Устройство для определения числа единиц в двоичном коде с контролем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 4 бО А 1 11/08 1)5 О ЕТЕН к автоматикожет бытьцифровыхи.ышение досединиц,С- зо-: кциональнаяункциональиц жит а уровней рвыйинформактов.ый вход 3 ионный Вход 4 5 устройства, переноса блоационный выежима работы д 10 устрОЙстГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Ленинградский политехнический институт им. М. И, Калинина(56) Авторское свидетельство СССР М 1275778, кл, Н 03 М 7/12, 1984.Авторское свйдетельство СССРМ 1068943, кл. О 06 Р 11/08, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧИСЛА ЕДИНИЦ В ДВОИЧНОМ КОДЕ С КОНТРОЛЕМ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано при построении самоконтролйруемых цифровых узлов, Цель изоЙзобретение относится вычислительной технике и м птользовано при построении лов повышенноуй надежност. Цель изобретения - пов веРности определения числаНа фиг. 1 приведена фу схема устройства; на фиг. 2 - ная схема блока подсчета едиУстройство(фиг. 1)содер блоков 1 подсчета единиц, пе ционный вход 2 блока 1, та устройства, второй информац блока 1, установочный вход выходы 6, 7 неисправности и ка 1 соответственно, информ ход 8 блока 1, вход 9 задания р блока 1, информационный вхо бретения - повышение достоверности определения числа единиц. Устройство содержит а уровней блоков подсчета единиц и элемент И.,Каждый блок подсчета единиц : содержит сумматор, группу элементов НЕ, коммутатор, регистр, узел сравнения, элемент неравнозначности, С помощью сумматоров производится подсчет единиц контролируемого слова и результат запоминается на регистре, По тактовому импульсу коммутатор пропускает на входы сумматоров инвертированное входное. число и про-.исходит сравнение содержимого регистра с новым результатом подсчета числа единиц. Если два результата инверсны, устройство работает правильно. 2 ил. ва, информационный выход 11 устройства,выход 12 неисправности устройства, эле.мент И 13, установочный вход 14 блока 1, с 0 тактовый вход 15 блока 1, ОЧ. Блок 1 подсчета единиц, изображенный р на фйг. 2., содержит регистр 16, узел 17-срав- р нения, элемент неравнозначности 18, триг.гер 19, группу 20 элементов НЕ, коммутатор , 21; К=З уровней сумматоров 22.Устройство работает следующим обре. ) зом,еВ первом такте на первые информационные входы 2 блоков 1 первого уровня подается входное слово, на информационном выходе 11 последнего блока 1 первого уровня формируются разряды 2-2" весовой функции. На выходах 7 переноса блоков 1 первого уровня формируются разряды 2 весовой функции, которые поступают на пер 1795460вые информационные входы 2 блоков 1 второго уровня, и т,д,По положительному переходу тактового сигнала ТИ на тактовом входе 3 устройства блоки 1 фиксируют значение своих выходных сигналов, действующих в первом такте. Во втором такте за счет смены сигналов на входах 9 задания режима работы инверти руются входные сигналы на входах сумматоров 22 блоков 1 первого уровня. Входы 9 задания режима работы блоков 1 последующих уровней подключены к шине нулевого потенциала устройства, поэтому эти блоки 1 не инвертируют сигналы, поступающие на первые информационные входы 2.При исправности блоков 1 предыдущих уровней инверсия на входах блоков 1 последующих уровней получается автоматически, Этим обусловлено зануление входов 9 блоков 1 всех уровней, кроме первого. Иначе имела бы место двойная инверсия сигналов на входах 2 этих блоков 1 и режим проверки нельзя было бы осуществить.Если в предыдущих блоках 1 ошибок не было, то сигналы на входах 2 любого из последующих блоков примут инверсное значение, При этом все свободные разряды первых и вторых информационных входов 2, 4 первых блоков 1 всех уровней соединены с тактовым входом 3 устройства, смена сигналов которого обеспечивает условные инвертирования выходных сигналов блоков 1, если они работают безошибочно.Неисправность некоторого блока 1 ведет к ошибке сравнения выходных сигналов двух тактов его работы, Эта ошибка распространяется на все последующие блоки, На выходах 6 заданных блоков 1 устанавливается нулевой сигнал, поступающий на выход 12 неисправности устройства через элемент И 13. Поиск неисправности сводится к определению блока 1 с нулевым сигналом на выходе 6, для которого все предыдущие блоки 1 имели единичный сигнал на этом выходе.Рассмотрим работу блока 1 подсчета единиц, Основной функциональной частью этого блока является группа сумматоров 22. Функции суммы и переноса полного сумматора являются самодвойственными, поэтому инверсией входных сигналов можно обнаружить любые константные неисправности на входах и выходах сумматора. Данное свойство сохраняется и для матрицы сумматоров в целом, Проведенный анализ показал, что для некоторых схем сумматоров обнаруживаются и все константные неисправности промежуточных логических элементов, Константные неисправности группы элементов НЕ 20 и коммутатора 21приводят к нарушению инверсии входных переменных во втором также работы, что такое может быть обнаружено средствами контроля.В первом такте данные с входов 2 через коммутатор 21 поступают на входы первой линейки сумматоров 22, одновременно на входы 4 подаются данные от блока 1, стоящего слева (или "нули", если рассматрива 10 емый блок является первым блоком 1 уровня). С выходов последних сумматоров 22 линеек код веса поступает на выходы 8 и условиях отсутствия ошибок выходные сигналы второго такта инверсны выходным сигналам первого такта,Узел 17 сравнения сравнивает вектор, записанный на регистре 16 в первом такте,30 с вектором на выходах сумматоров 22 последнего столбца блока, полученным во втором такте. Пусть в первом такте имеем вектор Ч 1=0 з 02010 о, а во втором, если нет 35 ошибок, вектор Ч 2=0 з 020100 Эти векторасравниваются поразрядно, согласно весу разрядов.