Устройство для контроля схем сравнения

Устройство для контроля схем сравнения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 090481 (21) 3270364/18-24 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Опубликовано 3010.82.. Бюллетень №40

Дата опубликования описания,30.10.82

Союз Советских,Социалистических

Республик

<в970377 (И } М. Nn.з

Q 06 F 11/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК681. 3

1088.8) (72) Автор изобретения

С.К.Лопатин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ CXEN СРАВНЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля уст- . ройств дискретной автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство для проверки схем сравнения двоичных чисел,содержащее триггеры, логический блок, два счетчика, выходы которых подключены к входам проверяемой схемы сравнения (1 ).

Недостатком устройства является низкая производительность, ограничивающая область его применения малоразрядными схемами сравнения, что связано с избыточностью кодирования входных сигналов контролируемых схем.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля схем сравнения, содержащее элемент И, первый счетчик, вход. которого соединен с тактовой шиной, второй счетчик, логический блок, первый вход которого подключен к выходу контролируемой схемы сравнения, первый и второй триггеры, выходы которых подключены к второму и третьему входам логического блока (2).

Недостатком этого устройства также является низкая производительность, обусловленная тем, что в уст" ройстве предусматривается полный перебор всех возможных комбинаций входных сигналов схемы сравнения. Кроме того, использование принципа добавления единицы (по сигналу переноса

1p с одного счетчика) к коду второго счетчика в паузах между импульсами основной частоты приводит к необходимости снижения в 2 раза рабочей частоты схемы по сравнению с предельно допустимой для данного устройства.

Время t, необходимое для проверки М разрядной схемы сравнения, имеющей 2й1 входов, составляет

2 111 ж

t где F. - частота повторения импульсов на входе счетчиков,фор-мирующих параллельные коды.

Избыточность комбинаций входных переменных может быть устранена, если учесть, что при построении многоразрядных схем сравнения используются элементы сравнения малоразрядных кодов, что связано с ограничен30 ным числом внешних выводов элементов

970377

Т

V. 2

40

55

65 (интегральные микросхемы в стандартном 14 или 16 выводном корпусе).При этом схема сравнения на И разрядов содержит V элементов о к разрядов каждый. Если для проверки элемента сравнения требуется полный перебор комбинаций, число которых составляет 21", то для проверки всей схемы сравнения достаточно обеспечить последовательный перебор всех. входных комбинаций кодов каждого из элементов при фиксированных (нулевых или единичных ) значениях логических переменных на входах остальных элементов. Время проверки T схемы сравнения в этом случае определяется выражением:

Цель изобретения — повышение производительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля схем сравнения, содержащее два счетчика, два триггера, элемент И, блок анализа выходных сигналов, причем вход первого счетчика соедийен с тактовым входом устройства, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым вхо.дами блока анализа выходных сигналов, третий вход которого соединен с выходом контролируемой схемы сравнения, выход блока анализа выходных сигналов является выходом устройства,вве- 35 дены элемент И-НЕ, два коммутатора кодов, третий счетчик, распределитель импульсов, причем группа информационных выходов первого счетчика соединена с группой информационных входов первого коммутатора кодов и группой входов элемента

И-НЕ, выход которого соединен с входом элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого счетчика, выход элемента И соединен с входом второго счетчика, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов второго коммутатора кодов,выход переноса первого счетчика соединен с входом третьего счетчика, единичным входом первого триггера и первым нулевым входом второго триггера, выход переноса второго счетчика соединен с первым нулевым входом перво" гф триггера и единичным входом второго триггера, выход переноса третьего счетчика соединен с входом распределителя импульсов и вторыми нулевыми входами первого и второго триггеров, группа выходов распределителя импульсов соединена с груПпами управляющих входов первого и второго коммутаторов кодов, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группами входов контролируемой схемы сравнения.

На чертеже приведена структурная схема устройства с контролируемой схемой сравнения.

Устройство содержит счетчики 1

3, распределитель 4 импульсов, элемент И-НЕ 5, элемент И б, коммута торы 7 и 8 кодов, триггеры 9 и 10 контролируемую схему 11 сравнения, блок 12 анализа выходных сигналов, тактовый вход 13 устройства, выход

14 устройства.

