Устройство для контроля данных, представленных в кодах “к”из”п

(22) Зан иле но 26,09.78 (с ирнсоелнненнем заявки М 66385 18 - 2(7) Заявите РОЙС ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАННЫХ, ГРЕДСТАВЛЕННЫХВ КОДАХ "с" ИЗ "и" 54 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти нримене. ние при проектировании автоматических систем управления и передачи данных, работаюших в кодах "М" из "и".Известны устройства для контроля данных, представленных в кодах типа "с" из "и", содержащие в своем составе блоки логических элементов И, ИЛИ, НЕ, сумматоры, шифрато. ры и дешифраторы 1 и 2 .Однако известные устройства либо предназначены для контроля наличия строго опреде. ленного количества входных переменных при определенном общем количестве входных переменных н не являются универсальными, либо при контроле большого количества входных переменных содержат чрезмерно много логических элементов в своем составе.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для контроля данных, представленных в кодах типа "К" из "и", содержащее блоки логических элементов И, ИЛИ, имеющее многоразрядный параллельный вход и определяющее, приняли ли минимально с, а максимально (=с)из и входных переменных двоичное значение"1". Это достигается посредством элементовИ, количество которых равно числу сочетанийиз и по К выходы которых подключенык элементам ИЛИ и посредством -входовыхэлементов ИЛИ, количество которых равночислу сочетаний из и по и - , выходы которыхподключены к логическому элементу И, атакже посредством схемы, формирующей выходные сигналы 3Однако при увеличении количества входныхшин "и" и порога срабатывания "с" количест.во логических элементов в устройстве резковозрастает. Например, при и = 10, с 3 3количество элементов И равно 120, прии " 20, с3 - 1140, а при и = 20, с44845. Аналогично, при увеличении количествавходных шин "и" и порога срабатыванияколичество логических элементов ИЛИ 20также резко возрастает, Например, при и=10,ь 4 3 количество элементов ИЛИ равно 120,при и = 20,( 3 - 1140, а при и20,4 4 - 4845. Причиной такого явленияжит то, что известная схема строится на ос. нове элементов И, число которых равно числу сочетаний изи" по "с", причем каждый элемент И требует подачи на вход "М" из "и" входных переменнъ 1 х, а также на основе5 элементов ИЛИ, число которых равно числу сочетаний из "и" по . Эта особенность построения устройства приводит к существенно. му увеличению количества элементов, входящих в устройство и резкому падению надежности его функционирования. Кроме того недостатком известного устройства является то, что количество входов элементов И, ИЛИ прямо зависит от порогов М" и 1 соответственно, а количество входов элементов ИЛИ, с которыми соединяются выходы элементов И, а также количество входов элементов И, с которыми соединяются выходы элементов ИЛИ, прямо зависит от количества входов и" и порогов Ми. Кроме того, схема соединений входов устройства с элементами И, ИЛИ зависит от количества входов и" и пороговМ и и , Вышеприведенные особенности приводят к тому, что известное устройство не имеет в своем составе универсальных участков схемы, содержащих определенный набор логических элементов, определенным образом связанных между собой и не зависящих от параметров "и", "с" и ", которые позволяли бы путем добавления к устройству с параметрами "и, ", "к" и "1" определенного количества универсальных участков получить устройство с параметрами и ", "К " и " ". Такое отсутствие универсальности усложняет использование и эксплуатацию известного устройства.Цель изобретения - сокращение оборудования, достижение универсальности, уменьшение количества элементов, входящих в устройство и повышение надежности функционирова. ния устройства путем применения регулярной структуры.