Устройство для контроля оптимальных -кодов фибоначчи

тельство СССР11/00, 1979 сви06 ТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР изОБРетений и ОтнРытий ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯОПТИМАЛЬНЫХ р-КОДОВ фИБОНАЧЧИ, содержащее и-разрядный регистр, гдеи - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, (и-р)блоков фиксации сбоев, каждый изкоторых содержит элемент И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждомблоке фиксации сбоев выход элемента ИЛИ соединен с первым входом элемента И, единичный вход и-го разряда регистра является информационнымвходом устройства, установочныйвход устройства соединен с нулевымивходами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходовустройства, единичные выходы р младших разрядов регистра соединены с соответствующими входами первой группы входов устройства, единичный выход каждого 3-го разряда регистра,(3 - (р+1), и), соединен с вторым входом элемента И (3-р)-го блока фиксации сбоев и с К-м входом элемента ИЛИ -р+К)-го блока фиксации сбоев, выход элемента И каждого блока фиксации сбоев соединен с соответствующим входом второй группы входов элемента ИЛИ, выход которого является выходом неисправности устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены первый и второй блоки индикации, (и-Зр)- и (2 р+1)-входовых элемента И и два (р+1)-входовых элемента И, причем нулевой выход каждого 3-го разряда регистра соединен с (и+1)-м входом первого (р+1)-входового элемента И, с (2 р+2-З)-м входом второго (р+1)-входового элемента И и с (Зр+2+в)-м входом ш-го (2 р+1)-входового элеИ,. Т Ь.1 Р.2 У, ные выходы р младших разрядов регистра и выходы элементов И блоков фиксации сбоев соединены с соответствующими входами первого блока индикации, выходы всех элементов И устройства соединены с соответствующими входами второго блока индика ции и входами первой группы входов элемента ИЛИ устройства, единичные входы (и) младших разрядов регистра являются группой информационныхвходов устройства.Изобретение относится к вычислительной технике и передаче данных и может быть использовано для контроля оптимальных р-кодов Фибоначчи.Известно устройство для контроля 5 р-го кода Фибоначчи, содержащее . и"разрядный регистр, элемент ИЛИ и (и-р) блоков фиксации сбоев И .Недостаток этого устройства - низкая эффективность контроля, так 10 как устройство не позволяет обнаруживать ошибки, вызывающие переход триггера из единичного состояния в нулевой (типа "1" в "О").Наиболее близким по технической 15 сущности к предлагаемому является устройство для контроля р-кодов Фибоначчи, содержащее и-разрядный триггерный регистр, элемент ИЛИ группу из (и-р+1) элементов ИЛИ 20 (и-р) блокав фиксации сбоев, каждый из которых содержит первый и второй элементы И, формирователь импульсов и р-входовой элемент ИЛИ, выход которого соединен с первым входом перво го элемента И, первый вход блока фиксации сбоев соединен с входом формирователя импульсов и вторым входом первого элемента И, выход которого является первым выходом блока фик сации сбоев, выход формирователя импульсов соединен с первым входом второго элемента И, выход которого является вторым выходом блока фиксации сбоев, управляющий вход блока фик 5 сации сбоев подключен к второмувходу второго элемента И, а остальные р-входов блока фиксации сбоев связаны с соответствующими входами .элемента ИЛИ, первые выходы всех 40 блоков фиксации сбоев совместно с выходами триггеров р младших разрядов регистра соединены с соответст вующими входами элемента ИЛИ, выходкоторого является контрольным выходом 45 устройства, а выход каждого 1-го триггера регистра является информационным выходом устройства и соединен с первым входом соответствующего (-р) -го блока фиксации сбоев, каждый.1-й вход которого соединен с (1+1)-м входом (-р)"го блока фиксации сбоев, управляющие входы всех блоков фиксации сбоев соединены с управляющим Входом устройства установочный 55вход которого соединен с первым вхо/ дом всех трйггеров регистра, информационный вход триггера старшего разряда регистра соединен с информа ционным входом устройства, остальные информационные входы устройства соединены с соответствующими первыми входами каждого элемента ИЛИ группы, второй выход каждого 1-го блока фиксации сбоев .