SU1431065A1 - Счетное устройство с контролем и исправлением ошибок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах автоматического контрол  и управлени . Цель изобретени  - повышение надеж- ностци устройства. Устройство содержит 2п-разр дный двоичный счетчик 1,контл ролирующий п-разр дный двоичный счетi чик 4, блоки 6...8 сравнени , элемент 11 задержки, ключ 3, элементы ИЛИ 17...20, элемент И 21, входную и выходную шину 30 и 31. Введение второго контролирующего п-разр дного двоичного счетчика 5, блоков 7 и 8 сравнени , триггеров 14 и 15, второго элемента 16 задержки, формирователей 12 и 13 импульсов, элементов И 22...29, элементов ИЛИ 19 и 20 и групп 9 и 10 элементов И н соответ- ствукщих функциональных св зей позвол ет устройству о 5наруживать и исправл ть ошибки, возникающие в одном из счетчиков. Кроме того, обнаруживаютс  ошибки, возникающие в двух, трех или четырех счетчиках, за исключением ошибок, значени  которых удовлетвор ют услови м Ja-Jb+Jc О.по модулю 2, а - /ЗЬ + dd О по; модулю 2 . 5 ил., 2 табл.: сл 00 avrt

Description

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, и может быть использовано в системах автоматического контрол  и управлени .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности за счет введени  новых конструктивных признаков, обеспечивающих исправление обнаруживаемых ошибок.

На фиго1 показана структурна  схема устройства; на фиг.2 - схема элемента задержки; на фиг.З - схема блока сравнени ; на фиг.4 - временные диаграммы работы элементов ; задержки и формирователей импульсов; на фиг.З алгоритм работы устройства.

Устройство содержит основной 2п- разр дньй двоичный счетчик 1, состо щий из счетчика 2-1п младших разр  дов, счетчика 2-2п старших разр дов и ключа 3, первый 4 и второй 5 конт- ролирующие п-разр дные двоичные счетчики , первый 6, второй 7 и третий 8 блоки сравнени ,первую 9 и вторую 10 группы элементов И, последовательно соединенные второй элемент 11 задержки , первый формирователь 12 импульсов и второй формирователь 13 иьтульсов, первый 14 и второй 15 триггры, первый- элемент 16 задержки, первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 элементы РШИ, первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, п тый 25, шестой 26, седьмой 27, восьмой 28 и дев тый 29 элементы И, входную 30 и выходную 31 шины.

Выход переноса счетчика 2-1 соединен с первым входом ключа 3, выход которого соединен со счетным входом суммировани  счетчика 2-2 и вторым входом четвертого элемента ИЛИ 20, а второй вход ключа 3-е первыми входами элементов И 21, 28 и 29 и инверсным выходом второго блока 7 сравнени . Выходы разр дов первого контролирующего п-разр дного двоичного счетчика 4 соединены соответственно с одноименными входами первой группы второго блока 7 сравнени , с одноименными четвертыми входами элементов И второй группы 10 с одноименными входами первой группы первого блока 6 сравнени  и с одноименными инверсными входами седьмого элемента И 27, выход которого соединен с четвертьгми входами элементов И первой группы 9, четвертым входом дев того элемента И 29 и третьим входом тре

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тьего элемента И 23. Выходы второго контролирующего п-разр дного двоичного счетчика 5 соединены соответственно с одноименными входами второй группы второго блока 7 сравнени  и с инверсными входами восьмого элемента И 28. Выходы счетчика 2-1 соединены соответственно с одноименными входами первой группы третьего блока 8 сравнени  и с входами первого элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 22. Выходы счетчика 2-2 соединены соответственно с одноименными входами вторых групп первого 6 и третьего 8 блоков сравнени  и с одноименными третьими входами элементов И первой группы 9, вторые входы которых соединены с вторыми входами элементов И второй группы 10, с пр мым выходом второго блока 7 сравнени , с первыми входами элементов И 22 - 24 и с вторыми входами элементов И 25 и 26, первые входы которых соединены с пр мым выходом первого блока 6 сравнени . Выход формировател  12 импульсов соединен с С-вхо- дом первого триггера 14 и третьим входом п того элемента И 25, выход которого соединен с входом сброса счетчика 2-1 и первым входом четвертого элемента ИЛИ 20, выход которого соединен со счетными входами суммировани  контролирующих счетчиков 4 и 5. Входна  шина 30 соединена с входом второго элемента 11 задержки, со счетными входами вычитани  контролирующих счетчиков 4 и 5 и через первьй элемент 16 задержки со счетным входом суммировани  счетчика . Пр мой выход второго формировател  13 импульсов соединен с первыми входами элементов И первой группы 9,первыми входами элементов И второй группы 10, вторыми входами элементов И 28 и 29, третьи входы которых соединены с пр мьм выходом третьего блока 8 сравнени  и с вторым входом первого элемента И 21, а выходы - соответственно с вторым и первым входами второго элемента ИЛИ 18, выход которого соединен с входами сброса контролирующих счетчиков 4 и 5. Выход шестого элемента И 26 соединен с / D-входом первого триггера 14, вход которого соединен с третьими входами элементов И 22 и 24 и с третьими входами элементов И второй группы 10, выходы

