Д-триггер с самоконтролем и безопасным отказом

 

Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано при построении СБИС. Триггер содержит входы 1 - 7, инверторы 8 - 19 и выходы 20, 21. Упрощение обусловлено сокращением числа входов до семи и инверторов - до двенадцати. В триггере контролируется отссутствие "залипания" всех инверторов 8 - 15, образующих собственно Д-триггер, что обеспечивает увеличение структурной полноты самоконтроля. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 Н 03 К 3/037

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

M А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4387658/24-21 (22) 02.03.88 (46) 23 ° 03.90. Бюл. V 11 (72) В,Г.Гриневич, А.В.Демидов, А.Н.Бондарь, О.В.Подрубный и А.Н.Семашко (53) 621.374.3 (088,8) (56) Лебедев В.И. и др, Схемотехнические особенности элементов с инжек.ционным питанием. - Сб. Микроэлектро" ника и полупроводниковые приборы.

М.: Coa.ðàä., 77, с.121-126.

Авторское свидетельство СССР и 1480100, кл, Н 03 К 3/037, 1987.

2 (54) D-ТРИГГЕР С САМОКОНТРОЛЕМ И

БЕЗОПАСНЫМ ОТКАЗОМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано при построении СБИС. Триггер содержит входы 1-7, инверторы 8-19 и выходы 20, 21. Упрощение обусловлено сокращением числа входов до семи и инверторов — до двенадцати. В триггере контролируется отсутствие "залипания" всех инверто" ров 8-15, образующих собственно Dтриггер, что обеспечивает увеличение структурной полноты самоконтроля.

1552359

Изобретение относится к вычислительной технике и микроэлектронике и может быть использовано при построении СБИС.

Цель изобретения - увеличение структурной полноты, самоконтроль и упрощение.

Поставленная цель достигается за счет исключения двух входов, четырех инверторов и введения новых связей, На фиг. 1 приведена структурная схема D-триггера с самоконтролем и безопасным отказом; на фиг, 2 — потЕнциальные диаграммы работы D-триггера с самоконтролем и безопасным отказом.

D-триггер содержит первый — седьмой входы 1-7, первый - двенадцатый инверторы 8-19, первый и второй выходы 20 и 21.

Вход 1 соединен с входом инвертора 8, первый выход которого соединен с выходом инвертора 9 и с входом инвертора 10, первый выход которого 25 соединен с вторым выходом инвертора

8, с входом инвертора 11 и с первым выходом инвертора 12, второй выход инвертора 10 соединен с входом инвертора 9 и с вторым выходом инвертора

12, вход которого соединен с первым выходом инвертора 11, второй выход которого соединен с первым выходом инвертора 13 и с входом инвертора 14, первый выход которого соединен с тре35 тьим выходом инвертора 10 и с входом инвертора 13.

1(роме того, выход 2 соединен с входом инвертора 15, первый выход кОторОГО сОединен с вхОдОм инвертОра 40

12, вход 3 соединен с входом инвертоРа 16, выход которого соединен с выходом инвертора 17, с первым выходом инвертора 18 и с входом инвертора 19, выход которого соединен с входом инвертора 18 и с входом 4. Вход 5 соединен с входом инвертора 17, второй и третий выходы инвертора 18 соединены соответственно с входами инверто" ров 13 и 14, вторые выходы которых соединены соответственно с выходами

20 и 21. Выход 6 соединен с входом инвертора 15, второй выход которого соединен с третьим выходом инвертора

14 и с входом инвертора 17, третий

55 выход инвертора 12 соединен с третьим выходом инвертора 13 и с входом инвертора 16, вход 7 соединен с входом инвертора 12.

На фиг. 2 обозначены потенциальные диаграммы 22-29 сигналов соответственно на входе 1., входе 2, входе 6, входе 7, выходе 20, входе 4, входе и входе 5, На фиг. 1 вход 1 является вхоДом синхроимпульсов, вход 2 - информационным Р-входом, и выходы 20 и 21 соответственно инверсным и прямым выходами триггера. Соединение выходов инверторов на входе любого инвертора реализует функцию "МОНТАЖНОЕ И . Пары инверторов 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14, 18 и 19 образуют RS-триггеры.

Триггер работает следующим образом.

В рабочее состояние устройство приводится подачей на вход 6 импульса низкого уровня Г, в этом случае

RS-триггер на инверторах 18 и 19 устанавливается в состояние, когда на выходах инвертора 18 находится высокий уровень, а на выходе инвертора 19 - низкий °

D-триггер на инверторах 8-15 работает в соответствии с таблицей истинности при подаче на вход 1 сигналов

С и на вход 2 - информационных сигналов D. Проверка правильности работы производится в два такта. В первом такте на вход 6 подается сигнал низкого уровня длительностью не менее полутора периодов сигналов синхронизации Т для обеспечения сравнимости входных и выходных сигналов

D-триггера (, 1,5 Тс), Для D-триггера он является сигналом установки в единичное состояние (q = 1, q = О).

