Устройство для контроля цифровых автоматов

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 723579(51)М. Кд,6 Ой Р 11/0 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых авт"матов с контролем.Известно устройство для контроля цифровыхавтоматов содержащее комбинационные схемы,элементы ИЛИ, элементы И, триггеры 11Недостатком этого устройства является боль.шой обьем схем контроля при .низкой эффективности контроля. При этом схемы контроля, состоящие из большого числа элементов,вносят дополнительную вероятность появленияошибки в работе цифрового автомата,Наиболее близким к предлагаемому является цифровой управляющий автомат с контро.лем, содержащий контрольное устройство, состоящее из оконечного триггера, выходного эле.т 5мента И, схемы проверки на четность триггеров, элементов И, контрольного триггера, элементов ИЛИ, двухвходовых элементов И вто- ерого каскада, инверторов, многовходовых 1 ле 20ментов И первого каскада, триггера коррекции,блок вывода сигналов, состоящий из групптриггеров, запоминающие схемы:комбинационные схемы, шины синхронизации 2. 2Недостаток устройства заключается в его гро. моздкости, так как оно требует для реализации контрольного устройства большого количества триггеров и элементов И, что вносит до. полнительную вероятность отказов самого контрольного устройства. Кроме того, разбиение выходного блока цифрового автомата на группы триггеров и условие появления выходных сигналов только в одной группе триггеров, накла. дывает дополнительные трудности при синтезе цифрового автомата.Цель изобретения - сокращение количества оборудования.Поставленная цель цосшгается тем, что в устройство для контроля цифрового автомата, содержащее триггер и схему сравнения, причем выход схемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, введен дифференцирующий блок, первый и второй пороговые элементы и элемент ИЛИ, причем входы дифференцирующего блока являются входами уст. ройства, выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входамл первого и второ72353го пороговых элементов, выход первого порого.ного элемента соединен со вторым единичнымвходом триггера, выход второго пороговогоэлемента соединен со вторым входом. схемысравнении. Дифференцирующий блок состоитиз дифференцирующего трансформатора и группы резисторов, количество которых определяется количеством выходов контролируемогоавтомата, причем одни выводы резисторовявляются соответствующими входами дифферен. 1 опирующего блока, вторые выводы резисторовсоединены с началом первичной обмотки дифферениирующего трансформатора, конец которой соединен с источником постоянного напряжения, средняя точка вторичной обмотки гран.сформатора заземлена, а начало и конец еесоединены с первым и вторым выходом диФференцирующего блока,На фиг. 1 представлена схема устройствадля контроля цифровых автоматов; на фиг. 2 -диаграмма изменения тока в первичной обмотке дифференцирующего блока на каждыйимпульс синхронизации; на фиг. 3 - диаграмма изменения тока в первичной обмотке дифференцируюшего трансформатора на каждыйвходной сигнал для случая кодирования цифрового автомата в двоичном коде.Устройство содержит контролируемый цифровой автомат 1, дифференцирующий блок 2,первичную обмотку 3 дифференцирующеготрансформатора, вторичную обмотку 4 дифференцирующего трансформатора, вторичнуюобмотку 5 дифференлируюшего трансформато.ра, элемент ИЛИ е, первую пороговую схему7, вторую пороговую схему 8, схему 9 сравнения, триггер 10, резисторы 11 дифференцирующего блока,Одноименные выходы триггеров памяти цифрового автомата соединены с резисторами 11.Вторые выходы резисторов 11 соединены с 40первичной обмоткой 3 дифференцируюшего блока 2. Вторичные обмотки 4, 5 дифференцирую.щего трансформатора, включенные одна встречно, а другая согласно по отношению к первичной обмотке, соединены с входами элементаИЛИ 6. Выход элемента ИЛИ 6 соединен свходами первой 7 и второй 8 пороговых схем.Выход первой пороговой схемы 7 соединен совторым установочным единичным входом контрольного триггера 10. Выход второй пороговойсхемы 8 соединен со вторым входом схемы 9сравнения. Первый вход схемы сравнения соединен со входом цифрового автомата 1. Выходсхемы 9 сравнения соединен с первым устано.вочиым единичны входом триггера 10, Сигналошибки снимается с единичного выхода тригге.ра 10.Рассмотрим для примера случай, когда внутренние состояния цифрового автомата закодировани в коде Грея. В этом случае по каждому входному сигналу происходит изменение только одного определенного триггера памяти внутреннего состояния цифрового автомата.При правильной работе цифрового автомата ток в первичной обмотке 3 дифференцирующего блока 2 изменяется на каждый импульс синхронизации на одну и ту же величину (см. фиг, 2).В работе цифрового автомата могут встре.чаться следующие ошибки; несрабатывание автомата,. когда на импульс синхронизации не срабатывает ни один из триггеров памяти цифрового автомата; самопроизвольное срабатывание одного или более триггеров цифрового автомата при отсутствии импульса синхронизации;ошибочное срабатывание, когда на импульс синхронизации срабатывает одновременно два или более триггера цифрового автомата. В случае нормальной работы цифрового автомата (работа без ошибок) на каждое срабатыва.