Dv-триггер

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при разработке счетчиков, регистров, делителей частоты , распределителей импульсов с повышенной достоверностью функционирования . Цель изобретения - повышение достоверности функционирования. Для достижения поставленной цели в DV-триггер введены элементы НЕ 10- 12, элемент И 13 и триггер-селектор 14. DV-триггер также содержит элементы И-НЕ 1-8, элемент НЕ 9, шину 15 установки и выходную шину 16. Повышение достоверности функционирования DV-триггера обусловлено обеспечением постоянного контроля за правильностью срабатывания его логических .элементов. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1465936 . A1 (51) 4 Н 03 К 3/037

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) DV-ТРИГГЕР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273503/24-21 (22) 02.06.87 (46) 15.03.89. Бюл. И - 10 (72) В.С.Харламов, В.В.Голубцов и А.Н.Пархоменко (53) 62 1.374.32 1(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 459857, кл. Н 03 К 3/037, 1970.;

Файзулаев Б.Н. и др. Основы построения технических средств ЕС

ЭВМ на интегральных микросхемах. М,:

Радио и связь, 1981, с. 131, рис. 4.3в. (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники при разработке счетчиков, регистров, делителей частоты, распределителей импульсов с повышенной достоверностью функционирования. Цель изобретения — повышение достоверности функционирования.

Для достижения поставленной цели в

DV-триггер введены элементы НЕ 1012, элемент И 13 и триггер-селектор

14. DV-триггер также содержит элементы И-НЕ 1-8, элемент HE 9, шину 15 установки и выходную шину 16. Повышение достоверности функционирования

DV-триггера обусловлено обеспечением постоянного контроля за правильнос- а тью срабатывания его логических

ЪФ

Ю элементов. 1 ил.

1465936

Изобретение о! IloñHTOII:< импульсНОЙ техттике и МОже" быт -ь испОльзоBBIIo в уст13ойс г ээах авз О1 clтики и вы числительной техттттт<и при разработке с-тетчиков, регистров,, делителей частоты, распределителей импульсов с Flo вышенной достоверностью функционирования .

Цепь и з о бр е те ни я — пс выше ние достоверности функционирования триггера утем осуществления постоянного конт1роля за правипьнос гью срабатывания его логliwpcl«fx элементов — достига;ется за счет введения новых конст,руктивных признаков.

На чертеже притзедена функциональная схема DV- три тгг ер а.

На схеме обозначены пе1эвый — вось мой элементы И-НЕ 1-8; первый — чет вертыйй элементы HI, 9- 1 2, элемент

13, триггер-селектор 14, шина 15 установки и выходная шина" 16.

Входы 1), V и С соединены с входа-ми эпемс нта И-IIE 1, выход которого соетт. т ет с первым входом элемента

IN НЕ ?, второй и тре-ий входы котс( (p Oro cOP! IH IIP Hf cnoTВетСТ r«FIFIo С вхО,дами V If. С, вь ходы элементов И-HE

2 сое IHllpHBI соответственно с первы,ми вход". мп эттеметттсэв И-НЕ 3 „4, вы,ходы котсэрых .-оединены соответствен но с втотэыы входами элементов И-НЕ 4, 3 H с первыми втсодами элементов

1 — Н1 : 5, 6., выходы которь-х соединены

cooTBeTcтI3p lfHo с пертэе>1ми входами

l элементов И вЂ” 111, 7, 8, выходы которых (koeqvEIpIfIf соответс-.-венно с вторыми

Ьходами элс-.мент Ов И-НЕ 8,, вход С

coeqHHeIf o входом элемента НЕ 9, вытсод которого соединен с вторыми вхорамтт элементов И-11Е 5., 6, входы элеМентов НЕ 10, 11 и 12 соединены соответствепно с выходами элементов

И 13, HE 9 и входом 1Э,„ттервьтй — четвертый входы первой групгы входов yc TaFIoBF H 13 "1" триггера-селектора

