Устройство для контроля регистра сдвига

 

(72) Авторы изобретения

Г. Л. Станин, В. А. Екимов, В. Л. Сайкович и А. И.,Белов жс йиЬн ф, МлТЕНТЦЕ техаичккАЮ (71) Заявятель

ЪИЬЛ4дТЕМФ (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕГИСТРА

СДВИГА

Изобретение относится к вычиа1лительной технике и может найти, применение при разработке аппаратуры контроля дискретных объектов.

Известно устройство для контроля регистра сдвига, построенное на элементах дискретного действия, содержащее регистр, свертку по модулю два, сумматоры и. элементы И, ИЛИ, НЕ Я .

Недостаток этого устройства зак- 10 лючается в том, что оно не контролирует ошибки, вызванные сбоем синхронизации.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, содержащее элемент запрета, первый сумматор по модулю два, первый вход которого соединен с вхо" дом первого разряда регистра сдвига, второй вход - с выходом последнего разряда регистра сдвига, блок определения четности, второй сумматор по модулю два, триггер. и формиро- . ватель сигнала ошибок, Разрядные выходы регистра сдвига соединены с выходами блока определения четности, выход: которого соединен. с первым sxoдом второго сумматора по модулю два.

Выход первого сумматора по модулю два соединен со счетным входом триггера, выход которого - с вторым входом сумматора по модулю два. Выход второго сумматора по модулю два со" единен с первым входом элемента запрета, второй вход которого - с шиной тактовых импульсов, выход элемента запрета - с формирователем ошибки, выход которого является выходом устройства f2).

Однако такое устройство не может контролировать ошибки, вызванные сбоем синхронизации, под которым понимается пропадание одного или нескольких импульсов синхронизации (тактовых импульсов). Например, информация имеет в, начале и в конца слова нули"

3 9646 6 4 новки, с первым входом второго элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом первого триггера, выход первого элемента И соединен с вторым входом второго элемента 2И-ИЛИ, нулевой выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента 2И-ИЛИ и с первым входом третьего сумматора по модулю два; выход которого соединен с вторым входом второго сумматора по мо" дулю два, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два и с первым

1S входом четвертого сумматора по модулю два, выходы второго и четвертого сумматоров по модулю два соединены соответственно с вторым и третьим входами первого элемента

2И-ИЛИ, выход ждущего мультивибратора соединен с четвертым входом пер" вого элемента 2И-ИЛИ, единичный вы= ход второго триггера соединен с вторым входом четвертого сумматор

00 )... 100. После одного сбоя синхро" низации регйстр имеет состояние в конце такта 01...1000, т.е. эта информация по отношению к пришедшей на вход будет искаженной, а схема контроля по первому и последнему триггеру регистра это искажение не обнаружит.

Цель изобретения - повышение эф-фективности контроля сдвигающего ре- iO гистра за счет фиксирования неисправностей, вызванных пропаданием одного или нескольких импульсов синхронизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля регистра сдвига, содержащее блок конт- . роля по четности, первый и второй сумматоры по модулю два, первый щ триггер, первый элемент 2И"ИЛИ, первый и второй элементы И, причем информационные входы контролируемого регистра соединены с входами блока контроля по четности, выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, тактовый вход устройства соединен с пер- зв выми входами первого и второго эле1 ментов И, с тактовым входом контролируемого регистра, с первым входом первого элемента 2И-ИЛИ, выход которого является выходом устройства, выход первого триггера соединен с вторым входом первого сумматора по мо-, дулю два, прямой и инверсный входы принимаемой информации устройства соединены соответственно с вторыми входами первого и второго эле40 ментов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами первого разряда контролируемого регистра, введены третий и четвертый сумматоры по модулю два, второй и третий триггеры, формирователь начальной установки, ждущий мультивибратор, первый и второй элементы НЕ, второй,,третий и четвертый элементы 2И-ИЛИ, причем вход начальной установки устройства,со. единен с входом ждущего мультивибра-тора, с синхровходом второго триггера, с первым входом формирователя начальной установки и с входом ïåðвого элемента НЕ, единичный выход второго триггера соединен с вторым входом формирователя начальной уста-: по модулю два, выход второго элемента И соединен с четвертым входом второго элемента И, первый выход формирователя начальной установки соединен с входом установки в ноль первого разряда контролируемого регистра, с входом установки s единицу всех остальных разрядов, с первым единичным входом третьего триггера и с первым входом третьего элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом nepeoro триггера, второй выход формирователя начальной установки соединен с первым нулевым входом третьего триггера, с входом установки в единицу первого разряда контролируемого регистра и с входом установки в ноль всех остальных разрядов и с первым входом четвертого элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, управляющий вход устройства соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ и через второй элемент НЕ с третьими входами третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ, выход первого элемента