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля данных, представленных в кодах "К" из "и", содержащее группы элементов И и группы элементов ИЛИ, введены М групп двувходовых, элементов ИЛИ и (с - 1) групп двухвходовых элементов И, причем каждая 1-я группа элементов И и элементов ИЛИ состоит соответственно из (и - ) элементов И и элементов ИЛИ, первый50 вход каждого 1-го элемента ИЛИ .й группы соединен с выходом (+1).го элемента И ( - 1)-й группы и с первым входом 1-го элемента И 1-й группы, выход каждого 1-го элемента ИЛИ 1-й группы соединен со вторым55 входом (1+1)-го элемента ИЛИ -й группы и со вторым входом (1+1)-го элемента Й 1-Й группы, выходы последних элементов ИЛИ всех групп образуют группу выходов устройства. первые входы всех элементов ИЛИ и второй вход первого элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ образуют группу вхо. дов устройствапервый и второй вход перво го элемента ИЛИ .й группы соединены соот 1ветственно с выходами первого и второго элемента И ( -1)-й группч, второй вход первого элемента И .й группы соединен с выходом первого элемента И ( - 1) .й группы.На чертеже приведена схема устройства, выполняющего функцию проверки условия, чточетыре и более входных переменных из вось.ми равны логической 1",Устройство для контроля данных, представ.ленных в кодах "К изисодержит вхо.ды 1 - 8, первую группу 9 элементов ИЛИ,первую группу 10 элементов И, вторую группу 11 элементов ИЛИ вторую группу 12элементов И, третью группу 13 элементовИЛИ, третью группу 14 элементов И, пятуюгруппу 15 элементов ИЛР.Группы элементов 9, 11, 13 и 15 ИЛИ содержат элементы ИЛИ 16-37. Группа элемен. тов И 10, 12 и 14 содержит логические эле. менты И 3855. Первая группа 9 элементов ИЛИ имеет выходы 56 -70, причем выходы 57 .70 одновременно являются входами первой группы 1 О элементов И. Первая группа элементов И 10 имеет выходы 71 77, которые одновременно являются входами второй группы 11 элементов ИЛИ, вторая группа 11 элементов ИЛИ имеет выходы 78 - 90, причем выходы 79 - 90 являются входами второй группы 12 элементов И, вторая группа 12 элементов И имеет выходы 91 - 96, которые одновременно являются входами третьей груп. пы 13 элементов ИЛИ. Третья группа 13 эле. ментов ИЛИ имеет выходы 97 - 107, причем выходы 98 - 107 являются входами третьей группы 14 элементов И, третья группа 4 элементов И имеет выходы 109 - 113, которые одновременно являются входами четвер. той группы 15 элементов ИЛИ. Выходы 56, 78, 97 и 108 являются выходами устройства.Для определенности примем, что восемь входных логических переменных подаются на вход устройства в виде двоичного параллель. ного кода 00101101, у которого крайне левое положение занимает первый разряд, за ним, слева направо, располагаются второй разряд, третий и так далее. Код подается на входы устройства 1, 2, 3, 4, 5, б, 7 и 8, причем номера разрядов входного кода сов. падают с номерами входов устройства.Рассматриваемое устройство содержит четыре группы элементов ИЛИ и три группы элементов И.5 7Рассморим подробно работу группы элементов ИЛИ на примере работы первой группы 9 элемсптов ИЛИ.Первая группа 9 элементов ИЛИ состоитиз элементов ИЛИ 16 - 22. На входы элемен.та б но входу 1 и 2 подаются первый ивторой разряды входного кода 00101101, Свыхода элемента ИЛИ 16 на первый входэлемента ИЛИ 17 подается, соответственно,/логический "0. По входу 3 на второй входэлемента 7 подается третий разряд входногокода, соответствующий значению логической"1". С выхода элемента ИЛИ 17 на первыйвход элемента 18 ИЛИ подается логическая"1", которая через элементы ИЛИ 18, 9, 20,21 и 22 распространяется на выход устройства 56, независимо от информации, присутству.ющей на остальных входах 4, 5, 6, 7 и 8первой группы 9 элементов ИЛИ, Таким об.разом, наличие на первом выходе устройст.ва 56 логической "1" говорит о том, что вовходном коде имеется, по меньшей мере, одна логическая переменная, принявшая значе.ние "1".