Программируемая логическая матрица с контролем

СООЗ СОЕЕТСНИХсоцИАлистичеснихРЕСПУБЛИН М 46 7 0 ва чФ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 1 Д1 ЕТЕЛЬСТВ У 36 од-втуз.Андрюшаев иело 8)нтез рог мал трицого дСССР4, Р иагностиТехниче 1, с, 2 01 в В.Н., Автоматтрицы. Минск,; с. 44,1 ваВ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Горяшко А.П. Сруемых логических мтрудоемкостью тесторования; Известия АНкая кибернетика, 19206.Барайов С.И., Сиии программируемые мВышэйшая школа, 198 ЯО 1260941 А 1(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых устройств высокой надежности.Целью изобретения является повышенточности контроля программируемойгической матрицы (ПЛМ ). Этацель достигается введением в ПЛМ формирователя инверсных сигналов с различной задержкой. В случае малогозначения задеряхи предложенная ПЛМработает как известная. В случаебольшого значения задержки в предложенной ПЛМ удается увеличить количество обнаруживаемых и уменьшить количество неразличимыхнеисправностей,благодаря возможности примененияметода динамической диагностики.1 з.п, ф-лы, 4 ил.0 15 го 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых.устройств высокой надежности.Целью изобретения является повышение точности контроля (локализации неисправностей) программируемойлогической матрицы (ПЛМ),На фиг, 1 приведена схема ПЛМ;на фиг. 2 - схема формирователя инверсных сигналов; на фиг. 3 - картыКарно, описывающие булевы функции,реализованные ПЛМ (фиг. 1), нафиг, 4 - временная диаграмма .работыПЛМ (фиг1)Программируемая логическая матрица (фиг. 1) содержит матрицу И 1,матрицу ИЛИ 2 и формирователи 3 инверсных сигналов. Нечетные горизонтальные шины матрицы И образуют еепервую группу входов и являются входами ПЛМ 4, четные горизонтальныешины матрицы И образуют ее вторуюгруппу входов. Вертикальные шиныматрицы И являются ее выходами ивходами матрицы ИЛИ, горизонтальныешины матрицы ИЛИ являются выходамиПЛМ 5. В некоторых узлах горизонтальные шины матрицы И соединены свертикальными шинами с помощью диодов. Этим обеспечивается формирование на вертикальных шинах импликант,представляющих собой конъюнкцию нескольких входных булевых переменных.В некоторых узлах вертикальные игоризонтальные щины матрицы ИЛИ соединены диодами, чем обеспечиваетсядизъюнкция импликант, сформированныхв матрице ИЛИ, На фиг, 1 показантакже управляющий вход ПЛМ 6, Формирователь 3 инверсного сигнала(фиг. 3) содержит элемент И-ИЛИ-НЕ 7,элемент НЕ 8 и элемент задержки,9.При нулевом значении сигнала науправляющем входе 6 предлагаемаяПЛМ работает также, как и известная.При единичном значении сигналана входе 6 инверсные значения входных сигналов формируются с задержкой.Это позволяет обнаружить и локализовать большее число неисправностей,чем в известной ПЛМ.Наиболее характерные неисправности ПЛМ - отсутствие нужного или наличие лишнего узла в матрицах И илиИЛИ. Подобные неисправности могутбыть обнаружены и локализованы спомощью статических методов диагностики лишь в случае, если изменяютсябулевы . функции, реализованные навыходах ПЛМ, т.е. изменяются множества единичных наборов какой-либореализуемой функции (на единичныхвходных наборах значения булевойфункции равно 1) .Во время работы ПЛМ при измененииодной или нескольких входных булевых переменных (переход от одноговходного набора к другому) выходныелогические значения должны оставаться постоянными или изменяться в зависимости от реализованной на этомвыходе булевой функции, что используется в упомянутой статической диагностике ПЛМ. В случае, если выходной сигнал должен оставаться равнымединице (на единичном переходе - припереходе от одного единичного набора к другому) в результате состязаний (гонок) возможно кратковременное появление логического нуля. Этовозможно лишь в случае, когда клетки карты Карно, ссответствующие исходному и конечному единичным входным наборам, содержат единицы (единичный переход), но не объединены(не покрыты) общей импликантной (непокрытый единичный переход), Этосвойство используется для реализациидинамической диагностики ПЛМ, прикоторой для диагностических целейиспользуются не только установившиеся статические значения на выходе диагностируемой ПЛМ, но и весьцифровой переходный процесс на выходе ПЛМ,Для иллюстрации сказанного рассмотрим изображенные на фиг. 3 карты Карно, описывающие булевы функции, реализованные ПЛМ (фиг, 1) какв исправном состоянии, так и приналичии некоторых неисправностей,Функции