14 соецине«ы cooтветственно с выходами эп» -leHToB НЕ 9, 10,, И-НЕ 4, 7, Первый — тетвертый входы второй группы входов установки в "1" триггераселектора I4 соединены соответственно с выхоцами элемен HE 10 и элементов 11-IIE 3, 8, первый — третий входы третьей группы входов установки в "1" три т гера-с.електора 14 соедиНены соответственно с выходом элеМента И-НЕ 4, вхоцом D и выходом элемента И 13;, первый — третий входы четвертой группы входов установки в

"1" триггера-селектора 14 соединены соответсгвенно с выходом элемента

И-НЕ 3, с выходом элемента-НЕ 12 и с выходом элемента И 13, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходом элемента НГ 11 и входом V; вход установки "0 и выход триггера-селектора соединены соответственно с шиной 15 установки и выходной шиной 16.

Триггер-селектор 14 может быть реализован, например, на элементе

И-ИЛИ с пятью группами входов И, из которьгх четыре являются группами входов установки в "1", а первытт, второй входы пятой группы входов И элемента И-ИЛИ соединены соответст20 венно с вхоцом установки "0" триггера-селектора и выходом элемента

И-ИтП1, тзьгход которого является выходом триггера-селектора.

Элементы И вЂ” НГ 1 — 4 Образуют схе25 му ocEIOBifol. триггера, а элементы

И-HE 5 — 8 - схему вспомогательного триггера устройства.

Элемент НЕ 9 гтредназначен цля организации цвухтактного режима работы 1эЧ-тр: ггера при наличии одного синхровхоца С. 1(Роме того, на выходе элемента. HE 9 вырабатывается сигнал сравнения сигналов на противоположнытс плечах (выходах) основного и вспсзмсэгательного триггepoB

Зэ (точки А и g, ToHка А и 0 на чертеже} в режиме хранеFIHFI информации.

Элемент НГ 1 0 формирует функцию

Ч-С через время 1Т срабатывания элементов НЕ 9 и 11, элемента И 13, а также с.амого элемента НЕ 10 с момента поступления положительного фронта синхроимпульса на С-входе DVтриггера, которая является сигналом сравнения цля первой и второй групп входов сеэтектора-триггера 14, контролирующего правильность срабатывания логических элементов второй ступени (вспомогательного триггера) DVтриггера.

Элементы НЕ 11 и 12 осуществляют инвертирование сигналов на С и D входах DV-триггера соответственно, необходимых для формирования соответcтвующих аргументов функционала контроля.

Элемент И 13 осуществляет формирование функции V.С через время ЗТ,Р срабатывания элементов HE 9 и 11, а

1465936 также самого элемента И 13 с момента появления отрицательного фронта синхроимпульса на С-входе DV-триггера и формирует на своем выходе сиг„5 нал сравнения для третьей и четвертой групп входов селектора-триггера 14, контролирующего правильность срабатывания логических элементов первой ступени (основного триггера) ПЧ-триг- 1ð гера, Селектор-триггер 14 осуществляет на своих группах входов контроль правильности срабатывания всех логических элементов структуры РЧ-триггера. 15

В случае нарушения логики функционирования (отказ какого-либо логического элемента структуры триггера) на выходе селектора-триггера 14 фор" мируется сигнал "Отказ", который посредством своей обратной связи через пятую группу входов осуществляет так называемый "эффект самозахвата", т.е. устанавливается в устойчивое состояние логической единицы. 25

В общем случае на входах селектора-триггера 14 реализуется функционал отказа, который можно предстаФ вить следующим аналитическим выражением:

P = (V С) D AV(V С). D.AV(V-C)» хА.(Ч(Ч С) А (), (1) где V — - единичное состояние сигнала 35 на V-входе DV-триггера;

С вЂ” единичное состояние сигнала на синхровходе DV-триггера;

D — единичное состояние сигнала 40 на Р-входе триггера;

А,А — единичное и нулевое состояния сигналов соответственно в точках А и А на чертеже; состояния сигналов на прямом 45 и инверсном выходах DV-триггера.

