Устройство для контроля сумматора-вычитателя последовательного действия

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалксткческихРеспублик и 926661(22) Заявлено 30.06,80 (21) 2949649(18-24с присоединением заявки рй(51)М. Кл. 6 06 Р 11/00 1 асударстетнный комитет но делам изобретений н открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СУММАТОРА-ВЫЧИТАТЕЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯИзобретение относится к устройствам контроля схем обработки дискретной информации, в частности к схемам контроля сумматороввычитателей электронных цифровых вычислительных машин.Известны схемы контроля сумматоров, применяемые в цифровых ЭВМ и спецвычислителях, позволяющие повысить достоверность переработки двоичной информации (11.,Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сумматор с функциональной зависимостью суммы и переноса, содержащий логические элементы И, ИЛИ, схему сравнения 2) .Недостатком этих устройств является недостаточно высокая достоверность результа 15 тов контроля в процессе обработки информации.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.Эта цель достигается тем, что в устройство для контроля сумматора вычитателя последовательного действия, содержащее элементы И, элементы ИЛИ, схему сравнения, причем первые входы первого и второго элементов Иявляются информационными входами устройства, вторые входы являются синхронизирующнми входами устройства, выходы подключены к входам слагаемых контролируемогосумматора-вычитателя соответственно, причемвыход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй итретий входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого эле.ментов И, первые входы которых являютсявходами управления сложением и вычитаниемустройства и подключены соответственно кпервым входам пятого и шестого элементовИ и седьмого и восьмого элементов И, вы.ход суммы контролируемого сумматора.вычитателя подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, выходы заема и переносаподключены к вторым входам. соответственнопятого и седьмого элементов И, выходы которых соединены с входами третьего элемен.та ИЛИ, выходы шестого и восьмого элементов И соединены с входами второго элементаИЛИ, введены два счетчика, три элемента за.926661 10 15 0 0 0 0 0 0 1 0 О держки, причем вход первого элемента задержки соединен с выходом второго элемента И 2, а выход - с вторыми входами четвертого и шестого элементов И, первые входы счетчиков являются входом сброса устройства, счетный вход первого счетчика соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы подключены к первой группе входов схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу второго счетчика, выходы которого подключены к второй группе входов схемы сравнения, выход которой является выходом ошибки устройства, вход . переноса контролируемого сумматора-вычитателя соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ и к входу третьего элемента задержки, выход которого подключен к вторым входам третьего и седьмого элементов И.На чертеже представлена функциональная схема контроля сумматора-вычйтателя.Схема содержит логические элементы И 1 - 8, логические элементы ИЛИ 9 - 11, схему 12 сравнения, элементы задержки 13, 14 и 15, счетчики 16 и 17, сумматор-вычитатель 18, информационные шины 19 и 21 шину 20 синхронизации, управляющие шины 22 и 23 сложения и вычитание. а 5 30 35 40 50 55 Общий принцип работы схемы контроляоснован на том, что по завершении операциисложения суммарное количество единиц вслагаемых и суммарное количество единицв сумме и возникающих переносах будетодинаково, т,е,й, + й = йс + йо, (1) где йа, йЬ - количество единиц в слагаемомАиВ; йе и йп - количество единиц в сумме и переносах соответственно,Соотношение 1) легко доказывается таблицей истинности, составленной для двух одно разрядных чисел.4По завершении операции вычитания конт роль выполняется в соответствии с выражением (2), при этом предполагается, что вычитается из одного числа меньшееили равное по модулю другое число. йа+ йт = й 6 + йр, 12) где йр и й - количество единиц в разнос.ти и займах соответственно.Схема контроля лри выполнении сложенияработает следующим образом,Слагаемые А и В по входам 19 и 21 элементов И 1 и 2 синхронизируемые сигналом20, подаются на входы сумматора-вычитателя18. В то же время слагаемое А с выходаэлемента И 1 подается на вход элемента ИЛИ9 и с его выхода на вход счетчика 16, Вто.рое слагаемое с выхода элемента И 2 пода.