SU1249591A1 - Запоминающее устройство с самоконтролем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к запоми- нающим устройствам и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники. Целью изобретени   вл етс  повьшёние надежности устройства. Устройство содержит регистры адреса входной и выходной информации, основной и дополнительный накопители, первьй и второй блоки кодировани , блок обнаружени  и исправлени  ошибок, блок самоконтрол , группу счетчиков, элемент ИЛИ, триггер повторного запуска, триггер останова и блок индикации. Во всех режимах работы устройства блоком самоконтрол  осуществл етс  проверка правильности формировани  импульсов управлени  накопител ми путем фиксации логических переходов импульсов и сравнени  их с заданными. Дл  обнаружени  помех по сигналам управлени  используютс  счетчики, подсчитывающие количество логических переходов контролируемых сигналов в течение цикла обращени  к ОЗУ. При обнаружении помехи или при неправильном формировании импульсов управлени  инициируетс  повторный запуск цикла ОЗУ путем установки соответствующего триггера. Если неисправность повтор етс , устройство останавливаетс  и индицируетс  неисправна  цепь управлени . 2 ил. с « СО со ел

Description

1

Изобретение относитс  к запоминающим устройствам и может быть использовано в системах автоматики и вычислительной техники.

Цель изобретени  - повьшение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена схема запоминающего устройства с самоконтролем; на фиг. 2 - схема блока управлени .

Запоминающее устройство (ЗУ) (фиг. 1) содержит входной регистр 1 информации, регистр 2 адреса, блок 3 управлени , информационные 4, адресные 5 и управл ющие 6 и 7 входы устройства, основной 8 и дополни- тельньш 9 накопители,первый 10 и второй 11 блоки кодировани , блок 12 обнаружени  и исправлени  ошибок, регистр 13 выходной информации, выходы 14 которого  вл ютс  информационными выходами устройства, первую 15 и вторую 16 группы инверторов,, группу элементов 17 задерлжи, группу элементов И 18, первую 19, вторую 20, третью 21 и четвертую 22 группы триггеров, первый элемент ИЛИ 23, триггер 24 отказа, первый 25 и второй 26 элементы И, первую группу элементов ИЛИ 27, п тую группу триггеров 28, второй элемент ИЛИ 29, вторую группу элементов ИЛИ 30, шестую группу триггеров 31, блок 32 индикации , группу счетчиков 33, третий элемент ИЛИ 34, триггер 35 повторного запуска и триггер 36 останова. Элементы 15-31 со св з ми представл  ют блок самоконтрол .

Блок 3 управлени  (фиг, 2)содержит генератор 37 пр моугольных импульсов , кольцевой регистр 38 сдвига , группу триггеров 39 режимов, триггер 40 запроса цикла, счетчик- таймер 41 , счетчик 42 адреса регенерации , триггер 43 синхронизации цикла , группу элементов И 44 и группу триггеров 45 формировани .

Запоминающее устройство с самоконтролем работает следующим образом

На вход 6 группы триггеров 39 режимов блока 3 управлени  поступает сигнал установки режима (запись или считывание), на вход 5 регистра 2 адреса - адрес, по которому необходи МО произвести запись или чтение информации , а на вход 4 регистра 1 входной информации в режиме записи - входна  информаци . После этого на

495912

вход 7 триггера 40 запроса цикла об- ращени  блока 3 управлени  поступает/ сигнал запроса ЗУ, который устанавливает этот триггер в состо ние 0.

5 Генератор 37 пр моугольных импульсов блока 3 управлени  непрерывно вырабатывает пр моугольные импульсы за- данной частоты. Эти импульсы подаютс  на входы счетчика-таймера 41 и

to кольцевого регистра 38 сдвига блока. 3 управлени .

Когда содержимое счетчика-таймера 41 достигает величины, эквивалентной периоду регенерации информации в ЗУ, 15 то на вход триггера 39 режимов подаетс  сигнал установки режима регене рации. С помощью кольцевого регистра 38 сдвига блока 3 управлени  исходна  последовательность импульсов генера20 тора 37 пр моугольных импульсов делитс  на несколько последовательностей импульсов меньшей частоты (фаз) , сдвинутых относительно друг друга по фазе на такт генератора и испвль25 зуемых дл  формировани  импульсов управлени  накопител ми 8 и 9, и сигналов управлени  другими блоками устройства, дл  которых соблюдаютс  временные соотношени , необходимые

30 дл  надежной работы устройства, Чис- л 0 фаз равно числу выходов кольцевв- го регистра 38 сдвига, и они имеют условную нумерацию от Ч до Ч , где п - число фаз, Последовательность

2J импульсов всех фаз между двум  последовательными импульсами Ч назьгаа- етс  циклом формировани .