ние триггера цифрового автомата 1 происходитизменение тока в обмотке 3 дифференцирующего блока 2 на величину Ь 3 так как величины сопротивлений всех резисторов 11 выбйрагются для автомата, закодированного в кодеГрея, одинаковыми. Изменение тока в обмотке 3 на величину Ь 3 вызывает появление навторичных обмотках 4, 5 дифференцируюшего трансформатора импульсов напряжения, причемнезависимо от направления изменения тока впервичной обмотке (увеличение или уменьшениетока) элемент ИЛИ й отрабатывает импульсыодинаковой полярности, так как вторичные обмотки 4, 5 включены встречно и согласно по отношению к первичной обмотке 3 дифференцирующего трансформатора.С выхода элемента ИЛИ е импульсы поступают на вход пороговых схем 7 и 8.Первая пороговая схема 7 имеет порог срабатывания выше, чем импульс напряжения от из.менения тока на величину Ь 3 и поэтому при работе цифрового автомата без ошибок не пропускает импульс от изменения тока на величину Ь 3.Вторая, пороговая схема 8 имеет порог срабатывания, достаточный для срабатывания этой схемы от импульса, вызванного изменениемтока в обмотке 3 на величину 6 Э . С выходапороговой схемы 8 сигнал поступает на второйвход схемы 9 сравнения. На первый вход схемы9 сравнения поступает сигнал со входа цифро.вого автомата.Наличие сигналов на обоих входах схемысравнения не вызывает появление сигналов на ее выходе.При работе цифрового автомата без ошибкина обоих входах схемы 9 сравнения появляются сигналы и на выходе ее сигнал не выраба. т ывается.Триггер 10 в исходном состоянии находится в нулевом положении и сигнал ошибки с его единичного выхода не снимается. 5Таким образом, в случае отсутствия ошибок в работе цифрового автомата на установочных единичных входах триггера 10 отсутствуют сигналы с первой пороговой схемы и со схемы сравнения, и он продолжает оставаться в нуле. 1 О вом состоянии.Предположим,что на входной импульс не срабатывает ни один триггер памяти цифрового автомата, В этом случае на первый вход схемы 19 сравнения поступает сигнал со входа автомата, а на втором входе со второй пороговой схемы 8 сигнала нет. На выходе схемы сравне. ния появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на выходе его появляется сигнал ошибки. 20Таким образом обнаруживается несрабатывание цифрового автомата.В случае самопроизвольного срабатывания автомата в отсутствие сигнала на входе автомата хотя бы одного триггера памяти сигнал появляется на втором входе схемы 9 сравнения,; на первом ее входе при этом сигнал отсутствует. В этом случае на выходе схемы сравнения также появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на выходе его появляется сигнал ошибки. Таким образом обнаруживается самопроизвольное срабатывание цифрового автомата.Если на входной сигнал автомата одновременно срабатывает два или более триггеров памяти (ошибочная ситуация для кода Грея) в первичной обмотке 3 дифференцирующего трансформатора происходит изменение тока на величину 2 Ы.40Изменение тока в первичной обмотке на величину э 2 ЬЗ вызывает на вторичной обмотке импульс, амплитуда которого достаточна для срабатывания первой пороговой схемы 7 и на выходе ее появляется сигнал, устанавливаю 45 щий триггер 10 в единичное положение,Таким образом обнаруживается ошибочное срабатывание цифрового автомата.Если цифровой автомат закодирован в двоичном коде, работа схемы не меняется, Доста О точно только установить величины сопротивлений резисторов 11 пропорционально весам соответствующих триггеров памяти цифрового автомата.В случае кодирования выходного алфавита цифрового автомата в коде, отличном от ко 55 да Грея или двоичного кода, представляется возможным получать диаграмму изменения тока в первичной обмотке 3 дифференцируюше. 7235796го блока 2, аналогичную приведенной на фиг.2,3.Очевидно, что приведенная выше схема устройства для контроля цифрового автомата обладает малым объемом и простотой и позволяет обнаруживать все наиболее вероятные ошибеки в работе цифрового автомата, является достаточно универсальной и может быть использована для контроля широкого класса цифровых автоматов. Применение предлагаемой схе.мы контроля цифрового автомата позволяетдостаточно просто строить решающие органыцифровых систем для оперативной реконфигу.рации системы в случае обнаружения ошибокв работе составляющих систему цифровых автоматов,Формула изобретения1. Устройство для контроля цифровых автоматов, содержащее триггер и схему сравнения,причем выход схемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, выход которого является выходом устройства, первыйвход схемы сравнения является синхронизирующим входом устройства, отличающеесятем, что, с целью сокращения количества обо.рудования, устройство содержит дифференцирующий блок, первый и второй пороговые элементы и элемент ИЛИ, причем входы дифференцирующего блока являются входами устройства,. выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами первого н второго пороговых элементов, выход первогопороговогоэлемента соединен со вторым единичным входом триггера, выход второго порогового элемента соединен со вторым входом схемы сравнения.2. Устройство по и, 1, отличающеесятем, что дифференцирующий блок состоит издифференцирующего трансформатора и группырезисторов, количество которых определяетсяколичеством выходов контролируемого автомата, причем одни выводы резисторов являютсясоответствующими входами дифференцирующего блока, вторые выводы резисторов соединеныс началом первичной обмотки дифференцирую.щего трансформатора, конец которой соединенс источником постоянного напряжения, средняяточка вторичной обмотки трансформатора соединепа с шиной нулевого потенциала, а начало иконец ее соединены с первым и вторым выходом дифференнируюцего блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибокв работе ЭЦВМ. М., "Мир", 1972, с. 214, 219.2, Авторское свндетельство СССР Р 357563,кл. 6 06 Р 11/08, 22.06.70 ( прототип)