Генератор рекуррентной последовательности с самоконтролем

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может использоваться для генерации равномерно распределенных входных последовательностей при стохастическом контроле цифровых устройств и моделирования случайных процессов в задачах обеспечения надежности дискретных систем. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Генератор содержит N - разрядныйй фильтр 1 Хаффмена, элемент 2 задержки, дешифратор 3, счетный триггер 4, блок 5 контроля, триггер 6 запоминания. Блок 5 контроля предназначен для определения сбоев периода рекуррентной последовательности, вырабатываемой предлагаемым генератором, и неисправности "контроля по четности". Поставленная цель достигается за счет введения элемента 2 задержки, блока 5 контроля. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (s>)s С 06 F 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ! . :

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4458569/24-24 (22) 17,06,88 (46), 15,03.90„Бюл, У 10 (71) Кишиневский политехнический институт.им,С.Лазо (72) В,И,Боршевич, В,Ф,Гушан, В.Д.Жданов, И,В.Кочин и И.А.Мардаре (53) 681,325 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 657429, кл. G 06 F 1/02, 1976, Авторское свидетельство СССР

- Р 374586, кл. G 06 F 1/02, 1973, (54) ГЕНЕРАТОР РЕКУРРЕНТНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ С САМОКОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может использоваться для генерации равномерно распределенных входных поспедова„„SU„„1550502 А 1

2 тельностей при стохастическом контроле цифровых устройств и моделировании случайных процессов в задачах обеспечения надежности дискретных систем, Цель изобретения — повышение надежности устройства. Генератор содержит и-разрядный фильтр 1 Хаффмена, элемент 2 задержки, дешифратор 3 ° счетный триггер 4, блок 5 контроля, триггер 6 запоминания, Блок 5 контроля предназначен для определения сбоев периода рекуррентной последовательности, вырабатываемой предла- гаемым генератором, и неисправности

"контроля по четности", Поставленная цель достигается за счет введения е элемента 2 задержки, блока 5. контроля, 1 з,п,ф-лы, 6 ил, !

550502

Изобретение относится к цифровой вь|числительной технике и может быть использовано для генерации равномерно распределенных входных последоватальностей при стохастическом контS роле цифровых устройств и моделированни случайных процессов в задачах обеспечения надежности дискретных сИстем. !О

Цель изобретения — повышение над ности работы генератора, На фиг,1 представлена структурная с ема предлагаемого генератора рекурр нтной последовательности с самок нтролем; на фиг,2 — блок-схема и разрядного фильтра Хаффмена; на ф г.3 — блок-,схема дешифратора; на г.4 — блок-схема блока контроля; н фиг.5 — временная диаграмма работь генератора рекуррентной последовательности с самоконтролем; на фиг,6 — то же.

Предлагаемый генератор рекуррентнай последовательности с самоконтро. — 25 л м содержит и-разрядный фильтр 1 Хаффмена, элемент 2 задержки, дешифратс р 3, счетный триггер 4, блок 5 контроля, триггер 6 запоминания. и-разрядный фильтр 1 Хаффмена (фиг.2) содердит элемент 7 2ИЛИ, реr стр 8 сдвига, сумматор 9 по модул два, В качестве и-разрядного фильтра 1

Х ффмена используется известное уст35 р йство на основе генератора рекурр нтной последовательности,, Дешифратор 3 содержит элементы

ИХ И-НЕ 10 и 11 элемент НЕ 12, элем !нт И-НЕ 13, элемент 2И 14, элемент 40

ИЛИ-НЕ 15 °

Блок 5 контроля содерЖит элемент

ИЛИ-НЕ 16, элемент НЕ 17, счетчик 18, Дешифратор 3 используется для автоматической записи единицы в и-раз- 45 рядный фильтр 1 Хаффмена, для органт зации прохождения сигналов внутри

y< .трой ств а, Счетный триггер 4 предназначен ля подсчитывания числа нулей в после50 дОвательности, Блок 5 контроля предназначен для определения сбоев периода рекуррентн< и последовательности, вырабатывае м<)й предлагаемым генератором и неисправности контроля по четности, Триггер 6 запоминания преднаэначЕн для регистрации неисправности или сбоя генератора рекуррентной последовательности.