DV-триггер работает следующим образом.

После вк юче ия питания на К -Вход триггера (на шину 15) подается нулевой уровень сигнала для установки в исходное состояние средств функционального контроля, так как в силу "учайного характера переход и про 55 цессов во время включения питания селектор-триггер 14 может установиться в единичное состояние, соответствующее сигналу "Отказ" DV-триггера.

Далее работа предлагаемого DVтриггера при исправном состоянии всех логических элементов подчиняется закону функционирования, приведенному в сокращенной таблице переходов DVтриггера, где T > — момент времени текущего состояния DV-триггера; Т„,— момент времени последующего DV-триггера состояния; Х вЂ” безразличное состояние сигнала на соответствующем входе DV-триггера; Н вЂ” неопределенное состояние соответствующего выхода.; à — переход от низкого уровня к высокому; QÄ, Q „ — предыдущее состояние выхода триггера.

B процессе своего функционирования первая ступень DV-триггера подчиняется,,закону, представленному следующим аналитическим выражением ((Ч С) .Р А = 1) ч ((Ч С)-П А = 1),(2) где Ч вЂ”.состояние сигнала на V-входе

DV — òðèããåðà;

С вЂ” единичное состояние сигнала на синхровходе DV-триггера;

D,D — единичное и нулевое соответственно состояния сигналов на D-входе DV-триггера;

А,A — единичное и нулевое соответственно состояния сигналов в точках А и А на чертеже

DV-триггера.

За выполнением условий выражения (2) следят третья и четвертая группы входов селектора-триггера 14.

В процессе своего функционирования вторая ступень (вспомогательный триггер) DV-триггера подчиняется закону, который можно представить следующим аналитическим выражением:

P(V. С) А- О = 13 ч ((Ч С) -А- Q=1), (3) ! где Ч-С вЂ” единичное состояние сигнала на выходе элемента

НЕ 10;

Q Q — состояния сигналов на прямом и инверсном соответственно выходах DV-триггера.

За выполнением условий выражения (3) следят первая и вторая группы входов селектора-триггера 14.

Функционал отказа,любого из логических элементов первой ступени (основного триггера), реализованный в предлагаемом DV-триггере, можно пред"

14659 ставить следующим аналитическим выражением:

F = (V С)-В АЧ(Ч С) i> А (4) 4

F = (V-С) -А-g v (V.Ñ) -А Ц (5) В случае нарушения условий функционирования, представленных в выраже( нии (3), на выходе селектора-триггеIpa 14 также вырабатывается сигнал ,"Отказ" DV òðèããåðà. (Рассмотрим последовательность сра,батывания всех элементов логической структуры предлагаемого DV-триггера в его трех основных режимах функцио/ нирования: хранение, установка "1", установка "0"

В режиме "Установка 1" (таблица,,и. 4) по D-входу с поступлением положительного фронта синхросигнала на

С вЂ вх триггера на выходе первого элемент» И†HE 1 через время Т р сра(,батыванпя элемента И-HE 1 установится сигнал логического нуля. Следова— тельно, через время 2Тс срабатывания с момента поступления положительного фронта сигнала на С вЂ вх на выходах второго и третьего эле— ментов И вЂ” ПЕ 2 и 3 установятся сигналы логической единицы, через время

3Т р срабатывания на выходе четвертого элемента И-HE 4 — сигнал логического нуля. Таким образом, через время ЗТ, в точке А (см. чертеж) будет установлено состояние логичес— кой единицы, а в точке А — состояние логического нуля. Контроль правильности срабатывания элементов первой ступени DV-триггера осуществляется стробом сравнения с выхода элемента И 13, который появляется также через время ЗТ,Р срабатывания элементов НЕ 9, 11 и самого элемента И 13, Если в ходе контроля будет