элоиеитов И которой соединены соответственно с однонменными информационными входами счетчика . Инверс- Hfiie выходы блоков Ь и 8 сравнени  соединены соответственно с вторыми входами элементов И 24 и 23. Выходы элементов И 21 - 24 соед1- нены соответственно с первьп, вторым, третьим и четвертым входами третьего элемента ИЛИ 19, выход которого соединен с D-входом второго триггера 15, С-вход которого соединен с инверсным выходом второго формировател  13 импульсов , а выход - с выходной шиной 31.

Счетчики , представл ют собой синхронные двоичные счетчики, контролирующие счетчики 4 и 5 - синхронные реверсивные двоичные счетчики

Формирователи 12 и 13 импульсов предназначены дл  формировани  коротких импульсов соответственно по переднему фронту сигнала с выхода элемента 11 задержки и по заднему фронту сигнала с выхода формировател  12 импульсов. Минимальна  длительность импульса формировател  12 определ етс  временем срабатывани  по его фронту контролирующих счетчиков 4 и 5, а минимальна  длительность импульса формировател  13 - временем срабатывани  по информационным входам счетчиков , .

Врем  задержки элемента 16 выбираетс  таким, чтобы к моменту переключени  счетчика на втором входе ключа 3 присутствовал установившийс  сигнал с инверсного выхода блока 7 сравнени , т.е. врем  задержки элемента 16 должно быть больше времени срабатывани  блока 7 сравнени . Врем  задержки элемента 11 должно быть больше времени задержки элемента 16 на величину, равную времени переключени  счетчика с тем, чтобы анализ состо ний счетчиков 2--I , , 4 и 5 производилс  после завершени  в них переходных процессов. Элементы 11 и 16 задержки могут быть выполнены , например, по схеме, приведенной на фиг,2, котора  содержит элементы И 32 и 33 резистЬр 34, конденсатор 35, вход 36 и выход 37,

Блоки 6-8 сравнени  предназначены дл  сравнени  состо ний двух. счетчиков. При равенстве кодов счетчиков на пр мым выходе блока сравнени  присутствует сигнал логической 1, а на инверсном - сигнал логичес1063

кого о, Бл.оки 6-8 могут быть выполнены , например, по схеме, приведенной на фиг.З. Схема содержит п элементов ИСКЛЮЧАВШЕЕ ИЛИ 38 1 ,. ,. , , элемент И.Ш1-ПЕ 39, элемент НЕ 40, входь 41 первой группы, входы 42 второй групцы, пр мой выход 43 и инверсный выход 44,

1QТриггеры 14 и 15 представл ют собой синхронные D-триггеры, срабатывак цие по фронту сигналов логической

IIIII 1 ,

Устройство работает следугацим об15 разом.

Сигнал, поступающий на входную шину 30 (фиг,4а) устройства, уменьшает содержимое счетчиков 4 и 5 на единицу и, пройд  элемент 16 задержки, чеQ рез врем  t (фиг,46) увеличивает содержимое счетчика на единицу. Сигнал с входа 30 поступает также на элемент 11 задержки, с выхода которого через врем  tj (фиг,4в) передним

25 фронтом запускает работу формировател  12 (фиг.4г). Выходной импульс формировател  12 импульсов задним фронтом запускает в работу формирователь 13 импульсов, на пр мом и инверсном

30 выходах которого формируютс  импульсы (фиг,4, соответственно д и е), Рассмотрим работу устройства в разных режимах на примере шестиразр дного основного счетчика 1, когда п 3.

Режим работы устройства при отсутствии сбоев,

В исходном состо нии счетчики , , 4 и 5 наход тс  в нулевом

35

0

50

состо нии (цепи начальной установки

счетчиков на фиг,1 не показаны). По мере поступлени  импульсов на входную шину 30 счетчик производит их суммирование, а счетчики 4 и 5 - вычитание , при этом счетчики , , 4 и 5 принимают соответствующие взаимосв занные состо ни , определ емые табл. 1, в которой в графе 46 звездочкой показано поступление очередного импульса на входную шину 30, после которого, счетчики принимают соответствующие состо ни , в графах 47 - 50 - состо ни  счетчиков соответственно , , 4, 5 в двоичном и дес тичном кодах, при этом первые разр ды счетчиков  вл ютс  младшими, в строке 51 - начальное состо ние счетчиков, в строках ,,,,, - состо ни  счетчиков, в которых про55

изводитс  контроль первого вида, в строках ,,,, - состо ни  счетчиков, в которых производитс  контроль второго вида.