Генератор рекуррентной последовательности с самоконтролем работает следующим образом.

При включении питания состояние триггеров, счетчика может быть произвольным.

Сигнал СБРОС представляет собой импульс с низким активным уровнем длительностью, определяющейся временем установки уровня логической "1"; на входе синхронизации триггера 6 запоминания, По сигналу СБРОС, который поступает на второй вход п-разрядного фильтра 1 Хаффмена, третий вход счетного триггера 4, четвертый вход триггера 6 запоминания, произойдет установка в ноль выходов ре гистра 8 сдвига n, — ðàçðÿäíîão фильтра 1 Хаффмена, первого выхода счетного триггера 4, установка в "1" выхода триггера 6 запоминания, Логические уровни "0" со всех выходов, кроме первого, и-разрядного фильтра 1

Хаффмена подаются на (и-1) входов элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ соответственно, устанавливая на его выходе уровень логической "1", который инвертируется элементом 12 HE u поступает в виде уровня логического

"0" на второй вход элемента 2И 14, запрещая тем самым прохождение им пульсов с выхода элемента 2 задержки через этот элемент, Уровень логического "0" с выхода элемента HE 12 также. подается на первый вход элемента 2 ИЛИ-НЕ 15 и вместе с уровнем логического "0", подающимся с первого выхода п-разрядного фильтра ! Хаффмена на второй вход элемента

2 ИЛИ-НЕ 15, устанавливает на выходе этого элемента уровень логической

"1", который поступает на первый вход элемента 2 ИЛИ 7 и-разрядного фильтра 1 Хаффмеиа и устанавливает на выходе этого элемента уровень логической " 1", который подается на вход последовательного занесения

Dg при сдвиге вправо регистра 8 сдвига, Уровень логической "1" с выхода элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ поступает также на второй вход элемента 2 ИЛИНЕ 11 и устанавливает на выходе этого элемента уровень логического "0", который поступает на второй вхбд элемента 2И-НЕ 13, запрещая тем самым прохождение импульсов с выхода эле50502 6

5 15 мента 2 задержки через этот элемент,Уровень логической "1" с выхода элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ также подается на вход элемента НЕ 17 блока 5 контроля, устанавливая на выходе этого элемента уровень логического "О", который подается на управляющий вход V и-разрядного счетчика 18, При присутствии на управляющем входе

V и-разрядного счетчика 18 уровня логического "О" осуществляется запись кода длины последовательности, и равной 2 — 2, в этот счетчик, После записи кода д. ины последовательности в и-разрядный счетчик 18 на выходе обратного переноса P этого счетчика устанавливается уровень логической "1", который подается на второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ 16 и устанавливает на его выходе уровень логического "О", который подается на третий вход триггера 6- запоминания. Уровень логической "1" с выхода элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ также подается на второй вход триггера 6. запоминания.

Процесс генерации рекуррентной последовательности на выходе предлагаемого устройства происходит одновременно с контролем этой последовательности и осуществляется следующим образом, На входе ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА появляются импульсы с высоким активным уровнем, которые поступают на первый вход и-разрядного фильтра 1 Хаффмена и вход элемента 2 задержки, По приходу первого импульса на входе ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА логический уровень "1" со входа последовательного занесения П+ при сдвиге вправо регистра 8 сдвига .и-разрядного фильт ра 1 Хаффмена записывается в первый разряд этого регистра, являющийся первым выходом и-разрядного фильтра

1 Хаффмена, Уровень логической "1" с первого выхода и-. ðàçðÿäíîãî фильтра

1 Хаффмена поступает на второй вход элемента 2 ИЛИ-НЕ 15 дешифратора 3 и устанавливает на выходе этого элемента логический уровень "0", который поступает на первый вход элемента 2ИЛИ 7 и-разрядного Фильтра I Хаффмена, разрешая тем самым прохождение сигналов с выхода сумматора 9 по модулю два через этот элемент.

