Сдвиговое устройство

и 765879 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 23.09,80. Бюллетень35Дата опубликования описания 28.09.80 до делам изобретеиий и открытий(54) СДВИГОВОЕ. УСТРОЯСТВО Изобретение относится к вычислительной технике и дискретной автоматике и может быть использовано при построении цифровой аппаратуры повышенной надежности.Известен резервируемый сдвигающий регистр, содержащий резервируемые регистры и элементы И 11,Недостаток устронства состоит в том, что при некоторых отказах более чем одного элемента происходит полное нарушение работоспособности регистра.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является резервированный сдвигающий регистр, содержащий резервируемые регистры, элементы И и элементы ИЛИ 2.В этом регистре входная информация независимо подается в резервируемые регистры. Исправность резервируемых регистров контролируется контрольными разрядами этого регистра, так наличие корреляционных связей между разрядами резервируемых регистров в интегральном исполнении позволяет применить косвенный контроль. Для резервирования основных разрядов используются резервные разряды,В случае неисправности резервируемогорегистра исключается считывание информации с триггера основного разряда данного регистра и используется информация резервных разрядов. В режиме контроля на контрольные триггеры данного резервируемого регистра поступает тест-программа, которая представляет собой два сигнала, устанавливающих контрольные триггеры соответственно в О и 1. Результат проверки расценивается как отрицательный, если хотя бы один из контрольных триггеров не установился в состояние 1.Резервируемый сдвигающий регистр обладает работоспособностью при отказах типа ложный О, т. е. тогда, когда требуемые логические единицы не могут быть выданы и вместо них выдаются нули.Недостатком устройства является отсутствие проверки тестируемых триггеров на отказ типа ложная 1, т. е. на тот отказ, при котором соответствующие логические ну ли не могут быть выданы и вместо них выдаются единицы.Цель изобретения - повышение надежности сдвигового регистра.Поставленная цель достигается тем, что в сдвиговое устройство, содержащее регистры, первые входы которых соединены, кроме первого регистра, с одним из выходов генератора управляющих сигналов, другие входы регистррв соединены с выходом первого элемента ИЛИ, один из входов которого подключен к входу устройства и входу первого регистра, другой вход элемента ИЛИ соединен с другим входом генератора управляющих сигналов, вторые элемеитц. ИЛИ, выходы которцх соединены с одними из входов первых элементов И, третьи элементы ИЛИ, одни из входов которых соединены с выходами первых элементов И, введены вторые и третьи элементы И и элементы сравнения, входы которых соединены с первыми выходами регистров, кроме первого регистра, вторые выходы регистров соединены, с одними из входов вторых элементов И, другие входы которых подключены к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы элементов сравнения соединены с другими входами первых элементов И и первыми входами третьих элементов И, первые выходы вторых элементов И соединены с другими входами третьих элементов ИЛИ, выходы которых соединены с выходами устройства, вторые входы третьих элементов И соединены с выходами первого регистра, выходы третьих элементов И и вторые выходы вторых элементов И подключены к входам вторых элементов ИЛИ.На чертеже изображена функциональная схема предложенного устройства,Оно содержит регистры 1 1 - 1 4 (на чертеже показаны только четыре регистра), генератор 2 управляющих сигналов, первый элемент ИЛИ 3, вторые элементы ИЛИ 4, - 4 третьи элементы ИЛИ 5 1 - 5 первые элементы И 6- бз, вторые элементы И 7- 7 з, элементы сравнения 8- 8 з, третьи элементы И 9 1 - 9 ь триггеры 10 - 13 основных разрядов регистров 1- 1триггеры 14 - 19 контрольных разрядов регистров 1- 1триггерц 20 - 25 резервных разрядов, вход 26 устройства, входы 2- 27 281 - 28 4 29 - 29, 30- 30 4 31- 31 4, 32;32зз - зз 4, 34 - 3435 - 35 4, 36 - 3637 - 3738- 3839- 39 4 регистров, выходы 40 - 43 устройства.Устройство работает следующим образом,Входная информация подается независимо в регистры 1- 1 4 устройства. Для хранения и выдачи информации в регистрах 1 1 -4 используются триггеры 10 - 13 основных разрядов, а также триггеры 20 - 25 резервных разрядов. Триггеры 14 - 19 используются для тестового контроля, Исправность четвертого (старшего) разряда конт. ролируется тремя триггерами 14 - 16, ис. правность третьего разряда контролируется двумя триггерами 17 - 19, исправность второго разряда контролируется одним триггером 19, исправность первого радряда неконтролируется. Иаличне корреляционныхсвязей между разрядами 1 1 - 1 4 регистровв интегральном исполнении позволяет применить косвенный контроль. Количество контрольных трйггеров каждого разряда кратновесу разряда. Для резервирования основныхразрядов используются резервные разряды.Триггер основного четвертого (старшего разряда) резервируется тремя триггерами 20 -Ж 22, триггер третьего разряда - двумя триггерами 23 и 24, а триггер второго разряда - одним триггером 25, триггер первогоразряда не резервируется.