ется на вход элемента 13 задержки и с еговыхода 30 на вход элемента И 6 на входкоторого по шине 23 поступает сигнал "Сложение". С выхода элемента И 4 второе слагаемое поступает на вход элемента ИЛИ 9 и сего выхода на вход счетчика 16. Таким обра.зом, на счетчике 16 .фиксируется суммарноеколичество единиц слагаемых в соответствиис левой частью выражения (1), Сумма с выхода сумматора 18 подается йа вход элемента 10 ИЛИ и с его выхода на вход счетчика17. Перенос с выхода элемента ИЛИ 11 пода.ется на вход элемента 15 задержки и с еевыхода на вход элемента И 8 управляемогопо входу сигналом "Сложение", поступающимпо шине 23. Выход элемента И 8 соединен свходом элемента ИЛИ 10, выход которогоподан на вход счетчика 17. Таким образом,на счетчике 17 фиксируется суммарное количество единиц в сумме и переносах в соот-,ветствии с правой частью выражения . Свыходов счетчиков 16 и 17 сигналы подаютсяна схему 12 сравнения, обеспечивающую проверку выполнения соотношения (1).Схема контроля при выполнении вычитанияработает следующим образом.Уменьшаемое А и вычитаемое В аналогично слагаемым через элементы И 1 и И 2 подаются на входы сумматора-вычитателя. Уменьшаемое А точно также как и слагаемое Аподается на вход счетчика б. На вход этогоже счетчика подается сигнал займа черезэлемент И 3 по его входу при наличии навходе управляющего сигнала "Вычитание",поступающего по шине 22. Таким образом, и:счетчике 16 фиксируется суммарное количелво единиц в первом слагаемом и единиц эаймов. Разность точно так. же как и при сложенки с выхода сумматора.вычитатечя 18поступает на вход счетчика 7, а вычитае.мое с выхода элемента 13 задержки через вход элемента И 6 управляемого сигналом "Вычитание" по входу поступает на выход и далее па вход элемента ИЛИ 10, Таким образом, на счетчике 17 фиксируется суммарное количество единиц вычитаемого и разности в соответствии с правой частью выражения (2), Функция схемы 12 сравнения в этом случае сводится к проверке выполнения соотноше. ния (2). Элементы 13 и 15 задержки осу О ществляют задержку на полтакта, обеспечивая йодачу на входы счетчиков 16 и 17 сигналов слагаемых, суммы и переносов. Сигнал на выходе схемы 12 сравнения появляется в случае невыполнения соотношения (1) или 15 (2) и используется как сигнал ошибки, при выполнении указанных соотношений сигнал ошибки не выдается.Формула изобретения20Устройство для контроля сумматора-вычитателя последовательного действия, содержащее элементы И, элементы ИЛИ, схему сравнения, причем первые входы первого и второго элементов И являются информационнь 1 ми входами устройства, вторые входы являются синхронизируюшими. входами устройства, выходы подключены к входам слагаемых контролируемого сумматора-вычитателя соответственно, причем выход первого элемента И подключен к первому входу первого элемента ИЛИ, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами третьего и четвертого элементов И, первые35 входы которых являются входами управления сложением и вычитанием устройства и под.ключены соответственно к первым входам пятого и шестого элементов И и седьмого и восьмого элементов И, выход суммы контролируемого сумматора-вычитателя подключенк первому входу второго элемента ИЛИ, вы.ходы заема и переноса подключены к вторым входам соответственно пятого и седьмого элементов И, выходы которых соединеныс входами третьего элемента ИЛИ, выходы,шестого и восьмого элементов И соединены свходами второго элемента ИЛИ, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него вве-дены два счетчика, три элемента задержки,причем вход первого элемента задержки соединен с выходом второго элемента И 2, авыход - с вторыми входами четвертого ишестого элементов И, первые входы счетчи.ков являются входом сброса устройства, счетный вход первого счетчика соединен с выходом первого элемента ИЛИ, а выходы под.ключены к первой группе входов схемы сравнения, выход второго элемента ИЛИ подключен к счетному входу второго счетчика, выходы которого подключены к второй группе входов схемы сравнения, выход которойявляется выходом ошибки устройства, входпереноса контролируемого сумматора-вычитателя соединен с выходом второго элементазадержки, вход которого подключен к выходу третьего элемента ИЛИ и к входу третьего элемента задержки, выход которого подключен к вторым входам третьего и седьмо.го элементов ИИсточники информацИи,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Ио 684545,кл. 6 06 Е 11/00, 1977.2. Селлерс Ф. "Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ". М 1972, с. 127 - 130