35

В случае нарушения условий функционирования, представленных в выражении (2), на выходе селектора-триггера 14 ( уже в момент срабатывания элементов 10 первой ступени вырабатывается сигнал, пОтказ" DV-триггера. функционал отказа любого из логических элементов второй ступени (вспомогательного триггера), реали эованный в техническом решении предлагаемого DV-триггера, можно предста( вить выражением (36 6 выполнено условно (2), то третья и четвертая группы входов селекторатриггера 14 «е пропустят »а его выход сигнал логической единицы. При нарушении алгоритма функционирования элементами первой ступени, т.е. выполнится условие (4), на выходе се— лектора-триггера 14 вырабатывается сигнал логической единицы, который через пятую группу входов устанавливает селектор-триггер 14 в устойчивое состояние логической единицы, сигнализиэуя об отказе первой ступе ни DV — триггера.

С приходом на С-вход DV-триггера отрицательного фронта синхроимпульса состояние первой ступени передается во вторую спутень, т.е. пятый элемент И-НЕ 5 установится в состояние логического нуля, а шестой элемент И-HE 6 останется в состоянии логической единицы на своем выходе.

Следовательно, через время 3Т,р срабатывания с момента поступления от— рицателы-:ого фронта синхроимпульса на выходе седьмого элемента И-НЕ 7 установится сигнал логической единицы, а чеоез время 4Т > на выходе элемента. И†HE 8 — сигнал логического нуля. Контроль правильности срабатывания логических элементов второй ступени производится стробом сравнения, который появляется на выходе элемента НЕ 10 через время 4Т > срабатывания с момента появления отрицательного фронта на синхровходе

DV-триггера. При выполнении условий (3) на выходе селектора-триггера

14 сигнал "Отказ" не сформируется.

В противном случае, т, е. при выпопл— нении условий (5), на его выходе будет сформирован сигнал "Отказ" одного или нескольких логических элементов второй ступени DV-триггера.

В режиме "Установка О" (таблица, и. 5) по 1>-входу с приходом положительного фронта синхрасигнала на выходе элемента И-HE 1 установится сигнал логической единицы, а на выходе элемента И-HE 2 — сигнал логического нуля, который через время

2Т, срабатывания с момента появления положительного фронта синхроимпульса приведет к формированию на выходе элемента И-HE 4 сигнала логической единицы. Через время ЗТ, на выходе элемента И-НЕ 3 будет сфор"

1 мирован сигнал логического нуля.

1465936

Контроль правильности срабатывания логических элементов первой ступени будет проведен на входах третьей и четвертой групп входов селектора5 триггера 14 сигналом сравнения с выхода элемента И 13, который будет сформирован через время ЗТ р срабатывания элементов НЕ 9 и 11, а также самого элемента И 13. При выполнении условий (2) сигнал "Отказ" на выходе селектора-триггера 14 не появится, в противном случае он будет сформирован, сигнализируя об отказе одного или нескольких логических элементов 15 первой ступени DV-триггера;

Функционирование и контроль правильности срабатывания логических элементов второй ступени производится следующим образом. 20

При появлении на синхровходе DVтриггера отрицательного фронта синхросигнала состояние основного триггера (первой ступени) будет передано во вторую ступень по следующей логи -25 ческой ветви: через 2Тср на выходе элемента И-НЕ 6 будет сформирован сигнал логического нуля; через время

ЗТ р на выходе элемента И-HE 8 — сигнал логической единицы и через время 30

4Тср на выходе элемента И-HE 7 — сигнал логического нуля. Контроль правильности срабатывания будет произведен сигналом сравнения с выхода элемента НЕ 10, который будет сформи-З5 рован также через время 4Т, срабатывания элементов НЕ 9, 11, И 13 и самого элемента НЕ 10. При выполнении условий (3) сигнал "Отказ" на выходе селектора-триггера 14 сформи- 40 рован не будет. В противном случае, т.е. при выполнении условий (5), сигнал "Отказ" формируется на выходе селектора-триггера 14, сигнализируя об отказе одного или нескольких ло- 45 гических элементов второй ступени

DV-триггера.

