Устройство для контроля реверсивных счетчиков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А 1 1511 4 Н 03 К 21/40 ТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Харьковский политехнический институт им. В.И,Ленина(56) Авторское свидетельство СССР В 1265994, кл. Н 03 К 21/40, 1984.Кузьмин И.В. и др. Аппаратный контроль электронных цифровых вычислительных машин, - М.: Энергия, 1974 с.14, рис. 1.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕВЕРСИВНЪХ СЧЕТЧИКОВ(57) Изобретение отике и вычислитель тносится к автоманой технике и пред 8015241 2назначено для контроля реверсивных счетчиков, в частности микросхем (СИС, БИС), содержащих многоразрядные реверсивные счетчики. Цель изобретения - повышение достоверности контроля, Для этого в устройство введены группы 7, 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группа 9 повторителей и двоичный счетчик 10. Устройство также содержит группы 1, 2 входов, группы 3, 4 выходов, блок 5 сравнения, регистратор 6 ошибки, блок 11 управления, входы 12, 13, выходы 14-23 блока 11 управления, Введенные конструк" тивные элементы обеспечивают контроль двух реверсивных счетчиков как в счетном режиме, так и в режиме параллельной записи. 5 ил.Изобретение отцосится к автоматике и вычислительной технике и служит для контроля реверсивцых счетчиков, в частности ля контроля микросхем (СИС, БИС), содержащих многоразрядные реверсинные счетчики.Целью изобретения является повышение достоверности контроля.Поставленная цель достигается за счет введения новых конструктивных признаков, обеспечивающих контроль реверсивных счетчиков как в счетном режиме, так и в режиме параллельной записи. 15На фиг. приведена структурная схема устройства для контроля реверсинных счетчиков; на фцг.2 - функциональная схема блока управления; ца фиг.3 - функциональная схема регистратора ошибки; ца фиг.4 - временные диаграммы сигцалон на выходах блока управления; ца фиг,5 - временные диаграммы сигналов на выходах элементов блока управления. 25Устройство содержит первую группу 1 входов, вторую группу 2 входов, первую 3, нторую 4 группы выходов, блок 5 сравнения, регистратор 6 ошибки, первую 7, вторую 8 группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группу 9 повторителей, двоичный счетчик 10, блок 11 управления, второй 12, первый 13 входы блока 11 управления, десятый выход 14 блока 11 управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы 15-20 блока 11 упранления, седьмой, восьмой и девятый выходы 21-23 блока 11 управления, первый 25 и второй 26 ренерсивные счетчики, 40 вход 26 начальной установки, счетчик 27, счетчик 28 циклов, делитель 29, генератор 30; элементы И-НЕ 31-34, НЕ 35, И 36-41, ИЛИ 42, ИЛИ-НЕ 43-45, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, элементы 45 НЕ 47-49, резистор 50 и конденсатор 51, первый вход 52, триггеры 53 и 54; элемент И 55, элемент НЕ 56, резистор 57 и светодиод 58.Группа 1 входов (фиг.) соединена с выходами реверсивного счетчика 24 и с первой группой входов блока 5 сравнения, выход которого соединен с первым входом регистратора 6 ошибки, второй вход которого соединен с входом 26 начальной установки и с входом 13 блока 11 управления, выходы 15-20которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым,пятым и шестым выходами и с импульсными входами сложения и вычитания реверсивного счетчика 24, с импульсными входами сложения и вычитания реверсинного счетчика 25, с входами управления загрузкой реверсивного счетчика 24 и 25. Третий вход регистратора 6 ошибки соединен с выходом 21 блока 11 управления, выход 22 которого соединен с четвертым входом регистратора 6 ошибки и с тактирующим входом блока 5 сраннения. Вход 26 начальной установки соединен с седьмым выходом, с входом установки нуля реверсивного счетчика 24, с восьмым выходом и с входом установки нуля реверсивного счетчика 25. Вторая группа входов блока 5 сравнения соединена с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 7, первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с группой 2 входов ц с выходами реверсивного счетчика 25. Информационные входы реверсивного счетчика 24 соединены с группой 3 выходов и с выходами группы 9 повторителей, входы которой соединены с выходами двоичного счетчика 10 и соединены с первыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы 8, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с группой 4 выходов и с информационными входами реверсивного счетчика 25. Выход 23 блока 11 управления соединен со счетным входом двоичного счетчика 1 О, выход последнего разряда которого соединен с входом 12 блока 11 управления, выход 14 которого соединен с вторыми входаии элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ групп 7, 8. Вход 26 начальной установки соединен с входом установки нуля двоичного счетчика 1 О.