Способ контроля дискретных устройств при помощи счетчика

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

738l80

Сеюэ Советских

Сащмалнстмческия/

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.1277 (21) 2560909/18-21

{51)М. Кл. с присоединением заявки ¹â€”

Н 03 К 23/08

Н 03 К 21/34

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3005.80. Бюллетен № 20

{5Э) УДК б21.374.

32 (088 8) Дата опубликования описания 300580 (72) Авторы изобретения

9° . A ° Брик и Е.А, Брик (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДИСКРЕТНЫХ УСТРОЙСТВ

ПРИ ПОМОЩИ СЧЕТЧИКА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано, например, для генерирования последовательностей псевдослучайных чисел, для поиска неисправностей в 5 запоминающих, арифметических и других дискретных устройствах.

Известен способ контроля дискретных устройств при помощи счетчика, содержащего сумматоры и регистры. 10

Выходы счетчика подключаются к Вхо-. дам контролируемых дискретных уст-. ройств (1). . Недостатком известного способа являются его ограниченные функциональ-15 ные возможности.

Известен способ контроля дискретных устройств при помощи счетчика, содержащего параллельный регистр и параллельный сумматор, в младший раз- 20 ряд которого подают сигнал единицы.

Полученная в сумматоре сумма передается параллельным кодом иэ сумматора в регистр, затем из регистра опять передается s сумматор, где вновь 25 складывается с единицей и т,д. В результате с каждым новым тактом работы происходит увеличение чнсла, передаваемого в регистр, на единицу, т.е, выполняется операция счета. Таким об-30 разом на входах контролируемого дискретного устройства, соединенных с выходами счетчика, один за другим появляются все возможные сочетания входных сигналов, при которых проверяется контролируемое устройство (2).

Известный способ имеет недостаток, заключающийся в невозможности установления любых, произвольно заданных разрядов счетчика в постоянные (фиксированные) состояния при сохранении режима счета во всех остальных (незафиксированных) разрядах.

Цель изобретения -- расширение функциональных воэможностей известного способа контроля дискретных устройств при помощи счетчика, Для достижения поставленной цели при способе контроля дискретных устройств при помощи счетчика, содержащего параллельный регистр и параллельный сумматор, в младший разряд которого подают сигнал единицы, на входы параллельного сумматора, соответствующие тем разрядам счетчика, которйе требуется установить в фиксированное состояние (нуля или единицы), подают постоянные rèãíàëû единицы.

738180 б5

На фиг. l,а,б изображено устройство, реализующее известный способ; на фиг. 2-4 — схемы возможных устройств, воплощающих предлагаемый способ; на фиг. 5- некоторые упрощенные схемы возможных устройств, реализующих предлагаемый способ.

5 ,Счетчик, изображенный на фиг. l,а, состоит из параллельного п-разрядно-. го комбинационного сумматора 1 и п -разрядного параллельного регистра

2, и выходов 3 которого поразрядно соединены с п входами 4 первого слагаемого,сумматора l. На все входы 5 второго слагаемого, кроме младшего разряда, постоянно поданы логические сигналы нуля, а на вход 5 младшего 15 разряда — сигнал единицы (т.е. второе слагаемое равно единице). Возможна также (см. фиг. 1, б) подача сигнала единицы на вход б переноса в младший разряд (на фиг. l,а этот вход не по- 2О казан) . п выходов 7 сумматора 1 поразрядно соединены с и входами 8 регистра 2 (на фиг, l,а все и цепей 7 и 8 условно показаны в виде одной цепи).

Прием информации в регистр 2 (т.е.

25 передача содержимого сумматора 1 в регистр 2) происходит при подаче тактовых сигналов ТС на управляющий тактовый вход 9 регистра 2.