При поступлении первых семи импульсов на входную шину 30 счетчики , , 4 и 5 устанавливаютс  в состо ние, приведенное в строке 54 табл. 1, С приходом следующего импульса .счетчики , , 4 и 5 устанавливаютс  в состо ние соответ- ств тощие строке сигнал переноса при этом с выхода переноса счетчика на счетный вход счетчика не проходит, поскольку ключ 3 закрыт по второму входу сигналом логического с инверсного вьосода блока 7 сравнени , так как коды счетчиков 4

310656

с формировател  12, поступающий на С-вход триггера 14, установит последний в О.

Аналогично описанному производитс  контроль первого вида счс-тчиков , , 4 и 5 в состо ни х, которые соответствуют приведенным в строках ,,.., табл. .

0 С приходом следующего импульса на входную шину 30 состо ни  счетчиков , , 4 и 5 соответствуют приведенным в строке состо ни  счетчиков и одинаковые, а счет 5 чики 4 и 5 наход тс  в нулевом состо нии . При этом на выходе элемента И 27 и на пр мом выходе блока 7 сравнени  присутствуют сигналы 1, которые поступают соответственно на чет-

и 5 совпадают. Коды счетчиков 2 и 4 20 и второй входы элементов И 9,

на третьих входах которых присутствуют сигналы с выхода счетчика . При поступлении на первые входы элементов И 9 импульса с выхода форми- 25 ровател  13 в счетчик через элементы И 9 производитс  запись по ин- формагшонным входам содержимого счетчика , которое в данном случае совпадает с содержимым счетчика ,

также совпадают, поэтому на пр мом выходе блока б присутствует сигнал логической 1, постуггающий на первые входы элементов И 25 и 26, на вторых входах которых присутствует сигнал логической 1 с пр мого выхода блока 7 сравнерш , С .приходом импульса с формировател  12 на С-вход триггера 14 последний устанавливаетс  в t , так как на его D-входе при-зо контроль второго вида состо ний счетчиков на этом заканчиваетс . Аналогично производитс  контроль второго вида счетчиков , , 4 и 5 в состо ни х , которые соответствуют приве35

сутствует сигнал 1 с выхода элемента И 26, сигнал с выхода элемента И 25 поступает на вход сброса счетчика , подтвержда  его нулевое состо ние , и через элемент ИЛИ 20 - на счетные входы суммировани .счетчиков 4 и 5, увеличива  их содержимое на 1, С приходом импульса с формировател  13 на первые входы элементов И 10 на вторых и третьих входах которых Q присутствуют сигналы 1 соответственно с пр мого выхода блока 7 сравнени  и с выхода триггера 14, информаци  со счетчика 4, присутствующа  на четвертых входах элементов И 10, перепишетс  по информационным входам в счетчик , после чего состо ни  счетчиков , , 4 и 5 будут соот- ветствовать состо ни м, приведенным в, строке 55 табл. 1.20

После прихода следующего импульса на входную шину 30 состо ни  счетчиков и 4 будут неодинаковы (строка ), в .результате чего на пр мом выходе блока 6 будет присутство45

вать сигнал который поступит на второй вход элемента И 26, с выхода которого сигнал О будет присутствовать на D-входе триггера 4. Импульс

55

денным в строках ,.,,,,

Таким образом, при нормальной работе устройства, содержащего основной 2п-разр дный двоичный счетчик, за врем , равное одному циклу его работы , производитс  2.2 -1 число раз контрол  истинных состо ний счетчиков , , 4 и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчике .

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в cocтo ни j соответст- вуюЕЦие строке 56, и после поступлени  следующего .импульса счетчики , 4 и 5 установились в состо ни , соответствующие строке , а счетчик в нулевое состо ние не установилс . При этом в результате равенства кодов счетчиков , 4 и 5 на пр мом вьпсоде блоков 6 и 7 сравнени , а значит, соответственно на |первых и вторых входах элементов И 25 и 26 присутств лот сигналы 1. При поступлении импульса с выхода

денным в строках ,.,,,,

Таким образом, при нормальной работе устройства, содержащего основной 2п-разр дный двоичный счетчик, за врем , равное одному циклу его работы , производитс  2.2 -1 число раз контрол  истинных состо ний счетчиков , , 4 и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчике .

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в cocтo ни j соответст- вуюЕЦие строке 56, и после поступлени  следующего .импульса счетчики , 4 и 5 установились в состо ни , соответствующие строке , а счетчик в нулевое состо ние не установилс . При этом в результате равенства кодов счетчиков , 4 и 5 на пр мом вьпсоде блоков 6 и 7 сравнени , а значит, соответственно на |первых и вторых входах элементов И 25 и 26 присутств лот сигналы 1. При поступлении импульса с выхода

