Адаптируемый универсальный логический модуль
АДАПТИРУЕМЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЁСЖИЙ МОДУЛЬ, содержащий эле .менты Я и НЕ причем информацион ,ные входил модуля .подключён к входам эл 4еитов НЕ соответственно, выхода Которых подключены к первым входам .и. первого и втсфого элементов И, информационные взюды модуля подключены к первым входам третьего и чет1вертого элетиентов И соответственно, управляющие входы модуля подключены к вторым входам элементов И соответственно , отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности, модуль содержит элемент сложения .по модулю два, вхоцц которого под-, ключены к выходам элшлентов И и к настроечному входу июдуля, дополнительные управляюпше входы модуля подключены к третьим входам элементов И соответственно, выход элемента сложения по модулю два является выходом модуля.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
««Ю
РЕСПУБЛИК (19) 01) 3(59 G 06 F 7 00
1 описьHHE изоБгяткн1й к авто скому свидвтвльству
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГПФ (21) 3381997/18-24 (22) 15.01 82 (46) 15 ° 06.83 Вюл, Р 22 (72) Н.Ф.Окулович, B.A.Èèùåíêî, В.С.Панчиков и С.Й.Tepamco (53) 681 ° 3(088.8) (56), 1. Авторское свидетельство СССР
В 333550, кл.- G 06 F 7/00, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР
В 687447, кл, О 06 P 7/00, 1979 . . (прототип) .". (54) (57) АДАПТИРУЕМЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ
ЛОГИЧЕСЕИИ ИОДУЛЬ, содержащий эле,менты И и ИЕ, причем информацнон ;ные входы модуля .подключены к входам элементов НЕ соотэетственно, выходы которых подключены к первым входам первого и второго элементов И, информационные входы модуля подключены к первым входам третьего и четвертого элементов И соответственно, управляющие входы модуля подключены к вторым входам элементов И соответственно, отличающийся тем,.
mo, с целью повыщения надежности, модуль содержит элемент сложения ,по модулю два, входы которого под-. ключены к выходам элементов И и к настроечному входу модуля,дополийтельные управляющие входы модуля подключены к третьим входам элементов И соответственно, выход элемента сложения по модулю два является выходом модуля.
1023319
Изобретение относится к вычислительной технике и автоматике и предназначено для построения адаптивных к отказам устройств обработки цифровой информации.
Известен универсальный логический S модуль, содержащий элементы И,ИЛИ, HE реализующий ряд логических функций(1).
Недостатком известного модуля является отсутствие возможности пере- 10 стройки при отказах.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является универсальный логический модуль, содержащий элементы И,ИЛИ,НЕ, причем информационные входы модуля подключены к первому, второму и третьему элементам
И, а через элементы НЕ к четвертому, IIRToNJJ и шестому элементам И, вторые входы первого, второго, четвертого и пятого элементов И подключены к управляющим входам модуля, а выходы подключены к входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены к вторым входам третьего и пятого элементов И, выходы которых подключены ко входам третьего элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля (2), Недостатком известного модуля является невозможность перестройки его для правильного функционирования при наличии в нем любой од-, нократной константной неисправности. йель изобретения-повышение надеж 35 ности модуля по перестройке при неисправностях.
Поставленная цель достигается тем, что адаптируемый универсальный логический модуль, содержащий элементы
И и НЕ, причем информационные входы модуля подключены к входам элементов
НЕ соответственно, выходы которых, подключены к первым входам первого и второго элементов И, информационные входы модуля подключены к первым входам третьего и четвертого элементов.И соответственно, управляющие входы модуля подключены к вторым вхо« дам элементов И соответственно модуль содержит также элемент сложения по модулю два, входы которого подключены к выходам элементов И и к настроечному входу модуля, дополни- . тельные управляющие входы модуля подключены к третьим входам элементов И соответственно, выход элемента.сложения по модулю два является выходом модуля.
На чертеже представлена функциональная схема адаптируемого универ 6Î сального Логического модуля.
Ацаптируемый универсальный логический модуль содержит информационные входы 1 и 2 модуля соединенные с входами элементов И 3 и 4 и 65 выходами элементов НЕ 5 и 6 соответственно. Выходы 7 и 8 элементов
НЕ 5 и 6 соединены с входами элементов И 9 и 10 соответственно. Другие входы элементов И 3,4,9 и 10 соединены с управляющими входами модуля ll — 18 соответственно. Выходы
19 — 22 элементов И 3,4,9 и 10 соединены с входами элементов сложения по модулю два 23,пятый вход которого соединен с настроечным входом модуля
;24, а выход 25 является выходлм модуля.
Адаптируемый универсальный логический модуль работает следующим образом.
В режиме, функционирования без не,исправностей на информационные входы модуля l и 2 подаются переменные Х и Х,на управляющие входы 11,13, 15 и 17 и настроечный 2фсигналы управления U =--Б =Х,П =U<=Q U 0 соот1 ю ветственно,а на управляющие входы 12, 14, 16 и 18 сигналы управления U U9 из множества 10,1,ХЗ,ХЗ . В этом режиме функционирование модуля описывается уравнением
Е(Х,1(,Х )=} „Х U ЭХ ХА 9Х„Х„О80+Х„Х1Я,.
Значение управляющих сигналов U --и
6 находятся путем поочередной подстановки в выражение реализуемой функции всевозможных значений переменных Х},Х1, т ° е. сочетаний 00, 701,10,11. Реализуется функция
При наличии неисправностей на управляющие входы модуля 11 — 18 и настроечный 24 подаются сигналы управления из множества 0,1 Х,Х,Х,}
Х.},Х,Х ), Рассмотрим возможности модуля при наличии в нем однократных константных неисправностей.