соединен с вторым входом (1-1)-го и третьим входом (1-2)-го элемента ИЛИ группы, выход каждого элемента ИЛИ группы соединен с информационным входом соответствующего триггера регистра 2 .Однако известное устройство не позволяет обнаруживать все однократные сбои и определять характер сбоя. Кроме того, оно обладает низкой точностью диагностирования при сбоях типа переход "О" в "1".Недостаток известного устройства - низкая достоверность контроля.Цель изобретения - повышение достоверности контроля.Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля оптимальных р-кодов Фибоначчи, содержащее п-разрядный триггерный регистр, где и - количество разрядов в контролируемом коде, элемент ИЛИ, (и-р) блоков фиксации сбоев, каждый из которых содержит элемент И и р-входовой элемент ИЛИ, причем в каждом блоке фиксации сбоев выход элеменга ИЛИ соединен с первым входом элемента И, единичный вход п -го разряда регистра является информационным входом устройства, установочный вход устройства соединен с нулевыми входами разрядов регистра, единичные выходы разрядов регистра являются группой информационных выходов устройства, единичные выходы р младших разрядов регистра соединены с соответствующими входами первой группы входов устройства, единичный выход каждого З-го разряда регистрами + (р+1), и), соединен с вторым входом элемента И (1-р)- го блока фиксации сбоев,и с К-м входом элемента ИЛИ (1-р+К)-го блока фиксации сбоев, выход элемента И каждого блока фиксации сбоев соединен с соответствующим входом второй группы входов элемента ИЛИ, выход которого является выходом неисправности устройства, дополнительно содержит первый и второй блоки индикации, (и-Зр)- и (2 р+1)- входовых элементов И и два (р+1) 1149261 4"фибоначчиевого" р-кодаразрядностью и, индекс Вобозначает номер изображаемого оптимального числа в оптимальном р-кодефибоиаччн.Оптимальные "фибоначчиевые" р-кодызаполняют промежуток между представлением единиц (р=О) и представлениемнулей (рф Оо ).На фиг.изображена структурнаясхема предлагаемого устройства дляр=2 и и =12, на фиг. 2 - функциональная схема блока фиксации сбоев.Устройство (фиг,1) содержит триггеры 1. 1-1. 12 регистра, блоки 2. 12.9 фиксации сбоев, первый 3.1 и второй 3,2 трехвходовые элементы И,пятивходовые элементы И 4.1-4.42 входовых элементов И, причем нулевой выход каждого 1-го разряда регистра соединен с (и-+1)-м входом первого (р+1)-входового элемента И, с (2 р+2-1)-м входом второго (р+1)- входового элемента И и с (Зр+2+ш)-м входом ш-го (2 р+1)-входового элемен,. т, э .-т; и.т;.и,выходы р младших разрядов регистра и выходы элементов И. блоков фиксации сбоев соединены с соответствующими входами первого блока индикации, выходы всех элементов И устройства соединены с соответствующими входами второго блока индикации и входами первой группы входов элемента ИЛИ устройства, единичные входы (и) младших разрядов триггерного регистра являются группой информационных входов устройства.Аналогичный алгоритм оптимальных р-кодов Фибоначчи при заданном целом р 3 О и любом целом пО и 1 а В(п) задается следующим рекуррентныи соотношением в "фибоначчиевой" р-системе счисления: 0 р Ойпер, Ъ:1 эь РГ-Е,Чр( р-К 1(-р-З)Ч,Ь)чр р(Е- Р- К)9. рВ. р - К ) эКе 1+1 Ке 1 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 блок 5 индикации, элемент ИЛИ 6, .блок 7 индикации, информационные входы 8 устройства, установочный вход 9 устройства, а каждый блок 2 фиксации сбоев имеет первый 10, второй 11 и третий 12 входы.