Устройство для контроля цифровых автоматов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ »723579 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 01.03.78 (21) 2585318 18 24 с присоединением заявки И (23) Приоритет— (51)М. Кд.

G Ов F 11/08

Государственный комитет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.03,80. Бюллетень pk 11

Дата опубликования описания 25.03.80 (53) УД К 681.326. .7 (OM.8) Н. П. Кириллов, Ю. А. Гуменюк, В. А. Кенев и Л. К. Молчанов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых авт:матов с контролем.

Известно устройство для контроля цифровых автоматов содержащее комбинационные схемы, элементы ИЛИ, элементы И, триггеры (1).

Недостатком этого устройства является большой обьем схем контроля при .низкой эффективности контроля. При этом схемы контроля, состоящие из большого числа элементов, вносят дополнительную вероятность появления ошибки в работе цифрового автомата.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой управляющий автомат с контролем, содержащий контрольное устройство, состоящее из оконечного триггера, выходного элет5 мента И, схемы проверки на четность триггеров, элементов И, контрольного триггера, элементов ИЛИ, двухвходовых элементов И второго каскада, инверторов, многовходовых эле20 ментов И первого каскада, триггера коррекции,блок вывода сигналов, состоящий из групп триггеров, запоминающие схемы:комбинационные схемы, шины синхронизации (2).

Недостаток устройства заключается в его громоздкости, так как оно требует для реализации контрольного устройства большого количества триггеров и элементов И, что вносит дополнительную вероятность отказов самого контрольного устройства. Кроме того, разбиение выходного блока цифрового автомата на группы триггеров и условие появления выходных сигналов только в одной группе триггеров, накладывает дополнительные трудности при синтезе цифрового автомата.

Цель изобретения — сокращение количества оборудования.

Поставленная цель цостигается тем, что в устройство для контроля цифрового автомата, содержащее триггер и схему сравнения, причем выход схемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, введен дифференцирующий блок, первый и второй пороговые элементы и элемент ИЛИ, причем входы дифференцирующего блока являются входами устройства, выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами первого и второ7235

3 го пороговых элементов, выход первого порогового элемента соединен со вторым единичным входом триггера, выход второго порогового элемента соединен со вторым входом. схемы сравнении. Дифференцирующий блок состоит из дифференцирующего трансформатора и группы резисторов, количество которых определяется количеством выходов контролируемого автомата, причем одни выводы резисторов

t являются соответствующими входами днфферен- Ið пирующего блока, вторые выводы резисторов соединены с началом первичной обмотки дифферениирующего трансформатора, конец которой соединен с источником постоянного напряжения, средняя точка вторичной обмотки трансформатора заземлена, а начало и конец ее соединены с первым и вторым выходом диФференцирующего блока.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля цифровых автоматов; на фиг. 2— диаграмма изменения тока в первичной обмотке дифференцирующего блока на каждый импульс синхронизации; на фиг. 3 — диаграмма изменения тока в первичной обмотке дифференцирующего трансформатора на каждый входной сигнал для случая кодирования цифрового автомата в двоичном коде.

Устройство содержит контролируемый цифровой автомат 1, дифференцирующий блок 2, первичную обмотку 3 дифференцирующего трансформатора, вторичную обмотку 4 дифференцирующего трансформатора, вторичную обмотку 5 дифференцирующего трансформатора, элемент ИЛИ й, первую пороговую схему

7, вторую пороговую схему 8, схему 9 сравнения, триггер 10, резисторы 11 дифференцирующего блока.

Одноименные выходы триггеров памяти цифрового автомата соединены с резисторами 11.

Вторые выходы резисторов 11 соединены с 40 первичной обмоткой 3 дифференцирующего блока 2. Вторичные обмотки 4, 5 дифференцирующего трансформатора, включенные одна встречно, а другая согласно по отношению к первичной обмотке, соединены с входами элемента

ИЛИ 6. Выход элемента ИЛИ 6 соединен с входами первой 7 и второй 8 пороговых схем.

Выход первой пороговой схемы 7 соединен со вторым установочным единичным входом контрольного триггера 10. Выход второй пороговой схемы 8 соединен со вторым входом схемы 9 сравнения. Первый вход схемы сравнения соединен со входом цифрового автомата 1. Выход схемы 9 сравнения соединен с первым установочным единичным входом триггера 10. Сигнал ошибки снимается с единичного выхода триггера 10.

Рассмотрим для примера случай, когда внутренние состояния цифрового автомата закодиро79 ваны в коде Грея. В этом случае по каждому входному сигналу происходит изменение только одного определенного триггера памяти внутреннего состояния цифрового автомата.

При правильной работе цифрового автомата ток в первичной обмотке 3 дифференцируюшего блока 2 изменяется на каждый импульс синхронизации на одну и ту же величину (см. фиг. 2).

В работе цифрового автомата могут встре.чаться следующие ошибки: несрабатывание автомата,. когда на импульс синхронизации не срабатывает ни один из триггеров памяти цифрового автомата; самопроизвольное срабатывание одного или более триггеров цифрового автомата при отсутствии импульса синхронизации; ошибочное срабатывание, когда на импульс синхронизации срабатывает одновременно два или более триггера цифрового автомата.

В случае нормальной работы цифрового автомата (работа без ошибок) на каждое срабатывание триггера цифрового автомата 1 происходит изменение тока в обмотке 3 дифференцирующего блока 2 на величину Л 3 так как величины сопротивлений всех резисторов 11 выбйраются для автомата, закодированного в коде

Грея, одинаковыми. Изменение тока в обмотке 3 на величину h3 вызывает появление на вторичных обмотках 4, 5 дифференцируюшего трансформатора импульсов напряжения, причем независимо от направления изменения тока в первичной обмотке (увеличение или уменьшение тока) элемент ИЛИ и отрабатывает импульсы одинаковой полярности, так как вторичные обмотки 4, 5 включены встречно и согласно по отношению к первичной обмотке 3 дифференцирующего трансформатора.

