Устройство для контроля регистра сдвига

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕГИСТРА СДВИГА, содержащее управляемый сумматор по модулю два, выход которого является выходом устройства , первый и второй элементы И, первый триггер и формирователь строба, отличающееся тем, что, с целью повьшения быстродействия за счет уменьшения времени обнаружения отказа, в устройство введены второй и третий триггеры, элемент НЕ, третий элемент И и элемент ИЛИ, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в единицу первого триггера , вход установки в ноль которого еоединен с выходом формирователя строба и управляющим входом сумматора по модулю два, инверсный выход с первь 1И входами второго и третьего элементов И, а прямой выход - с первым входом первого элемента И, выход которого coefi aeH с входом формирователя строёа, второй вход второго элемента И элемент НЕ соединен с вторьм входом третьего элемента И и является первым информационным входом устройства, выход второго элемента И сйединен с первым входом элемента ИЛИ, с входом установки в единицу второго триггера и с входом установки в ноль третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, с входом установки в ноль второго триггера и с входом установки в единицу третьего триггера, инверсные выходы и третьего триггеров соединены; с-третьими входами соответствуюадах элементов И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого является вторым информационным входом устрой ства, второй вход первого элемента И соединен с тактовыми входами перэо :л вого, второго и третьего триггеров и является тактовым входом устройства . .

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПЬБЛИН госьда ственный комитет сссе

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И (Л НРЬП ИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИ ЕПЬСТВУ

13 Ы

ЬЯБЯй О ПШ % ва. (21) 3533089/24-24 (22) 31. 12. 82 (46) 15.08. 84. Бюл. У 30 (72) С.И.Петренко, А.И.Сахно, В.В.Федоренко и Н.Н.Фролов (53) 681.327.66(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 463973 кл. G 06 F 11/00, 197 1.

2. Авторское свидетельство СССР

 679984, кл. G 06 F 11/02, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕГИСТРА СДВИГА, содержащее управляемый сумматор по модулю два, выход которого является выходом устройства, первый и второй элементы И, первый триггер и формирователь строба, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия эа счет уменьшения времени обнаружения откаэа, в устройство введены второй и третий триггеры, элемент НЕ, третий элемент И и элемент ИЛИ, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в единицу первого триггера, вход установки в ноль которого еоединен с выходом формирователя строба и управляющим входом сумматора по модулю два, инверсный выход— Ю11 С 11 С 29/00; G 06 F 11/00 с первыми входами второго и третьего элементов И, а прямой выход — с первым входом первого элемента И, выход которого соецинен с входом формирователя строба, второй вход второго элемента И чфреэ элемент HE соединен с вторым входом третьего элемента И и является первым информационным входом устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, с входом установки в единицу второго триггера и с входом установки в ноль третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, с входом, установки в ноль втоI рого триггера и с входом установки в единицу третьего триггера, инверсные выходы второго и третьего триггеров соединены:.с:третьими входами соответствующих элементов И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого является вторым информационным входом устройства, второй вход первого элемента

И соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего триггеров .и является тактовым входом устройст1, 1108

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля узлов ЭВИ, в частности регистров сдвига.

Известно устройство для контроля регистра сдвига, содержащее контролируемый регистр, элементы И, формирователь импульсов, триггер 513 .

Недостатком указанного устройства является необходимость выделения до- 10 полнительного времени на диагностику регистра.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для коитроля регистра сдвига, содержащее контролируемый регистр сдвига, формирователь строба, триггер, элементы И и сумматоры по модулю два.

Принцип работы устройства заклю- 20 чается в контроле регистра сдвига путем сравнения i-ro бита входной последовательности после того, когда он запишется в последний разряд регистра сдвига, со значением этого 25 же бита входной последовательности, которое было зафиксированое триггером в момент записи его в первый разряд регистра сдвига C2 ), Недостатком указанного устройства является его низкое быстродействие, обусловленное большим временем обнаружения отказа. Поясним это на примере, когда контролируемый регистр имеет неисправность типа постоянного нуля на выходе регистра. Если формирователь строба сформирует строб на своем выходе в момент времени, когда на входе контролируемого регистра присутствует нулевой бит ин- 40 формации, то устройство запомнит его и при появлении следующего строба произойдет сравнение нулевого бита информации с нулевым состоянием пос леднего разряда регистра. Поэтому укаэанный отказ не обнаружен в этом цикле контроля.