В состав каждого блока 2 фиксации сбоев (фиг.2) входят элемент ИЛИ 12 и элемент И 14.Установочный вход 9 устройства соединен с нулевыми входами триггеров 1.1-1,12 триггерного регистра, единичные входы триггеров 1,1-1.12 триггерного регистра являются группой информационных входов 8 устройства, а единичные выходы триггеров 1.1- 1. 12 триггерного регистра являются выходами группы информационных выходов устройства.Единичные выходы триггеров 1. 1, 1.2 соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ 6 и блока 7 индикации. Единичный выход каждого 1-го триггера регистра, где(р+1), и, соединен с вторым входом элемента И 14 (1-р)-го блока фиксации сбоев и с К-м входом (где К -: 1,р) элемента ИЛИ 13 (1-р+К)- го блока фиксации сбоев, соединен с соответствующими входами блока 7 индикации и элемента ИЛИ 6, выход которого является выходом неисправности устройства. Нулевой вход каждого -го триггера регистра соединен с (и+1)-м входом элемента И 3.1, с (2 р+2-1)-м входом элемента И 3.2 и о (Зр+2 эи)-м неоном и-го элемента И, где и + 1, (и-Зр). Выходы элементов И 3. 1, 3.2, 4.1-4.4 соединены с соответствующими входами блока 5 индикации и элемента ИЛИ 6. Выход элемента ИЛИ 13 соединен с первым входом элемента И 14.Триггеры 1.1-1.12 регистра предназначены для хранения исходного кода. Для представления одного и того же диапазона чисел регистр предлагаемого устройства по сравнению с регистром известного устройствадополнительно содержит2:н 1 рр ррн 1 1триггеров, гдеЦ 1 р(вД - обратноепреобразование боначчи, 1 х- наименьшее из целых чисел, не меньше ХБлоки 2.-2.9 фиксации сбоев, начиная со старших разрядов, предназна149261 6блока 2 фиксации сбоев, выходов элементов И 3 и 4 и единичных выходовтриггеров 1. 1 и 1,2 регистра. Информационные входы 8 устройства пред 5 назначены для записи параллельнымобразом в триггеры . 1-1. 12 регистраоптимального иэображения кода. Установочный вход 9 устройства необходимдля установки триггеров 1.1-1,12 ре О гистра в исходное нулевое состояние.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии после подачи 15 на установочный вход 9 устройстваединичного сигнала триггеры 1. 1-1. 12 устанавливаются в нулевое состояние.Предположим, что в регистре необходимо хранить код числа 9, представ ленного в оптимальной форме оптимального 2-го када Фибоначчи. Из соотношения (1) определяем, что оптимальное иэображение данного числа имеет вид иэображения числа 40, представ ленного в известном 2-м коде Фибоначчи следующим образом: 8 7 6 5 4 3 2 1 вес разряда 41 28 19 13 9 6 4 3 2 1 1 1 2-й кодФибоначчи 0 1 0 0 1 0 0 1 0 О О О Этот код параллельным образом заносится в триггеры 1. 1-1. 12 регистра, В результате единичный потенциал устанавливается на входах 10 блоков З 5 2.2, 2.5 и 2.8 фиксации сбоев, на входах 12 блоков 2.4 и 2.7 Фиксации сбоев, а также на первых входах элементов И 3.1, 4.2 и 4.3, на вторых входах элементов И 3.2, 4.1,40 4.3 н 4.4, на третьих входах элементов И 3.1. 3.2, 4.1 и 4,4, на четвертных входах элементов И 4.2 и 4.3, на пятых входах элементов И 4.1 и 4.3. Предположим, что под действием помехи триггер 1.12 переходит в единичное состояние и код принимает вид 110010010000. Единичный потенциал, поступая с единичного выхода триггера 1,12 на вход 10 блока 2,9 фикса ции сбоев, вызывает срабатывание этого блока. Единичный потенциал с выхода блока 2.9 Фиксации сбоев поступает на блокиндикации, сигнализируя, что в группе иэ триггеров 1.10-1; 12 произошел сбой типа перехода "0" в "1", и через элемент, ИЛИ 6 устанавливается на контрольном чены для выработки сигналов, свидетельствующих о том, что для группы из (р+1) разрядов нарушено условие минимальности.