Отказоустойчивый многофункциональный логический модуль

 

ОТКАЗОУСТОЙЧИИ т МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий первый, второй, третий, четвертый , пятый, тестой и седьмой элементы равнозначности и первый элемент }ШИ, причем первые входы пер- . вого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов равнозначности попарно являются первым, вторым и третьим информационньмй входами модуля соответственно, а их вторые входы являются первой группой сигналов управления модуля, первый вход седьмого элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, его второй вход является разрешающим входом модуля, а его выход - первым выходом модуля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности многофункционального логичесого модуля за счет сохранения работоспособности модуля при наличии любых одиночных логических неисправностей, он дополнительно содержит восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы равнозначности и второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы восьмого и девятого элементов равнозначности являются второй .группой сигналов управления модуля, а выход восьмого элемента равнозначности соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с, выходами первого, второго и третьего элементов равнозначности, выход девятого элемента равнозначности соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы i которых соединены соответственно с выходами четвертого, пятого и шес (Л того элементов равнозначности, выход десятого элемента равнозначности соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом двенадцатого эМемента равнозначности, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с выходом тринадцатого элемента равнозначности , со вторым входом четвертого :о | ю :л :л элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемента равнозначности соединен со вторым входом третьего и с пер- . вым входом четвертого элемента ИЛИ,, выходы второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами четырнадцатого , пятнадцатого и шестнадцатого элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с разре (шающим входом модуля, а выходы котэE 3X являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами модуля.

(Е9) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3359590/18-24 (22) 04,12,81 (46) 23.08.83. Бюл. Р 31 (72) С.M.Tåðåøêî, A.È.Àñïèäoâ, A.Â.Гурьянов, В.А.Мишенко и A.Н.Сеглашко (53) 681.325(088.8) (56) 1. Патент США Р 3934231, кл. G 06 F 15/18, 1979, 2. Авторское свидетельство СССР

Р 333550, кл. G 06 F 1/00, 1973 .(прототип) (54)(57)ОТКАЗОУСТОЙЧИВЬ)Й МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЕЯ ЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ, содержащий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы равнозначности и первый элемент ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов равнозначности попарно являются первым, вторым и третьим информационными входами модуля соответственно, а их вторые входы являются первой группой сигналов управления модуля, первый вход седьмого элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, его второй вход является разрешающим входом модуля, а его выход - первым выходом модуля, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности многофункционального логичесого модуля за счет сохранения .работоспособности модуля при наличии любых одиночных логических неисправностей, он допол нительно содержит восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы равнозначности и второй, третий и чет3г5)) G 06 F11 00,,С 0 6 F 7 00 вертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы восьмого и девятого элементов равнозначности являются второй:группой сигналов управления модуля, а выход восьмого элемента равнозначности соединен с первыми входами десятого и одиннадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с, выходами первого, второГо и третьего элементов равнозначности, выход девятого элемента равнозначности соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с выходами четвертого, пятого и шестого элементов равнозначности, выход десятого элемента равнозначности соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом двенадцатого элемента равнозначности, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с выходом тринадцатого элемента равнозначности, со вторым входом четвертогоэлемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемента равнозначности соединен со вторым входам третьего и с первым входом четвертого элемента ИЛИ,, выходы второго, третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми входами четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого элеглентов равнозначности, вторые входы которых соединены с разре-! шающим входом модуля, а выходы которых являются соответственно вторым, третьим и четвертым выходами модуля.

1037255

Изобретение относится к автомати

ice и вычислительной технике и может быть применено при построении надежных устройств обработки цифровой информации.

Известно устройство — логический модуль, позволяеющий реализовать заданный набор логических функций нескольких переменных $ 1).

Однако это устройство обладает низкой надежностью, определяемой его неработоспособностью при логических неисправностях любого элемента схемы.

Наиболее близкой к предлагаемой является многофункциональная логическая модель, которая позволяет реализовать любые логические функции трех переменных и содержит семь элементов равнозначности, два элемента И, элемент ИЛИ и семь управляющих входов 2).

Обладая сравнительно невысокой сложностью, высоким быстродействием, это устройство также обладает низкой надежностью, связанной с полной или частичной (устройство перестает быть универсальным при выходе переменных) потерей работоспособности при выходе из строя любого логического элемента схемы.

Бель изобретения — повышение на-. дежности многофункционального логического модуля за счет сохранения

его работоспособности при наличии любых одиночных логических неисправностей.

Поставленная цель достигается тем, что в отказоустойчивый многофункциональный логический модуль, содержащий первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой,,и седьмой элементы равнозначности и первый элемент ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов равнозначности попарно являются первым, вторым и третьим информационными входами модуля соответственно, а их вторые входы являются первой группой сигналов управления модуля, первый вход седьмого элемента равнозначности соединен с выходом первого элемента ИЛИ, его второй вход является разрешающим входом модуля, а его выход — первым выходом модуля, введены восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый элементы равнозначности и второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем первый и второй входы вось,мого и девятого, элементов равнозначности являются второй группой сигналов управления модуля, а выход восьмого элемента равнозначности соеди5