НЕ соединен с четвертым входом четвертого элемента 2И-ИЛИ, четвертый вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с входом задания логической единицы, третий и второй контрольные выходы контролируемого регистра соединены соответственно с вторыми еди964646

5 ничным и нулевым входами третьего триггера.

Формирователь начальной установки содержит первый и второй элементы И-НЕ, причем первый вход формирователя соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ, выходы которых являются соответствен-. но первым и вторым выходами формирователя, второй вход формирователя со- 30 единен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента

И-НЕ.

На фиг.1 представлена структур- 15 ная схема устройства для контроля регистра сдвига; на фиг. 2 - структурная схема формирователя начальной установки.

В качестве контролируемого ре- 20 гистра сдвига (фиг. 1) представлен импульсно-потенциальный регистр 1.

На статических триггерах 2.1-2.п прямой и инверсйый информационные входы устройства соединены соответ- zs ственно через первый 3.0 и второй

3.1 элементы И единичным и нулевым входами контролируемого регистра 1.

В состав регистра входят элементы

И 3.2-3(n+1). Кроме того, в состав З0 устройства входят первый 4.4, вто1 рой 4. 1, третий 4.3 и четвертый

4.2 элементы 2И-ИЛИ, первый 5;1, второй 5.2, третий 5.3 и четвертый

5.4 сумматоры rio модулю дед, блок 6 контроля ho четности, первый триг"

rep 7, первый 8. 1 и второй 8.2 элементы НЕ, второй 9 и третий 10 триггеры, формирователь 11 начальной установки и ждущий мультивибратор 12.

В формирователь 11 начальной vc" тановки входит первый 13 и второй..

14 элементы И-НЕ, выходы которых являются выходами формирователя.

Начальная установка (НУ) триггеров регистра сдвига и контролирующих элементов производится перед каждым сдвигаемым словом до начала "пач- ки" тактовых"импульсов, равных по ко$0 личеству числу статических триггеров в регистре. Устройство контроля условно можно разделить на схему контроля информации, производящую контроль сдвигаемой информации на каждом такте сдвига и схему контроля сбоя синх5$ ронизации, производящую контроль по сбою синхронизации после каждого сдвигаемого слова. е . Контроль работы сдвигающего регистра рассмотрим на конкретном примере регистра, состоящего из трех статических триггеров.

На управляющий вход в данном случае подается логическая 1единица. С прихо" дом импульса в начальной установке, следующим перед каждой пачкой тактовых импульсов с постоянным временем, мультивибратор 12 со своего инверсного выхода КС запирает по четвертому входу первый двухвходовый элемент

2И-ИЛИ 4.4, предназначенный для выхода сигнала ошибки при сбое синхронизации, причем длительность запрета выбирается равной длительности прохождения "пачки" импульсов (в данном случае - трех). Импульс начальной установки, попадая на счетный вход второго триггера 9, устанавливает

его в одно из состояний ("О" или "1"), изменяемых с каждым словом информации. Для примера предположим, что он установится в состояние "1". В соответствии с этим, а также по импульсу (на управляющем входе), формирователь

11 начальной установки (фиг.- 2) вырабатывает на выходе первого элемента И-НЕ 13 нулевой потенциал, а на выходе втррого элемента И-НЕ 14единичный потенциал. Высокий потенциал с первого выхода формирователя 11

Л! I I поступает на вход установки в О первого разряда регистра и на вход установки в "О" всех остальных. Нулевой потенциал с второго выхода формирователя 11 установит триггер пер1вого разряда регистра в единицу, а.. все остальные разряды в ноль. Кроме того, третий триггер 10 также установится в нулевое состояние. После окончания сигнала на управляющем входе устройства, на выходах формирователя