У и У реализуются исправной ПЛМ. Если при программировании ПЛМ в матрице и будет пропущенузел на пересечении горизонтальнойшины Хэ и вертикальной шины, на которой формируется импликанта Х Х ХЗ 4(в дальнейшем все вертикальные шины будем обозначать сформированными на них ипликантами), или будетпропущен узел на пересечении горизонтальной шины Х и вертикальнойшины Х Х Х то вместо У будут со 3 4 фответственно реализованы функции1 йУ, и У . Если в матрице 0 будет про 26094пущен узел ня пересечении шин Х иХ,Х,Х или на пересечении шин Х изХ ХХ , то будут соответственно реь 4 гализованы функции У и У , У и Уза также У и У, попарно являютсяразличньпли реализациями одних и техже булевых функций, Следовательно,статическими методами диагностикинельзя различить неисправности, врезультате которых У, трансформиру 12 3 лется в У, или в У, (в У, или У,).Приведем еще один пример неразличимых статическими методами не 1 2исправностей ПЛМ, Функции У, и Уполучаются из У при наличии в матрице О лишнего узла на пересечениигоризонтальной шины Х или шины Хс вертикальной шиной Х. ХЯВозможность различия всех рас -смотренных неисправностей весьмаважна, так как позволяет локализовать пропущенный узел и исправитьПЛ 1,Р ПЕ 1 возможны не только статически неразличимые неисправности,нои неисправности, вообще необнаруживаемые статическими методами: например, неисправность, трансформиру 5ющую У, в У (лишний узел в матрицеИЛИ на пересечении выходной шины У,и шины Х, Х Х ) . Для обнаружения иразличения рассмотренных неисправностей используются динамическиеметоды диагностики за счет различия множеств непокрытых ипликантами единичных переходов (фиг, 4).1Действительно, в У, непокрытыединичные переходы 1111 - 1110 и0111 - 0110 а в У непокрытыми являются другие единичные переходы:1 1 1 1 . 1 1 01 и 01 1 1 -01 01 . Осуществляяизменение входного набора булевыхпеременных от 1111 к 1110 (или от0111 и 0110) и от 1111 к 1101 (илиот 0111 к 0101), можно различитьнеисправности, приведшие к изменениюреализации функции .У , если гаранти 1 фровано появление нулевого выходного импульса на любом непокрытомединичном переходе,Все другие случаи приведенных неисправностей также различаются множеством непокрытых единичных пере 3 ходов, либо друг от друга (У. от У1 У от У ), либо (в случае обнаружениянеисправности) от исправной функции (У от У) .Таким образом, применение динамической диагностики позволяет су щественно увеличить количество обнаруживаемых и уменьшить долю неразличимых неисправностей путем диагностики неисправностей не только по совпадению или различию множеств единичных наборов, но и по совпадению или различию множеств покрытых ипликантами единичных переходов в заданной реализации булевых функций на 11 ЛИ,10 Формула изобретения 1. Программируемая логическаяматрица с контролем, содержащая мат рицу И и матрицу ИЛИ, входы которойсоединены с выходами матрицы И, входы первой группка которой и выходыматрицы ИЛИ являются соответственновходами и выходами программируемойлогической матрицы, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью човьппения точности контроля программируемой логической матрицы, в нее введены формирователи инверсных сигналов, ЗО первый вход каждого из которых соединен с соответствующим входом первой группы матрицы И, выход - с соответствующим входом второй группыматрицы И, а второй вход являетсяуправляющим входом программируемой .логической матрицы.2. Логическая матрица по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, чтокаждый формирователь инверсного сигнала состоит из элемента И-ИЛИ-НЕ,элемента НЕ и элемента задержки,причем выход элемента И-ИЛИ-НЕ является выходом формирователя инверсного сигнала, первый вход первойгруппы входов И элемента И-ИЗК-НЕсоединен с входом элемента задержкии является первым входом формирователя инверсного сигнала, первыйвход второй группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с входом элемента НЕ и является вторым входомформирователя инверсного сигнала,выходы элемента задержки и элементаНЕ соединены с вторыми входами первой и второй групп входов И элемента И-ИЛ 1-НЕ соответственно1260941 хф,4 ХУХф Х 2 Х 4 Составитель А,ДерюгинКТехред А,Кравчук КорректорМ, Максимишине Редактор Т,Парфенов Заказ 5232/49 Подписикомитета ССОРи открытийая наб., д. 4 15 Производственно-полиграФическое предприятие Тираж 671ВНИИПИ. Государственногпо делам изобретений 13035 Москва, Ж, Раушс жгород, ул. Проектная, 4