2 5

55 нен с первыми входами десятрго и одиинадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с выходами первого, второго и третьего элементов равнозначности, выход девятого элемента равнозначности соединен с первыми входами двенадцатого и тринадцатого элементов равнозначности, вторые, третьи и четвертые входы которых соединены соответственно с выходами четвертого, пятого и шестого элементов равнозначности, выход десятого элемента равнозначности соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, вторые входы которых соединены соответственно с выходом двенадцатого элемента равнозначности, с первым входом третьего элемента ИЛИ и с выходом тринадцатого элемента равнозначности, со вторым входом четвертого элемента ИЛИ, выход одиннадцатого элемента равнозначности соединен со вторым входом третьего и с первым входом четвертого элементов ИЛИ, выходы второго, третьего и четвертого элементов ЙЛИ соединены соответственно с первыми входами четырнадцатого, пятнадцатого и шестнадцатого элементов равнозначности, вторые входы которых соединены с разрешающим входом модуля, а выходы .которых являются соответственно вторым, третьим и четвертью выходами модуля.

На чертеже представлена функциональная схема отказоустойчивого многофункционального логического модуля.

Отказоустойчивый многофункциональный логический модуль содержит (фиг. 1) элементы 1-12 равнозначности, элементы 13-16,ИЛИ и элементы 17-20 равнозначности, информационные входы 21-26, разрешающий вход 27 модуля, первую группу 28-33 управления и вторую группу 34-37 управления модуля и выходы 38-41, Элемент равнозначности представляет собой типовой логический элемент, на единственном выходе которого формируется уровень логической единицы только тогда, когда на каждом из его входов-сформирован один и тот же логический уровень (уровень логической единицы или уровень логического нуля), Отказоустойчивый многофункциональный логический модуль работает следующим образом.

В исправном состоянии модуля на его первый, второй и третий информационные входы 21-23 поступают сигналы Х, Х<, Хз соответственно. Одновременно указанные сигналы соответственно поступают и на информа1037255 ционные входы 24-26. На первую груп пу сигналов управления 28-33 и разрешалций вход 27 модуля поступают управляющие сигналы LrÄ - 0 соответ.ственно, алфавит которых гредставля-: ется множеством 5 (Оф4фХ Х,Х, Х1, Х, ) на вторую группу сигналов управления 34-37 подаются сигналы, обеспе чивающйе формирование на выходах. элементов 1 и 5 равнозначности сигналов с уровнем логической единицы.

В этом случае логическую функцию, .реализуемую на выходах одинаковых блоков 42 и 43 (фиг. 1) модуля, можно представить соответственно в виде

\ 4 -К(Х„,(),)а а(Х,.,(),) а (Х,,0,);

"43 К(Х1 04) 8R (,О >а R(Xg ()6)

Тогда на каждбм из.четырех выходов 38-41 модуля будет реализовываться следующая логическая функция -Щ (Х, U<) Й (Х,0 ) и R(Хз u,) ИХ,ц4)ф

5) 3 (> ъi(6)1u 3

Иными словами, на каждом из четырех выходов модуля путем изменения сигЬ налов угравления можно реализовать .любую логическую функцию трех переменных.

При наличии любой одиночной неисправности в модуле (неисправности из любого из его элементов) сигналы уп- 35 равления изменяются соответственно таким образом,. что на всех/или определенных выходах модуля формируется правильное значение функции. Следует отметить, что сигналы управления 40 изменяются в зависимости от типа неисправностей, Определяемых необходимыми при этом средствами диагностики.

Предположим, что средства диагнос"45 тики определили неисправность типа

"константа 1", на выходе одного из элементов 2 или 3 или 4 равнозначности (при аналогичной неисправности элемента 1 равнозначности характер функционирования модуля не от-. личается от характера его функционирования в исправном-состоянии) .

В этом случэе на управляющие входы 34 и 35 подаются сигн алы, ан алогичные сигналам, поступающим на информационный и управлякщие входы отказавшего элемента. При этом на всех четырех выходах модуля реализуется функция исправности.

При определении неисправности тица "константа 0" на выходе одно- . го из элементов 2 или 3 или 4 равнозначности на управляющий вход 34 подается информационный сигнал, соот- . ветствующий сигналу, поступающему на информационный вход отказавшего элемента, а на управляющий вход 35 подается инверсия управляющего сигнала, поступающего на управляющий вход отказавшего элемента. На остальные управляющие входы комбинационного блока подаются инверсии управляющих сигналов, поступающих на эти входы в исправном состоянии.

При определении неисправности типа "константа 0" на выходе элемента 1 равнозначности на все управляющие входы блока 42 подаются проинвертированные управляющие сигналы.

При неисправности одного из элементов 9 или 10 равнозначности блока 42 искомая функция снимается с выхода соответствующего исправного элемента 10 или 9.. Аналогично при наличии неисправностей работает блок 43.

При определении неисправности в. одной иэ цепей элементов 13 и 17 или 14 и 18 или 15 и 19 или 16 и 20 неисправная цепь в дальнейшей работе не используется, а искомая функция реализуется на остальных выходах модуля.

Таким образом, в отличие от известного устройства отказоустойчивый многофункциональный логический модуль сохраняет рабатосгособность при наличии любой одиночной логической неисправности в нем.

1037255

Составитель Крыжановский

ТехредМ.Гергель Корректор Г.0rap

Редактор Г. Волкова

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Закаэ 6011/50 Тираж 706 Подписное

BHHH@H Государственного комитета СССР по делам иэобретений открытий

113035, Москва, Й-35, Раушская наб., д. 4/5