ЗО

Из фиг. 1 в идно, что после к аждого тактового сигнала содержимое сумматора 1 и регистра 2 увеличивается на единицу. Число, образующееся в сумматоре 1, является суммой числа, стоящего в регистре 2, и единицы, подаваемой в младший разряд сумматора. . Выходами счетчика служат выходы 3 регистра 2 (впрочем можно испольэовать и выходы 7 сумматора 1) .

Изображенный на фиг. 2 один из воз-4О можных счетчиков, воплощающих предлагаемый способ, помимо сумматора 1 и регистра 2 (таких же, как в известном счетчике на фиг. 1) содержит в каждом из п разрядов двухполюсный тумб- 45 . лер 10, инвертор 11 и двухвходовые

" элементы И-HE 12, 13 и 14 (на фиг.2 — показан только один из и разрядов счетчика) .

Тумблер 10 имеет три положения. 5р которые обозначим через 1 Н и 0 . Положения 1 и 0 предназначены для фиксации данного рязряда счетчика в состоянии единицы и нуля соответственно, а при установке тумблера 10 в положение Н

55 (нейтраль) данный разряд счетчика остается в работе, т.е. работает в режиме счета.

Если обозначить сигналы на выходах 3 регистра 2 и на выходах 7 сум- 60 матора 1 через Р и S соответственйо, то нетрудно составить таблицу 1 состояний цепей схемы, показанной на фиг. 2 (состоянию 1 цепи соответ ствует положительное напряжение, а

/ напряжение близ кое потенциалу земли), Поясним несколъко подробнее табл . l. Вначале составим таблицу работы двухвходовых элементов И-HE 12, 13 и 14 (см. табл. 2).

Пусть тумблер 10 рассматриваемого разряда счетчика установлен в положение 1 (см. фиг. 2). При этом на левые входы элементов 12, 13 и 14 подается потенциал земли (логический нуль),. Следовательно, (см. табл. 2) на выходах этих элементов независимо от состояния их вторых входов образуется сигнал единицы, что и отражено в табл, 1. На вход инвертора 11 подан выходной сигнал P с выхода 3 регистра 2. Следовательно, на выходе инвертора 11 образован инверсный сигнал — P (при любом положении тумблера 10) . Это также отражено в тaáë. .1. . Пусть теперь тумблер 10 установлен в нейтральное положение Н . При этом на левые входы элементов 12, 13 и 14 подан сигнал 1 (положительное напряжение +ЗВ). Следовательно, на выходе элемента 14 (т,е. на входе 4 сумматора 1) образован сигнал P (инверсия сигнала P), на выходе элемента 12 — сигнал S (инверсия сигнала S), .поданного на правый вход элемента 12) и на выходе элемента 13 (т.е. на входе 8 регистра 2) — сигнал S (инверсия сигнала S, поданного на правый вход элемента 13 с выхода элемента 12). Все это также отражено в табл ° 1.

Наконец, при установке тумблера 10 в положение 0, на левые входы элементов 12 и 14 подан потенциал земли, а на левый вход элемента 13 — положительное напряжение +ЗВ (сигнал логической единицы). Поэтому на выходах элементов 12 и 14 образуются сигналы единицы, а на выходе элемента 13 сигнал нуля (так как на оба входа элемента 13 поданы сигналы единицы) .

При помощи табл. 1 легко установить, что,если все тумблеры 10 установлены в нейтральном положении Н, то работа счетчика, показанного на фиг. 2, полностью совпадает с работой счетчика, построенного по известному способу и показанного на фиг. 1 (это совпадение объясняется тем, что, как .видно из табл. 1, при нейтральном положении тумблера 10 на входы 4 сумматора 1 также, как и в счетчике, построенном по известному способу, подается состояние Р Регистра 2, а на входы 8 регистра 2 — состояние S сумматора 1), Если теперь один из тумблеров 10. (например, тумблер 10 второго разряда (второй справа) установлен в положение 1, то, пользуясь схемой фиг. 2 и табл, 1, нетрудно составить табл. 3 работы счетчика для случая

738180 и л 4. Зафиксированные состояния

I в табл. 3 для удобства вэяты в Квадратные скобки.