Сдвиговое устройство работает следующим образом,В режиме записи информация поступаетна вход 26 независимо в каждый регистр1, - 1 на их входы ЗО 33 з, 36и 27 .Для разрыва цепи сдвига от старшего кмладшему разряду на входы 29 32 з, 35 ьио 38подается потенциал запрета, а на входы 29 - 29 32 - 32 ь 32 35 ь 35 3538и 38 4 подается потенциал, разрешающийсдвиг информации, На выводы 391 - 394 подаются тактирующие импульсы.В режиме контроля тест-программа про 2верки исправности регистров 1 1 - 1с первого выхода генератора 2 импульс подается на входы 31 4, 343437 . 37 4 и устанавливает триггеры 14 - 19 контрольных разрядов в нуль. Со второго выхода генерале тора 2 импульс подается на входы 333636 з непосредственно и через элемент ИЛИ3 - на входы ЗО33 з,37Второй импульсот генератора 2 устанавливает триггеры14 - 19 контрольных разрядов в 1. Третий импульс с первого выхода генератора 2поступает на входные выводы 3134 з, 37-37 4 и устанавливает триггеры 14 - 19 в 0.С помощью такой последовательности импульсов реализуются переходы контрольныхтриггеров из состояния О в состояние 1и из состояния 1 в состояние О. Такимобразом, предложенное устройство сохраняет работоспособность при отказах ложный0 и ложная 1.В случае неисправности одного из регистров 1 - 1 исключается считывание ин 4 формации с триггера основного разряда данного регистра. При контроле сигналы с триггеров 14 - 19 подаются на один из элементовсравнения 8- 8 э, сравнивают информацию,полученную с контрольных триггеров, с информацией, полученной от генератора 2. В случае исправности с прямого выхода соответствующего элемента сравнения 8 1 - 8 з на один из входов соответствующего элемента И 7 - 7 з подается разрешающий потенциал, на второй его вход поступает информация, подлежащая считыванию с одного из триггеров 10 - 13 основного разряда, которая с выхода одного из элементов И 7-7 з через один из элементов 5- 5 з подается на соответствующий вход устройства.При неисправности контрольных триггеров 14 в 9 с прямого выхода одного из элементов сравнения 8- 8 з выдается запрещающий потенциал, а с инверсного выхода - вазреШающнй потенциал, разрешающий погенциал поступает на один из входов соответствующего элемента 6 1 - 6 з, на другой вход которого подается ийформация с выхода соответствующих элементов 4 1 - 4 з и выходная информаций с выходов элементов 6 1 - 6 з через соответствующий элемент 5- 5 з подается на выход устройства. Кроме того, разрешающий потенциал поступает на один из входов элементов 9 1 - 9 з, на другие входы которых поступает информация с регистров 1- 1Таким образом, при неисправности оегистра 1- 1 4 используется информация триггеров 20 - 25 резервных разрядов. Технико-зкономический эффект данного изобретения состоит в повышении надежности устройства за счет косвенного контроля и резервирования, кратного весу разряда. При последовательных отказах любых интегральных схем со сдвигового устройства продолжает поступать информация без потери точности. Лищь неисправность интегральной схемы, с которой снимается первый основной разряд , приводит к потере точности, в случае четырехразрядного сдвигаю- щего регистра, порядка 60 о В случае неисправности интегральной схемы, с которой снимается первыи основной разряд для Х- разрядного сдвигового устройства, потери точности будут- 100 (%). Кроме того,"оимеется возможность контроля регистра без нарушения цикла работы. Формула изобретенияСдвиговое устройство, содержащее ре.гистры, первые входы которых, кроме первого регистра, соединены с одним из выходов генератора управляющих сигналов, другие входы регистров соединены с выходом первого элемента ИЛИ, один из входов которого подключен к входу устройства н к входу первого регистра, другой вход элемента ИЛИ соединен с другим входом генератора управляющих сигналов, вторые элементы 46 ИЛИ, выходы которых соединены с однимииз входов первых элементов И, третьи эле менты ИЛИ, одни из входов которых соединены с выходами первых элементов И, отличаюиееся тем, что, с целью повышения 4надежности устройства, в него введены вторые и третьи элементы И н элементы сравнения, входы которых соединены с первыми выходами регистров, кроме первого регистра, вторые выходы регистров соединены с одними из входов вторых элементов И, дру. зв гие входы которых подключены к первым выходам элементов сравнения, вторые выходы элементов сравнения соединены с другими входами первых элементов И н первыми входами третьих элементов И, первые выходы вторых элементов И соединены с другими входами третьих элементов ИЛИ, выходы ко торых соединены с выходами устройства, вторые входы третьих элементов И соединены с выходами первого регистра, выходы третьих элементов И и вторые выходы вторых элезв ментов И подключены к входам вторых элементов ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР423175, кл. Сз 11 С 1900, 14.05,77.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2361286, кл. б 11 С 19/00, 17.05.76 (прототип) .% ОЮЯгг Уд флффф ф.й,фут н "Фет авСоставитель А. Воронин Редактор Т, Иванова Техред К. Шуфрич Корректор Ю, Макаренко Заказ 6518/48 Тираж 662 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеинВ н открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4