Блок 2 фиксации сбоев срабатывает 11 ри поступлении на его вход 10 и хотя бы на один из его входов 11 или 12 единичных сигналов. Элементы И 3,1 и 3.2 предназначены для выработки сигналов, свидетельствующих о том, что для группы из (р+1) разрядов нарушено условие оптимальности, Элементы И 4,1-4.4 необходимы для выработки сигналов, свидетельствующих о том, что для группы из (2 р+1) разрядов нарушено условие оптимапьности.Блок 5 индикации Фиксирует сбои типа перехода "1" в "0" и предназна. чен для отображения номера сработавшего элемента И 3 или 4, а блок 7 индикации Фиксирует сбои типа перехода "0" в "1" и предназначен для отображения номера сработавшего блока 2 фиксации сбоев. Элемент ИЛИ 6 необходим для объединения выходовВ разряда 12 11 10 9 выходе устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи, Если в рассматриваемомкоде под действием помехи в единичное состояние переходит триггер 1. 10 и код преобразуется к виду 011010010000, то единичный потенциал с единичного выхода триггера 1.10 устанавливается на входе 10 блока 2.7 фиксации:сбоев, входе 11 блока 2,8 фиксации сбоев, входе ,12 блока 2.9 фиксации сбоев. Блоки 2.7 и 2.8 фиксации сбоев срабатывают и единичный потенциал с их выходов через элемент ИПИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи. Одновременно единичный потенциал с выхода блока 2,7 фиксации сбоев поступает на блок 7 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.8-1.0 происходит сбой типа перехода "0" и "1", а единичный потенциал с выхода блока 2,8 фиксации сбоев поступая на индикатор 7, указывает, что сбой типа перехода "0" в "1"происходит в группе из триггеров 1.9-1. 11. Так как триггеры 1.9 и 1.10 содержатся в обоих локализованных группах триггеров, то при однократном сбое это означает, что сбой типа перехода "0" в "1" имеет место либо в триггере 1,9, либо в триггере 1.10. Пусть под действием помехи триггер 1.9 переходит в единичное состояние и код принимает вид 010110010000. В этом случае срабатывает блок 2.8 фиксации сбоев по входам 10 12 и блок 2,6 фиксации сбоев по входам 10 и 11. Единичный потенциал с выхода блока 2.8 фиксации сбоев поступает на блок 7 индикации,сигнализируя, что в группе из триггеров 1.9 и 1.11 происходит сбой типа перехода "0" в "1", а единичный потенциал с выхода блока 2,6 фиксации сбоев, поступая на блок 7 индикации,- сигнализирует, что в группе из триггеров 1.7-1.9 происходит сбой типа перехода "0" в "1". Так как триггер 1,9 содержится в обоих .локализованных группах триггеров, то это указывает, что сбой типа перехода "0" в "1" при однократной ошибке имеет место в тригге" ре 1.9. Одновременно единичный потенциал с выходов блоков 2.6 и 2.8 фиксации сбоев через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, сигнализируя об искажении оптимального 2-го кода ФибоначчиЕсли в рассмотренном коде числа 9 под действием помехи в единичное состояние переходит триггер 1,7, то срабатывает блок 2.5 фиксации сбоев по входам 10, 11 и блок 2.4 по входам 10, 12, если в единичное состояние переходит триггер 1.6, то срабатывает блок 2,5 фиксации сбоев по входам 1 О, 12 и блок 2.3 фиксации сбоев по входам 10, 11, если в единичное состояние переходит триггер 1,4, то срабатывает блок 2,2 фиксации сбоев по входам 1 О, 11, если в единичное состояниепереходит триггер 1,3, то срабатывает блок 22.2 фиксации сбоев по входам 10, 12. Если в единичное состояние переходят триггеры 1.1 или 1.2, то единичные потенциалы, сигнализирующие об искажении оптимального 2-го кода Фибоначчи, с их единичных выходов поступают на соответствующие входы элементаходит триггер 1.5 и код преобразует ся к виду 01001000000, то срабатыва 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 ИЛИ 6 и блока 7 индикации непосредственно Следовательно, предлагаемое устройство обнаруживает все однократные сбои типа переход "0" в "1" в оптимальном р-коде фибоначчи.Кроме того, предлагаемое устройство позволяет также обнаружить все однократные сбои типа переход "1" в "0" в оптимальном р-коде Фибоначчи. Предположим, что под действием помехи триггер 1. 