Наиболее неблагоприятные условия создаются в схеме при неисправностях константа 0 на входах элементов И и неисправностях константа 0 и константа 1 на выходах элементов И и рходах элементов НЕ. В этих случаях для- реализации функций могут быть использованы только три конъюктивных элемента. Если в каждом из трех элементов И иметь все входы управляющими, то сложением по модулю два термов, получаемых на выходах таких элементов И можно получить любую из 256 функций трех переменных.
Это подтверждается тем, что из 256 функций трех переменных. только две функции имеют максимальное, равное четырем, число несклеиваемых конс1023319 титуент. Зто функции сложения по модулю два и ее инверсия. Однако в данном модуле элементы И имеют по два управляющих входа, а на третьи входы поступают информационные сигналы. При таком построении схемы нельзя получить термы, состоящие из одной переменной, поэтому в модуле добавлен еще один управляющий вход, который является пятым входом элемента сложения по модулю два. 30
Определение значений управляющих сигналов лри неисправностях осуществляется следующим образом.
Реализуемая функция задается конституентами единицы, если их число 15 равно четырем или менее, либо конституентами нуля в виде
ИХ„Х,, 1= ЕИХ„Х, X >.
Таким образом, может быть задана любая функция трех переменных.
Возможны три характерных случая.
Первый случай. Функция задана четырьмя конституентами и ни одна из них ие склеивается ни с какой-либо другой. данная функция является функ-25 цией по модулю два либо .ее инверсией. Значения управляющих сигналов для них можно получить из выражений
Х4 +Х2хфх .х
X + Х„Х+Х Х, 30
Х + Х„М +Х,, Х, (1)
395,Еи х, е,х,)=х„ах,х ах х1, 4е 04> ех, х ® х„х з) =х1®х„х. Ю „х,., 1 8 (Х Ь О+Х Х Э Х Хх) =Х 8 Х 1Х2 Ю Х Х . (У 35
Второй случай. Функция задана тремя несклеиваемыми конституентами. .Таких функций может быть восемь.Они ,приведены в таблице. сложения по модулю два или ее инверсии. Реализуем функцию
5 (Х Xg+=K, Х хфх„х Х+Х Х, Х;, при неисправности в точке 1(1>О.Данная функция отличается от функций сложения по модулю два конституентой Х Х Х, тогда
< (" М = 1+Х Хь+ а з +Х Х
Сигналы управления для нее Б. =Х, . ъ 0 Х1 Ъ пх=х у(3.7=ха 09 =1 °
Третий случай охватывает все осталь- . ные функции.
Если реализуемая функция содержит одну или две конституенты,то.они реализуются на элементах И непосредственно беэ упрощения. Если же число конституент равно трем или четырем, то производится частично операция склеи- . вания с целью получения меньшего количестна термов. Если после склеивания один из термов не может быть реализован ни на какой конъюкцни, то он преобразовывается в соответствии с тождеством
A А зА +А„A =AÄ. +A A (3)
Пример.Реализуемая функция
$(Х, Х,Д Х„Х Х ФХ Х хьЭХ ХдХфх Хорху при неисправности в точке 19<19тэ1.
После склеивания второй и четвертой конституент получаем выражение
Х ХЗФХ„ X Х (&X Х Х Конституенту
Х, Х Х> реализуем на элементе И 4 а
Х Х2Ху — на элементе И 10. Терм Х Х на элементе И 9 реализовать нельзя, йоэтому применяем тождество (3) .
Получим ÕÕ9-Х ЙХ2Х. Так как неисправность 9 =1 ийвертирует реализуемую
Функцию . то к полученному выражению необходймо добавить единицу, в результате получим выражение + зх .хь=xxзq9 õõ3
Терм Х Х реализуем на элементе И .9, а Х вЂ” используя настроечный вход модуля 24.
Таким образом, адаптируемый уни5 версальнй логиче Ыий дуль пут настройки реализует все логические функции трех переменных при любой . однократной константной неисправности и-ряде неисправностей большей крат-
0 .ности.
Как видно иэ табл. каждая из восьми функций отличается от функций сложения по модулю два либо ее инвер-55 сии одной конституентой. Символ операции ИЛИ в функциях табл. заменен на символ слон ения по модулю два,что допустимо при заданйи Функции в СДНФ. Дпя этих функций значения управляющих 60 сигналов также определяются по выражениям (1 и 2), которые в этом случае складываются по модулю два с конституентой, на которую реализуемая функция отличается от функции
Ви еализ емой ф нкции .
6)2 Z Z
Х1 ЙМЗ 9Х Х2.Хэ 9Х„Х ХЗ
„ХЯ Х30 х Х )(з ® Х,Х, (э . Х1Х Х ЕХ„Х Х Ех„Х X . Х1 < g. X 9 3(Х Х 9 х., Х
Х Х Q. ХЪЭХ1Хg.ХЗЭ Х„Х Х Хъ. Хъ®Х )(Х @Х„ < Х
Х„Х Х,ЕХ„Х,.Х Е X„>
Х1 Хя. ХЭЭХ Х Õ Þ Х1Xä ХН.
Основной особенностью модуля является то, что в нем применен многовходовыа логический элемент, выполняющий функцию сложения по модулю два. Возможности современной интегральной технологии позволяют раэра« ботать такой элемент.
Применение предлагаемого модуля может оказаться полезным в целях увеличения выхода годных интегральных схем, а также построения устройств обработки цифровой информации повышенной надежности..