7

формировател  12 импульсов триггер 14 устанавливаетс  в состо ние 1, импульс с выхода элемента И 25 устанавливает в нулевое состо ние счетчик , исправл   ошибку, и увеличивает на 1 содержимое счетчиков 4 и 5, Нмпульс с формировател  13 производит перезапись через элемен- ты И 10 содержимого счетчика 4 в счетчик . Если счетчик не установилс  в нулевое состо ние, то на выходе элемента ИЛИ 17 присутствует сигнал I, поступающий на второй вход элемента И 22, на первом и третьем входах которого присутствуют сигналы 1 соответственно с пр мого выхода блока 7 сравнени  и с выхода триггера 14, Сигнал 1 с выхода элемента И 22 поступает через элемент ИЛИ 19 на D-вход триггера 15. Передним фронтом сигнал 1 с инверсного выхода формировател  13 по С-входу триггер 15 устанавливаетс  в 1, сигнал с выхода которого на выходной шине 31 свидетельствует о неисправимой ошибке устройства, обнаруженной в результате контрол  первого вида. Сброс триггера 15 в О произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формировател  13 после сброса в О сигналом формировател  12 триггера 14, сигнал О с вькода которого заблокирует по третьему входу элемента И 22.

При контроле второго вида устройство при наличии сбоев в счетчике 2 работает следующим образом.

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики , 4 и 5 установились в состо ние, соответствующее строке , причем состо ние счетчика не совпадает с состо нием счетчика . При этом счетчики 4 и 5 наход тс  в нулевом состо нии, с выхода элемента И 27 сигнал 1 поступает на четвертые входы элементов И 9-, на вторых и четвертых входах которых присутствуют соответственно сигнал 1 с пр мого выхода блока 7 (коды счетчиков 4 и 5) равны) и сигналы с выхода счетчика . При поступлении сигнала с формировател  13 на первые входы элементов И 9 информаци  со счетчика переписываетс  по информационным входам в счетчик . Если состо ни  счетчиков и после этого не совпадают, то на инверсном выходе

658

блока 8 по вл етс  сигнал I, который поступает на второй вход элемента И 23, на первом и третьем входе которого присутствуют сигналы 1 соответственно с пр мого выхода блока 7 и с выхода элемента И 27. Сигнал 1 с выхода элемента И 23 через элемент

ИЛИ 19 поступает на D-вход триггера

15. Передним фронтом сигнал 1 с инверсного выхода формировател  13 по С-входу триггер 15 устанавливаетс  в 1, сигнализиру  на выходную гаину 31 .о неисправимой ошибке устройства.

Сброс в О триггера 15 произойдет, с приходом следующего импульса на входную шину 30 после запуска формировател  13 в результате исчезновени  сигнала 1 с третьего входа элемента И 23, так как счетчик 4 будет иметь не нулевое состо ние, и на выходе элемента И 27 будет сигнал О.

Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в состо ни , соответст- вуюидае строке , и после установлени  триггера 14 в 1, сброса в О счетчика , добавлени  1 в счетчики 4 и 5 по импульсу формировател  12 и перезаписи информации со счетчика 4 в счетчик по импульсу формировател  13 состо ни  счетчиков и 4 стали неодинаковы. При этом на

инверсном выходе блока 6 присутствует сигнал 1, который поступает на второй вход элемента И 24, на первом и третьем входах которого присутствуют сигналы 1 соответственно с пр мого

выхода блока 7 и с выхода триггера 14. Сигнал 1 с выхода элемента И 24 поступает через элемент ИЛИ 19 на D-вход триггера 15. Передним фронтом сигнала 1 с инверсного выхода формировател  13 по С-входу триггер 15 устанавливаетс  в 1, сигнал с выхода которого на выходной шине 31 свидетельствует о неисправимой ошибке устройства. Сброс триггера 15 в О

произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формировател  13 после сброса в О сигналом формировател  12 триггера 14, сигнал О с выхода, которого заблокирует по третьему входу элемент И 24. Контроль изменени  состо ний счетчика под воздействием помех в интервалах (паузах) между входными импульсами в устройстве не произво9

дитс , дл  этого могут быть исваны известные решени .

Режим работы устройства при чии сбоев в счетчиках 4 или 5.

Пусть с приходом очередного пульса на входную шину 30 счет

, и 5 установились в состо ни , соответствующие строке 56, а состо ние счетчика 4 не совпадает с состо нием счетчика 5. При этом на ; пр мом выходе блока 7 присутствует i,сигнал о, , блокирующий работу эле- ментов И 10 - 26, сигнал 1 с ин- ; версного выхода блока 7 открывает по : второму входу ключ 3. С приходом ; очередного импульса на входную шину I 30 состо ни  счетчиков , и 5 I будут соответствовать строке 57, так