В общем случае в группах элементов ИЛИинформация о том, что возбужден какой.нибудь вход группы элементов ИЛИ, раслростра.няется вдоль цепочки элементов ИЛИ, причемначало возбужцения совпадает с первым слевавозбуждением входа устройства, а конец возбужденной цепочки совпадает с выходом последнего элемента ИЛИ в рассматриваемойгруппе элементов ИЛИ.Если возбудится вход устройства, имеющийменьший порядковый номер, то начало возбужденной цепи совпадает теперь уже с этимвозбужденным входом, при условии, чтобольше нет возбужденных входов, порядковыйномер которых (при принятом в настоящемописании порядке нумерации входов) меньше, чем номер возбужденного входа в рассматриваемом выше случае,При этом количество элементов ИЛЙ в не.четной группе элементов ИЛИ ровно на еди-,ницу меньше количества входов группы.На выходы первой группы 9 элементовИЛИ 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63 и 64 подаются, соответственно, с входов 1, 2, 3, 4, 5,6, 7 и 8 значения разрядов входного кода.На выход 65 подается логический "0", а навыходы 66, 67, 68, 69 и 70 подаются логи.ческие "1".Рассмотрим подробно работу группы эле.ментов И на примере работы первой группы10 элементов И. Первая группа 10 элементов И состоит изэлементов 38, 39, 40, 41, 42, 43 и 44, причемвходы элементов являются входами группы,8815 а выходы элементов являются выходами группы. Между собой элементы непосредственноне соединены.На первые входы элементов 39 - 44 подают.ся, соответственно, значения выходов элементов 16 - 21 первой группы 9 элементов ИЛИ,а на первый вход элемента 38 подан первыйразряд входного кода первого каскада повходу 57.10 На второй вход каждого из элементов И38 - 44 первой группы 10 элементов И подается соответствующий разряд входного кодапервого каскада. Например: на второй входэлемента 38 со входа 2 первой группы 9 эле 15 ментов ИЛИ через выход 58 первой группы 9элементов ИЛИ подается значение второго разряда входного кода; на второй вход элемента 39 со входа 3 через выход 59 подаетсязначение третьего разряда.2 О Информация о наличии возбужденной цепочки элементов ИЛИ первой группы 9 элементов ИЛИ по выходам 57, 65, 67, 68, 69 и70 передается на вход первой группы 10 элементов И и служит необходимым условием25 для прохождения соответствующей части входного кода первой группы элементов И черезпервую группу 1 О элементов И. При этом,сигнал о возбуждении входа 3 устройства непередается через первую группу 10 элементовИ, а служит только условием для прохождения сигналов с остальных входов первойгруппы 9 элементов ИЛИ, расположенныхправее первого возбужденного входа 3.В рассматриваемом случае на первые входыэлементов И первой группы 10 элементов Иподается, соответственно, следующий код0011111, т,е. выработано условие для прохож.дения через первую группу 10 элементов Ипяти старших разрядов входного кода первойгруппы 9 элементов ИЛИ. При этом на вто.рые входы элементов И первой группы 10элементов И подается код, соответствующийвходному коду первой группы 9 элементовИЛИ, начиная со второго разряда - 0101101.На выходы первой грутпты 10 элементов Ивыдается следующий код: 0001101, где пятьстарших разрядов являются пятью старшимиразрядами входного кода первой группы 9элементов ИЛИ,Таким образом, на выходах первой группы 10 элементов И 71, 72, 73, 74, 75, 76и 77 имеется, соответственно, код 0001101,т.е, первая группа 10 элементов И транслирует через себя все входные логические перемен 55ные устройства, имеющие значение логической"1", кроме первой, второй группы 11 элементов ИЛИ. Входы второй группы 11 элемен.тов ИЛИ соответствуют выходам 71 - 77 первойгруппы 10 элементов И.781815 Принцип работы второй группы 11 элемен.