Появление в информационной последовательности нулей и единиц носит случайный характер. Поэтому вполне вероятно, что в момент появления следующего строба на выходе формирователя, на входе регистра снова имеется нулевой бит информации, который запомнится устройством. Следовательно, 55 и в этом цикле контроля указанный выше отказ не обнаружен. Так продолжается до тех пор, пока в момент появления строба на выходе формироватеS10 2 ля на входе регистра не появится единичный бит информации. Только в этом случае устройство зафиксирует отказ.

Но из-за случайного характера появления нулей и единиц в информационной последовательности может пройти не-. сколько циклов контроля, пока обнаружится отказ регистра. Несвоевременно обнаруженный отказ в устройстве может привести к нежелательным последствиям для системы в целом.

Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения времени обнаружения отказа в контролируемом регистре сдвига.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля регистра сдвига, содержащее управляемый ,сумматор по модулю два, выход которого является выходом устройства, первый и второй элементы И, первый триггер и формирователь строба, введены второй и третий триггеры, элемент НЕ, третий элемент И и элемент

ИЛИ, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом установки в единицу первого триггера, вход установки в ноль которого соединен с выходом формирователя строба и управляющим входом сумматора по модулю два, инверсный выход — с первымй входами второго и третьего элементов И, а прямой выход — с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с входом формирователя строба, второй вход второго элемента И через элемент НЕ соединен с вторым входом третьего элемента И и является первым информационным входом устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, с входом установки в единицу второго триггера и с входом установки в ноль третьего триггера, выход третьего элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, с входом установки в ноль второго триггера и с входом установки в единицу третьего триггера, инверсные выходы второго и третьего триггеров соединены с третьими входами сооветствующих элементов И, прямой выход второго триггера соединен с первым входом сумматора по модулю два, второй вход которого является вторым информационным входом устройства, второй вход первого элемента И соединен с тактовыми входами первого, второго и третьего триггеров и является тактовым входом устройства.

3 " 11085

На чертеже приведена функциональная схема устройства для контроля регистра сдвига.

Предлагаемое устройство для контроля регистра сдвига содержит управляемый сумматор 1 по модулю .два, первый элемент И 2, формирователь 3 строба, первый триггер 4, второй и третий элементы И 5 и 6 второй и третий триггеры 7 и 8, элемент НЕ 9, 10 элемент ИЛИ 10. На черетеже показан также контролируемый регистр 11 сдвига (последний в предлагаемое уст-: ройство не входит). Регистр 11 имеет. информационный вход 12, выход 13 и тактовый вход 14, которые являются первый и вторым информационными и тактовыми входами устройства для контроля. Выход управляемого сумматора t по модулю два является выходом

15 устройства для контроля регистра сдвига.

Формирователь 3 строба может быть выполнен на основе двоичного счетчика, срабатывающего по переднему фрон. 25 ту тактового импульса, с коэффициентом пересчета, равным разрядности ( регистра 11 сдвига, причем импульс, появляющийся иа выходе формирователя 3, задним фронтом устанавливает элементы формирователя 3 в исходное нулевое состояние. Синхронные триггеры 4, 7 и 8 переключаются по заднему фронту тактового импульса.

Принцип работы предлагаемого устройства основан на запоминании нулевого и единичного бита входной информаций, поступающей на вход контроли- . руемого регистра сдвига, и контроля

его на выходе регистра сдвига через

40 время, равное времени прохождения этого бита через контролируемый регистр сдвига. Это осуществляется с помощью формирователя 3 строба, кото. рый запускается в момент запоминания

45 входного бита информации и выдает строб в момент появления этого бита информации на выходе контролируемого регистра сдвига.

