниц контработает в рабо роля,В рабочем р входы 9194 по ного вектора х 1,жиме на инфо даются компо х 4 соответст ные оича упациотыдно,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1068932, кл, 6 06 Г 7/50, 1980,Патент ФРГ 1 Ф 1537536,кл, Н 03 К 19/00, 1972.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА ЧИСЛАЕДИНИЦ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для построения быстродействующих матричныхпроцессоров, обладающих высокой контролепригодностью. Цель изобретения - повышение достоверности контроля устройствадля подсчета числа единиц. Устройстводляподсчета числа единиц содержит и элементов ИЛИ (и - разрядность входного двоичноИзобретение относится к вной технике и предназначено дния быстродействующихпроцессоров, обладающих высолепригодностью,Цель изобретени ие достоверности контроля ус подсчетачисла единиц.На чертеже представлена схема устройства для подсчета числа единиц прии = 4 (и - разрядность входного булевавектора Х = (х 1 х), в котором осуществляется подсчет числа логических единиц),Устройство содержит элементы 111 яравнозначности пятой группы, элементыго слова), элемент НЕ, п+2 групп элементов равнозначности, и информационных входов, два пуравляющих входа и п+1 выходов, Устройство для подсчета числа единиц работает в рабочем режиме и режиме контроля. В рабочем режиме на информационные входы подаются двоичные переменные х 1х, на управляющие входы сигналы 01 = Ог = О. Тогда на выходах устройства реализуются фундаментальные (элементарные) симметричные булевы функции, зависящие от переменных х 1х, При подаче на первый управляющий вход сигнала 01 = 1 устройство переводится в режим контроля.В этом режиме независимо от входных переменных х 1 хп устройство проверяется четырьмя фиксированными тест-наборами, ч которые позволяют обнаружить любую константную неисправность произвольной кратности на входах-выходах элементов, 1 ил 1 табл.вв Ъф 212 з равнозначности шестой группы, элементы ИЛИ 3134, элемент НЕ 4, элементы 5154 равнозначности первой группы, элементы 61,66 равнозначности второй группы, элементы 7178 равнозначности третьей группы, элементы 81,8 з равнозначности четвертой группы; информационные входы 91,94, управляющие входы 10 и 11 и выходы 121125.Устройство для подсчета числа едчем режиме и режимеравляющий вход 10 - сигнал 01 = О, нэ управляющий вход 11 - сигнал 02=0. При этомэлементы 1114 равнозначности переводятся в режим инверторов, элементы 51, 54,61,6 2, 65, 65, 71, 7 в, 81, 82, 8 з равнозначности - в режим элементов И, элементы 52, 5 з,бз, 64, 7277 равнозначности - в режимэлементов ИЛИ-НЕ. На выходах 121125устройства реализуются фундаментальные, функции (ф.с.б.ф) соответственно Г 1 Г 5,гдеР 1(Х 1, Х 2, Хз, Х 4) = Г 4 (Х 1, Х 2, ХЗ, Х 4),=15.Заметим, что ф.с.б.ф,1, если х. +х +,+х,=-а,ЕД (х 1, х 2 хп =О, если х, + хх агде 0 апСигнал логической единицы форми руется на выходе 121 лишь в том случае, если, вектор входных двоичных пере; мнных )( =(х 1, х 2, хз, х 4) содержит ровно (1-1) единичных, компонент.В режим контроля устройство для подсчета числа единиц переводится подачей науправляющий вход 10 сигнала 01= 1, В этом, режиме устройство независимо от значениявходного вектора проверяется четырьмяфиксированными тест-наборами, которыепозволяют обнаружить любую константнуюнеисправность произвольной кратности навходах-выходах элементов 5, б, 7, 8, 1 рав, нозначности групп с первой по пятую.