11 переходит в нулевое состояние. Тогда код принимает вид 000010010000, и на нулевом выходе триггера 1.11 появляется единичный потенциал, который устанавливается на втором входе элемента И 3.1 и первом входе элемента И 4.4. одновременно, Элемент И 3.1 срабатывает, и единичный потенциал с его выхода поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.10-1.12 происходит сбой типа перехода "1" в "0", и через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной формы хранимого числа. Пусть под действием помехи триггер 1,8 переходит в нулевое состояние и код принимает вид 010000010000. Единичный потенциал с нулевого выхода триггера 1.8, поступая на третий. вход элемента И 4.4, вызывает его срабатывание. Единичный потенциал с выхода элемента И 4.3 через элемент ИЛИ 6 устанавливается на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной формы представления числа, и поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группе из триггеров 1.6-1. 10 происходит сбой типа перехода "1" в "О". Если под дейст- - вием помехи в нулевое состояние переет элемент И 3.2. Единичный потенциал с его выхода поступает на блок5 индикации, указывая, что в группеиз триггеров 1.3-1.5 происходит сбойтипа перехода "1" в "0", и черезэлемент ИЛИ 6 устанавливается наконтрольном выходе устройства, сигнализируя о нарушении оптимальнойформы представления числа. Такимобразом, предлагаемое устройствообеспечивает обнаружения всех однократных сбоев в оптимальном р-кодеФибоначчи.Ошибки большей кратности обнаруживаются устройством частично. Если в рассматриваемом оптимальном коде числа 9 под действием помех триггер 1.11 переходит в нулевое состояние, а триггер 1.3 одновременно " в единичное состояние, то срабатывает элемент И 3.1 и блок 2.2 фиксации сбоев по входам 10 12, Единичный потенциал с выхода элемента И 3.1 поступает на блок 5 индикации, указывая, что в группеиз триггеров 1.10-1.12 происходит сбой чипа перехода в "0", а единичный потенциал с выхода блока 2,2 фиксации сбоев, поступая на блок 7 индикации, сигнализирует, что в группе из триггеров 1,3-1.5 происходит сбой типа перехода "О" в "1". Кроме того, данные единичные потенциалы через элемент ИЛИ 6 устанавливаются на контрольном выходе устройства, что свидетельствует о нарушении оптимальной Формы хранимого числа. Однако, если под действием помех триггер 1.5 переходит в нулевое состояние, а триггер 1.3 одновременно - в единичное состояние, и код принимает вид 010010000100, то на входе 12 блока 2.4 фиксации сбоев, входе 11 блока 2.3 фиксации сбоев, входе 10 блока 2.2 фиксации сбоев. установятся нулевые потенциалы, а на выходе 12 блока 2,2 Фиксации сбоев и входе 11 блока 2.1 фиксации сбоев - единичные потенциалы, на третьем входеэлемента И 3.2 устанавливается нуле.вой потенциал, а на первом входеэлемента И 3.2, четвертом входе элемента И 4,1 и пятом входе элементаИ 4.2 - единичные потенциалы, Врезультате ни один из блоков 2 Фиксации сбоев и элементов И 3.4 не1 Осрабатывает, что свидетельствует оненарушении оптимальной части Формыхранимого числа,Повышение достоверности контроляустройством определяется обнаруже 15нием всех однократных и всех асиммет"ричных ошибок (при этом обнаруживающая способность по характеру является симметричной, а по закону распределения равномерной), а также точнос 20тью диагностирования при каждом сбоетипа переход "0" в "1" на один разряд.ПреДложенное устройство может25быть использовано для построения высоконадежных электронных запоминающих устройств например, оперативных) в системах с высокими требованиями по достоверности хранения информации (например, в АСУ, ЭВМ), аЗ 0 также может быть установлено в системах с высоким уровнем помех,Кроме того, предлагаемое устройство может быть использовано в системах передачи достоверных данных в ка 35 честве декодеров.