Проверяемые реверсивные счетчики 24 и 25 в процессе контроля работают в двух возможных вариантах.Первый вариант когда оба счетчика работают в одинаковых режимах, т.е. либо в режиме сложения, либо в режиме вычитания, либо в них параллельно вписываются одинаковые коды чисел. Второй вариант если один из проверяемых счетчиков работает н режиме сложения, то другой при этом работает в режиме вычитания, или наоборот, либо в нцх параллельно вписываются противоположные (прямой и обратный) коды чисел. В обоих вариантах содержимое проверяемых счетчиков на каждом такте контроля сравниваются блоком 5 сравнения.4171 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5 152Второй вариант работы обеспечивается введением в устройство двух групп 7 ц 8 элементов СКЛЮЧАОЩЕЕ ИЛИ. Группа 8 элементов ИСКЛ 10 ЧАОЩЕЕ ИЛИ орга-. низует на входах второго реверсивйого счетчика 25 код, противоположный коду на входах первого реверсивного счет гика 24, при этом группа 7 элементов ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ вновь преобразует код содержимого второго реверсивного счетчика 25 на противоположный, так что в любом варианте на вхо" ды блока 5 сравнения поступают одинаковые коды (конечно, при отсутствии неисправностей).Два варианта работы устройства введены с той целью, что с помощью одного из них можно обнаружить класс1ошибок или неисправностей, которые не-. возможно обнаружить с помощью другого. В первом варианте оба проверяемых реверсивных счетчика 24 и 25 работают в одинаковых режимах, т.е, с одинаковыми кодами, при этом невозможно обнаружить одноименные неисправности в одинаковых разрядах (это означает, что в обоих счетчиках в одинаковых разрядах либо обрыв, либо короткое замыкание на общую шину, т.е. ошибки типа "константа нуля , либо "константа единицы"). Во втором варианте оеверсивные счетчики работают с противоположными кодами, при этом невозможно обнаружить разноименные неисправности в одинаковых разрядах, цо зато обнаруживаются одноименные неисравности. А при работе по первому варианту обнаруживаются разноименные неисправости.Таким образом, два варИанта работы устройства позволяют обнаруживать любые неисправности проверяемых реверсивных счетчиков,Блок 5 сравнения предназначен для проверки иа каждом такте функционирования выходных кодов проверяемых ре- версивных счетчиков 24 и 25. При правильной работе на каждом такте функ",- ционирования на двух группах входови блока 5 сравнения должны присутствовать одинаковые коды. Приведение кода содержимого реверсивного счетчика 25 к коду содержимого реверсивного счетчика 24 осуществляется с помощью группы 7 элементов ИСКЙОЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Если содержимое реверсивных счетчиков одинаковое, первая группа 7 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ передает прямой код, если же содержимое счетчи-,. ков 24 и 25 противоположное (прямойи обратный), группа 7 элементов ИСКЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ передает на свой выход обратный код. На тактирующий вход блока 5 сравнения поступает спгнал, задержанный относительно тактового сигнала (выходы 15-20 блока 1 управ.- ления) на врем:, равное установлению кодов на выходах проверяеп,х рсвер сивцых счетчиков. Гслн проверяе:ь реверсивные счетчики 24 и 25 цсправ" ны, с каждым тактом на выхопе блока: 5 аравнеция появляется вьгодной сигнал, следующий на первый вход регис. стратора 6 ошибки.Регистратор 6 ошибки (фнг.3) является активным элементом. Его активность заключается в том, что ца каждом такте (при правильном функционировании счетчиков) срабатывает триггер 53 по регистрирующему сигналу, приходящему по первому входу 52 регистратора 6 ошибки, запирая элемент И 55, на который приходит читающий сигнал по третьему входу 21 регистратора 6, Читающий и регистрирующий сигналы приходят на регистратор 6 в промежутках между тактовыми импульсами, когда сброс на К-входе триггера 53 снят. Возвращается в исходное состояние триггер 53 тактовым импульсом по К-входу. Читающий импульс (выход 21 блока 11) задержан относительно регистрирующего (вход 52) цавремя срабатывания триггера 53, Вслучае правильной работы проверяемыхреверсивных счетчиков читающий импульс не проходит через закрытый элемент И 55 и триггер 54 ошибки це срабатывает. При этом светодиод 58 погашен. Если в проверяемых счетчикахимеется неисправность, ца соответствующем такте контроля с выхода блока5 сравнения не появится регистрирующий сигнал, триггер 53 не сработает,элемент И 55 останется открытым длячитающего импульса, н он псреводнттриГгер 54 ошибки в состояние, прнкотором засвечивается светодиод 58,фиксируя неисправность. Группы 7 и 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ служат для образования насвоих выходах прямого илц обратногокодов чисел, присутствующих на иервых входах, в зависимости от сигналана объединенных вторых входах. Если на них нулевой уровень сигналя, ца1524171 выход передается прямой код, еслиединичный уровень сигнала - обратный код.