как импульс переноса с выхода перено- 20 дены в табл. 2. В табл. 2 позици ми

; са счетчика через ключ 3 посту- пит на счетные входы суммировани  i счетчиков , 4 и 5, состо ние счет- : чика А при этом не будет соответство- ; вать состо нию счетчика 5. Подсчет ; числа входных импульсов будет продол- ; жатьс  до момента, когда, состо ни  счетчиков ., и 5 будут соответствовать строке . При этом ввиду равенства кодов счетчиков и на пр мом выходе блока 8 присутствует сигнал 1, поступакнций на третьи входы элементов И 28 и 29, на первых входах которых присутствует сигнал 1, с инверсного выхода блока 7 (коды счетчиков 4 и 5 не равны). На инверсных входах, начина  с четвертого, элемента И 28 присутствуют сигналы .О (состо ние счетчика 5 равно О), на четвертом входе элемента И 29 присутствует сигнал О с выхода элемента И 27 (состо ние счетчика из-за ошибки не равно О). С приходом сигнала с формировател  13 на второй вход элемента И 28 на его выходе по вл етс  сигнал 1, который через элемент ИЛИ 18 устанавливает по входам сброса счетчики 4 и 5 в нулевое состо ние. Если после этого состо ни  счетчиков 4 и 5 будут не одинаковые (счетчик 4 не установилс  в О), на инверсном выходе блока 7 сохранитс  сигнал 1, поступающий на первый вход элемента И 21, на втором входе которого присутствует сигнал 1 с пр мого выхода блока 8, Сигнал с выхода элемента И 21 через элемент ИЛИ 19 поступает на D-вход триггера 15. С приходом сигнала 1 с инверс46 - 50 обозначены аналогично табл. состо ни  счетчиков , , 4, 5. Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики

25 , , 4 .и 5 установились в состо ни , соответствующие строке 59 табл. 2, после прихода следующего им пульса - в состо ни , соответствующие строке 60. Сбои произошли в счет

30 чиках и 4. С приходом следующего третьего импульса, сначала переключа ютс  счетчики 4 и 5 (строка 61), а через врем  задержки элемента 16 - счетчик , с выхода переноса которого сигнал через открытый по второ му входу ключ 3 (коды счетчиков 4 и 5 не равны,и на инверсном выходе бло ка 7 присутствует сигнал 1) поступает на счетные входы суммировани  счетчиков , 4 и 5, после чего сос то ни  счетчиков соответствуют строке 62.-Устройство продолжает счет входных импульсов до совпадени  состо ний счетчиков и (строка 63), при этом коды счетчиков 4 и 5 не равны, на пр мом выходе блока 7 присутствует сигнал О, блокирующий работу элементов И 10, 22 - 26. С пр мого выхода блока 8 сигнал 1 по ступает на третьи входы элементов И 28 и 29. Однако из-за не нулевого состо ни  счетчиков 4 и 5 работа эле ментов И 28 и 29 блокирована соответ ственно отсутствием сигналов О на

ее инверсных входах, начина  с четверто го элемента И 28, и присутствием сиг нала О на четвертом входе элемента И 29 с выхода элемента И 27. Поэтому с приходом импульса формирова35

40

45

50

5

1 О

него выхода формировател  13 на С- вход триггера 15 последний устанавливаетс  в 1, сигнализиру  на вы

ходную шину 31 о неисправимой ошибке устройства. Сброс в О триггера 15 произойдет с приходом следующего импульса на входную шину 30 импульсом формировател  13, так как на втором входе элемента И 21 будет сигнал О с пр мого выхода блока 8 состо ни .

Аналогично описанному происходит работа устройства при сбое счетчика 5, с той разницей, что сигнал на сброс в О счетчиков 4 и 5 поступает с выхода элемента И 29.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчиках и 4 (или 5).

Ложные состо ни  счетчиков приве46 - 50 обозначены аналогично табл. 1 состо ни  счетчиков , , 4, 5. Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики

5 , , 4 .и 5 установились в состо ни , соответствующие строке 59 табл. 2, после прихода следующего импульса - в состо ни , соответствующие строке 60. Сбои произошли в счет0 чиках и 4. С приходом следующего, третьего импульса, сначала переключаютс  счетчики 4 и 5 (строка 61), а через врем  задержки элемента 16 - счетчик , с выхода переноса которого сигнал через открытый по второму входу ключ 3 (коды счетчиков 4 и 5 не равны,и на инверсном выходе блока 7 присутствует сигнал 1) поступает на счетные входы суммировани  счетчиков , 4 и 5, после чего состо ни  счетчиков соответствуют строке 62.-Устройство продолжает счет входных импульсов до совпадени  состо ний счетчиков и (строка 63), при этом коды счетчиков 4 и 5 не равны, на пр мом выходе блока 7 присутствует сигнал О, блокирующий работу элементов И 10, 22 - 26. С пр мого выхода блока 8 сигнал 1 поступает на третьи входы элементов И 28 и 29. Однако из-за не нулевого состо ни  счетчиков 4 и 5 работа элементов И 28 и 29 блокирована соответственно отсутствием сигналов О на

е инверсных входах, начина  с четвертого элемента И 28, и присутствием сигнала О на четвертом входе элемента И 29 с выхода элемента И 27. Поэтому с приходом импульса формирова5

0

5

0

тел  3 на вторые входы элементов И 2-8 и 29 сброс в О счетчиков 4 и 5 не происходит. На первом и втором входах элемента И Z1 присутствуют сигналы 1 соответственно с ннверс- ного выхода блока 7 и пр мого выхода блока 8, с приходом сигнала I с инверсного выхода формировател  13 на С-вход триггера 15 последний устанавливаетс  в 1, сигнализиру  на выходную шину 31 о неисправимой ошибке устройства. Сброс в О триггера 15 происходит аналогично описанному дл  режима работы устройства при наличии сбоев в счетчике 4 или 5.

