Многофункциональный логический модуль

(51)4 606 Г 11 00 ЕТЕНИ К то 983 авто- преде баСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОПИСАНИЕ РСКОМЪ/ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем управленияматики и телемеханики(57) Изобретение относится к областиматики и вычислительной техники иназначено для использования в качест зового элемента для построения логических процессоров, а также для создания высоконадежных средств логического управления, реализуемых на уровне технологии БИС, и является усовершенствованием модуля по а.с.1136145 (второе дополнительное а,с) Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Модуль дополнительно содержит три формирователя настрочных сигналов, соединенных параллельно. В каждый формирователь входят два триггера и две схемы сравнения. После вычисления модуль переводится в режим контроля. При этом происходит проверка прямых и инверсных настроечных сигналов модуля, а также контролируется каждый элемент в модуле так, что оказывается возможным избежать накоп- сф ления ошибок в модуле. 1 з, п. ф-лы. 2 ил.1Изобретение относится к вычислительной технике, предназначено для использования в качестве базового элемента для построения логических процессоров, а также для создания высоконадежных средств логического управления, реализуемых на уровне технологии больших интегральных схем, и является усовершенствованием устройства по авт. св, Мо 1136145.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.На фиг. 1 показан многофункциональный логический модуль; на фиг. 2 - блок формирования настроечных сигналов.Модуль содержит информационные входы 1 и 2 для подачи сигнала Х и инверсного ему сигнала Х; управляющий вход 3 для подачи сигнала К; информационные входы 4 и 5 для подачи сигналов 1 и Г; настроечные входы 6 - 11 для подачи настроечных сигналов Н, НХ Нг, Нйг Нз, Нйз соответственно, информационные выходы 12 и 13 для вывода сигналов 1 и Г; контрольный выход 14 для вывода сигнала К, элементы И 15 - 18, И - НЕ 19 и 20, ИЛИ - НЕ 21, 2 И - ЗИЛИ - НЕ 22 и 23 и НЕ 24 и 25, формирователи 26 - 28 настроечных сигналов, настроечные, входы 29 - 34, входы задания режимов контроля прямых 35 и инверсных 36 сигналов модуля, информационные выходы 37 - 42 модуля, выходы признаков сбоя прямых 43 и инверсных 44 настроечных сигналов модуля.Формирователь содержит триггеры 45 и 46, элементы И - НЕ 4 - 49, элемент 50 сравнения, элементы И - НЕ 51 - 53, элемент 54 сравнения, первый в шест выходы 55 - 60 формирователя, первый 61 и второй 62 настроечные входы формирователя, два входа 63 и 64 синхронизации.Работа основного модуля заключается в чередовании двух фаз в последовательности: фаза контроля, фаза вычисления и фаза контроля. При этом переход модуля в определенную фазу определяется значением сигналов 1 и Г на информационных входах и сигнала К на управляющем входе модуля.В фазе вычисления на информационных выходах модуля должны присутствовать инверсные сигналы Г и Р, а на контрольном выходе - нулевой сигнал К, т.е. в фазе вычисления при отсутствии существенных неисправностей (неисправность является существенной для определенного входного набора, если она искажает значения выходов модуля при подаче этого входного набора) возможны только два состояния на выходах Г, Р, К: (100) и (010). В фазе контроля на информационных выходах модуля должны быть нулевые сигналы Г и Г, а на контрольном выходе - единичный сигнал К, т.е. в фазе контроля разрешено только одно состояние выходов Г, Т, К, (001).510 15 2Таким образом, ошибка на выходе модуля может быть только в том случае, если в фазе вычисления вместо одного разрешенного выходного состояния появится другое разрешенное выходное состояние, а затем после перехода в фазу контроля установится выходное состояние (001) В основном модуле для заданного класса константных неисправностей выходов логических элементов и эквивалентных им константных неисправностей входов такая ситуация невозможна,Использование модуля подразумевает наличие промежуточной памяти для запоминания и хранения на время вычисления настроечных сигналов, определяющих вид вычисляемой функции. Использование в качестве промежуточной памяти стандартных элеметов памяти не позволяет в целом модуле сохранить высокую достоверность вычислений при появлении неисправностей. 20 Поэтому известный модуль дополняетсяформирователями настрочных сигналов для запоминания и хранения настроечной информации таким образом, что свойство отказозащищенности (свойство индикации ошибок, возникающих вследствие внутренних отказов) сохраняется при накоплении неисправностей и, следовательно, высокая достоверность сохраняется не только в процессе вычисления функции, но и в процессе настройки модуля на вычисление требуемой логической функции, что в целом повышает достоверность получаемого результата,Формирователи реализованы на стандартных КБ-триггерах, указанный эффект достигается тем, что триггеры дополнены элементами сравнения на элементах И - НЕ, а элементы памяти таким образом соединены с основным модулем, что настроечные сигналы снимаются с элементов памяти в прямом и инверсном виде, и их инверсность проверяется модулем в фазе вычисления.