тов ИЛИ совпадает с принципом работы первой группы 9 элементов ИЛИ; вторая группа11 элементов ИЛИ содержит элементы ИЛИ23 - 28. На оба входа элемента 23 поданы логические "0", с выхода элемента 23 на первыйвход элемента 24 также поступает логический"0". На второй вход элемента 24 поступаетлогический "0" и с выхода элемента 24 напервый вход элемента 25 поступает логический "0", На второй вход элемента 25 посту.лает со входа 74 логическая "1" и через элементы ИЛИ 25, 26, 27 и 28 распространяетсяна второй выход устройства 78, независимоот того, какая информация подается на вторые 5входы элементов ИЛИ 26, 27 и 28 по входам75, 76 и 77 соответственно. Следовательно,наличие на втором выходе устройства 78 логической "1" говорит о том, что, по меньшеймере, два разряда во входном коде устройства содержат логическую "1", Таким образом,вторая группа 11 элементов ИЛИ с помощьюпервой слева, прошедшей через первую группу 10 элементов И логической переменной,равной "Г, которая соответствует второй сле. 25ва логической переменной, равной "1" вовходном коде устройства, вырабатывает инфор.мацию о наличии минимум двух возбужден.ных входов устройства, кроме того вырабаты.вается условие для трансляции оставшейся Эоинформации с остальных возбужденных вхо.дов устройства через вторую группу 12 элементов И.Следовательно, на выходах второй группы11 элементов ИЛИ 79, 80, 81, 82, 83, 84и 85 имеется, соответственно, код 0001101,а на выходах 86, 87, 88, 89 и 90 - 00111.Вторая группа 12 элементов И состоит изэлементов И 45, 46, 47 48, 49 и 50, Входывторой группы 12 элементов И соединены свыходами второй группы 11 элементов ИЛИ79 - 90, Принцип работы второй группы 12элементов И совпадает с принципом .работыпервой группы 10 элементов И, Входы элементов И 45 - 50 являются входами второйгруппы элементов И, а выходы элементов -выходами второй группы 12 элементов И. Меж.ду собой элементы непосредственно не соединены. На первые входы элементов 45 - 50 новходам 86 - 90, соответственно, подается код000111, т.е. подается условие для прохождениячерез вторую группу 12 элементов И трех стар.цих разрядов входного кода устройства. Навторые входы элементов 45-50 по входам80-85, соответственно, подается код 001101, где старшие пять разрядов совпадают с пятью старшими разрядами входного кода устройства. На выходах второй группы 12 элементов Ибудет установлен код 000101, где три старших 8разряда совпадают с тремя старшими разряда.ми входного кода устройства.Таким образом, на выходах второй группы12 элементов И 91 - 96 имеется код 000101,т.е, вторая группа 12 элементов И обеспечива.ет трансляцию всех входных логических переменных устройства, имеющих значение логи.ческой "1", кроме двух первых, которые обработаны двумя первыми группами 9 и 11 зле.ментов ИЛИ, Третья группа 13 элементов ИЛИвыполнена так же, как первая 9 и вторая 11группы элементов ИЛИ и содержит элементыИЛИ 29 - 33. На входы 91 - 96 третьей группы13 элементов ИЛИ с выходов элементов Ивторой группы 12 элементов И подается код00010. В соответствии с данным кодом навыходах элементов 31, 32 и 33 установитсялогическая "1", На третьем выходе устройства97 также установится логическая "1", котораянесет информацию о том, что во входномкоде устройства имеется, по меньшей мере,три разряда, содержащих логическую "1".Выходы 98 - 107 являются выходами третьейгруппы 13 элементов ИЛИ, На выходах 98,104 - 107 присутствует код условия траксля.ции через третью группу 14 элементов И, равный 00011.Третья группа 14 элементов И выполненааналогично первой и второй группам элементов И и содержит логические элементы И 51 -55, на первые входы элементов по входам 98,04 - 107 подается код 00011, а ка вторыевходы по входам 99 - 103 - код 00101, Навыходах 09 - 113 имеется, соответственно,код 00001.