Последовательность импульсов, необходима  дл  работы устройства, фор4Q мируетс  следующим образом. Поскольку сигналы на перечисленные входы 4-7 устройства приход т в производительный момент времени, дл  синхронизации работы устройства их прием

4 на соответствующие регистры или триггеры осуществл етс  по фазе Ч , котора  подаетс  на их входы синхронизации . Одновременно фаза Ч , поданна  на вход синхронизации триггера

5Q 43 синхронизации цикла блока 3 управлени , устанавливает его в состо ние 1,

Выход триггера 43 подключен к первым входам группы элементов И 44, 55 к вторым входам кото рых подключены соответствующие выходы триг геров 39 режимов. Выходы элементов И 44 под- .ключены к входам разрешени  группы

триггеров 45 формировани  блока 3 управлени . К входам установки и сбрв- са этих триггеров подключены соответствующие выходы кольцевого регистра 38 сдвига (фазы), так что на каждом из триггеров 45 формируетс  один из сигналов управлени  устройством в режиме записи, считьшани  или регенерации при наличии на выходе соответствующего элемента И 44 уровн  Лог. 1.

В конце каждого цикла обращени  Триггеры 39 режимов сбрасываютс  (кроме триггера режима регенерации, который сбрасываетс  цри достижении счетчиком 42 адреса регенерации установленного максимального значени  адреса регенерации ЗУ). Если устройство находитс  в режиме регенерации и на вход 6 триггеров 39 режимов при ходит сигнал режима, а на вход 7 триггера 40 запроса цикла обращени  сигнал запроса ЗУ, то регенераци  прерываетс  и организуетс  цикл обращени  в конце которого после сбр0 , са соответствующего триггера 39 режима происходит возврат к режиму регенерации . При этом дл  прекращени  режима регенерации по фазе Ч устанавливаетс  в 1 соответствующий

триггер из группы триггеров 39, разреша  формирование импульсов управлени , соответствующих режиму записи или считывани , соответствующими триггерами из группы триггеров 45 формировани , запреща  формирование импульсов управлени , соответствующих режиму регенерации, и подава  на соответствующий вход счетчика 42 сигнал запрета счета с триггеров 39.

При этом приращение счетчика 42 адреса регенерации не производитс  и его состо ние сохран етс  неизменным до возобновлени  режима регенерации . Адрес регенерации, получен- ный на выходе счетчика 42 адреса регенерации , подаетс  на вторые входы регистра 2 адреса. При достижении максимального установленного значени адреса регенерации счетчик-таймер 41 устанавливаетс  в О, и режим регенерации сбрасываетс .

В режиме записи информации не формируютс  сигналы разрешени  работы блока 12 обнаружени  и исправлени ошибок и стробировани  регистра 13 выходной информации. Записанна  в регистр 1 информаци  и записанный в

j Ю

15 20 25

0

5 0

5 0

5

регистр 2 адрес поступают на соответствующие входы накопителей 8 и 9. Кроме того, информаци  поступает на вход первого блока 10 кодировани  информации, который осуществл ет кодирование информации методом введени  информационной избыточности (например , с помощью кода Хэминга), ориентированного на обнаружение и исправление ошибок при считывании информации из ЗУ. Полученные на выходе блока 10 кодировани  информации контрольные биты подаютс  на вход накопител  9 контрольной информации. На управл юш 1е входы накопителей 8 и 9 подаютс  сигналы с соответствующих триггеров группы триггеров 45 формировани . Информаци , наход ща с  на входах накопителей 8 и 9, записываетс  в накопители.

В режиме считывани  информации не формируетс  сигнал разрешени  приема входной информации на регистр 1. Записанный в регистр 2 адрес подаетс  на адресные входы накопителей основной 8 и контрольной 9 информации . Триггер режима считьшани  из группы триггеров 39 режимов дает сигнал разрешени  формировани  на триггеры 45, которые формируют последовательность управл ющих сигналов, обеспечивающих считывание информации из накопителей 8 и 9. Информа ци , по вл юща с  на выходе накопител  8 основной информации, поступает на вход второго блока 11 кодировани  информации, аналогично первому, и на первые входы блока 12 обнаружени  и исправлени  ошибок. На вторые входы этого блока подаетс  конт- .рольна  информаци  с выхода накопи- :тел  9 контрольной информации, а на третьи - с выходов второго блока 1 кодировани  информации. На четвертый вход блока 12 обнаружени  и исправлени  ошибок подаетс  импульс разрешени  сравнени  с соответствующего триггера из группы триггеров 45 -формировани  и происходит сравнение

контрольных битов, считанных из накопител  .9 и полученных из второго блока 11 кодировани . По результатам сравнени  определ етс , есть ли- ошибка в считанной информации. Если ошибка есть и ее кратность не превышает исправл ющей способности кода, то блок обнаружени  и исправлени  ошибок инвертирует соответствующие

биты выходного слова основной информации , считанной из накопител  8.