Элементы сравнения проверяют правиль ность переключения триггеров. Формирователи соединены параллельно.Модуль с памятью сохраняет высокуюдостоверность на всех этапах работы, Настрочная информация подается на модуль в парафазном виде, чем обеспечивается поме хоустойчивость канала Внешняя средамодуль. Правильная запись настроечной информации в формирователи контролируется элементами сравнения, которые в свою очередь постоянным переключением 50 проверяются на отсутствие неисправностей.После записи настроечной информации в формирователи настроечных сигналов они находятся в режиме пассивного хранения информации и не проверяются элементами сравнения.55 Благодаря тому, что настроечные сигналы на модуль подаются в парафазном виде, функцию контроля принимает на себя модуль, который вычисляет две функции:5 О 15 3прямую (на основе прямых настроечных сигналов) и инверсную (на основе инверсных настроечных сигналов). Если в формирователе в режиме пассивного хранения настроечной информации произойдет случайный переброс триггера, только одна функция изменит свое значение, что приведет к появлению на выходе модуля неразрешенного (некодового) слова, т.е. произойдет ошибка.Следовательно, модуль в целом сохраняет присущую комбинационной части способность выявлять скрытые отказы в процессе нормального функционирования,Настроечные входы 29 - 34 служат для подачи настроечных сигналов Н . НМ (г = = 1, 3), входы 35 и 36 служат для подачи сигналов Ть Т выходы 37 - 42 служат для вывода сигналов Н;, НМ;, (г= 1, 3), выходы 43 и 44 служат для вывода контрольных сигналов Т 11 и Т.Процесс функционирования модуля разбивается на процесс настройки и процесс вычисления. Процесс настройки представляет собой запись настрочной информации в формирователи.Каждый из формирователей содержит два триггера, каждому из которых соответствует свой элемент сравнения, представляющий собой тактируемую схему сравнения. Пока сигнал на входе (вход 63 для первого и вход 64 для второго элемента сравнения) равен нулю, сигнал на выходе (выход 59 для первого и выход 60 для второго элементов сравнения) также равен нулю. При единичном сигнале на синхровходе элемента сравнения проверяется соответствие единичных сигналов на входах-выходах триггера и при правильном срабатывании триггера на выходе этого элемента сравнения устанавливается единичный сигнал.Настроечная информация подается в парафазном виде (Н;= НХ;) на настроечные входы 29 - 34 (фиг. ) записывается с помощью сигналов Т и Т. По сигналу Т 1= 1 на входе 35 (Т= О) происходит запись информации в первые триггеры формирователей, При Т= 1 информация на настроечных входах 29 - 34 должна быть устойчивой, Через задержку Л(ь определяемую временем срабатывания триггеров и элементов сравнения, на выходе 43 должен появиться сигнал Т 1= 1, который свидетельствует об окончании записи в первые триггеры. После этого сигнал Т снимается, что приводит с задержкой ЬЬ, определяемой временем гашения элементов сравнения, к обнулениювыхода Т 1 ь После обнуления Т 1подается сигнал Т= на вход 36 (Т 1= О), по которому происходит запись информации во вторые триггеры формирователей. Через задержкуна выходе 44 должен установиться единичный сигнал Тнь который свидетельствует об окончании записи во вторые триг 20 25 30 35 40 45 50 55 геры. После этого сигнал Т снимается, что приводит с задержкой 1 к обнулению сигнала Т . На этом заканчивается такт настройки формирователей, В случае параллельного соединения формирователей для запоминания настроечной информации требуется один такт настройки.После окончания процесса настройки сигналы Т и Т удерживаются в нуле, а модуль готов к вычислению функций= Н 1 Ч 1 ( / ( Нз / Х ) ( Н /Х ) К ( Н 1 /1), л л л Г=Н г/(Н)з/Х) (Н 1 Ч/Х) К(Нг М),К=Г,/ГНз/Х) (Н/Х) /(НХз/Х) Х Х (Н% /Х К,где Н;, Н)чг (г.= 1, 3) - настроечные сигналы, которые подаются на входы 6 - 11 впрямом и инверсном виде, причем прямойнастрочный сигнал снимается с выхода второго триггера, а инверсный - с выхода первого триггера, при этом случайный переброс одного из триггеров приведет к искажению только одного сигнала, а это неприведет к необнаруживаемой ошибке навыходе модуля.Сигналы Т 11 и Т, определяют не толькоокончание процесса записи в триггеры формирователей, что позволяет осуществлятьсамосинхронизацию процесса с учетом реальных задержек элементов, но и подтверждают правильность произведенной записи.Процесс вычисления осуществляетсяследующим образом.Модуль может находиться в двух режимах: режиме контроля и режиме вычисления. Значения сигналов 1, 1, К на входах4, 5 и 3 определяют, в каком из двухрежимов находится модуль. При 1=1= О,К= 1 модуль находится в режиме контроля, в котором вне зависимости от сигналов на информационных и настроечных входах его выходные сигналы Г, Г обнулены,а К = 1, поэтому в процессе настройки илипри изменении входной информации нужноудерживать модуль в режиме контроля.