В режиме хранения (таблица, п.7), т.е. при наличии нулевого потенциала на синхровходе DV-триггера, с выходов элементов И-НЕ 1 и 2 на входы элементов И-НЕ 3 и 4 поступают сигналы логической единицы, подтверждая предыдущее состояние триггера первой ступени. С выходов элементов И-HE 5 и 6 на входы элементов И-НЕ 7 и 8 также поступают сигналы логической единицы, подтверждая предыдущее состояние триггера второй ступени.

В этом случае контроль правильности хранения предыдущего состояния производится следующим образом.

Через время Т р срабатывания элемента HE 9 производится сравнение состояний в точке А с состоянием на прямом выходе DV-триггера и в точке А — с состоянием сигнала на инверсном выходе DV-триггера. Такое же сравнение производится через время 4Тср с момента появления сигнала логического нуля на синхровходе Dтриггера стробом сравнения с выхода элемента HE 10.

Функционирование и контроль правильности срабатывания логических элементов структуры DV-триггера в остальных режимах его работы (таблица, пп. 2, 3 и 7) осуществляются аналогичным образом.

Формула изобретения

DV-триггер, содержащий первый элемент НЕ и восемь элементов И-НЕ, входы D V и С триггера соединены с входами первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, второй и третий входы которого соединены соответственно с входами V и С триггера, выходы первого и второго элементов И вЂ” НЕ соединены соответственно с первыми входами третьего и четвертого элементов И-HE восходы которых соединены соответственно с вторыми входами четвертого и третьего элементов И-НЕ и соединены соответственно с первыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с первыми входами седьмого и восьмого элементов

И-НЕ, выходы которых соединены соответственно с вторыми входами восьмого и седьмого элементов И-HE вход

С триггера соединен с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с вторыми входами пятого и шестого элементов И-НЕ, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, в него введены второй, третий, четвертый элементы НЕ, элемент

И и триггер-селектор, имеющий вход установки нуля, и четыре группы входов установки в:"1", в каждой из которых входы объединены по И, входы второго, третьего и четвертого эле14659 3б

Т 11+1 Примечание (°

Т„

Х Х Х

Установка в исходное

СФК

"1"

"О"

11 111 1 011 состояние

Установка

Установка

Установка

Установка

Хранение

Хранение

Г1

0 Г П

1 1 П.

О О Jl.

Х О Х

Х Х 0

О

О

n„

О„

1

1

Ч °

Ч1

О

0

О

Составитель А,Раков

Техред Л.Сердюкова Корректор И.Муска

Редактор А.Г!аковская

Заказ 953/52 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производстве11но-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 ментов HE соединены соответственно с выходами элемента И1 первого элемента НЕ и входом D- трн-repa, выход первого элемента НЕ соединен с первыми входами первой,. второй групп входов установки в " 1" триггера-селектора, вторые входы первой, второй групп входов установки в " 1" которого соединены с выходом второго !О элемента HI .„ третий и четвертый входы первой группы входов установки в "1" триггера-селектора соедииены соответственно " выходами чет( вертого и седьмого элементов И-HE,„ третий и четвертый .входы второй группы входов установки в " 1" триггера( селектора соединены соответственно с выходами третьего и восьмого эле(ментов И-НЕ, первый, второй и третий входы третьей группы входов установки в "1" триггера-селектора соединены соответственно с выходами четвертого элемента И-НЕ, с входом D-триггера и с выходом элемента И, первый, второй и третий входы четвертой группы входов установки в " 1" триггера-"åëåêòîðà соединены соответственно с выходом третьего элемента И-HE с выходом четвертого элемента HE u с выходом элемента И, первый, второй входы которого соединены соответственно с ьыходом третьего элемента

HE и с входом V триггера, вход установки нуля и выход триггера-селектора соединены соответственно с шиной установки и выходной шиной,