Счетчик с контролем

СОЮЗ СОВЕТСКИ ЯО Х РЕСПУ ЗЮВ Н 03 К 21/ ГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЭ БРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВ с выхоолин ьство СССР 1979. тво СССР 1976ННЫЙ НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТЙРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД(54) (57) 1, СЧЕТЧИК С КОЯТРОЛЕИ,содержащий й разрядный регистр сдвига, иноговходовый полусуиматор, дешифратор, два полусумматора, триггерчетности и входную шину, которая соединена с тактовыми входами триггерачетности и регистра сдвига, соответствующие выходы разрядов которогосоединены с п входами дешифратора,дополнительный вход н выход которого соединены соответственно с первымвыходом триггера четности и с выходной шиной, входи многовходового полусумматора соединены с соответствующими выходаии разрядов, кроме последнего, регистра сдвига, выход мно"говходового полусуиматора соединен спервым входои первого полусумматора,выход которого соединен с первым, входом второго полусумматора, второйвход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом послед-.него разряда. регистра сдвига и с информационным входом регистра сдвига,о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения достоверности функционирования за счет обеспечения коррекции при возникновении сбоя, в него введенй два Ь входовых элемента И,третий полусумиатор и логический блок,первый вход которого соединен дои первого И входового элемента И, входы которого соединены с инверсньаюи выходаин разрядов регистра сдвига, соответствующие выходы разрядов которого соединены с входами второго и входового элемента И, выход которого соединен с вторьв входои логического блока, третий и четвертый входы кото рого соединены соответственно е вторим и первым выходами триггера четности, управляющий вход которого соединен с выходом третьего полусумматора, первый вход которого соединен с выходом первого полусуиматора, второй вход которого соединен с первым выхо- Е дом логического блока, второй выход которого соединен с вторим входои третьего полусуиматора2. Счетчик по п.1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что для случая чет- Я ного числа единиц в коде состояния регистра сдвига, дешифрируемого рторыи а входовыи .элементом И, логический блок содержит два элемента Ии два элемента ИПИ, первый вход .логического блока соединен с первым входом первого элемента ИДИ н с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с.первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с вторив входои первого элемента ИЛИ и с вторым входом логического блока, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторыии-входамй второго и первого элементов 1, выходы первого и второго элемен- тов ИЛИ соединены соответственно с пер- . вые и вторым выходами логического блока.113. Счетчик по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для случая нечетного числа единиц, в коде состояния регистра сдвига, дешифрируемого вторым П входовым элементом И, логический блок содержит элемент И и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с 231 О 6первым и вторым входами логического блока, третий вход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и с первым выходом логического блока второй выход которого соединен .с выходом элемента И.Изобретение относится к вычисли"тельной технике и может быть использовано в синхронизирующих," счетных,кодирующих и подобных устройствах вкачестве делителя частоты, счетчика 5или генератора отрезков И -последовательностей с контролем ошибок.Известно устройство, содержащеерегистр сдвига, дешифратор, три элемента ИЛИ и мажоритарный элемент. В 0устройстве исправляются все единичныесбои и часть отказов 11,Недостатком данного устройства является относительная сложность дешифратора, реализация схемы которого 15зависит от требуемого коэффициентапересчета.Наиболее близким техническим решением является счетчик с контролем,содержащий и разрядный регистр сдви" 2га, многоходовый полусумматор, дешифратор, два полусумматора, триггерчетности и входную шину, котораясоединена с тактовыми входами триггера четности и регистра сдвига, соответствующие выходы разрядов которого соединены с И входами дешифраторй, дополнительный вход и выходкоторого соединены соответственно,с выходом триггера четности и с вы" З 0ходной шиной, входы многовходовогополусумматора соединены с соответствующими выходами разрядов, кроме последнего, регистра сдвига, выходмноговходового полусумматора соеди 35нен с первым входом первого полусумматора, выход которого соединен спервым входом второго полусумматора,второй вход и выход которого соединены соответственно с прямым выходом 40последнего разряда регистра сдвигаи с информационным входом регистра 2сдвига, управляющий вход триггера четности соединен с выходом первого полусумматора, второй вход которого соединен с выходом дешифратора.