Из табл. 3 видно, что в регистре 2 (а следовательно, и в счетчике, так как выходы 3 регистра 2 являются выходами счетчика) но всех разрядах, кроме зафиксированного, сохраняется режим счета, т.е. счетчик продолжает работать, игнорируя зафиксированный разряд.

Аналогичным образом можно получить табл. 4, иллюстрирующую работу счетчика, показанного на фиг. 2, при фиксации тумблера 10 второго разряда в положение 0 . Иэ табл. 4 видно, что в регистре 2 (т.е . на выходах 3 счетчика) справа и слена от зафиксированного (в состоянии нуля) разряда сохраняется режим счета (также, как и н табл. 3), что и является целью данного изобретения.

Легко показать, что при фиксации при помощи тумблеров 10 не одного, а любого количества разрядов счетчика н любых состояниях (0 или 1 ) в оставшихся разрядах сохраняется режим счета °

При фиксации всех и тумблеров 10 (в состояниях 0 или 1 ), на выходах счетчика устанавливается постоянный код, определяемый состояниями тумблеров.

На фиг. 3 представлен еще один вариант счетчика, построенного в соответствии с предлагаемым способом.

В табл. 5 показаны состояния цепей этого счетчика.

В данном варианте счетчика, показанном на фиг. 3, также как и в предыдущем варианте (см. фиг. 2), на выходах счетчика (на выходах элементов 14) но всех незафиксированных разрядах сохраняется режим счета, в котором зафиксированные. (в состоянии нуля или единицы) разряды не участвуют °

На фиг. 4 показан третий вариант счетчика, воплощающего предлагаемый способ ° В табл. 6 показаны состояния цепей этого счетчика, 25

30 менений) .

Отмеченный отличительный признак (подача постоянных сигналов единицы

45 на входы сумматора 1 во всех зафик сированных разрядах счетчика) харак- теризует отличие предложенного способа от известного.

Предложенный способ особенно удобен для выявления причин неустойчивых, редко повторяющихся сбоев в запоминающих (ЗУ), арифметических и других дискретных устройствах. Благодаря фиксации ненужных разря:дов в состоянии нуля йли единицы по.:вторение аварийной ситуации (например, повторение такой последовательности прихода адресов в Зу, при которой появляется сбой). может быть сделано достаточно частым, что в свою

40 очередь повысит частоту данного сбоя и, следовательно, облегчит выявление (например, при помощи осциллографа, поцключаемого к различным точкам контролируемого устройства) причин

65 сбоев, Иэ табл. б и из фиг. 4 видно, что и н данном варианте счетчика, показанном на фиг. 4, также, как и в предыдущих вариантах (см. фиг. 2 и 3 ), на выходах счетчика (на выходах элементов 13) во всех незафиксированных разрядах сохраняется режим счета, в котором зафиксированные разряды не участвуют.

На фиг. 5,б-к показаны упрощенные схемы некоторых возможных вариантов построения счетчиков, ноплощающих йредлагаемый способ (на фйг. 5,а— упрощенная схема известного счетчика, показанного на фиг. 1; иа фиг, 5,б,в и r — упрощенные" схемы счетчиков, построенных в соответствии с предлагаемым способом и показанных на фиг.>, 3 и 4 соответственно) .

Кружками на фиг. 5,б-к обозначены комбинационные элементы. На выходах

5 комбина4ибнных элементов указаны!значения сигналов, вырабатынаемых этими элементами ° При этом ьерхнее, среднее и нижнее значения сигнала соответствует верхнему (1 ), среднему(Н )

1О и нижнему (0 ) положениям тумблера данного разряда. В некоторых местах фиг. 5 даны двойные обозначения, сигналов (перед скобками и в скобках).