Выходы 1,..., К первого 1 и второго 2 счетчиков, соединенные соответственно с входами 1,...,.K первого 7 и второго 8 коммутаторов кодов, являются информационными выходами параллельных двоичных кодов счетчиков. Выход переноса первого счетчика 1 соединен с входом третьего счетчика 3, а также с входом установки "1 " (S) первого триггера 9 и входом установки "0" (R) второго триггера 10, выход переноса второго счетчика 2 соединен с входами установки

"0" и "1" триггеров 9 и 10 соответственно, а выход переноса третьего счетчика 3 подключен к входу распределителя 4 импульсов и к вторым входам установки "0" триггеров 9 и 10.

Первый (второй) коммутатор кодов

7 (8) имеет M выходов, соединенных с первой (второй) группой входов контролируемой схемы сравнения,причем М выходов разделены íà-V групп по К разрядов в каждой. Номер группы выходов, на которых повторяются выходные сигналы первого (второго) счетчика 1 (2) определяется номером возбужденного выхода распределителя.4 импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами 1,...V обоих коммутаторов 7 и 8 кодов.

В дальнейшем будем считать, что на первую группу входов контролируемой схемы сравнения поступает число А, на вторую группу входов число Ь .

Для определенности при описании принципа работы устройства предполагается, что все счетчики переключаются по заднему фронту положительного импульса, поступающего на вход счетчика, сигналы на выходах переносов счетчиков вырабатываются при переходе счетчика,из состояния

"1...1" в состояние "0...0" в виде импульсов, совпадающих по длитель-. ности и полярности с импульсами на входах счетчиков. Перед началом работы счетчики 1 — 3, триггеры 9 и

10 и распределитель 4 импульсов устанавливаются в нулевые состояния (,цепи установки нуля не показаны), при этом выход 1 распределителя 4 импульсов оказывается в состоянии логической единицы, остальные

970377 (2.. V) выходы - в состоянии логичес- ловие A 6 (после окончания формир< кого нуля. вания последовательности всех возУстройство работает следующим об- можных комбинаций кодов на выходах разом. счетчиков 1 и 2 ). Одновременно с

С поступлением импульсов на такто- этим сигнал переноса третьего счетвый вход 13 устройства счетчики 1 и 5 чика 3 переключает распределитель

2 одновременно изменяют свои состоя- 4 импульсов во второе состояние,при ния, сохраняя равенство кодов вплоть котором на всех его выходах, кроме до появления в них комбинаций "1...1". второго, устанавливаются сигналы

Триггеры 9 и 10 находятся при этом с уровнем логического нуля. B каждом в нулевых состояниях, что соответству-)() из Ч состояний распределителя 4 ет равенству чисел A и 8 в счетчи- импульсов коммутаторы кодов 7 и 8, ках 1 и 2 соответственно. При наличии передают все возможные комбинации кода "11...1" в первом счетчике 1 на,кодов с выходов счетчиков 1 и 2 совыходе элемента И-НЕ 5 формируется ответственно на одноименные группы сигнал нулевого уровня, который запре- входов контролируемой схемы сравщает прохождение очередного импульса нения: в первом состоянии распрес тактового входа 13 устройства через целителя 4 импульсов первый коммуэлемент И б на вход второго счетчи- татор 7 кодов подключает выходы ка 2, поэтому в следующем :акте пер- первого счетчика 1 к 1... К входам вый счетчик 1 устанавливается в нуле- числа A схемы сравнения, второй вое состояние, формируя сигнал на вы- 20 коммутатор 8 кодов — выходы второго ходе переноса, а второй счетчик 2 счетчика 2 к 1...К входам числа остается в состоянии "1...1". Код 8, во втором состоянии распредечисла А в первом счетчике 1 оказыва- лителя импульсов счетчики 1 и 2 ется меньше кода числа во втором счет- подключены к входам (К + 1)...2К чике 2, что фиксируется на триггерах >5 чисел A и Ь контролируемой схемы