Регистр сдвига совместно с цепью линейной обратной связи, образованной многовходовым полусумматором и первым, вторым полусумматорами при нулевом сигнале, на выходе дешифратора генерируют символы Ф-последовательности, являющихся результатом сложения по модулю два в многовходовом полусумматоре и во втором полусумматоре выходных сигналов определенных разрядов регистра сдвига.При некоторой комбинации вцходных сигналов регистра сдвига, выбранной в качестве дешифрируемой, н единичном сигнале на выходе триггера четности .единичный сигнал на выходе дешифратора вызывает инвертирование очередного символа на выходах первого и второго полусумматоров, в результате чего происходит укорочение генерируемой последовательности до длины соответствующей коэффициенту пересчета устройства. Дешифрируемая комбинация для данного коэффициента пересчета может быть определена по известной методике.Триггер четности изменяет свое состояние под воздействием тактовых импульсов только при Совпадении бита, записываемого в младший разряд и бита, сдвигаемого из старшего разряда регистра сдвига, т.е. при смене четного на нечетное (или наоборот) числа единиц в коде состояний регистра сдвига, Этим поддерживается четность (или нечетность) состояний счетчика, позволяющие обнаружи1123 звать любые сбои нечетной кратности 2 .Недостатком известного устройства является невозможность возврата счетчика в рабочий цикл в случае попадания счетчика после сбоя в ряд неиспользуемых состояний, в том числе и в изолированное состояние,причем попадание в последнее состояние не может быть обнаружено схемой кон О троля по четности, так как четность ео совпадает с четкостью состояний 1 рабочего цикла, что уменьшает достоверность функционирования известного устройства. 15Целью изобретения является повышение достоверности функционирования за счет обеспечения коррекции при возникновении сбоя.Поставленная цель достигается тем,о что в счетчик с контролем, содержащий 11 разрядный регистр сдвига, многовходовый полусумматор, дешифратор, два полусумматора, триггер четности и входную шину, которая соединена с тактовыми входами триггера четности и регистра сдвига, соответствующие выходы разрядов которого соединены с 11 входами дешифратора, дополнительный вход и выход которого соединены соот-ЗО ветственно с первым выходом триггера четности и с выходной шиной, входы многовходового полусумматора соединены с соответствующими выходами разрядов, кроме последнего, регистра сдвига, выход многовходового полусумматора соединен с первым входом первого попусумматора, выход которого соединен с перввм входом второго полусумматора, второй вход и выход которого 40 соединены соответственно с прямым выходом последнего разряда регистра сдвига и с информационным входом регистра сдвига, введены два п входовых элемента И, третий полусумматор 45 .и логический блок, первый вход которого соединен с выходом первого 11 входового элемента И, входы которого соединены с инверсными выходами разрядов регистра сдвига, соответствую щие выходы разрядов которого соединены с входами второго и входового элемента И, выход которого соединен с вторьщ входом логического блока, третий и четвертый входы которого 55 соединены соответственно с вторым и первым выходами триггера четности, управляющий вход которого соединен с 106выходом третьего полусумматора, первый вход которого соединен с выходом первого полусумматора, второй вход которого соединен с первым выходом логического блока, второй выход которого соединен с вторым входом третьего полусумматора.Для случая четного числа единиц в коде состояния регистра сдвига, дешифрируемого вторым й входовым элементом И, логический блок содержит два элемента И и два элемента ИЛИ, первый вход логического блока соединен с первым входом первого элемента ИЛИ и с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и с вторым входом логического блока, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторыми входами второго и первого элементов И, выходы первого и второго элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым выходами логического блока. Для случая нечетного числа единиц в коде состояния регистра сдвига,дешифрируемого вторым и входовъю элементом И, логический блок содержит элемент И и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами логического блока, третий вход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ и.