Для вычисления логической функциинужно привести модуль в режим вычисления, для чего необходимо обнулить сигнал Кна входе 3 и подать инверсные сигналыи .Окончание вычисления определяется установкой инверсных сигналов Г инавыходах 12 и 13 и обнулением сигнала Кна выходе 14. В режиме вычисления сигналы на информационных входах 1 и 2 должныбыть устойчивыми.После получения результата модуль переводится в режим контроля подачей сигналов 1=1= О, К= 1. Переход в режим контроля будет закончен, когда обнулятся сигиналы Г и Г, а на выходе 14 установится сигнал К= 1.5При переходе из режима контроля в режим вычисления и обратно проверяется обнуление сигналов Г и Гна выходах 12 и 13 и переключение выхода 14 (сигнал К), при этом обязательно обнаруживается одна из двух возможных константных неисправностей на выходе каждого элемента в модуле, а именно та, которая могла бы привести к появлению неверного единичного сигнала на одном из функциональных выходов. Тем самым возможное накопление неисправностей в модуле ограничивается так, что не может привести к ошибке на его выходах, напримерне может быть комбинации сигналов, Г, Г, К, равной (100) вместо (010),Формула изобретения 15 1. Многофункциональный логический модуль по авт. св. Мо 1136145, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, модуль содержит три формировате О ля настроечных сигналов, причем седьмой настроечный вход модуля соединен с входом установки первого формирователя настроечных сигналов, вход сброса которого соединен с восьмым настроечным входом модуля, вход задания режима контроля прямых наст. 25 роечных сигналов которого соединен с первым синхровходом первого формирователя настрочных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к первому и третьему настроечным входам модуля, третий и четвертый выходы первого формиро- ЗО вателя настроечных сигналов соединены с третьим и четвертым информационными выходами модуля, входы установки и сброса второго формирователя настроечных сигналов соединены с девятым и десятым настроечными входами модуля, пятый и шестой З 5 выходы первого формирователя настроечных сигналов соединены с первым и вторым синхровходами второго формирователя настроечных сигналов, первый и второй выходы которого подключены к второму и третьему 4 О настроечным входам модуля, вход задания режима контроля инверсных настроечных сигналов которого соединен с вторым синхровходом первого формирователя настроечных сигналов, третий и четвертый выходы второго формирователя настроечных сигналов 45 соединены с пятым и шестым информационными выходами модуля, пятый и шестой выходы второго формирователя настроечных сигналов соединены с первым и вторым синхровходами третьего формирователя настроечных сигналов, входы установки и сброса которого соединены с одиннадцатым и двенадцатым настроечными входами модуля, первый и второй выходы третьего формирователя настроечных сигналов подключены к пятому и шестому настрочным входам модуля соответственно, третий и четвертый выходы третьего формирователя настроечных сигналов соединены с седьмым и восьмым информационными выходами модуля, пятый и шестой выходы третьего формирователя настроечных сигналов соединены с выходами признаков сбоя прямых и инверсных сигналов настройки модуля соответственно,2, Модуль по п. 1, отличающийся тем, что формирователь настроечных сигналов содержит два триггера и два элемента сравнения, причем вход установки первого триггера соединен с входом установки формирователя и с первым входом первого элемента сравнения, вход сброса первого триггера соединен с входом сброса формирователя и с вторым входом первого элемента сравнения, первый и второй синхровходы формирователя соединены с синхровходами первого и второго элементов сравнения соответственно, прямой выход первого триггера соединен с входом установки второго триггера, с третьим входом первого элемента сравнения и с первым входом второго элемента сравнения, инверсный выход первого триггера соединен с входом сброса второго триггера, с четвертым входом первого элемента сравнения и с вторым входом второго элемента сравнения и является первым выходом формирователя, второй выход которого соединен с прямым выходом второго триггера, с третьим входом второго элемента сравнения и соединен с третьим выходом модуля, четвертый выход которого соединен с инверсным выходом второго триггера и с четвертым входом второго элемента сравнения, выходы первого и второго элементов сравнения соединены с пятым и шестым выходами формирователя.лам изо я наб., г. Ужго Составитель А. Си Техред И. Верес Тираж 672 ого комитета СССР.по деосква, Ж - 35, Раушскарафическое предприятие,Редактор Л. ГерешиЗа каз 3803/44ВНИИПИ Государствен113035,МПроизводственно. поли ротская Корректор В. Гири Подписное ретении и открытиид. 4/5д, ул. Проектная, 4