Устройство построено таким образом, что. если им был зафиксирован и про50 контролирован на выходе контролируе-. мого регистра сдвига нулевой (единичный) бит информации, то контроль следующего нулевого (единичного) бита информации не осуществляется. Новый цикл контроля осуществляется лишь тогда, когда на вход контролируемого регистра. сдвига после окончания цик10 4 ла контроля нулевого (единичного) би- та информации поступит единичный (нулевой) бит информации, т.е. устройством осуществляется поочередной контроль прохождения нулевого и единичного бита информации через контролируемый регистр сдвига. Поэтому время ожидания до очередного цикла конт» роля, осуществляющего контроль прохождения бита информации противоположной полярности, по сравнению с полярностью бита информации на преды" дущем цикле контроля может находитьcs в пределах нескольких тактов, а не нескольких циклов, как при peme.нам аналогичной задачи контроля про:74165$BON . Устройство для контроля регистра сдвига работает следующим образом.

При включении питания импульсом начальной установки все элементы памяти устройства приводятся в исходное (нулевое) состояние (цещ4 установки в ноль на чертеже не показаны).

Пусть в момент времени, когда на тактовом входе устройства появляется первый тактовый импульс, на информационном входе устройства присутствует нулевой бит информации. Следовательно, на выходе элемента НЕ 9 присутствует высокий потенциал, который поступит на второй вход третьего элемента И 6, на первом и третьем входах которого присутствуют высокие потенциалы с инверсных выходов триггеров 4 и 8.. Поэтому на выходе элемента И 6 появится высокий потенциал, который поступает на вход уста. ковки в ноль триггера 7, на вход установки в единицу триггера 8 и через элемент ИЛИ 10 — на вход уста" новки в единицу триггера 4. Поэтому по заднему фронту тактового импуль са триггеры 4 и 8 установятся в единичное состояние, а триггер 7 останется в нулевом востоянии. На инверсном выходе триггера 8 появится нуле" вой потенциал, который, поступая на третий вход элемента И 6, запретит на его выходе высокий потенциал.

Низкий потенциал с инверсного выкода триггера 4 закроет элементы И

2 и 6, а высокий потенциал с его прямого выхода даст разрешение прохождению тактовых импульсов с тактового входа устройства на вход формирователя 3 через элемент И 2. Через время, равное прохождению указан" ного бита информации через регистр

10 элемент И 5. Низкий потенциал с инверсного выхода триггера 4 закроет элементы И 5 н 6, а высокий потенциал с прямого выхода триггера 4 поступит на вход элемента И 2, разрешая прохождение тактовых импульсов на вход формирователя 3. .Кроме того, задним фронтом тактового импульса триггер 8 установится в нулевое состояние. Поэтому на его инверсном выходе появится высокий потенциал, снимающий запрет с третьего входа элемента И 6.

Через время, равное прохождению единичного бита информации через регистр 11, на его выходе появится единичный сигнал, который поступит на второй вход управляемого сумматора 1.

На первом входе .управляемого. сумматора 1 также присутствует единичный сигнал с прямого выхода триггера 7.

В это же время на выходе формирователя 3 появится строб, поступающий на управляющий вход управляемого сумматора 1. Так как на первом и втором входах управляемого сумматора 1 присутствуют единИчные сигналы, то на его выходе отсутствует сигнал "Отказ". Кроме того, строб с выхода формирователя 3 поступит также на вход установки в ноль триггера 4, который по заднему фронту тактового импульса установится.в нулевое состояние. При этом единичный сигнал с инверсного выхода триггера 4 поступит на первые входы элементов И 5 и 6, открывая их по этому входу, а нулевой сигнал с прямого выхода закроет элемент

И 8, запрещая прохождение тактовых импульсов на вход формирователя 3.

Устройство готового к следующему циклу контроля, который начнется толь. ко тогда, когда на информационный вход устройства поступит теперь уже нулевой бит информации, и т.д.

