Адаптируемое суммирующе-вычитающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоцналнстнческнхРеслублнк н 1.005036(22) Заявлено 060581 (21) 3287628/18-24с присоединением заявки йо(23) Приоритет -Опубликовано 15.0383, Бюллетень Мо 10Дата опублйкования описания 1503,83 111 М. Кд,з 6 06 Г 7/50 6 06 Р 11/00 Государственный комитет СССР по дедам изобретений н открытий(71) Заявитель УСТРОЙСТВО ИРУЕМОЕ СУММИРЯОЩЕ.- повышение на.- -вычитающего уст ния избыточности спечения возмож-. ункционирования чии любой логиче любого элемента Иэобретенйе относится к вычисли- Недостатком данного устройства явтельной технике и автоматике и может ляется его низкая надежность прибыть примеиейо для построения надеж" наличии любой неисправности устройнйх ари 4 ееетических узлов цифровой , ство становится оеработоспособным)обработки информации 5 и отсутствие полного разрешения неисизвестны комбинационные суммирую- правностей элементов схемы, что затще-вычитающие устройства, предназна- рудняет поиск и устраненйе возникшихченные для суммирования и вычитания неисправностей,двоичных чисел, представленных в пря- . Цель изобретениямых кодах., и состоящие из элементов 10 дежностк суммирующеравнозначности неравнозначности)и ройства путем введескем И, (1 и 21. в его схему для обеНедостатками таких устройств яв- ности правильного фпяются их низкие функциональность .устройства при наля си. надежность. кой:неисправностисхемы.Известны устройства, обладающие Поставленная цель достигается тем,способностью к адаптации,при. неисп.; .что в адаптируемое суммирующе-вычитаравностях 3 . . ющее устройство, содержащее первый,Однако эти способности либо огра второй, третий,четвертый элементыничены, либо предполагают наличие равнозначности, причем вход первогорезервного устройства, т. е. имеют рперанда, второго операнда,и пвренебольшую сложность и,:как следствие, ра, первый, второй и,третий управлянизкую надежность. ,1 сщиб входы устройствасоединены соотНаиболее близким к предлагаемому ветственно с первым и,вторьм входамиявляется сущмирующевычитающее устт. первого элемента равнозначности, сройство, которое состоит жз четырех первым к вторым входами второго зле .элементов равнозначности и элемента мента равнозначности, с первым входомИ и позволяет реализовать сложение третьего элемента равнозначности н си вычитание прямых и инверсных кодов первым входом четвертого элементадвоичных чисел 4 1.равнозначности, выход первого элемен 1005036элемента равнозначности 9, третий вход соединен с выходом 19 элемента равнозначности 10, выход которого соединен с первым входом элемента равнозначности 16, второй вход которого соединен с управляющим входом 8 устройства, а выход 24 является третьим выходом устройства.Устройство работает следующим об разрм.На входы 1, 2 и 3 подаются соотчзт ветственно сигналы А , В -, Р , а на управляющие входы 4-8 - сйгналы управления, В исправном состоянии на первом выходе 22 устройства реализу-.т ется логическая функция (в терминах номеров входов Г =И 2 Ч 12)5 Ч(+2 Ч 12).: На втором выходе 23 реализуется логическая функция 12 Ч 12) Р Ч 34) 6 Ч(12 ч 12) (34 ЧИ Ь ) 7 ч(Ич 12) (ич 34)6 ч(12 Ч 72)(34 чм)ь) Ч На третьем выходе 24 реализуется логлческая Функция( а чаЩЧЬц)(МЧУ ч(12 ча)(З+ЧЗ+)(6 ТЧ 31 ВЧ Г (12 Ч 12)(ЗФЧМ)(й чй)ч(12 чЙ)(ЗФЧМ)(51 ЧТ 18 Функциональные возможности адапти руемого суммирующе-вычитающего устройства приведены в табл.1 и определяются двоичными сигналами управле-.: ния И, И 2, И 3,поступающими соответственйо на входы 5,4 и 7.При этом на выходе 22 реализуется функция сувеы или разности, определяемая логическим вьпэажением:Я.: А; В 1 Я; В И Ч (АВ Ч АВ)И при значениях сигналов на входах 1, 2, 3 и б, равных соответственно А 1, В , Р, "1" (значение сигнала на входе 8 безразлично). При этих же значениях сигналов на выходе 23 реализуется функция переноса или заема, опре-: деляемая логическим выражениемА 1 ВЛ А Ч ) (Р 1- И 2 ч 1-1 Из ) Й Ч (ЯВ ЧДВ .) (Р Й ЧР; 1 И 2)Й 5.