Аналогично описанному происходит работа устройства при сбо х в счетчиках и 5.

Режим работы устройства при нали-2о и 5 ошибки равны соответственно аа

чии сбоев в счетчиках , и 4 (или 5).

.Пусть с приходом очередного импульса на входную шину 30 счетчики установились в состо ни , соответствующие строке 64. По мере подсчета входных импульсов сбои произошли в счетчиках , 4 (строка 65) и в счетчике (строка 66). Тогда при равенстве кодов счетчиков . и (строка 67) работа устройства происходит аналогично описанной дл  режима работы устройства при наличии сбо  в квук. счетчиках. Аналогично происходит работа устройства при наличии сбоев в счетчиках , и 5.

Режим работы устройства при наличии сбоев в счетчиках , , 4 и 5.

Работа устройства в этом режиме происходит аналогично режиму его работы при наличии сбоев в счетчиках , и 4. В строке 68 показаны истинные состо ни  счетчиков, в строке 69 - сбои произошли в счетчиках , 4 и 5, в строке 70 - сбой произошел в счетчике , строка 71 - состо ни  счетчиков и одгша- ковые, производитс  анализ нулевого состо ни , счетчиков 4 и 5 с последующей сигнализацией на выходной Ш1ше 31 о наличии неисправимой ошибки устройства.

aj - а , 4d dj - d

лЬ bj - b- , iic с j - Как В1ЩНО из табл. 1,

состо ни  счетчиков, относ щиес  в одной строке, удовлетвор ют условию 25 а - b + с О по модулю 8 2

,.. П ,

a,--b,-+d,.

30

aj-bj+tj О .Ц О

О по модулю 8, по модулю 8, по модулю 8,

следовательно

Ла. - ЛЪ + О по модулю 8,

Ла - 4Ь + ud О по модулю 8 (1).

Таким образом, если в устройстве

35 происходит сбой, и при зтом выполн етс  одно из условий (1), то данна  ошибка не обнаруживаетс . Например, если счетчики , , 4 бьши в состо ни х соответственно 5, 1, 4 и в

0 результате сбо  оказались в состо ни х 7, 1 , 2, то da 7 - 5 2; ЛЬ 1 - 1 0; dc 2 - 4 -2 и da - -ЛЬ+лс 2-0-2 0, следовательно , ошибка не обнаруживаетс .

5 Если из состо ний 1, 6, 5 перешли в состо ни  3, 1, 6, тогда /За - /ЗЬ + + йс 2 - (-5) + 1 О по модулю 8, данна  ошибка также не обнаруживаетс .

50

Произведем количественную оценку двойных и тройных ошибок. Рассмотрим состо ни  счетчиков , и 4 (или 5). Число всех состо ний (истин- В устройстве не обнаруживаетс  ,р д gg ных и ложных) счетчиков равно

ошибок, которые про1 3ошлн более чем 2 . Как видно из табл. 1, число

в одном счетчике. Рассмотрим характер таких ошибок и произведем их количественную оценку.

Обозначим выраженные в дес тичном коде состо ни  счетчиков , , 4 и 5, соответствующие какой-либо i-й строке табл. 1, соответственно а|, bj, Cj и d,, а соответствующие j-й строке -V соответственно а.- , b ,-, С; и d;. Если счетчики , , 4

b

, J- и 5 находичись в состо ни х а

М i и в результате сбоев оказались

С; Hd;

В ИСТИННЫХ состо ни х а-, „

d:, то в момент проведени  контрол 

b;,.Cj и

их состо ний, соответствующих строкам , 53,...,, ошибки не 5 обнаруживаютс . Определим величину ошибки дл  каждого счетчика как разность состо ний последующего и предыдущего , выраженных :в дес т1 чном коде , тогда дл  счетчиков , , 4

aj - а , 4d dj - d

лЬ bj - b- , iic с j - Как В1ЩНО из табл. 1,

состо ни  счетчиков, относ щиес  в одной строке, удовлетвор ют условию а - b + с О по модулю 8 2

,.. П ,

a,--b,-+d,.

aj-bj+tj О .Ц О

О по модулю 8, по модулю 8, по модулю 8,

следовательно

Ла. - ЛЪ + О по модулю 8,

Ла - 4Ь + ud О по модулю 8 (1).

Таким образом, если в устройстве

происходит сбой, и при зтом выполн етс  одно из условий (1), то данна  ошибка не обнаруживаетс . Например, если счетчики , , 4 бьши в состо ни х соответственно 5, 1, 4 и в

результате сбо  оказались в состо ни х 7, 1 , 2, то da 7 - 5 2; ЛЬ 1 - 1 0; dc 2 - 4 -2 и da - -ЛЬ+лс 2-0-2 0, следовательно , ошибка не обнаруживаетс .