Рассмотрим работу устройства при неисправности регистра 11, заключающейся в наличии постоянного нуля на выходе регистра 11, или любой другой неисправности, приводящей к появлению на выходе регистра 11 ноля вместо ожидаемой единицы, Пусть устройство находится в состоянии, когда оно должно осуществить контроль прохождения единичного бита информации через регистр 11, т.е. открыт элемент И 5 по первому и третьему входам высокими потенциалами с инверсных выходов триггеров 4 и 7

Ф .11085

11, на выходе формирователя 3 появляется сигнал опроса..К этому времени на выходе регистра 11 появится нулевой бит информации, который совпадает с нулевым состоянием тригге- 5 ра 7. Следовательно, при правильной работе регистра 11 на втором входе управляемого сумматора 1 присутствует низкий потенциал с выхода регистра 11 на первом входе управляемого сумматора 1 — низкий потенциал с прямого выхода триггера 7. Поэтому при поступлении на управляющий вход управляемого сумматора 1 строба с выхода формирователя 3 на выходе управ- 15 ляемого сумматора 1 отсутствует сигнал "Отказ". Кроме того, сигнал с выхода формирователя 3 поступает на вход установки в ноль триггера 4.

Так как на тактовый вход триггера 4 20 поступает в это время тактовый импульс, та по заднему фронту этого импульса триггер 4 установится в нулевое состояние, закрывая по первому входу элемента И 2 и открывая по 25 первым входам элементы И 5 и б.

На этом цикл контроля заканчивается и устройство может переходить к следующему циклу контроля. Если после выработки строба формировате- 5ц лем 3 на информационном входе устройства вновь появится нулевой бит информации, то новый цикл контроля не начнется, так как элемент И 6 закрыт низким потенциалом с инверсного выхода триггера 8, а на второй вход элемента И 5 поступает нулевой бит информации. Поэтому на выходе элемента ИЛИ 10 присутствует нулевой сигнал. Так продолжается до тех пор, 40 пока на информационном входе устройства не появится единичный бит информации.

В этом случае на всех трех входах элемента И 5 присутствуют высокие потенциалы, в результате чего на его выходе также появится высокий потенциал. Это сигнал поступит на вход установки в ноль триггера 8, на вход установки в единицу триггера 7 и че" 5О рез элемент ИЛИ 10 — на вход установки в единицу триггера 4. Поэтому задним фронтом очередного тактового импульса триггеры 4 и 7 установятся в единичное состояние. При этом высо55 кий потенциал с прямого выхода триггера 7 поступит на первый вход управляемого сумматора 1, а низкий потенциал с его инверсного выхода закроет

1108510

Составитель А.Дерюгин

Техред M.Òåïåð .

Редактор M.Íåäîëóæåíêî

1 орректор А.Обручар

Заказ 5874/38 Тираж 575

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 и закрыт элемент И б низким потенциалом с инверсного выхода триггера 8.

При поступлении на информационный Вход устройства единичного бита ийформации, он поступит на информационный вход регистра 11 и на второй вход элемента И 5. Так как на первом и третьем входах элемента И 5 присутствуют высокие потенциалы, то иа его выходе также появится высокий потенциал, который приведет к переключениям устройства, описанным выше. В результате на прямом выходе триггера 7 появится высокий потенциал,поступающий на первый вход управляемого сумматора 1. Через время, определяемое формирователем 3, на его выходе появится строб, опрашивающий уйравляемый сумматор 1. Так как ив-sa указанной неисправности на выходе регистра 11 в этот момент времени присутствует низкий потенциал, то на входе управляемого сумматора

1 появится сигнал "Отказ". Если при указанных неисправностях регистра 11 устройство находится в состоянии, когда должно осуществить контроль прохождения нулевого бита информации, то устройство сначала осуществит цикл контроля прохождения нулевого бита информации, а в следующем цикле контроля — контроль прохожде,ния единичного бита информации, при

;котором отказ регистра 11 обнаружен. . Таким образом, в этом случае опреде ление истинного состояние регистра

11 задержано на один цикл контроля.

Преимущество предложенного устройства для контроля регистра сдвига по сравнению с известным состоит в том, что время обнаружения ошибки предложенным устройством практически не превышает двух периодов задержки кода в регистре, тогда как время обнаружения ошибки известным устройством может быть сколь угодно большим.