с первым выходом логического блока, второй выход которого соединен с выходом элемента И,1На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого счетчика, на фиг.2 - схема логического блока для случая четного числа единиц в коде дешифрируемого состояния регистра сдвига; на фиг.З - то же, для случая нечетного числа единиц в коде дешифрнруемого состояния регистра сдвига; на фиг.4 - полный граф переходов предлагаемого устройства.Счетчик содержит (фиг,1) п разрядный регистр 1 сдвига, дешифратор 2, п входовые элементы 3 и 4 И, логический блок 5, многовходовый полусумматор 6, полусумматоры 7-9, триггер10 четности, входную 11 и выходную 12 вины.Входная шина 11 (Фиг.1) соединена с тактовыми входами триггера 10 четности и регистра 1 сдвига, соответст вующие выходы разрядов которого соединены с и входами дешифратора 2,дополнительный вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом триггера 10 четности и с выход ной шиной 12, входы многовходового полусумматора 6 соединены с соответ" ствующими выходами разрядов, кроме последнего, регистра 1 сдвига, выход многовходового полусумматора .6 соеди- З нен с первым входом полусумматора 7, выход которого соединен с первым входом полусумматора 8, второй вход и выход которого соединены соответст" венно с прямым выходом последнего 20 разряда регистра 1 сдвига и с информационным входом регистра 1 сдвига, первый вход логического блока 5 соединен с выходом п входового элемента 4 И, входы которого соединены с инверсными выходами разрядов регистра 1 сдвига, соответствующие выходы разрядов которого соединены с входами 11 входового.элемента 3 И, выход 1 которого соединен с вторым входом 30 логического блока 5, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с вторым и первым выходами триггера 10 четности, управляющий вход которого соединен с выходом по- З 5 лусумматора 9, первый вход которого соединен с выходом полусумматора 7, второй вход которого соединен с первым выходом логического блока 5, второй выход которого соединен с 4 О вторым входом полусумматора 9.Счетчик содержит также (фиг.2) входы 13-16 соответственно, первый, второй, третий и четвертый входы логического блока 5, элементы 17 и 18 ИЛИ, элементы 19 и 20 И и выходы 21 и 22 соответственно, первый и второй выходы логического блока 5.Первый вход 13 логического блока 5 соединен с первым входом элемен-.та 17 ИЛИ и с первым входом элемента 19 И, выход которого соединен с первым входом элемента 18 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом элемента 20 И, первый вход которого соединен с вторым входом элемента 17 ИЛИ и со вторым входом 14 логического блока 5, третий и чет Р У Эа хда хЮЭах, (1) где 11 - сигнал на первом выходеблока 5,х,х" еигналы на выходах разря".дов регистра 1 сдвига аая - коэффициенты,принимавциезначение 1 или 0 в зависимости от того, подключеныили нет выходы соответствующих разрядов регистра 1к входам полусумматоров6 или 8Функция Ф возбуждения триггера 10 четности на его входе описывается выражениемФ У,х,(2) сигнал на втором выходе блока 5,сигнал на выходе л -го старшего разряда регистра Функция обратной связи, определена выражением (1). где У вертый входы которого соединены соответственно со вторыми входами элементов 20 и 19 И, выходы элементов 17 и 18 ИЛИ соединены соответственно с выходами 21 и 22 логического блока.Схема (фиг.3) содержит также входы 23-25 соответственно, первый, второй и третий входы логического бло" ка 5, элемент 26 ИЛИ, элемент 27 И и выходы 28 и 29 соответственно, первый и второй выходы логического блока 5.Первый и второй входы элемента .26 ИПИ соединены соответственно с входами 23 и 24 логического блока 5, вход 25 которого соединен с первым входом элемента 27 И, второй вход которого соединен с выходом элемента 26 ИЛИ и с выходом 28 логического блока 5, выход 29 которого соединен с выходом элемента 27 И.Основой предлагаемого счетчика (фиг. 1), как и в известном, является генератор щ -последовательности, образованный регистром 1 сдвига и цепью линейной обратной связи, составленный иноговходовым полусумматором б и полусумматорами 7 и 8.Функциисигнала обратной связи регистра 1, формируемого на выходе полусумматора 8, описывается выраже- нием7 1 123Предлагаемый счетчик работает следующим образом.