Четвертая группа элементов ИЛИ 15 выполкена аналогично первой, второй и третьейгруппе элементов ИЛИ и содержит логическиеэлементы ИЛИ 34 - 37. На входы четвертойгруппы 15 элементов ИЛИ 109 - 113 с выходовтретьей группы 14 элементов И подается код00001, В соответствии с данным кодом навыходе элемента 37 и на четвертом выходеустройства 108 возбуждается логическая "1",которая говорит о том, что во входном кодеустройства имеется, по меньшей мере, четыреразряда, содержащих логическую "1",Таким образом, рассмотренное в примере устройство выполняет функцию контроля наличия в восьмиразрядном входном параллельном коде по меньшей мере четырех логических еди ниц. При этом устройство содержит четыре группы элементов ИЛИ и три группы элемен. тов И.В общем случае, количество групп элементов ИЛИ в устройстве должно быть столько, сколько минимум логических "1" контролируется во входном коде.781815 Покажем, как рассматриваемое устройствовыполняет, например, функцию контроля того;что не более трех входных переменных из восьми равны логической "1".Как было сказано выше, выходной код устройства на выходах 56, 78, 97 и 108 при выполнении функции контроля наличия в восьмиразрядном входном коде по меньшей меречетырех логических единиц, соответственно,равен 1111.При наличии во входном коде трех логических единиц выходной код равен 1110, двух -1100, одной - 1000, ни одной - 0000, Следовательно, при контроле того, что не болеетрех входных переменных из восьми равны логической " Г, необходимо контролировать навыходной шине устройства 108 наличие логического0",В общем случае, при необходимости контролировать количество логических единиц вовходном коде не более "К", устройство должно содержать в своем составе "1+1" группэлементов ИЛИ. При этом следует контроли.ровать наличие логического "0" на том выходе устройства, который связан с последнейгруппой элементов ИЛИ.Как следует из описания сущности изобретения и примера конкретного выполнения, устройство имеет однородную структуру, что позволяет легко наращивать его как по количеству разрядов входного кода, так и по лоро.гу работы, Данная особенность упрощает использование и эксплуатацшо устройства.Общее количество логических элементов,необходимое для построения устройства с порогом срабатывания К и выполняющего функцию контроля того, что не менее Е разрядовиз и содержат логическую "1", равноп(21 - 1)-М где и - общее количество разряз.дов входного кода, причем 1 с с и; К 0;п)0,10 Например, при и = 10, К3 общее коли чество элементов равно 41; при и = 20, К Ъ 3 равно 91; при и = 20, 14 равно 124.Формула изобретенияУстройство для контроля данных, представленных в кодах "М" из "и", содержащее группыэлементов И и группы элементов ИЛИ, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения обо рудования, устройство содержит М групп двувходовых элементов ИЛИ и (1 - 1) групп двувходовых элементов И, причем каждая 1-ягруппа элементов И и элементов ИЛИ состоитсоответственно из (и-) элементов И и эле ментов ИЛИ, первый вход каждого 1.го эле.мента ИЛИ -й группы соединен с выходом(1+1) -го элемента И (1 - 1) - й группы и с пе рвымвходом. 1-го элемента И 1.й группы,выход каждого 1-го элемента ИЛИ -йгруппы соединен со вторым входом (1+1).гоэлемента ИЛИ -й группы и со вторым входом11+1)-го элемента И -й группы, выходы последних элементов ИЛИ всех групп образуют груп.пу выходов устройства, первые входы всехэлементов ИЛИ и второй вход первого элемента ИЛИ первой группы элементов ИЛИ образуют группу входов устройства, первый и второй вход первого элемента ИЛИ .й грутптысоединены соответственно с выходами первогои второго элемента И (1-1)-й группы, второйвход первого элемента И -й группы соединенс выходом первого элемента И (1 - 1)-й груп.пы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе351. Авторское свидетельство СССР 544969,кл. б 06 Е 11/12, 17.06,74.2. Патент США Х 0 3851307, кл. 235 - 140кл. 6 06 Е 11/00, 26.11,74.3. Патент ФРГ У 2327352, кл. (3 06 Е 11/00,опублик. 10.04,75 (прототип),781815 оставитель И, Сигалехрец М. Петко дактор М. Габуда орректор М, Ригу Тираж 751 НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб