Программируемая логическая матрица с контролем

Программируемая логическая матрица с контролем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых устройств высокой надежности. Целью изобретения является повышение точности контроля программируемой логической матрицы (ППМ). достигается введением в ПЛМ формирователя инверсных сигналов с различной задержкой. В случае малого значения задержки предложенная ПЛМ работает как известная. В случае большого значения задержки в предложенной ПЛМ удается увеличить количество обнаруживаемых и уменьшить ко личество неразличимьгхнеисправностей, благодаря возможности применения метода динамической диагностики. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. сл tc о (0 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ соцИАлистичесних

РЕа1УБЛИН

„„Я0„„1260941

А1 (594606 F 70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ABT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 1

t гц 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

4 (21) 38791 74/24-24 (22) 29.03.85 (46) 30.09.86. Бюл. У 36 (71) Пензенский завод-втуз (72) В.И.Левин, А,М.Андрюшаев и К.В.Ерин (53). 681.32?.66(088.8) (56) Горяшко А.П. Синтез программируемых логических матриц с малой трудоемкостью тестового диагностирования-. Известия АН СССР. Техническая кибернетика, 1984, Р 1, с, 201206.

Барайов С.И., Синев В.Н., Автоматы и программируемые матрицы. Минск,:

Вышэйшая школа, 1980, с, 44, (54) ПРОГРАММИРУЕМАЯ ЛОГИЧЕСКАЯ МАТРИЦА С КОНТРОЛЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых устройств высокой надежности.

11алью изобретения является повышение точности контроля программируемой логической матрицы (ПЛМ ). Эта цель достигается введением в ПЛМ формирователя инверсных сигналов с pasличной задержкой. В случае малого значения задеряхи предложенная ПЛМ работает как известная. В случае большого значения задержки в предложенной ПЛМ удается увеличить количе- 3 ство обнаруживаемых и уменьшить количество неразличимыхнеисправностей, Mg благодаря возможности применения метода динамической диагностики.

1 s.ï. ф-лы, 4 ил.

1260941 2

15

25

Из о бр ет ение относится к вычислительной технике и может быть использовано при проектировании цифровых .устройств высокой надежности.

Целью изобретения является повышение точности контроля (локализации неисправностей) программируемой логической матрицы (ПЛМ). На фиг, 1 приведена схема ПЛМ; на фиг. 2 — схема формирователя инверсных сигналов; на фиг. 3 — карты

Карно, описывающие булевы функции, реализованные ПЛМ (фиг. 1), на фиг. 4 — временная диаграмма .работы

ПЛМ (фиг ° 1) °

Программируемая логическая матрица (фиг. 1) содержит матрицу И 1, матрицу ИЛИ 2 и формирователи 3 инверсных сигналов. Нечетные горизонтальные шины матрицы И образуют ее первую группу входов и являются входами ПЛИ 4, четные горизонтальные шины матрицы И образуют ее вторую группу входов. Вертикальные шины матрицы И являются ее выходами и входами матрицы ИЛИ, горизонтальные шины матрицы ИЛИ являются выходами

1UIN 5. В некоторых узлах горизонтальные шины матрицы И соединены с вертикальными шинами с помощью диодов. Этим обеспечивается формирование на вертикальных шинах импликант, представляющих собой конъюнкцию нескольких входных булевых переменных.

В некоторых узлах вертикальные и горизонтальные щины матрицы ИЛИ соединены диодами, чем обеспечивается дизъюнкция импликант, сформированных в матрице ИЛИ, На фиг. 1 показан также управляющий вход ПЛМ 6, Формирователь 3 инверсного сигнала (фиг. 3) содержит элемент И-ИЛИ-НЕ 7, элемент НЕ 8 и элемент задержки,9.

При нулевом значении сигнала на управляющем входе 6 предлагаемая

ПЛМ работает также, как и известная.

При единичном значении сигнала на входе 6 инверсные значения входных сигналов формируются с задержкой.

Это позволяет обнаружить и локализовать большее число неисправностей, чем в известной ПЛИ.

Наиболее характерные неисправности ПЛМ вЂ” отсутствие нужного или наличие лишнего узла в матрицах И или

ИЛИ. Подобные неисправности могут быть обнаружены и локализованы с помощью статических методов диагностики лишь в случае, если изменяются булевы . функции, реализованные на выходах ПЛМ, т.е.;изменяются множества единичных наборов какой-либо реализуемой функции (на единичных входных наборах значения булевой функции равно 1) .

Во время работы ПЛИ при изменении одной или нескольких входных булевых переменных (переход от одного входного набора к другому) выходные логические значения должны оставаться постоянными или изменяться в зависимости от реализованной на этом выходе булевой функции, что используется в упомянутой статической диагностике ПЛИ. В случае, если выходной сигнал должен оставаться равным единице (на единичном переходе — при переходе от одного единичного набора к другому) в результате состязаний (гонбк) возможно кратковременное появление логического нуля. Это возможно лишь в случае, когда клетки карты Карно, ссответствующие исходному и конечному единичным входным наборам, содержат единицы (единичный переход), но не объединены (не покрыты) общей импликантной (непокрытый единичный переход). Это свойство используется для реализации динамической диагностики ПЛИ, при которой для диагностических целей используются не только установившиеся статические значения на выходе диагностируемой ПЛМ, но и весь цифровой переходный процесс на выходе ПЛМ.

Для иллюстрации сказанного рассмотрим изображенные на фиг. 3 карты Карно, описывающие булевы функции, реализованные ПЛМ (фиг. 1) как в исправном состоянии, так и при наличии некоторых неисправностей, Функции У„ и У реализуются исправной ПЛМ. Если при программировании ПЛИ в матрице и будет пропущен узел на пересечении горизонтальной шины Х и вертикальной шины, на которой формируется импликанта Х Х Х

2 3 4 (в дальнейшем все вертикальные шины будем обозначать сформированными на них ипликантами), или будет пропущен узел на пересечении горизонтальной шины Х и вертикальной

4 шины Х Х Х то вместо У будут со2 3 4 1 ответственно реализованы функции

1 2

У, и Y„ . Если в матрице U будет про1 б0о41 пущен узел ня пересечении шин Х и

Х,Х,Х или на пересечении шин Х и з

Х2Х3Х4, то буду соответствепь о реь 1 г ализованы функции Y u Y,,Y u Y

5,1 1

1 1 а также Y и У, попарно являются различньпчи реализациями одних и тех же булевых функций, Следовательно, статическими методами диагностики нельзя различить неисправности, в результате которых У, трансформиру1

2 3 1 етсявУ,иливУ,(вУ,илиY).

Приведем еще один пример неразличимых статическими методами не1 2 исправностей ПЛМ. Функции У, и Y получаются из У при наличии в матрице U лишнего узла на пересечении горизонтальной IUHHbI Х HJIH IIIH21bI Х с вертикальной шиной Х.„ Х 2

Возможность различия всех рас— смотренных неисправностей весьма важна, так как позволяет локализовать пропущенный узел и исправить

ПЛИ, В ПХК возможны не только статически неразличимые неисправности,но и неисправности, вообще необнаруживаемь е статическими методами: на . пример, неисправность, трансформиру5 ющую У, в У (лишний узел в матрице

ИЛИ на пересечении выходной шины Y и шины Х, Х Х ) . Для обнаружения и различения рассмотренных неисправностей используются динамические методы диагностики за счет различия множеств непокрытых ипликантами единичных переходов (фиг, 4).

Действительно, в У, непокрыты единичные переходы llll — 1110 и

0111 - 0110, à í Y непокрытыми являются другие единичные переходы:

1111 1101 и 0111-0101. Осуществляя изменение входного набора булевых переменных от llll к 1110 (или от

0111 и 0110) и от 1111 к 1101 (или от 0111 к 0101), можно различить неисправности, приведшие к изменению реализации функции .Y,,если гаранти1 ровано появление нулевого выходного импульса на любом непокрытом единичном переходе, Все. другие случаи приведенных неисправностей также различаются множеством непокрытых единичных пере3 1 ходов, либо друг от друга (Y, от Y

У2 от Y,, ), либо (в случае обнаружения неисправности) от исправной функции (У от У„).

Таким образом, применение динамической диагностики позволяет су-щественно увеличить количество обнаруживаемых и умень1пить долю неразличимых неисправностей путем диагностики неисправностей не только по совпадению или различию множеств единичных наборов, но и по совпадению или различию множеств покрытых ипликантами единичных переходов в заданной реализации булевых функций на ПЛИ.

Формула изобретения

1. Программируемая логическая матрица с контролем, содержащая мат-

20 рицу И и матрицу ИЛИ, входы которой соединены с выходами матрицы И, входы первой групгь. которой и выходы матриць1 ИЛИ являются соответственно входами и выходами программируемой логической матрицы, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью човьппения точности контроля программируемой логической матрицы, в нее введены формирователи инверсных сигналов, ЗО первый вход каждого из которых соединен с соответствующим входом первой группы матрицы И, выход — с соответствующим входом второй группы матрицы И, а второй вход является управляющим входом программируемой . логической матрицы.

2. Логическая матрица по п. 1, отличающаяся тем, что каждый формирователь инверсного сигнала состоит из элемента И-ИЛИ-НЕ, элемента НЕ и элемента задержки, причем выход элемента И-ИЛИ-НЕ является выходом формирователя инверсного сигнала, первыи вход первой группы входов И элемента И-H:M-НЕ соединен с входом элемента задержки и является первым входом формирователя инверсного сигнала, первый вход второй группы входов И элемента И-ИЛИ-НЕ соединен с входом элемента НЕ и является вторым входом формирователя инверсного сигнала, выходы элемента задержки и элемента

НЕ соединены с вторыми входами первой и второй групп входов И элемента И-ИЛ1-НЕ соответственноъ

1260941

Х

Х2

Х2

Х2 z 3 х„

1260941

Х1 3

ХФ ф 2 3

2 х"

3 х»

yS уа

1?60941 х%4 х, Х2 Хз

Х Х

Составитель А,Дерюгин !

Редактор Т.Парфенова Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Заказ 5232/49

Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета CCGP по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4