С выхода элемента ИЛИ и импульсы поступают на вход пороговых схем 7 и 8.

Первая пороговая схема 7 имеет порог срабатывания выше, чем импульс напряжения от изменения тока на величину Ь 3 и поэтому при работе цифрового автомата без ошибок не пропускает импульс от изменения тока на величину Ь3.

Вторая, пороговая схема 8 имеет порог срабатывания, достаточный для срабатывания этой схемы от импульса, вызванного изменением тока в обмотке 3 на величину 6Л . С выхода пороговой схемы 8 сигнал поступает на второй вход схемы 9 сравнения. На первый вход схемы

9 сравнения поступает сигнал со входа цифрового автомата.

Наличие сигналов на обоих входах схемы сравнения не вызывает появление сигналов на ее выходе.

При работе цифрового автомата без ошибки на обоих входах схемы 9 сравнения появляются сигналы и на выходе ее сигнал не вырабат ывается.

Триггер 10 в исходном состоянии находится в нулевом положении и сигнал ошибки с его единичного выхода не снимается. 5

Таким образом, в случае отсутствия ошибок в работе цифрового автомата на установочных единичных входах триггера 10 отсутствуют сигналы с первой пороговой схемы и со схемы сравнения, и он продолжает оставаться в нулевом состоянии.

Предположим, что на входной импульс не срабатывает ни один триггер памяти цифрового автомата. В этом случае на первый вход схемы

19 сравнения поступает сигнал со входа автомата, а на втором входе со второй пороговой схемы 8 сигнала нет. На выходе схемы сравнения появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на выходе его появляется сигнал ошибки. 20

Таким образом обнаруживается несрабатывание цифрового автомата.

В случае самопроизвольного срабатывания автомата в отсутствие сигнала на входе автомата хотя бы одного триггера памяти сигнал появляется на втором входе схемы 9 сравнения,; на первом ее входе при этом сигнал отсутствует.

В этом случае на выходе схемы сравнения также появляется сигнал, который устанавливает триггер 10 в единичное положение и на выходе его появляется сигнал ошибки. Таким образом обнаруживается самопроизвольное срабатывание цифрового автомата.

Если на входной сигнал автомата одновременно срабатывает два или более триггеров памяти (ошибочная ситуация для кода Грея) в первичной обмотке 3 дифференцирующего трансформатора происходит изменение тока на величину >2ЛЭ.

4О

Изменение тока в первичной обмотке на величинуэ 263 вызывает на вторичной обмотке импульс, амплитуда которого достаточна для срабатывания первой пороговой схемы 7 и на выходе ее появляется сигнал, устанавливаю45 щий триггер 10 в единичное положение.

Таким образом обнаруживается ошибочное срабатывание цифрового автомата.

Если цифровой автомат закодирован в двоичном коде, работа схемы не меняется. Доста- 50 точно только установить величины сопротивлений резисторов 11 пропорционально весам соответствующих триггеров памяти цифрового автомата.

В случае кодирования выходного алфавита цифрового автомата в коде, отличном от ко55 да Грея или двоичного кода, представляется возможным получать диаграмму изменения тока в первичной обмотке 3 дифференцируюше723579

6 го блока 2, аналогичную приведенной на фиг. 2, 3.

Очевидно, что приведенная выше схема устройства для контроля цифрового автомата обладает малым объемом и простотой и позволя ет обнаруживать все наиболее вероятные ошиб ки в работе цифрового автомата, является достаточно универсальной и может быть использована для контроля широкого класса цифровых автоматов. Применение предлагаемой схемы контроля цифрового автомата позволяет достаточно просто строить решающие органы цифровых систем для оперативной реконфигурации системы в случае обнаружения ошибок в работе составляющих систему цифровых автоматов.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля цифровых автоматов, содержащее триггер и схему сравнения, причем выход схемы сравнения соединен с первым единичным входом триггера, выход которого является выходом устройства, первый вход схемы сравнения является синхронизирующим входом устройства, отличающееся тем, что, с целью сокращения количества оборудования, устройство содержит дифференцирую. щий блок, первый и второй пороговые элементы и элемент ИЛИ, причем входы дифференцирующего блока являются входами устройства, выходы дифференцирующего блока соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен со входами первого н второго пороговых элементов, выход первого порогового элемента соединен со вторым единичным входом триггера, выход второго порогового элемента соединен со в — îðûì входом схемы срав. нения.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дифференцирующий блок состоит из дифференцирующего трансформатора и группы резисторов, количество которых определяется количеством выходов контролируемого автомата, причем одни выводы резисторов являются соответствующими входами дифференцирующего блока, вторые выводы резисторов соединены с началом первичной обмотки дифференцирующего трансформатора, конец которой соединен с источником постоянного напряжения, средняя точка вторичной обмотки трансформатора соеди непа с шиной нулевого потенциала, а начало и конец ее соединены с первым и вторым выходом дифференцируюц его блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. M., "Мир", 1972, с. 214, 219.

2. Авторское свндетельство СССР Р 357563, кл. G 06 F 11/08, 22.06.70 (прототип). е

723579

Я 3 Ф 5 6 7 8 У Ю цмп.

3 .д тО уип. инар

ЦНИИПИ Заказ 928/14 Тираж 751 Подписное

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