11 будут единичные потенциалы, которые не изменяют состояния регистра и третьего триггера.. Таким образом, нулевой сигнал с выхода триггера l0 и сигнал 1 с прямого выхода второго триггера 9 устанавливают на выходе четвертого сумматора 5 сигнал ошибки, который пройдет на выход первого двухвходового элемента 2И-ИЛИ по окончании "пачки" из трех импульсов в случае пропадания хотя бы одного импульса синхронизации, в результате. чего контрольная единица, записанная в первый разряд регистра 1, не заносится в триггер 10 и ликвидирует ошиб" ку на выходе сумматора 5 ° В тригге:7. 9646 рах 2 регистра, кроме первого, записа- на именно ошибочная информация (в данном случае нули), и только точное количество "пачки" .импульса приведет к перезаписи в контрольный триггер s

10 без. ошибочной контрольной информации записанной а первый разряд регистра 1, а следовательно, к отсутствию ошибки в конце слова по сб< ю сйй%рониэации. . - 10

Аналогичный контроль по сбою синхронизации осуществляется с приходом нового управляющего сигнала (т.е. с новым словом информации),но с записью, в соответствии с измененным со- 1% стоянием триггера 9 из "1" а "0", ы первый разряд триггера 2 - нуля, а в остальные триггеры 2 регистра и третий триггер 10 - единиц, Контроль работоспособности ре- . 20 гистра сдвига с каждым тактом поступающей информации по четности происходит следующим образом.

Согласно! примеру, когда на выходе,гз второго триггера 9 находится единица, и а соответствии с этим в первом разряде регистра 1 также "1",в первом . триггере 7 - "1",в триггерах 2.2, 2.3 и третьем триггере 10 -нули. Вэтом случае З0 на входе блока б имеется информация .

100, а результате на его выходе - единица, которая поступает на первый вход сумматора 5.1, на втором входе которого - единица с выхода первого

35 триггера 7. Сигнал ошибки. перед приходом информации на вход регистра яа сумматоре 5. 1 отсутструет.

Предположим, на вход регистра пос. тупает вместе с первым тактом единичная информация, тогда на входе блока 6 информация изменится на 110, следовательно, с выхода. блока 6 на первый вход первого сумматора 5. 1 поступит нулевой сигнал,,что должно привести к ошибке на выходе сумматора 5. 1, но, в связи с тем, что постуйающая вместе о тактом на вход регистра единица совпадает с единицей прямого выхода второго триггера 9, по первому входу двухвходового элемента 2И-ИЛИ будет 4.1. Эта единица поступит на счетный вход первого триггера 7, устанавливая его а состояние "0", снимая ошибку сумматора 5.1 и не давая ей проходить через первый вход элемента запрета 4.4, что говорит о.правильной записи данной единицы информации в регистр.

46 8

Предположим, что на вход вместе с вторым тактом поступает нулевая информация, тогда яа входе блока 6 она будет после сдвига О!1, следовательно, выход блока 6 яе изменится ("0"), в то же время присутствие сигнала с нулевого входа с элемента

3, с наличием второго такта, через четвертый вход второго двухвходового элемента 2И-ИЛИ - 4.1 яе пройдет, так как он закрыт нулевым потенциалом триггера 9, следовательно на счетный вход триггера 7 единичная информация не поступит и он останется в нулевом положении, т.е. ошибка на выходе сумматора 5.1 отсУтствует, что говорит о правильной записи информации (в данном случае нулевой). Пусть с третьим тактом поступает единичная информация, тогда на входе блока

6 она будет после сдвига 101, контрольная единица запишется в триггер

10, на выходе блока 6 - "0", а на выходе триггера 7 - "1", так как поступившая единица информации изменит era состояние,,а с выхода сумматора 5.1 единица поступит на первый вход сумматора 5.2, яа втором входе которого тоже единица, и, сле.довательно, сигнал ошибки на выходе устройства отсутствует.