В случае, если по очередному сигналу синхронизации D-триггер не установится в это состояние и на его выходе 21 будет состояние Q = 1 (высокий уроB »), на выходе инветора 17 будут присутствовать высокие уровни сигналов с выходов.инверторов 9 и 15.

Подача сигнала высокого уровня на вход 5 приводит к переключению инвертора 17 в состояние с низким выходным уровнем, в результате чего

RS-триггер на инверторах 18 и 19 переключается в состояние с низкими уровнями на выходах инвертора 18, которые, воздействуя на входы инверторов 13 и 14, отклю. ают их выходы от схемы, т ° е. ликвидируется электрическая связь D-триггера произошло верно, то на выходе 21 будет низкий уровень, а на выходе инвер5 1 тора 17 останется высокий уровень, следовательно, переключения RS-триггера на инверторах 18 и 19 не произойдет.

Во втором такте сигнал низкого уровня длительностью 1 » 1,5 Т, на вход 7. По очередному сигналу синхронизации D-триггер устанавливается в нулевое состояние (Q = 0, 1). Это состояние анализируется на инверторе 16. При несовпадении сигналов, устанавливающихся на выходах инверторов 12 13 и третьем входе 3, RS-триггер на инверторах

18 и 19 не переключается, что свидетельствует об исправности D-триггера, при совпадении этих сигналов на выходе инвертора 15 появляется сигнал низкого уровня, переключающий RS-триггер на инверторах 18 и

19 и отключающий выходы D-триггера, Соотношение сигналов в режиме контроля поясняется временной диаграммой работы D-триггера, показанной на фиг. 2.

Таким образом, предлагаемый Dтриггер с самоконтролем и безопасным отказом обладает полной структурной контролируемостью на отсутствие залипания всех восьми инверторов, образующих собственно D-триггер, и на отсутствие обрывов всех связей между инверторами за счет осуществления контроля по его информационному D-входу с использованием собственной синхронизации; конструктивно более прост по сравнению с известным, так как содержит 7 входных шин и 12 инверторов, причем в случае неисправности D-триггера в режиме контроля обеспечивается отключение его выходов от последующих схем с целью предотвращения распространения отрицательных последствий отказа на результат обработки информации.

Кроме того, предлагаемый Э-триггер обладает средствами локального тестирования и предотвращения распространения отрицательных последствий отказа на уровне отдельного триггера, что является принципиально важным свойством при его интегральном исполнении; имеет элементарный набор проверяющих тестовых сигналов, что позволяет реализовать на его основе эффективные средства самодиагностики, !

552359 а при отбраковке неисправных элементов СБИС на стадии производства достаточно эффективный поиск отказавших элементов без использования технологически сложных методов зондирования кристалла.

55 формула и з о б р е т е н и я

D-триггер с самоконтролем и безопасным отказом, содержащий семь входов и двенадцать инверторов, первый вход соединен с входом первого инвертора, первый выход которого соединен с выходом второго инвертора и с входом третьего инвертора, первый выход которого соединен с вторым выходом первого инвертора, с входом четвертого инвертора и с первым Bbl ходам пятого инвертора, второй выход третьего инвертора соединен с входом второго инвертора и с вторым выходом пятого инвертора, вход которого соединен с первым выходом четвертого инвертора, второй выход которого соединен с первым выходом шестого инвертора и с входом седьмого инвертора, первый выход которого соединен с третьим выходом третьего инвертора и с входом шестого инвертора, второй вход соединен с входом восьмого инвертора, первый выход которого соединен с входом пятого инвертора, третий вход соединен с входом девятого инвертора, выход которого соединен с выходом десятого инвертора и с входом двенадцатого инвертора, выход которого соединен с входом одиннадцатого инвертора и с четвертым входом, пятый вход соединен с входом десятого инвертора, второй и третий выходы одиннадцатого инвертора соединены соответственно с входами шестого и седьмого инверторов, вторые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами, о т .и и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения структурной полноты самоконтроля и упрощения, шестой вход соединен с входом восьмого инвертора, второй выход которого соединен с третьим выходом седьмого инвертора и с входом десятого инвертора, третий выход пятого инвертора соединен с третьим выходом шестого инвертора и с входом девятого инвертора, седьмой вход соединен с входом пятого инвертора.

1552359 для 1 а ки) д дход2 (6лЫД

8до8 3 вход 7

8 диод 3

Я (дроб.

Составитель Р. Ранов

Редактор А.Мотыль Техред А.Кравчук Корректор Т,Малец

Заказ 340 Тираж 664 Подписное

8НИИПИ 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, 191