При значениях сигналов на входах 1, 2, 3, 4, б и 7, равных соответственно А,. А 1, А), А 4, В, 1, И (значение сигналов на входах 5 и 8 без" различно ), на выходе 23 реализуется функция суммы или разности Б.При значениях сигналов на входах 1, 2, 3, 4, 5 и 8, равных соответст:венно А, А , А, В,; И 1 (значение сигналов на входах 6 и 7 безразлично ), на выходе 24 реализуется функция суюая или разности Б а при значениях сигналов на тех же входах, равта равнозначности соединен с вторымвходом третьего элемента равнозначности, выход которого является первымвыходом устройства, выход четвертогоэлемента равнозначности является вторым выходом устройства, введены пятый 5шестой, седьмой и восьмой элементыравнозначности, причем вход первогооперанда, второй, четвертый и пятыйуправляющие входы устройства соединены соответственно с первым и вторым 10входащ пятого элемента равнозначности, с первым входом шестого элемента равнозначности и с первым входом седьмого элемента равнозначности, выход которого является третьим 15выходом устройства, выход первогоэлемента равнозначности соединен свторым входом шестого и первым входом восьмого элементов равнозначности, выходы которых соединены соответ- Оственно с вторыми входами четвертогои седьмого элементов равнозначности,выход второго элемента равнозначности соединен с третьим и вторым входами шестого и восьмого элементовравнозначности, выход пятого элемен". 25та равнозначности соединен с третьимвходом восьмого элемей а равнозначности,На чертеже схематически представлено предлагаемое устройство. 30Устройство содержит информационныевходы 1 и 2, на которые поступают,одноименные разряды операндов А иВ , информационный вход 3, на кото 1рйй поступает значение переноса (зае ма ) Руправляющие входы 4-8, эле-.менты равнозначности 9-16, выходы17-24 элементов равнозначности,Входы 1 и 2 элемента равнозначности 9 являются информационными входами устройства, а его выход 17 соединен с первым входом элемента равнозначности 14, с вторым входом которогосоединен управляющий вход 5 устройства. Выход 22 элемента равнозначности .14.является первым аыходом устройства.5Вход 3 элемента равнозначности 10 является информационным входом, а вход4 -управляющим входом устройства,его выход 18 соединен с первымвходомэлемента равнозначности 12, второйвход которого соединен с выходом 17элемента. равнозначности 9, третий"вход которого соединен с управляющим входом 6.Выход элемента равнозначности 12 соединен с первым входом.55элемента равнозначности 15,второйвход которого соединен с управляющимвходом 7,а выход 23 является вторымвыходом устройства.Первый вход элемента равнозначнос-бОти 11 соединен с управляющим входом5, второй вход - с информационнымвходом 1, а выход - с первым входомэлемента. равнозначности 13, второйвход которого соединен с выходом 17+ В В В А; ных соответственно И 2, И 2, А , В,Р, ИЗ, на этом же выходе реалйзуется Функция переноса или заемаР Таким образом, на выходе 22 можно 5 реализовать функцию. Б , а на выходах 23 и 24 - как Функцию 3, так и функцию РПри наличии логической неисправно- сти элементов схемы устройства конс:10 танта фО" или константа ф 1 ф отказавший элемент продолжает участвовать в Формировании выходных сигналов, поэтому для определения управлений устройства, имеющего в своем составе отказавший элемент, необходимо точно локализовать неисправность до типа неисправности любого элемента, Схема устройства-прототипа не позволяла добиться такой степени разрешениянеисправностей, Именно с этим и связана замена элемента И управляемойфравнозначностью", Схема предлагаемо"го устройства позволяет диагностировать неисправности до типа неисправности любого элемента схемы. Один извариантов построения диагностического теста представлен:;в табл, 2. Точное диагностирование неисправностейпозволяет .определить значения сигна-.