Если каждый разряд вектора Ч 2 инверсен соответствующему разряду вектора Ч, 40 то на выходах узла 17 сравнения имеем наборы 01 или 10, иначе - сигналы 00 или 11,Обнаружение ошибки вызывает установку триггера 19 по спаду. сигнала ТИ в нулевое состояние и формирование нулево го,сигнала на контрольном выходе 6 блока,1.. Определим число гп уровней устройствав зависимости от числа и разрядов информационного входа 10 устройства и числа 50 разрядов 8 входа 2 одного блока 1 подсчетаединиц, Значение в определяется из нера- венства кщ1 или и 2(2") Возьмем двоичный логарифм от обоих частей неравенства, откуда получим выход переноса 7. По положительному перепаду сигнала на входе 15 выходные сигна лы записываются на регистр 16.Во втором также в зависимости от подключения входа 9 данные со входов 2,поступают на матрицу сумматоров либо через группу 20 элементов НЕ, либо без инверсии. 20 В последнем случае полагается, что инвертирование входных сигналов проводит предыдущий блок 1. Сигналы на входах 4 инвертируются либо предыдущим блоком, либо изменением уровня сигнала тактового 25 импульса. При инверсии входных данных в3) п=450, К=З, пз =" (1 п 2450)/3 - гп=З,И=57+7+1=65,Формула изобретенияУстройство для определения числа единиц в двоичном коде с контролем, содержащее гп уровней блоков подсчета единиц (в=оц 2 п/1 о 92 Ь (округлять в большую сторону), где и - разрядность информационного входа устройства, Ь=2 - разрядность первого информационного входа блока подсчета единиц, 1 - разрядность информационного выхода блока подсчета единиц), прием первые информационные входы блоков подсчета единиц первого уровня образуют информационный вход устройства, информационные выходы а-х блока подсчета единиц всех уровней и выхода переноса блока подсчета единиц а-го уровня образуют информационный выход устройства (с 1-номер уровня, 1цт, ая - число блоков подсчета единиц о-го уровня, ая=п/Ьц (округлять в большую сторону), в каждом 1-м уровне блоков подсчета единиц (1 1гп) информационный выход )-го блока подсчета единиц соединен с вторым информационным входом +1)-го блока подсчета единиц (1/аи, где а - число блоков подсчета единиц 1-го уровня, а=и/Ь (округлять в большую сторону), выход переноса каждого -го блока подсчета единиц 1-го уровня соединен с соответствующим разрядом первогоинформационного входа 1=)/Ь-го блока подсчета единиц (+1)- го уровня ( округлять в большую сторону), выход переноса ая-го блока подсчета единиц каждого 1-го уровня соединен с соответствующим разрядом первого информационного входа ая-го блока подсчета единиц (+1)-го уровня, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения достоверности определения числа единиц, в устройство введен элемент И, а каждый блок подсчета единиц содержит группу элементов НЕ, коммутатор, регистр, узел сравнения, элемент неравнозначности, триггер и К уровней сумматоров, причем установочные 5 входы всех блоков подсчета единиц подключены к установочному входу устройства, тактовые входы блоков подсчета единиц - к тактовому входу устройства, входы задания режима работы блоков подсчета единиц 10 первого уровня - к тактовому входу устройства, входы задания режима работы блоков подсчета единиц всех уровней, начиная с второго - к шине нулевого потенциала устройства, вторые информационные входы 15 первых блоков подсчета единиц каждогоуровня подключены к тактовому входу устройства, выходы неисправности каждого блока подсчета единиц - к соответствующим входам элемента И, выход которого 20 является выходом неисправности устройства, в каждом блоке подсчета единиц управляющий вход коммутатора подключен к входу задания режима работы блока подсчета единиц, в каждом блоке подсчета единиц 25 первый информационный вход коммутатораподключен к первому информационному входу блока подсчета единиц, входы элементов НЕ группы подключены к соответствующим разрядам первого 30 информационного входа блока, подсчетаединиц, выходы элементов НЕ группы подключены к соответствующим разрядам второго информационного входа коммутатора; входы первого и второго операндов каждого 35 сумматора первого уровня соединены с соответствующими разрядами информационного выхода коммутатора, выход результата каждого предыдущего сумматора в р-м уровне (1 ри) соединен с входом пере носа последующего сумматора, входы первого и второго операндов каждого сумматора (р+1)-го уровня соединены с выходами переноса соответствующих сумматоров р-го уровня, входы переноса первых 45 сумматоров каждого уровня подключены ксоответствующим разрядам второго информационного входа блока подсчета единиц, выходы результата 2 -х сумматоров г-хМ-гуровней (1г 5 1) образуют информацион ный выход блока подсчета единиц, выходырезультата последних сумматоров всех уровней и выход переносасумматора по.следнего уровня подключены к соответствующим разрядам информационного входа 55 регистра и первого информационного входаузла сравнения, выходы сравнения и не- сравнения которого соединены с соответствующими входами элемента неравнозначности, выход которого соеди 1795460нен с информационным входом триггера, прямой выход которого является выходом неисправности блока подсчета единиц, выход переноса сумматора К-га уровня является выходом переноса блока подсчета 5 единиц, выход регистра соединен с вторым информационным входом узла сравнения, тактовые входы триггера и регистра подключены к тактовому входу блока подсчета единиц, установочный вход триггера - к установочному входу устройства.1795460 Составитель В.ГречневТехред М.Моргентал Корректор Н.Слободяни дактор нно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Произ Заказ 431 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноеобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5