Аналогично осуществляется контроль работы работоспособности регистра сдвига по четности при приходе следующего импульса НУ, только в этом случае, в связи с установкой триггера 9 в нулевое состояние, информация в триггере 7, в триггере !0 и а триггерах регйстра записывается инверсной и контрольный разряд, npoll двигающийся по регистру, равен не 1 а 0 а

Контроль работоспособности сдвигающего регистра при четном количестве триггеров 2 отличается тем, что на управляющий вход подается логический

1 нуль и с каждым импульсом НУ триггер 7 устанавливается только в единичное состояние ао избежание появления ошибки на сумматоре 5.1,так как при записи единицы в первый триг гер 2, а остальные - нули, а также (с новым импульсом НУ) при записи нуля а первый триггер 2 регистра, а остальные - единицы, с выхода блока

6 будет единица. предлагаемое устройство позволяет обнаружить любые ошибки в регист964646 10

1. Устройство для контроля регистра сдвига, содержащее блок контроля по четности, первый и второй сумматоры по модулю два, первый триггер, первый элемент 2И-ИЛИ; первый и второй элементы И, причем информационные выходы контролируемого регистра соединены с входами блока контроля по четности, выход которого соединен с первым входом первого сумматора по модулю два, выход которого соединен с первым входом второго сумматора по модулю два, тактовый вход устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов И, с тактовым входом контролируемого регистра, с первым входом первого элемента 2И-ИЛИ; выход которого является выходом устройства, выход первого триггера соединен с вторым входом

nepeoão сумматора по модулю два, / прямой и инверсный входы принимаемой информации устройства соединены соответственно с вторыми входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены соответственно с единичным и нулевым входами первого разряда контролируемого регистра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения эффективности контроля, в устройство введены третий и четвертый сумматоры по модулю два, второй и третий триггеры, формирователь начальной установки, ждущий мультивибратор, первый и второй элементы НЕ, второй, третий и четвертый элементы 2И-ИЛИ, причем вход начальной установки устройства соединен с входом ждущего мультивибратора, с синхровходом второго триггера, с первым входом формирователя Начальной установки и с входом первого элемента НЕ, единичный выход второго триггера соединен с вторыи входом формирователя начальной установки, с первым входом второго элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с синхровходом первого триггера, выход первого элемента И соединен с вторым вхо" дом второго элемента 2И-ИЛИ, нулевой выход второго триггера соединен с третьим входом второго элемента

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я,I тем, что формирователь начальной установки содержит первый и второй элементы И-НЕ, причем первый вход формирователя соединен с первыми входами первого и второго

$$ ре сдвига с неограниченным .числом разрядов как при четном их количестве, так и при нечетном.

Формула изобретения

1$

2$

3$

4$

2И-ИЛИ и с первым входом третьего сумматора-,по модулю два, выход которого соединен с вторым входом второ; го сумматора по модулю два, выход третьего триггера соединен с вторым входом третьего сумматора по модулю два и с первым входом четвертого сумматора по модулю два, выходы второго и четвертого сумматоров по модулю два соединены соответственно с вторым и третьим входами первого элемента 2И-ИЛИ, выход ждущего мультивибратора соединен с четвертыи вхо- . дом первого элемента 2И-ИЛИ, единичный выход второго триггера соединен с вторым входом- четвертого сумматора по модулю два, выход второго элемента И соединен с четвертым входом второго элемента И, первый выход фор-, мирователя начальной установки соеди нен с входом установки в ноль первого разряда контролируемого регистра, с входом установки в единицу всех остальных разрядов, с первым единичным входом третьего триггера и с первым входом третьего элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом первого триггера, второй выход формирователя начальной установки соединен с первым нулевым входом третьего триггера, с входом установки в единицу первого разряда контролируемого регистра и. с входом установки в ноль всех остальных разрядов и с первым входом четвертого элемента 2И-ИЛИ, выход которого соединен с единичным входом первого триг" гера, управляющий вход устройства соединен с вторыми входами третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ и через второй элемент HE с третьими входами третьего и четвертого элементов 2И-ИЛИ, выход первого элемента НЕ соединен с четвертым входом четвертого элемента 2И-ИЛИ, четвертый вход третьего элемента 2И-ИЛИ соединен с входом задания логической единицы, третий и второй контрольные выходы контролируемого регистра соединены соответственно с вторы= ми единичным и нулевым входами третьего триггера.

964646

11 элементов И-НЕ, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами формирователя, вторбй вход формирователя соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ.

12

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

I 399862, кл. G„ 0Е F 11102, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР и 534764, кл. G 06 F 11/08, 1978 (прототип).

96464б

Составитель И. Си галов

Техред А.Бабинец Корректор Г ° Orap

Редактор А. Козориз

Заказ 7631/29

Тираж 731 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Москва, 3-35, Раувская наб,, д. 4/5 е.ю

Филиал ППП патент", г . Ужгород, ул . Проект н ая, 4