Проверяющие тест-наборы формируют ся следующим образом.Пусть вектор входных сигналов устройства в общем случае имеет видС (01, 02. х 1, х 2, хз, х 4, х 5, хвхп),где 01- 02 - сигналы на первом и второмуправляющих входах 10 и 11 устройства;Х 1- сигнал на К-м информационном входе 9 устройства (К = 1, 2п).Тогда проверяющими тест-наборамиявляются вектора:С 1 = (1, О, О, О, 1, О, 1, Оп тоб 2);С 2=(1, 1, О, 0,0, 1,0, 1,(1-п п 1 ос 2;С = (1, О, 1, 1, 1, О, 1, Оп п 1 об 2);С 4 = (1, 1, 1, 1, О, 1, О, 1, . (1 - и п 1 об 2.п еоб 2 = 1, если п - нечетное, впротивном случае и щоб 2 = О.Таким образом, четыре проверяющихтест-набора представляют собой комбинацию двух кортежей сигналов К 1 == (О, 0,) иК 2 =(1, 1) на вторых и третьих входах элементов 5 равнозначности первой группы и двухи-компонентных векторов 1=. (О, 1, О, 1,пеоб 2) и ч 2 (1, О, 1, 0(1-п гпоб 2,первая компонента которых подается в ре10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 жиме контроля на первые входы элементов 5 равнозначности первой группы, а ю-я(а = 2, З,п) - на первые и вторые входы элементов равнозначности а-й линейки; и-я компонента - на первые входы элементов равнозначности и-й линейки,ВектоР-РеакЦиЯ Йе - (г 1, г 2 ,гп е+ 1) устройства на тест-набор Се (е = 1, 2, 3, 4) при отсутствии неисправностей имеет видЙе = (ае, Ье, Ье,Ье,эе)гдеае б (0,1); Ье б(0,1)Следовательно, анализ реакции устройства на результаты тестирования может быть выполнен без затруднений,В таблице представлены двоичные номера, реализуемые устройством при и = 4 ф.с,б.ф. в рабочем режиме, а также тест-наборы и эталонные реакции на них в режиме контроля,Независимо от числа информационных входов устройство проверяется четырьмя тест-наборами, вид которых фиксирован.Предлагаемое устройство позволяет обнаружить все константные неисправности произвольной кратности,Кроме того, устройство обладает однородной и регулярной структурой, построено на логических элементах с ограниченным числом входов.Формула изобретения Устройство для подсчета числа единиц, содержащее и (и - разрядность входного двоичного слова) элементов ИЛИ и элемент НЕ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью повышения достоверности контроля, содержит (и+2) групп элементов равнозначности, -я из которых ( = 1 п) содержит 2 (+1) элементов равнозначности, и-я группа содержит (п) элементов равнозначности, (и+1)-я группа содержит(п) элементов равнозначности, (п+2)-я группа содержит (и) элементов равнозначности, первый управляющий вход устройства соединен с первым входом )-.го Ц = 1.п) элемента равнозначности (и+1)-й группы и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом 1-го элемента равнозначности (и+2)-й группы и первым входом )-го элемента ИЛИ, выход -го элемента ИЛИ соединен с первым входом 1-го элемента равнозначности 1-й группы и первым входом(2 - р+ 1+ 2)-го элемента равнозначности 1-й группы (1 = 1 р; р = 2 -проб 2, если и - четное. р = 1 +воб 2, если и - нечетное), выход и-го элемента ИЛИ соединен с первым входом 1-го элемента равнозначности и-й группы, второй управляющий вход устройства соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом первого элемента рав1667083 нозначности (и+2)-й группы и первыми входами второго и третьего элементов равнозначности первой группы, выход К-го (К = 1 п) элемента