Это фактически одни и те же обоэначения. Например, на фиг. 5,б выходные сигналы регистра 2 можно обозначать, как было принято, через Р, а можно обозначать и через 1/S/О, так как состояние данйого разряда регистра 2 при нахождении тумблера 10 в

20 положении 1, Н и 0 соответственно равны 1, S и О, что видно иэ состояний цепи 8 (входы регистра

2) в табл. 1.

Из фиг. 5,б-к и из изложенного видно, что общим для всех счетчиков, построенных в соответствии с предложенным способом, является то, что на входы сумматора во всех" зафикси-, рованных разрядах подаются постоянные сигналы единицы (независимо от, того, в каком состоянии фиксируется данный разряд — в состоянии нуля или в состояний единицы) . На фиг. 5,б,д, ж-к это видно непосредственно иэ обозначений сигналов на входе 4 суммато-

35 ра 1, а на фиг. 5,в,г,е — иэ обозначений сигналов на входе 8 регистра 2 (в этих вариантах между выходом 3 регистра 2 и входом 4 сумматора 1 нет комбинационных схем и, следовательно„

4О сигналы с входов 8 регистра 2 передаются на входы 4 сумматора 1 беэ иэ.738180

Табли

Ф 1l ° I

t IHt l

t t0e °

Табли

Таблиц а 3

Состояние после тактового сигнала

Исходное

Состояние

4-ro 5-ro 6-ro 7-ro 8

1-го 2-ro 3-ro

Входов 8 00(1)1 01(1)0 01(1)1 10(130 10flll ll(1)O 11(1)1 00(1)Î 00(1)1 01(1)0

Регистра 2 (выходы 3) 0000 00(1) 1 01(1)0 01(1) 1 10(1) О 10(1J 1 11(1) О 11(1) 1 ОО(l) О 00(1)1

Входов 4

00(1)0 00(1) l 01(1) О 01(1) 1 10(1JO 10(1) 1 ll (1) О 11(1)1 00 fl)0 00(1J1

Сумматора 1 (выхо-. ды 7) 0011 0100

0111 .1000 1011 1100 1111 0000 0011 0100

Таблица 4

Состояние после тактового сигнала д

4-ro: 5-ro б-го 7-го 8-ro 9-ro

1-го 2-го 3-ro

Вхо

t дов 8 00(031 01 f030 01(031 10(0)0 10(031 11(0)0 11(0)1 00(0)0 ОО(О)1 01(0)0 Регистра 2 (выходы 33 0000 00 (О) 1 01 (0) О 01 (03 1 10(0) О 10 (0)1 11(0) О 11 (0) 1 00(03 0 00 (0)1

Входов 4 00(1)0 00(1)1 01(1)0 01(1)1 10fl30 10(1)1 11(1)0 llfl)1 00(1)0 00(1)l

C R» тора 1 (выходы 7) 0011 0100 . 0111 1000 1011 1100 1111 ОООО 0011 0100

73818p

1 P S

1 Р

Н.. б

Формула изобретения

Способ контроля дискретных устройств при noMomH счетчика, содержащего параллельный регистр и параллельный сумматор, в младший разряд которого подают сигнал единицы, о тл и ч а ю шийся тем, что с целью расширения функциональных возможнос-. тей, на входы параллельного сумматора, соответствующие тем разрядам счетчика, которые требуется установить в фиксированное состояние (нуля или единицы), подают постоянные сиг- . налы единицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ричардс P.Ê. Арифметические операции на ЦВИ, М., Ин. лит-ра, 1957, с. 212-215.

2. Каталог. Dietrich R.„ Erdman:

,TTL integrated Circnits ; Counters

and Register s ; Texas instruments, DeutsschIand, СМВН, 1972 (прототип).

738180

Рйг 5

Составитель С. Ранов

РедактоР Е. КаРаУлова ТехРед Н.иабурка КоРРектоР Г., НазаРова

Заказ 2831/38

Р

0 уф (Р) х(р)

07Р!

Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государствеййого койЫтета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Х

Х