По приходу второго импульса на входе ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА логический

55 уровень "I" появляется на втором выходе регистра 8 .сдвига, являющийся вторым выходом п-разрядного фильтра .I Хаффмена и поступает на первый вход элемента 10 (n- 1) ИЛИ-НЕ, устанавливая на выходе этого элемента уровень логического "0", который поступает на вход элемента НЕ 17 блока 5 контроля и устанавливает на выходе этого элемента уровеHb логической

"1", запрещая тем самым запись кода длины последовательности в и-разрядный счетчик 18. Таким образом, n-pasрядный счетчик 18 готов к подсчету импульсов, поступающих на его вход в режиме вычитания "-1". Уровень логического "О" с выхода элемента !0 (n-!) ИЛИ-НЕ подается на вход элемента HF. 12 и устанавливает на выходе этого элемента уровень логической "1", который подается на второй вход элемента 2И 14, разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода элемента

2 задержки через этот элемент, Таким образом, импульсы со входа ТАКТОВАЯ

ЧАСТОТА, проходя через элемент 2 задержки и элемент 2И 14, поступают на

11 t1 счетный вход в режиме вычитания — 1 и-разрядного счетчика 18 блока 5 контроля, По перепаду каждого импульса на входе ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА из состояния логического "0" в состояние логической "1, осуществляется сдвиг информации в регистре 8 сдвига, в результате чего на выходе п-разрядного фильтра Хаффмена генерируется рекуррентная последовательность уровней логических "1" и "О". Уровень логического "О" с выхода элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ дешифратора 3 поступает на второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ Il разрешая тем самым прохождение сигналов с и-ro выхода и-разрядного фильтра 1 Хаффмена через элемент

2ИЛИ-НЕ 11. В случае, когда íà и-ном выходе и-разрядного фильтра 1 Хаффмена, который также является первым входом элемента 2ИЛИ-HF. 11 дешифратора 3, установлен уровень логического "0", последний, проходя через элемент 2ИЛИ-HF 11, инвертируется и поступает на второй вход элемента 2ИНЕ 13 в виде уровня логической "1", разрешая тем самым прохождение импульсов с выхода элемента 2 задержки через этот элемент. Таким образом, импульсы со входа ТАКТОВАЯ iACTOTA

1550502 проходят через элемент 2 задержки и, проходя через элемент 2И-HE 13, инвЮртируются и поступают на второй вход счетного триггера 4 в виде импульсов с низким активным уровнем, П1 и установке íà и-ном выходе и-разр 1дного фильтра 1 Хаффмена уровня логт ческой "1" последний, проходя через элемент 2ИЛИ-HE ll, инвертируетс4 и поступает на второй вход элемента 2И-НЕ 13 в виде уровня логическ го "0", запрещая тем самым прохожд ние импульсов с выхода элемента 2 з ержки через этот элемент на второй 15 вход счетного триггера 4, Таким образ м, на второй вход счетного триггера

4 подаются импульсы только в том с учае, когда на выходе п-разрядног фильтра 1 Хаффмена установлен уров нь логического "0", Счетный триггер

4,подсчитывает эти импульсы, что соответствует подсчету числа нулей в

1 рфкуррентной последовательности, В сфучае четного числа нулей в одном . 25 цикле кода рекуррентной последовательности на выходе счетного триггер 4 устанавливается уровень логического "0", что соответствует призн ку отсутствия неисправности при к нтроле по четности, а в случае неч тного количества нулей в одном цикд кода рекуррентной последователь° н сти — уровень логической "1", что соответствует признаку неисправности и и сбоя генератора рекуррентной поедовательности при контроле по четости.

По перепаду (2 -2)-го импульса ступающего с выхода элемента 2И 14 40 а счетный вход в режиме вычитания -1" и-разрядного счетчика 18 блока

5 контроля, из состояния логичесв ой "1" в состояние логического "0", осуществляется установка на выходе 45

Инверсного переноса P и-разрядного

Счетчика !8 блока 5 контроля уровня логического "0", который поступает

На второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ 16, .