Если из состо ний 1, 6, 5 перешли в состо ни  3, 1, 6, тогда /За - /ЗЬ + + йс 2 - (-5) + 1 О по модулю 8, данна  ошибка также не обнаруживаетс .

истинных состо ний, в которые могут перейти счетчики, при сбо х в счетчиках и 4 (или 5), равно 2 2,

а число истинных состо шп, в которые могут перейти счетчики, при сбо х в счетчтшах , и 4 (или 5) равно 2 , Поэтому число двойных и тройных ошибок, которые не обнаруживаютс , по отношению ко всем ВОЗМОЖ11ЫМ состо ни м счетчиков равно соответственно

Лп

от.

212

23 2 2зп

::; - ..

2

Не рассматриваютс  двойные сбои в счетчиках и , потому что при правильной работе счетчиков 4 и 5 и при отсутствии сбоев в счетчике в паузах между входными импульсами ложные переключени  счетчика или будут исправлены или устройство выдает сигнал о Неисправимой ошибке.

Не обнаруживаютс  в устройстве одинаковые сбои, возникающие одновременно в счетчиках 4 и 5,, так как .блок 7 сравнени  данную ошибку не обнаруживает .

Дл  удобства рассмотрени  работы устройства на фиг.5 показан алгоритм его работы при поступлении очередноСчетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее ос15 новной 2п-разр дный двоичный счетчик, в котором выход переноса п-го разр да с первым входом ключа, выход которого соединен со счетным входом суммировани  (п+1)-го разр да и  вл ет20 с  выходом ошибки основного 2п-раз- р дного двоичного счетчика, а второй вход  вл етс  управл ющим входом основного 2п-разр дного двоичного счетчика , первый элемент ИЛИ, второй эле25 мент ИЛИ, первый элемент И, первьй блок сравнени , первый элемент задержки , первый контролирующий п-раз- р дный двоичный счетчик, выходы которого , начина  с первого, соединены

го импульса на входную шипу 30. Знаком 30 соответственно с входами первой группы начина  с первого, первого блока сравнени , входы второй группы которого , начина  с первого, соединены соответственно с выходами разр дов, начина  с (п+1)-го, основного 2п-раз- р дного двоичного счетчика, выходы разр дов которого с первого по п-й соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью повьшге- ни  надежности, в него введены второй контролирующий п-разр дный двоичный счетчик, второй блок сравнени , третий блок сравнени , первый триггер, второй триггер, перва  группа элементов И, втора  группа элементов И, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый формирователь импульсов и второй формирователь им (х) показано содержимое элемента х, например, () - содержимое счетчика , над стрелкой, расположенной сбоку символа обработки, указан элемент , сигнал с которого выполн ет указанные в символе функции. Записи типа ТТ14 1, О,О,...О (), (4), (5), (4) - () означают соответственно установку триггера 14 в 1, сброс счетчика в О, вы- читание 1 со счетчиков 4 и 5, пересылку содержимого счетчика 4 в счетчик .

Счетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее ос- новной 2п разр дный двоичный счетчик а и b - младша  и старша  половины которого„ и два контролирующих п-разпы начина  с первого, первого блок сравнени , входы второй группы ко рого, начина  с первого, соединены соответственно с выходами разр до начина  с (п+1)-го, основного 2п-р р дного двоичного счетчика, выходы разр дов которого с первого по п-й соединены соответственно с входам первого элемента ИЛИ, отлич щеес  тем, что, с целью повьш ни  надежности, в него введены вт контролирующий п-разр дный двоичны счетчик, второй блок сравнени , т тий блок сравнени , первый тригге второй триггер, перва  группа элем тов И, втора  группа элементов И, следовательно соединенные второй мент задержки, первый формировател импульсов и второй формирователь

р дных двоичных счетчика, соответственно сие,. обнар живает и исправл - 50 пульсов,второй элемент И,

ет любые ошибки, возникаюш51е в одном

элемент И, четвертый элемент И, п

тый элемент И, шестой элемент И,с мой элемент И, восьмой элемент И, в тый элемент И, третий элемент ИЛ 55 четвертый элемент ИЛИ, выход трет го элемента ИЛИ соединен с ,В-вход второго тригтера, пр мой выход кот рого соединен с выходной шиной, а С-вход - с инверсным выходом второ

обнаруживает ошибки, двух, трех или четырех исключением ошибок, рых удовлетвор ют ус-

-)h

Дс е О Jd 5 О

по модулю 2 по модулю 2,.