Скорректированное информационное слово поступает на вход регистра 13 выходной информации и записываетс  в него прл поступлении стробирующего импульса, формируемого одним из триггеров 45 группы. Если же кратность ошибки превьшает исправл ющую способ- ность кода, то блок 12 обнаружени  и исправлени  ошибок формирует сигнал , устанавливающий триггер 35 в сото ние 1. Выход триггера 35 подклю- чен к входу триггера 40 запроса цик- ла обращени , который устанавливаетс  в 1 по приходе на его синхровход фазы % , и цикл обращени , таким образом , повтор етс . При повторном по влении ошибки, кратность которой превьш1ает исправл ющую способность кода, устанавливаетс  в состо ние 1 триггер 36 и- сигнал о неисправности индицируетс  блоком 32 индикации . Введение в устройство триггера 35 позвол ет устранить вли ние на работу устройства случайных сбоев.

Во всех режимах работы устройства производитс  контроль правильности формировани  импульсов управлени  накопител ми, т.е. последовательности прохождени  во времени и отсутстви  помех, которые могут повли ть на правильность раббты устройства. Дп  этого используетс  то, что вре- менна  диаграмма сигналов управлени  устройством представл ет собой набор сигналов, последовательность переходов которых из одного состо ни  в другое и временные соотношени  меж ду переходами заданы, и соблюдение этих условий в определенных пределах обеспечивает надежное функционировакие устройства. Таким образом, заранее известно, в каких состо ни х должны находитьс  триггеры 45 формировани  при переходе каждого из них из одного состо ни  в другое. Если в этот-момент зафиксировать их состо ни  и сравнить с заданными, то можно судить о правильности работы блока 3 управлени  в целом.

Эта возможность реализуетс  с помощью первой 15 и второй 16 групп инверторов, группы элементов 17 за- держки, группы элементов И 18,-первой 19, второй 20, третьей 2) и чет- в ертой 22 групп триггеров.

Дл  обнаружени  импульсной помехи по сигналу управлени  контролируемые сигналы подаютс  на вход счетчиков 33, которые подсчитывают число переходов каждого из сигналов из состо ни  Лог. О в I на прот жении одного цикла обращени . Число таких переходов должно равн тьс  единице. Если не зафиксировано переполнени  счетчиков из группы счетчиков 33, т.е. помехи импульсного типа не было, то в начале следующего цикла обращени  счетчики 33 сбрасываютс . Выходы, их подключены к вторым входам элементов ИЛИ второй группы 30, причем на один элемент ИЛИ подключены выходы триггеров 28 п той группы и счетчиков 33, контролирующих один и тот же сигнал. Таким образом, обнаружение помехи по сигна лу управлени  счетчиком из группы счетчиков 33 вызывает установку соответствующего триггера 31 шестой группы. Третий элемент ИЛИ 34, входы которого подключены к выходам счетчиков 33 группы устанавливает триггер 35 инициации повторного цикла обращени , и далее устройство работает как описано. Однако в случае неисправности в блоке 3 управлени , когда какой-либо из сигналов не формируетс  (неисправность типа О или 1)5 описанные схемы контрол  временных соотношений сигналов и обнаружени  импульсных помех могут не обнаружить отказа.

Дл  обнаружени  неисправности схе формировани  блока 3 управлени  используетс  фиксаци  в момент перехода одного из сигналов из одного логического состо ни  в другое состо ние остальных сигналов, которые определены в данный момент (не переключаютс  одновременно с данным). При этом все сигналы, кроме стробирующего , подаютс  на вход соответствующего элемента И из группы элементов И 18, либо непосредственно с выхода блока 3 управлени , если в данный момент наход тс  в состо нии 1, либо через инвертор первой группы инверторов 15, если в данный момент наход тс  в состо нии О.