В то же время в случае четного числа

Нулей в цикле кода рекуррентной последовательности на выходе счетного триггера 4 устанавливается уроь1ень логического "0", который поступа" ет на первый вход элемента 2ИЛИ-НЕ 16 блока 5 контроля. Таким образом, при

Выполнении этих условий на выходе

Элемента 2ИЛИ-НЕ 16 устанавливается уровень логической "1", который поступает на третий вход триггера 6 sanoминания, По перепаду второго импульса, который также является первым импульсом следующего цикла рекуррентной последовательности, на входе

ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА из состояния логического "0" в состояние логической "1" на всех выводах, кроме первого, n-pasрядного фильтра 1 Хаффмена устанавли-. ваются уровни логического "0", что происходит при максимальной длине одного цикла рекуррентной последовательности. Уровни логического "О" со всех выводов, кроме первого, и-рasрядного фильтра 1 Хаффмена подаются на соответствующие входы эле— мента 10 (n-1) ИЛИ-HE дешифратора 3 и устанавливают на выходе этого элемента уровень логической "1", который, проходя через элемент НЕ 12 и элемент 2 ИЛИ-HE 11, инвертируется и поступает соответственно на элементы

2И 14 и 2И-НЕ 13 в виде уровня логического "О"> запрещая тем самым прохождение импульсов с выхода элемента

2 задержки через эти элементы, и поступает на второй вход триггера 6 sanoминания, Так как на третьем входе триггера 6 запоминания установлен уровень логической "1", то состояние этого триггера не изменится, что говорит об исправности генератора рекуррентной последовательности, Уровень логической "1" также поступает на вход элемента HE 17 блока 5 контроля и устанавливает на его выходе уровень логического "О", который поступает на управляющий вход V n-разрядного счетчика 18, При поступлении уровня логического "0" на управляющий вход V и-разрядного счетчика 18, в этом счетчике происходит перезапись кода длины последовательности, что приводит к установке выхода обратного переноса P в состояние логической

"1". По приходу (2"+1)-го импульса, который также является вторым импульсом следующего цикла рекуррентной последовательности на входе ТАКТОВАЯ

ЧАСТОТА логический уровень "1" записы" вается во второй разряд регистра 8 сдвига и процесс самоконтроля генера" тора рекуррентной последовательности начинается заново.

В случае сбоев (фиг.6), приводящих к разложению циклической последовательности максимальной длины и-разрядного фильтра 1 Хаффмена на

1550502!

О сегменты, длины которых m (2"-1, по перепаду (2"- -1)-ro импульса, где ,1 ) 1, поступающего с выхода элемента 2И l4 на счетный вход в режиме вычитания "- 1" п-разрядного счетчика

18 блока 5 контроля, из состояния логической "1" в состояние логического

11 II

0, ранее установленный уровень логической "1" на выходе инверсного переноса P и-разрядного счетчика 18 блока 5 контроля не изменится, так как установка уровня логического "0" на этом выходе происходит только по перепаду (2"-2)-ro импульса, поступающего с выхода элемента 2И 14 на счетный вход в режиме вычитания "-1" и-разрядного счетчика 18 блока 5 контроля, из состояния логической "1" в состояние логического "0", Уровень логической "1" с выхода инверсноro переноса P и-разрядного счетчика 18 блока 5 контроля поступает на второй вход элемента 2ИЛИ-НЕ !6 и устанавливает на выходе этого элемента уровень логического "0", который поступает на третий вход триггера 6 запои минания, По пер епаду (2 -) ) -го импульса, который является первым импульсом следующего цикла рекуррент- 30 ной последовательности, на входе

ТАКТОВАЯ ЧАСТОТА из состояния логического "0" в состояние логической

It И

1, на всех выходах, кроме первого, и-РазряДного фильтРа I Хаффмена уста- 35 навливаются уровни логического "0", которые поступают на соответствующие входы элемента 10 (n-1) ИЛИ-НЕ дешифратора 3 и устанавливают на выходе этого элемента уровень логической 49