равнозначности (и+2)-й значности (и+1)-й группы, второй вход которого соединен с вторым входом (2 К+ 5- а)-го элемента равнозначности (К+1)-й группы, (К+2)-й информационный вход устройства соединен с вторым входом (2 Ь+1)-го элемента равнозначности (Ь = 1,. ,К) (К+1)-й группы, второй вход (2 Ь + 2)-го элемента равнозначности которой соединен с выходом (К+2)-го элемента равнозначности (и+1)-й группы, выход первого элемента равнозначности К- й группы соединен с третьими входами первого и второго элементов равнозначности (К+1)-й группы, выход первого элемента равнозначности (и)-й группы соединен с первым выходом устройства, выход (2 К+2)-го элемента равнозначности К-й группы соединен с третьими входами (2 К+3)-го и (2 К+4)-го элементов равнозначности (К+1)-й группы, выход 2 п-го элемента равнозначности (и)- й группы соединен с (п+1)-м выходом устройства, выход .2 б-го элемента равнозначности К-й.группы (д = 1, 2К) соединен с третьим входом (20+1)-го элемента равнозначности (К+1)-й группы и третьим входом (24+2)-го элемента равнозначности (К+1)-й группы, четвертый вход которого соединен с четвертым входом (20+1)-го элемента равнозначности (К+1)-й группы и выходом (2 б+1)-го элемента равнозначности К-й группы, выход 1-го элемента равнозначности и-й группы соединен с (1+1)- м выходом устройства, а его (ц+1)-й вход соединен с выходом (2 - 1+о)-го элемента равнозначности (и)-й группы. группы соединен с вторым входом (К+1)-го, 5 элемента равнозначности (и+2)-й группы, вторым входом (К+1)-го элемента ИЛИ и первым входом а-го элемента равнозначности(К+1)-й группы(т =- ч+ 1, ч+ 2 гпоб .,2 К+ 4 - ч; ч = 2 - (К+ 1) 2), если и - четное, ч = 1 + (К+1) проб 2, если и - нечетное); )-й информационный вход устройства соединен с вторым входом )-го элемента равнозначности (и+1)-й группы, выход первого элемента равнозначности (и+1)-й группы со 10 единен с вторым входом о-го (ц = 1, 2) элемента равнозначности первой группы, а его второй вход соединен с вторым входом (ц+2)-го элемента равнозначности первой группы, выход второго элемента равнозначности (и+1)-й группы соединен с третьим входом (2 п вод 2+о)-го элемента равнозначности первой группы, а его второй вход 15 20. соединен с третьим входом (ц+ 2 (1- и вод 2-го элемента равнозначности первой группы, выход (К+2)-го элемента равнозначности(о+1)-й группы соединен с вторым входом первого элемента равнозначности(К+1)-й группы, а его второй вход соединен с вторым входом (2 К+4)-го элемента равнозначности (К+1)-й группы, второй вход(а+2)30 го(а =(2 К+ 1)/и гпоб 2- К глод 2/) элемента равнозначности (К+1)-й группы соединен с выходом (К+2)-го элемента равноТаблица режимов работы устройства для подсчета числа единиц 8 ыходы Управляюие Входы Информационные Режим вход 124 125 122 123 92 9 з 9 91 10 11 0 0 1 1 0 О О 0 1 .1 О О О0 1 0 0 Рабо- чий 1 О 0 1 0 1 Конт- роль О 1 О О 0 0 О 0 0 О О 0 О О О О 0 0 О 1 0 0 0 0 О О 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 О 1 О 1 0 0 0 0 0 0 О О 1 1 1 1 1 1 1 1 0 О 1 1 О 0 0 О 1 О 0 О 1 1 1 1 О О 1 0 0 0 0 0 0 О 0 0 О О О 0 0 О О 1 1 О 0 О 1 О 0 0 О О О О О О О О О 1, 1 О О 0 1 1 1 О О 1 1 О 1 0 О О О О 1 1 О О 0 О 0 0 0 1 О О О 1 О 1 0 О 0 1 0 О О О О О О О О О О О О О О 1 О 1 О. Леж роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 Заказ 2525 Тираж 418 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5