Выходы элементов И 18 подключены к информационным входам триггеров первой 19 или второй 20 групп. Это зависит от того, относительно какого

перехода синхронизирующего сигнала реализованы услови  проверки на элементе И 18: если относительно перехода сигнала из состо ни  О в состо  ние 1, то сигнал синхронизации на вход триггера из первой группы триггеров 19 подаетс  непосредственно с выхода блока 3 управлени . Если услови  проверки реализованы дл  перехо- да сигнала из состо ни  1 в состо ние О, то сигнал синхронизации подаетс  с выхода блока 3 управлени  через инвертор 16 второй группы на вход синхронизации триггера 20 вто рой группы. Выходы триггеров первой 19 и второй 20 групп подключены к входам первого элемента ИЛИ 23, и при фиксации нарушени  условий, заданных элементами И 18, на тригге- pax первой 19 и второй 20 групп, триггер 24 устанавливаетс  в состо ние 1, что приводит к установке триггера 35, и далее устройство работает как описано.

Первый 25 и второй 26 элементы И предназначены дл  определени  характера зафиксированной сбойной ситуации . Если установлен триггер 24 отказа и зафиксировано переполнение хот  бы одного из счетчиков 33, то это означает импульсную помеху по одному из сигналов управлени . При этом на вь1ходе первого элемента И 25 по вл етс  уровень Лог. 1 и уста- навливаетс  соответствующий триггер 31 щестой группы. Если установлен триггер 24 и нет переполнени  счетчиков 33 группы, то это означает отказ одного из формирующих триггеров 45 блока 3 управлени . При этом на выходе второго элемента И 26 по вл етс  уровень Лог. 1 и устанавливает соответствующий триггер 31 шестой группы.

В начале повторного цикла обраще ни  все триггеры (кроме триггеров 35 и 36j, счетчики схемы контрол  и регистр выходной информации устанавливаютс  в исходное состо ние.

Claims (1)

1. Триггеры 35 и 36, кроме этого, устанавливаютс  в исходное состо ние при нажатии кнопки Сброс (не показана ) или в конце цикла обращени  (по фазе 4), при условии, что при обращении не обнаружено ошибки. Формула изобретени 

   Запоминающее устройство с самоконтролем , содержащее регистр адреса

   5 Ю 15 0 5

   0 Q 5

   0

   выходы которого соединены с адресными входами основного и дополнительного накопителей, а входы первой группы  вл ютс  адресными входами устройства, регистр входной ин формации, входы первой группы которого  вл ютс  информационными входами устройства, а выходы подключены к .информационным входам основного накопител  и к входам первой группы первого блока кодировани , выходы которого соединены с информационными входами дополнительного накопител , блок управлени , первый и второй входы которого  вл ютс  управл ющими входами устройства, выходы первой группы подключены к входам второй группы регистра адреса, выходы второй группы соединены с управл ющими входами основного и дополнительного накопителей , а первый, второй, третий, четвертый и п тый выходы блока управлени  подключены соответственно к входам первого и второго блоков кодировани , регистра адреса, регистра входной информации, регистра выходной информации, блока обнаружени  и исправлени  ошибок, входы первой и второй групп которого соединены соответственно с выходами и входами группы второго блока кодировани ,- входы третьей группы подключены к выходам дополнительного накопител , а выходы группы блока обнаружени  и исправлени  ошибок подключены к входам первой группы регистра выходной информации, выходы которого  вл ютс  информационными выходами устройства, входы второй группы второго блока кодировани  соединены с выходами основного накопител , отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  надежности устройства, в него введены блок формировани  сигналов контрол , группа счетчиков, элемент ИЛИ, триггер повторного запуска, триггер останова и блок индикаций, причем входы первой группы блока самоконтрол  подключены к выходам вт®- рой группы блока управлени , первый , второй, третий и четвертый входы соединены соответственно с первым, седьмым, дев тым и дес тым выходами блока управлени , выход блока формировани  сигналов контрол  соединен с первым входом триггера повторного запуска, а выходы первой группы подк ючены к входам первой группы блока индикации, первый вход которого соединен с одиннадцатым выходом блока упрайлени , а второй вход подключен к четвертому входу блока управлени  и к выходу триггера останова, первый вход которого соединен с восьмым выходом блока управлени , а второй вход подключен к третьему входу блока управлени  и к выходу триггера повторного запуска, второй вход которого

   соединен с п тым входом блока формировани  контрол  и с выходом элемента ИЖ, а третий и четвертый входы

   5 подключены соответственно к шестому выходу блока управлени  и к выходу блока обнарз ени  и исправлени  вши бок, входы счетчиков группы соединены с выходами второй группы блока управ10 лени , а выходы подключены к Входам второй группы блока формировани  сигналов контрол  и квходам элемента ИЛИ

   Ч ,

   фив.1

   фиг. 2