Многофункциональный логический элемент

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК 5 Н 03 К 19/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 1.Ъ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ских функций ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с возможностью подтверждения исправности в процессе функционирования по назначению. Цель изобретения - повышение контролепригодности. Многофункциональный логический элемент содержит шесть элементов И 6, 7, 8, 17. 18. 21, четыре элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9, 10, 11, 12. два элемента ИЛИ 13, 22, три элемента НЕ 15, 19, 20 и мажоритарный элемент 16 и имеет воэможность при функционировании на определенных входных наборах или при тестировании его этими входными наборами выявлять константные одиночные неисправности любого своего элемента. Тем самым повышается конролепригодность и сокращается время поиска несправностей многофункционального логического модулю, 1 ил 2 табл.(54) МНО СКИЙ Э (57) Изо ной тех быть исп ислительи может ческий элемент ИЛИ 13, информационный выход 14, первый элемент НЕ 15, мажоритарный элемент 16, четвертый элемент И 17, пятый элемент И 18, второй элемент НЕ 19, третий элемент НЕ 20, шестой элемент И 21, дополнительный логический элемент ИЛИ 22 и контрольный выход 23.В многофункциональном логическом элементе первая информационная о.ина 1 соединена с первыми входами четвертого 12 и второго 1 О элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, мажоритарного элемента 16 и первого элемента И б, вторая информационная шина 2 соединена с вторыми входами первого 9 и третьего 11 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, мажоритарность элемента 16 и первого элемента И 6, третья информационная шина 3 соединена с вторым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 10,хема элеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Заявка Великобритании М 2034999,кл, Н 03 К 19/21, 1980.Заявка ФРГ Ф 3042635,кл, Н 03 К 19/21, 1982,Патент США Ф 4319148,кл, Н 03 К 19/21, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 1368977, кл. Н 03 К 19/21, 1988. ГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕ ЛЕМЕНТретение относится к выч ике и микроэлектронике зовано для реализации логи Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и предназначено для реализации логических функций с возможностью подтверждения исправности в процессе функционирования по назначению;Цель изобретения - повышение контролепригодности многофункционального логического элемента.На чертеже показана структурная с многофункционального логического мента.Многофункциональный логический элемент содержит пять входных шин 1 - 5, из которых три шины 1 - 3 являются информационными и две шины 4, 5 являются управляющими, первый - третий логические элементы И 6 - 8, первый - четвертый элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 - 12, логи 1667241 А5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 третьим входом первого элемента И 6, первым входом третьего элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 и с третьим входом мажоритарного элемента 16, первая управляющая шина 4 соединена с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9, вторым входом четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 12 и входом первого элемента НЕ 15, вторая управляющая шина 5 соединена с четвертым входом первого элемента И 6 и с первым входом пятого элемента И 17, вь 1 ходы первого 9 и второго 10 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И 7, выходы третьего 11 и четвертого 12 элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И 8, выходы второго 7, первого 6 и третьего 8 элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с информационным выходом 14, входом третьего элемента НЕ 20 и первым входом шестого элемента И 21, выход первого элемента НЕ 15 соединен с вторым входом пятого элемента И 17, выход которого соединен с третьим входом четвертого элемента И 18 и с вторым входом шестого элеменга И 21, выход мажоритарного элемента 16 соединен с вторым входом четвертого элемента И 18 и с входом второго элемента НЕ 19, выход которого соединен с третьим входом шестого элемента И 21, выход третьего элемента НЕ 20 соединен с первым входом четвертого элемента И 18, выходы четвертого 18 и шестого 21 элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами дополнительного элемента ИЛИ 22, выход которого соединен с контрольным выходом 23.Предлагаемый модуль при отсутствиинеисправностей функционирует следующим образом,В статическом состоянии сигналы навходы схемы не подаются.В динамике на шины 1 - 3 схемы подаются двоичные наборы входных переменных А, В, С соответственно, Одновременно на управляющие шины 4 и 5 подаются управляющие сигналы И 1, И 2, принимающие значения двоичных констант 0 и 1, При этом в соответствии с конкретными значениями управляющих сигналов И 1 и И 2 с выхода 14 снимается соответствующий сигнал, Функционально выход 14 при этом может быть описан выражением следующего вида:= Н(А,С)Н(В,И 1)ЧН(В,С)Н(А,И 1)ЧАВСИ 2,де Г - функция, снимаемая с выхода 14; Н(А,В) = АВЧАВ - функция НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬЬЧ - логическая операция ИЛИ,Конкретные значения управляющих сигналов И 1, И 2 при реализации всех функций приведены в табл. 1.