9 и.10. Сигнал с выхода переноса пер- сравнения и т.д. На все оставшиевого счетчика 1 устанавливает первый ся входы схемы сравнения во всех триггер 9 в состояние "1" и подтверж- .состояниях распределителя 4 имдает нулевое состояние второго триг- пульсов подаются постоянные логигера 10. С поступлением на тактовый ЗО ческие уровни сйгналов (нуля или вход, 13 устройства (2 + 1) импульса единицы ). Таким образом, производитК . второй счетчик 2 устанавливается в ся последовательный перебор всех вознулевое состояние, неравенство кодов можных комбинаций входных кодов в в счетчиках 1 и 2 изменяет свой знак каждой группе из К входов контролина обратный (A > B ), сигнал с выхода 35 руемой схемы сравнения при одинаковых переноса второго счетчика 2 устанав- входных сигналах на всех оставшихся ливает в единичное состояние второй (V — 1) К входах для чисел A и 8 ° триггер 10 и в нулевое состояние Цикл проверки схемы сравнения заканпервый триггер 9. Неравенство А rS чивается с завершением перебора всех сохраняется до второго перехода счет- 4р комбинаций. кодов на последней группе чика 1 из состояния "1...1" в сос- входов от(М вЂ” К + 1) до M контролитояние "0...0", при этом поступление руемой схемы сравнения, выходные сигочередного тактового импульса на вход налы которой, поступающие на вход второго счетчика 2 запрещается, как блока 12 анализа выходных сигналов, и в первом цикле работы счетчика 1, 5 сравниваются в нем с состояниями элементом И-НЕ 5. С каждым циклом триггеров 9 и 10. Для исправной схемы работы первого счетчика задержка по- сравнения в каждом такте работы устявления сигнала переноса на выходе . Ройства должны выполняться следующие второго счетчика 2 относительно мо- условия соответствия выходных сигнамента появления сигнала переноса на .лов схемы сравнения выходным сигналам выходе первого счетчика 1 увеличи- триггеров 9 и 10: вается на один такт, и через 2

2к т 9-= 0, Тг.10 = 0, А =8. ° тактов входной частоты, что соответствует 2" циклам работы счетчика 1, Тг 9 = О, Тг 10 = 1, А > В

К

Ф Р У эта задержка составляет 2 тактов, т.е. коды в счетчиках 1 и 2 принимают одинаковые значения "0...0". При нарушении этих условий соотЧисло циклов первого счетчика 1 ветствия блок 12 анализа выходных подсчитывается третьим счетчиком 3, сигналов передает на выход 14 устройимеющим такое же количество разря- .ства сигнал "Неисправность", который дов, как и счетчик 1. Сигнал пере- ® ;может быть использован для локализа-. носа третьего счетчика 3 устанавли- ции места неисправности в контроливает триггеры 9 и 10 в нулевые сос- руемой схеме сравнения путем запрета тояния в тот момент, когда коды чи- подачи сигналов на тактовый вход 13 сел в счетчиках 1 и 2 принимают зна- устройства и последующего анализа чения "0...0", т.е. выполняется ус- 65,кодов, хранящихся в счетчиках 1 и 2.

970377

t 2(6- К1

2 —

Формула изобретения

Предлагаемое устройство по сравнению с аналогичными по назначению устройствами, но используквцими принцип полного перебора всех входных комбинаций кодов, позволяет повысить производительность в число И раз, определяемое отношением времени иТ

Выигрыш в быстродействии получа-, ется тем больше, чем больше разрядность контролируемых схем сравнения, поскольку степенная зависимость длительности интервала контроля от числа разрядов заменяется линейной зависимостью указанного параметра от числа групп, на которое разделяются разряды.

Устройство для контроля схем срав нения, содержащее два счетчика, два триггера,.элемент И, блок-анализа выходных сигналов, причем вход пер- . вого счетчика соединен с тактовым входом устройства, выходы первого и второго триггеров соединены соответственно с первым и вторым вхо" дами блока анализа выходных сигналов, третий вход которого соединен с выходом контролируемой схемы сравнения, выход блока анализа выходных сигналов является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, в него введены элемент

И-НЕ, два коммутатора кодов, третий счетчик, распределитель импульсов, причем группа информационных выходов первого счетчика соединена с группой информационных входов первого коммутатора кодов и группой входов. элемента И-НЕ, выход которого .соединен с входом элемента И, второй вход которого соединен с первым входом первого счетчика,вы10 ход элемента И соединен с входом второго счетчика, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов второго коммутатора кодов, выход переноса первого счетчика соединен, с входом третьего счетчика, единйчным входом первого триггера и первым нулевым входом второго триггера, (. выход переноса второго счетчика сое; -динен сг.первым нулевым входом первого триггера и единичным входом второго триггера, выход переноса третьего счетчика соединен с входом распре.делителя импульсов и вторыми нулевыми входами первого и второго триггеров, группа выходов распределителя импульсов соединена с группами управляющих входов первого и второго коммутаторов кодов, выходы которых соединены соответственно с первой и второй группами входов контролируемой схемы сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

11.Авторское свидетельство СССР

9 481898, кл. G 06 F 11/00, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

М 584309, кл. G 06 F 11/00, 1976 (прототип).

970377

Составитель В.Гричнев

Редактор Е,Папп ТехредЛ.Пекарь Корректор Н. Буряк .Заказ 8389/60 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4