Группа 9 повторителей служит для развязки информационных входов проверяемого реверсивного счетчика 24 и входов группы 8 элементов ИСКЛ 10 ЧЛЮЩЕЕ ИЛИ.Двоичный счетчик 10 организует один цикл работы устройства, за время которого на счетный вход проверяемых реверсивных счетчиков поступает число импульсов, равное 2", а на выходе счетчика 10 вырабатывается полный перебор всех возможных комбинаций кодов чисел для параллельной записи их в счетчики. Полный контроль реверсивных счетчиков осущеСтвляется эа восемь таких циклов, которые задаются блоком 1 управления.управление работой устройства при этом производится с помощью блока 11 управления. За время первого цикла работы (фиг.4) счетчика 10 счетчики 25 24 и 25 работают в режиме сложения, за время второго цикла - в режиме вычитания. После первых двух циклов и до начала третьего в регистры вписываются противоположные коды, так как в 30 третьем цикле первый реверсивный счетчик 24 работает в режиме сложения, а второй счетчик 25 - в режиме вычитания, а в четвертом цикле - наоборот. Таким образом, первые четыре цпка счетчики 24 и 25 работают в режиме счета, вторые четыре цикла - в режиме параллельной записи кодов чисел в счетчики 24 и 25За время пятого и шестого циклов в счетчики 24 и 25 эа писываются одинаковые коды, эа время седьмого и восьмого циклов - противоположные коды.Блок 11 управления (фиг.2) осуществляет управление работой устройст ва в целом и его составных частей: Первый вход - вход 13 - сигнал начальной установки; второй вход - 12 - сигнал окончания одного цикла работы (сигнал переполнения с выхода счетчика 10); первый выход - выход 15 - тактовая частота на импульсном входе сложения первого реверсивного счетчика 24 (присутствует во время первого и третьего циклов); второй выход - выход 16 - тактовая частота на импульсном входе вычитания перво-го реверсивного счетчика 24 (присутствует во время второго и четвертого циклов); третий выход - выход 17тактовая частота на импульсном входесложения второго реверсивного счетчика 25 (присутствует во время первого и четвертого циклов); четвертыйвыход - выход 18 - тактовая частотана импульсном входе вычитания второго реверсивного счетчика 25 (присутствует во время второго и третьегоциклов); пятый (шестой) выход - выход 19 (20) - импульсы загрузки параллельного кода в проверяемый реверсивный счетчик 24 (25) (присутствуют во время пятого-восьмого циклов иодин импульс в промежутке между вторым и третьим циклами); седьмой выход - выход 21 - читающие сигналыдля регистратора 6 ошибки; восьмойвыход - выход 22 - импульсы тактовойчастоты, которые также являются регистрирующими сигналами; девятый выход - выход 23 - тактовая частота,следующая на счетный вход счетчика10, задающая время цикла работы; десятый выход - выход 14 - сигнал управления передачей прямого или обратного кода группами 7, 8 элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.Назначение элементов блока 11 управления. Генератор 30, делитель 29,элементы И 39-41 служат для выработкиимпульсов тактовой частоты (выходвторого разряда делителя 29, выход22), являющихся также регистрирующими сигналами, и читающих импульсов(выход 21).Период Т тактовой частоты (фиг.5)условно разбит на четыре части, Вовремя действия первой половины периода тактовой частоты, когда действуетнулевой уровень сигнала, происходитизменение состояний в счетчике 10 ив проверяемых реверсивных счетчиках24 и 25, во время действия второй половины периода, когда действует единичный уровень сигнала, осуществляется контроль функционирования устройства,По отрицательному перепаду импульсов тактовой частоты (моменты времени, обозначенные (а) на диаграмме,фиг, 5) происходит изменение состояний счетчика 10 и проверяемых реверсивных счетчиков 24 и 25, когда ониработают в режиме счета. Импульсызагрузки задержаны относительно момента времени (а) на величину ь,(неменее времени переключения счетчи1524171 40 ков). Загрузка осуществляется в моменты времени (в). Начало действия (с) регистрирующего сигнала задержано относительно момента времени вл5 на величину (не менее времени загрузки).