П р и м е р. При значениях управляемых сигналов И 1 = О, И 2 = 1 элемент И 6 открыт сигналом И 2, С выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 10 снимается функция АС М АС, а с выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 11 аналогичным образом снимается функция ВС Ч ВС. В схеме элементы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 и 12 выполняют функции управляемых инверторов в соответствии с логикой работы НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ Н(Х, И) = ХИЧХИ, Н(Х, 1) = =Х и Н(Х, О) = Х, Следовательно, с выхода элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 поступает сигнал В, С выхода элемента И 7 снимается сигнал (АСМ АС)В, а с выхода элемента И 8 - (ВС 1 ВС)А, С выхода 14 схемы в данном случае снимается функция,(АО/АС) Вг(В СВ С)ААВ С = АВуАСМ С.Аналогичным образом предлагаемая схема реализует остальные функции, представленная в табл, 1,При возникновении константной логической неисправности на выходе какого-либо из элементов И 6 - 8, или НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 - 12, или ИЛИ 13 на входы элементов И 18 или И 21 при соответствующем входном или тестирующем наборе будут поступать сигналы логической "1", формируя данный сигнал как на выходе какого-либо из указанных элементов И, так и через элемент ИЛИ 22 на контрольным выходе 23, сигнализирующем о наличии константной неисправности в многофункциональном логическом элементе,Напоимер, при возникновении неисправности типа константа 1 на выходе элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 на входном наборе 00101 и на информационном выходе 14 вместо сигнала логического "0" будет сформирован сигнал логической "1", т.к, на элемент И 7 с выходов элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 и 10 будут поступать сигналы логической "1", что вызовет формирование сигналов логической "1" на выходах элементов И 7 и ИЛИ 13.Наличие неисправности будет обнаружено схемой контроля путем формирования сигнала логической "1" на контрольном выходе 23,Действительно, в данном случае сигналы логической "1" поступят на все три входа элемента И 21, т,к. на первый его вход поступает сигнал, снимаемый с информационного выхода 14, на второй его вход - с1667241 Таблица 1 элемента И 17, который формирует сигналлогической "1" при состояниях управляющихшин И 1=0 и И 2=1,натретийеговыход - с элемента НЕ 19, формирующеготакже сигнал логической "1", т.к. на выходемажоритарного элемента 16 будет присутствовать сигнал логического "0", Элемент И 21формирует сигнал логической "1", которыйпоступает на вход элемента ИЛИ 22, чтоприводит к появлению сигнала логической"1" на контрольном выходе 23, сигнализируя о наличии неисправности в многофункциональном логическом элементе,Проанализировав функционированиемногофункционального логического элемента, определяют тестовые наборы, выявляющие любую одиночную константнуюнеисправность элементов И 6 - 8, НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ 9 - 12 и ИЛИ 13, Результаты анализа приведены в табл, 2.Таким образом, данный многофункциональный логический элемент реализуетмажоритарные функции и функции ИСКЛЮЧАЮЩИЕ ИЛИ с самоконтролем, чтопозволяет значительно упростить диагностирование как самого элемента, так и дискретных устройств, построенных с егоиспользованием.Для проверки исправности и диагностирования предлагаемого элемента дополнительно можно использовать тестовыенаборы, приведенные в табл, 2, с помощьюкоторых можно выявить отказавший элемент многофункционального логическогоэлемента, что не позволяет сделать обычноедублирование,формула изобретения Многофункциональный логический элемент, содержащий три элемента И, четыре элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и элемент ИЛИ, первая информационная шина соединена с перв ми входами первого элемента И, второго г четвертого элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторая информационная шина соединена с вторыми входами первого элемента И, первого, второго, третьего и четвертого элементов НЕРАВНОЗНАЧ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 НОСТЬ третья информационная шина соединена с третьим входом первого элел 1 ента И, вторым входом второго элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и первым входом третьего элемента Н Е РАВ НОЗНАЧНОСТЬ, первая управляющая шина соединена с первым входом первого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ и вторым входом четвертого элемента НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ, вторая управляющая шина соединена с четвертым входом первого элемента И, выходы первого и второго элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены соответственно с первым и вторым входами второго элемента И, выходы третьего и четвертого элементов НЕРАВНОЗНАЧНОСТЬ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, выходы второго, первого и третьего элементов И соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным выходом многофункционального логического элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения контролепригодности многофункционального логического элемента, в него дополнительно введены мажоритарный элемент, три элемента НЕ, три элемента И и дополнительный элемент ИЛИ, первая, вторая и третья информационные шины соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мажоритарного элемента, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и через второй элемент НЕ - с третьим входом шестого элемента И, первая управляющая шина через первый элемент НЕ соединена с вторым входом шестого элемента И, информационный выход многофункционального логического элемента соединен с первым входом шестого элемента И и через третий элемент НЕ - с первым входом четвертого элемента И. выходы четвертого и шестого элементов И соединены соответственно с первым и вторым входами дополнительного элемента ИЛИ, выход которого является контрольным выходом,1667241Таблица 2Составитель О, Скворцовдактор .М. Циткина Техред М.Моргентал Корректор В. Гирняк Заказ 2533 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101