"1", который, проходя через элемент

НЕ 12 и элемент 2ИЛИ-НЕ 11, инвертируется и поступает соответственно на элементы 2И 14 и 2И-НЕ 13 в виде уровня логического "0II, запрещая этим 45 самым прохождения импульсов с выхода элемента 2 задержки через эти элементы, и поступает на второй вход триггера 6 запоминания, По этому перепаду на втором входе триггера 6 запо- 50 минания .выход этого триггера устанавливается состояние логического "0", так как на третьем входе этого триггера установлен уровень логического

"0", что происходит при наличии не- 55 исправностей в генераторе рекуррентной последовательности или сбоев в последней, В случае нечетного числа нулей в одном цикле кода рекуррентной последовательности, что соответствует признаку неисправности или сбоя генератора рекуррентной последовательности при контроле по четности на выходе триггера 4 устанавливается уровень логической " 1", который поступает на первый вход элемента 2ИЛИ-НЕ 16 и устанавливает на выходе этого элемента уровень логического - 0", который поступает на третий вход триггера 6 запоминания, Дальнейшие события, приводящие к установке на выходе триггера 6 запоминания уровня логического 0", описаны в предыдущем случае, Таким образом, схема самоконтроля предлагаемого генератора кроме нечетного, обнаруживает и четное число ошибок в рекуррентной последовательности, а также сбои, приводящие к разложению циклической последовательности максимальной длины и-разрядного фильтра 1 Хаффмена на сегменты, длии на которых m (2 — 1, Фор мул а изобретения

1, Генератор рекуррентной последовательности с самоконтролем, содержащий и-разрядный фильтр Хаффмена, дешифратор, счетный триггер, триггер запоминания, причем тактовый вход и-разрядного фильтра Хаффмена подключен к тактовому входу генератора, вход сброса которого подключен к входам сброса счетного триггера и триггера запоминания, выход которого подключен к выходу "Норма/Неисправность" генератора, информационный выход которого подключен к и-му выходу и-разрядного фильтра Хаффмена,отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введен элемент задержки и блок контроля, причем вход сброса генератора подключен к входу сброса и-разрядного фильтра Хаффмена, информационный вход которого подключен к первому выходу дешифратора, первый вход которого через элемент задержки подключен к тактовому входу генератора, и-выходов п-разрядного фильтра Хаффмена подключены к входам со 2-го по и+1 дешифратора, второй выход которого подключен к входу вычитания блока контроля, выход которого подключен к входу данных триггера запоминания, вход синхронизации которого и управляющий вход блока контроля подклю12.1550502

15 тлиблок контсчетчик, НЕ, причем

От8 йп1 фрума

0m чены к третьему выходу дешифратора, четвертый выход которого подключен к счетному входу счетного триггера, вход установки которого подключен к уровню логической единицы, выход счетного триггера подключен к входу признака сбоя блока контроля, первый и второй информационные входы которого подключены соответственно к уровня м логической "1" и логического "0", установочный вход триггера запоминания подключен к уровню логической и 1ltt

2. Генератор по п.l, о ч а ю шийся тем, что роля содержит и-разрядный элемент 2 ИЛИ-НЕ, элемент первый информационный вход блока подключен к объединенным входам суммирования и входам разрядов параллельной записи с 1-ro по п-1.п-разрядного счетчика, вход сброса которого и вход n-ro разряда параллельной запи си подключены к второму информафаонному входу .блока, управляниций вход которого через элемент НЕ подключен к управляющему входу и-разрядного счетчика, выход пер ено са которого подключен к первому входу элемента

2 ИЛИ-HE второй вход которого подключен к входу признака сбоя блока, вход вычитания которого подключен к вычитанхцему входу ll-разрядного счетчика, выход элемента 2 ИЛИ-HE подключен к выходу блока.

1550502

1550502

Сброс

ТпкГПОЬ3 час/77оаа

1 /йод

pezucmpu

Z>glacd уггаслра п 5ьцс3 регистуд

Йа . 15

Юых2

86/7 О ды 14 йа 10 дых4

Юх18 алых

В од

„Норка иеиспр

Составитель С, Курош

Те хр ед М. Диды к

Редактор И,Сегляник

Корректор Н,Ревская

Заказ 273 Тираж 558 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101