Регистрирующий импульс поступает на тактирующий вход блока 5 сравнения и, если на его информационных 10 входах одинаковые коды, на выходе появляется положительный перепад напряжения, который через первый вход регистратора 6 ошибки переводит триггер 53 в состояние 1 (на К-входе 15 триггера 53 при этом единичный уровень сигнала), при этом закрывается элемент И 55, на который приходит читающий сигнал с задержкой 6 з(время не менее, чем между началом регистри рующего сигнала и срабатыванием триггера 53), Читающий импульс не проходит через элемент И 55 и не включает триггер 54 ошибки. В следующем периоде регистрирующего сигнала его нуле вым уровнем триггер 53 возвращается в исходное состояние, Счетчик 28 циклов и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46, НЕ 47 и 48, И-НЕ 31-34 управляют счетными входами проверяемых ревер сивных счетчиков 24 и 25 и их входами загрузки. Счетчик 27 с элементами НЕ 35 и 49, И 36-38, ИЛИ 42, ИЛИ-НЕ 43- 45 служит для организации сигнала загрузки между вторым и третьим цикломф 35 а также во время пятого-восьмого циклов. Работа блока 11 управления заключается в следующем.Импульсы с выхода генератора 30 следуют на счетный вход делителя 29, на выходе второго разряда которого образуются импульсы тактовой частоты Г , которые также являются регистриющими, т.е. следующими на тактирующий вход блока 5 сравнения и на четвертый вход регистратора 6 ошибки, На выходе элемента И 39 организуются читающие импульсы. Передний фронт читающего импульса задержан относительно переднего фронта регистрирующего импульса на время ь , т.е. время, в течение которого на выходе блока 5 сравсравнения появляется положительньй перепад (в случае исправных реверсив 55 ных счетчиков) напряжения, следующий на счетный вход триггера 53 регистратора 6 пшибки. 1 ОРегистрирующий и читающий импульсы с каждым тактом функционирования койф. тролируют состояние блока 5 сравнения и регистратора 6 ошибки. Тактовая частота через элемент И 41 следует на вход счетчика 10, который задает время циклов работы устройства, а через элемент И 36 и через элмент И 36 и через элементы И 31-34 на импульсные входы сложения и вычитания проверяемых реверсивных счетчиков 24 и 25.-Импульсы переполнения счетчика 10 циклов следуют на счетный вход счетчика 28 циклов, который организует восемь циклов работы устройства, за которые происходит полный контроль проверяемых счетчиков. Работа счетчика 28 циклов происходит непрерывно, т.е. контроль проверяемых счет-чиков 24 и 25 осуществляется многократно. При необходимости можно после одного полного контроля (восемь циклов работы счетчика 10) остановить работу устройства сигналом с выхода третьего разряда счетчика 28 циклов.Сигналом по входу 13 счетчика 28 устанавливается в исходное состояние 000 (выходы первого-третьего разрядов счетчика 28 циклов), при этом иа выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46 - "О", на выходе элементов НЕ 47, 48 - "1", т.е. открыты элементы И 31, 33. Значит, за время первого цикла тактовая частота появляется на выходах 15, 17 блока 11 управления, сле" довательно, оба проверяемых счетчика работают в режиме сложения, После окончания первого цикла на счетный вход счетчика 28 циклов приходит импульс переполнения, который устанавливает его в состояние 100, при этом на выходе элемента 46 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ "1", а на выходах элементов НЕ 47, 47, 48 - "0", Элементы И 32, 34 открыты, значит, во втором цикле тактовая частота появляется на выходах 16, 18 блока 11 управления, т.е. проверяемые счетчики работают в режиме вычитания.После окончания второго цикла счетчик 28 переходит в состояние 010, при этом с выхода его первого разряда сигнал следует на первый тактовый вход индивидуального триггера счетчика 27 и устанавливает его в состоя 152417 ние "1", при котором на выходах элементов НЕ 49 и ИЛИ-НЕ 43 нулевые уровни сигналов, блокирующие элементы И 36, 40, 41, а элемент; И 37 от 5 крынается. Через открывшийся элемент И 37 на второй тактовый вход счетчика 27 приходит два импульса, при этом на его выходе его второго разряда фор-,1 мируется положительный импульс, проходящий на выходы 19 и 20 блока 11 управления через элементы ИЛИ-НЕ 44 и 45. Второй импульс устанавливает в счетчике 27 состояние 01, при котором единичный сигнал с выхода треть его разряда через элемент задержки (резистор 50, конденсатор 51) и элемент ИЛИ 42 осущестнляет сброс счетчика 27 в исходное состояние. При этом снимается блокировка с элемен тов И 36, 40, 4 и начинается отсчет третьего цикла.