Количество ошибок, которые не обнаруживаютс , по отношению ко всем возможным состо ни м счетчиков устройства равно:

1 2 5п

дл  двойньпс ошибок дл  тройных ошибок - :,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Счетное устройство с контролем и исправлением ошибок, содержащее основной 2п-разр дный двоичный счетчик, в котором выход переноса п-го разр да с первым входом ключа, выход которого соединен со счетным входом суммировани  (п+1)-го разр да и  вл етс  выходом ошибки основного 2п-раз- р дного двоичного счетчика, а второй вход  вл етс  управл ющим входом основного 2п-разр дного двоичного счетчика , первый элемент ИЛИ, второй элемент ИЛИ, первый элемент И, первьй блок сравнени , первый элемент задержки , первый контролирующий п-раз- р дный двоичный счетчик, выходы которого , начина  с первого, соединены

   соответственно с входами первой группы начина  с первого, первого блока сравнени , входы второй группы которого , начина  с первого, соединены соответственно с выходами разр дов, начина  с (п+1)-го, основного 2п-раз- р дного двоичного счетчика, выходы разр дов которого с первого по п-й соединены соответственно с входами первого элемента ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью повьшге- ни  надежности, в него введены второй контролирующий п-разр дный двоичный счетчик, второй блок сравнени , третий блок сравнени , первый триггер, второй триггер, перва  группа элементов И, втора  группа элементов И, последовательно соединенные второй элемент задержки, первый формирователь импульсов и второй формирователь импульсов ,второй элемент И,

   элемент И, четвертый элемент И, п тый элемент И, шестой элемент И,седьмой элемент И, восьмой элемент И, дев тый элемент И, третий элемент ИЛИ, 55 четвертый элемент ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с ,В-входом второго тригтера, пр мой выход которого соединен с выходной шиной, а С-вход - с инверсным выходом второго

   15I

   формировател  импульсов, пр мой выход которого соединен с первыми входами элементов И первой и второй групп, вторые входы элементов И которых соединены с пр мым выходом второго блока сравнени  и с первыми входами второго , третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с выходом первого элемента ИЛИ, с инверсным выходом третьего блока сравнени  и с инверсным выходом первого блока сравнени , пр мой выход которого соединен с первыми входами п того и шестого элементов И, вторые входы которых соединены с пр мым выходом второго блока сравнени , инверсный выход которого соединен с первым входом первого элемента И, с управл ющим входом основного 2п-разр дного двоичного счетчика и с первыми входами восьмого и дев того элементов И, вторые и третьи входы каждого из которых соединены соответственно с пр мым выходом второго формировател  импульсов и с пр мым выходом третьего блока сравнени , выходы разр дов с первого по п-й основного 2п-разр дного двоичного счетчика соединены соответственно с входами первой группы, начина  с первого , третьего блока сравнени , входы второй группы которого, начина  с первого, соединены соответственно с выходами разр дов, начина  с (п+1)- го, основного 2п-разр дного двоичного счетчика и соответственно с третьими входами элементов И, начина  с первого первой группы, выходы которых , начина  с первого, соединены соответственно с информационными входами разр дов, начина  с первого, основного 2п-разр дного двоичного счетчика, п входов сброса разр дов которого, начина  с первого, соединены с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом ошибки основного 2п- разр дного двоичного счетчика, а выход - со счетными входами суммировани  первого и второго контролирующих п-разр дных двоичных счетчиков и вы- хо дом п того элемента И, третий вход которого соединен с выходом первого

   6516

   формировател  импульсов и с С-входом nepBoi o триггера, D-вход которого соединен с выходом шестого элемента И, а пр мой выход первого триггера соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И и с третьими входами элементов И второй группы , четвертые входы которых, начина 

   с первого, соединены соответственно с выходами разр дов, нач1ша  с первого , первого контролирующего п-раз- р дного двоичного счетчика, соединены соответственно с входами первой группы, начина  с первого, второго блока сравнени  и соединены соответственно с инверсными входами седьмого элемента И, выход которого соединен с четвертыми входами элементов

   И первой группы, третьим входом третьего Элемента И и четвертым входом дев того элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ItlTH, подсоединенного вторым

   входом к выходу восьмого элемента И, а выходом - к входам сброса первого и второго контролирующих п-разр дных двоичных счетчиков, счетные входы вычитани  которых соединены с входной

   шиной, входом второго элемента задержки и через первый э лемент задержки - со счетным суммирующим входом основного 2п-разр дного двоичного счетчика, второй вход первого элемента И соединен с пр мым выходом третьего блока сравнени , выходы первого элемента И, второго элемента И, третьего элемента И и четвертого элемента И соединены соответственно с первым , вторым, третьим и четвертым входами третьего элемента ИЛИ, выходы разр дов, начина  с первого, второго контролирующего п-разр дного двоичного счетчика соединены соответственно

   с входами второй группы, начина  с первого, второго блока сравнени  и соединены соответственно с инверсны- ми входами восьмого элемента И, а выходы элементов И второй группы, начина  с первого, соединены соответственно с информационными входами раз- р дов, начина  с (п+1)-го, основного 2п-разр дного двоичного счетчика.

   Таблица 1