лов управления, позволяющих устройству сохранить работоспособность. Втабл. 3 представлены значения сигна,лов управления, позволяющих устранитьвлияние любых одиночных логическихнеисправностей значения И, И 2,Иточно соответствуют сйгналамуправления устройства-прототипа иприведены в табл. 1).12 1005036 Таблица 3 Состояние Значение сигналов на входах 1 2 34 5 6 7 8 1- 122 Исправное А 1 В 1 Р 1И 2 И 1 Ий 2 - А; В; И - А В 1 17:О 17= 1 18= 0 18=1 19=0 о И 1 И 1 "1 Из и Й Ия "3 И И 5 1 И 3 1 И 3И 1 24=1 волит своевременно корректировать принеобходимости технологический про-.цесс, значительно увеличить процентвыхода годных к эксплуатации схем исущественно сократить материальныезатраты на их производство. формула изобретения Адаптируемое суммирующе-вычитающее устройство, содержащее первый, второй, третий и четвертый элементы равнозначности, причем вход первого операн.да, второго операнда и переноса, первый, вжорой и третий управляющие вхо-,. ды устройства соединены соответствен но с первым, вторым входари первого элемента равнозначности, с первым вторым входами второго элемента равнозначности, с первым входом. третьего элемента равнозначности и с первым входом четвертого эемента равнозначности, выход первого элемента равнозначности соединен с вторым входом третьего элемента рав" нозначности, выход которого является 1Таким образом, предлагаемоеуст ройство обладает высокой надежностью, обусловленной способностью сохранять работоспособность при наличии любой одиночной логической неисправности. устройство-прототип, в свою очередь, теряет работоспособность при наличии любой логической неисправности элементов схемы и, таким образом, имеет значительно худшие характеристики по надежности. Кроме того, иэ 112 возможных двукратных логических неисправностей предлагаемое устройство сохраняет работоспособность при 68 из них. Структура устройства состоит только из элементов равнозначности, т е. является однородной, что существенно упрощает вопрос реализации устройства интегральной технологией. Промышленное внедрение предлагаемого устройства позволит сократить выпуск таких устройств, так как оно облада- бО ет существенно большей надежностью, чем аналогичные устройства, и, тем самым, сэкономить значительные материальные средства, Кроме того, полная диагностируемость устройства поз-б 5 Функции реализ емые выхо ами14 1005036 Составитель И. Сигаловдактор Л. Алексеенко Аехред С,мигунова Коррект Ференц Тираж 7 дарственног зобретений а, Ж, Ра ПодписР каз 1899/63 04 ВНИИПИ Госу о комитет по делам и и открыты 113035, Москв ушская над. 4/5 Ужгород, ул. Проектная, 4/5 илиал ППП "Пате первым выходом устройства, выход четвертого элемента равнозначности является вторым выходом устройства, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности, в него .введеныпятый, шестой, седьмой и восьмой элементы равноэначности, причем входпервого операнда, второй, четвертыйн пятый управляющие входы устройствасоединены соответственно с первым ивторым входами пятого элемента равно Означности, с первым входом шестогоэлемента равнозначности и с первымвходом седьмого элемента равнозначности, выход которого является третьим выходом устройства, выход перво го элемента равнозначности соединенс вторым входом шестого и первым входом восьмого элементов равнозначности, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами четвертогои седьмого элементов равнозначности,выход второго элемента равнозначности соединен с третьим и вторим входами шестого н восьмого элементовравнозначности, выход пятого элемента равнозначности соединен с третьимвходом восьмого элемента равнозначности,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 174438, кл. 6 06 Р 7/50, 1965.2. Эаявка Японии В 50-13068,кл. С 06 Р 7/50, 1975,3. Патент США В 3665174,кл. 0 06 Р 11/04, опублик. 1973.4. Авторское свидетельство СССР9 667967, кл С 06 Р 7/50, 1977прототип).,