К моменту появления импульса загрузки (вьгходы 19 и 20 блока 11 управления) на выходе 14 блока 11 уп равления единичный сигнал, который переводит группы 7 и 8 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ н режим передачи обратного кода. Поэтому к началу третьего цикла в первый проверяемый реверсин ный счетчик 24 записывается код 000, а во второй счетчик 25 - код 111.После начальной установки счетчика 27 начинается третий цикл, при котором единичным сигналом с выхода элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 46 открыт элемент И 34 и единичный сигнал с выхода элемента НЕ 47 открывает элемент И 31, те. первый проверяемый реверсив ный счетчик работает в режиме сложения, второй - вычитания.После окончания третьего цикла импульсом переполнения с выхода счетчика 10 счетчик 28 циклов переходит в 45 состояние 110, при этом на выходе элемента ИСКЛЮЧАОЩЕЕ ИЛИ 46 сигнал логического "0", а на выходе элемента НЕ 48 - , При этом открыты элементы И 32 и 33, что означает работу перног го счетчика н режиме вычитания, а второго - н режиме сложения.После окончания четвертого цикла счетчик 28 переходит н состояние 001, при котором вновь срабатывает индивидуальный триггер счетчика 27, запуская схему выделения импульса записи в проверяемые счетчики параллельного кода (на выходах 19 и 20 блока 11 уп 1 2равления), так как на выходе 14 блока 11 управления при этом сигнал ло" гического "0", то группы 7 и 8 элементон ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ работает в режиме передачи прямого кода, а значит, в счетчики записывается одинаковый код код 0000. Едшщчный сцгнал с выхода третьего разряда счетчика 28 циклов через элемент ИЛИ-НЕ 43 запирает элемент И 36, а значит, и элементы И 31-34 на следующие четыре цикла работы, т.е. счетные входы проверяемых счетчиков на время пятого-восьмого циклов заперты. Но, при этом так"товая частота проходит через открывшийся элемент И 38, через элементыИЛИ-НЕ 44 и 45 на выходы 19 и 20блока 11 управления. В течение пятого-восьмого циклов с этих выходов19 и 20 блока 11 управления осуществляется параллельная запись кодов впроверяемые реверсинные счетчики. Втечение пятого-шестого циклов в обасчетчика 24 и 25 записываются одинаковые коды, так как на ныходе 14 блока 11 управления нулевой сигнал, а втечение седьмого-восьмого цикловпротивоположные,Таким образом, организация работы устройства, при которой проверяемые рснерсивные счетчики 24 и 25 работают сначала с одинаковыми кодами,затем с противоположными, позволяютисключить пропуск любых ошибок.Формула изобретенияУстройство для контроля реверсивных счетчиков, содержащее блок сравнения, первую, вторую группы нходон, первую, вторую группы выходов, первый, второй, третий, четвертьп, пя" тый шестой, седьмой ц восьмой выходы, вход начальной установки, регистратор ошибки и блок управления, первая группа нходов соединена с первой группой входов блока сравнения, выход которого соединен с первым входом регистратора ошибки, второй вход которого соединен с входом начальной установки и с первым входом блока управления, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы которого соединены соответственно сф первым, вторым, третьим, четвертым, пятым и шестым выходами, третий вход регистратора ошибки соединен с седьмым выходом блока управления, носьмой152417 выход которого соединен с четвертым входом регистратора ошибки и с тактирующим входом блока сравнения, вход начальной установки соединен с седьмым, восьмым выходами, о т л и ч а ю 5 щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены первая, вторая группы элементов ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, группа повторителей и двоичный счетчик, вторая группа входов сравнения соединена с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы, первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которой соединены с второй группой входов, первая группа выходов соединена с выходами группы 1 14повторителей, входы которой соединеныс выходами двоичного счетчика и соединены с первыми входами элементовИСКЛЮЧА 1 ОЩЕЕ ИЛИ второй группы, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ которойсоединены с второй группой выходов,девятый выход блока управления соединен со счетным входом двоичного счетчика, выход последнего разряда которого соединен с вторым входом блокауправления, десятый выход которогосоединен с вторыми входами элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой, второй групп,вход начальной установки соединен свходом установки нуля двоичного счетчика.