Под воздействием импульсов, поступающих с шины 11 счетчика на тактовый вход регистра 1, последний посредством цепи обратной связи при сигнале на первом выходе блока 5 - , =О формирует на своих выходах последовательно сдвигаемые группы П символов исходной 1-последовательности, порядок следо вания которых нарушается при смене сигнала 1(, с логического нуля на единицу.Под воздействием импульсов, поступающих с шины 11 счетчика на тактовый 15 вход триггера 1 О .четности, последний при сигнале 1 0 на втором выходе блока 5 изменяет свое состояние х, только при несовпадении бита, записйваемого в младший (первый) разряд 20 регистра 1, с битом, сдвигаемым из старшего (последнего) разряда регистра 1, поддерживая тем самым постоянную четность (или нечетность) числа единиц в коде состояния счетчика. 25При сигнале У 1 на втором выходе блока 5 происходит смена четности числа единиц кода состояния счетчика.Работа счетчика поясняется его полным графом переходов (фиг.4).Граф предлагаемого счетчика можно разбить на два подграфа Й и 6 ,содержащих соответственно состояния1Ч; и М;, причем каждому состоянию, из ч соответствует единственное состояние 9 из б , отличающе 1 35 еся от первого только значением бита четности хя+,. Т.е., если Ч;о( Ч Х 1)11 )(хаХУе ЕХ 1 Х ,11 ) а ТО 1 -ое состояние разрядов регистра сдвига.Через 1, и 1 (фиг.4) обозначены значения сигналов на соответствующих выходах блока 5. Дуги без обозначений соответствуют переходам из состояний, при которых сигналы У, и Ч равны нулю. Эти переходы соответствуют порядку следования кодовых комбинаций в исходной щ -последовательности при50 постоянной четности (илн нечеткости) состояний счетчика (с учетом битачетности).При 1( 1 и Ч. 0 происходит изме. некие порядка следования комбинаций исходной а -последовательности при сохранении четности состояния счетчика, т,е. переход в пределах подграфаили 4" .(3)- функция, реализуемая элементом 3 И, и принимающаязначение логической "1"только при состоянии 9регистра 1 сдвига, выбирае"мого из соображения необходимого коэффициента счетаМ 1 счетчика,- функция, реализуемая элементом 4 И, и принимающаязначение логической единя"цы только при состоянииоЧ 1, т.е. при нулевом состоянии всех разрядоврегистра 1,где У о опнопф 1ах 1 н,) если хяефф), 1хо+1 и х 1,1- значения сигнала на выходе триггера 1 О четности при нахождении счетчика в состоянии Мо и М. соответственно.В выражении (4) слагаемое У 311о м 1 принимает значение 1 при состоянииЧо , а слагаемое У1 - при состоянии Ч1 счетчикаКожно убедиться в том, что при четном числе единиц в кодовой коМбио, о а онации Мо (х,хх) регистра 1 сдвига значения сигналов хиопт х1 на выходе триггера четности1 Н 1 1 1в состояниях Чо и Чсоответст 211-1венно будут совпадать, т.е.х хо 11 (ф)откуда следует,что 1 2иО 11 Е 1 В+1а а2 Уо онУ 21.111 (5)Для нечетного числа единиц в комбинации Чахо х(З1 и 1откудаМ Я1 =У У Х112 З9Функция 3,описываемая выражениями (5) и (б), реализуется в блоке 5, (соответственно иа фиг,2 и 3).Таким образом блок 5 выполняет функцию дешифрирования состояний 1 5ОиМрегистра сдвига и состоянийЦЧи Ч счетчика, производя необходимую коррекцию функций Г обратной связи регистра 1 и Ф возбуждения триггера 10 и обеспечивая этим соответствующие переходы.Рабочий цикл счетчика (фиг.4), об разованный состояниямиЧоЧ,Ч -.до- стижим из любого состояния счетчика.Таким образом при любом сбое по 15 прошествии некоторого. времени счетчик снова оказывается в рабочем цикле.Ясли выходной дешифратор 2 настроен на комбинацию 7 д рабочего цикла, 20 то время восстановления Т счетчика106 10 от момента сбоя до момента появления выходного сигнала удовлетворяет неравенствуи,тст, а.( я,), (7) где Т - период следования входныхимпульсов.Выражение (7) справедливо в случае сбоев, при которых счетчик оказывается эа пределами рабочего цикла,т.е. при всех сбоях нечетной кратности, а также при сбоях четной кратности, приводящих к попаданию счетчика в одно из состояний 7 ЧЧайф уЧу ,Таким образом, введенные конструктивные признаки приводят к автоматической коррекции в случае возникновения сбоя, что повышает достоверность функционирования и выгодно отличает предлагаемое устройство от известного.1123106 ОВМ ВВЮь Феа ЮЮЮВ ююЮ ЮЮВ 4 ЮВВ ЮНЮ 63 ВВюев е ф/ Г сс Составитель С,РаТехред З,Палий ктор П.Косс орректор В.Ги аказ 815 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.ПроектнаяФфГ 43 Тираж 861 ВНИИПИ Государствепо делам изобрет 3035, Москва, 3-35 Подписиного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д.4/