СЧЕТЧИК С КОЭФФИЦИЕНТОМ СЧЕТА ДЕВЯТЬ

Полезная модель относится к импульсной технике и предназначена для систем автоматики и вычислительной техники.
t
t
Счетчики с коэффициентом счета девять известны. Например, известен счетчик с коэффициентом счета девять, содержащий регистр сдвига, построенный на пяти D - триггерах, соединенных между собой последовательно, причем пятый триггер имеет два информационных D - входа, первый из которых соединен с инверсным выходом первого, а второй - с инверсным выходом второго D - триггеров регистра (Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Сов. радио, 1973, с.171).
Недостатком известного счетчика является низкая контролепригодность, так как в нем отсутствуют диагностические признаки, на основании которых можно достоверно судить об исправности счетчика в процессе его функционирования.
t
t
t
t
t
t
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является счетчик с коэффициентом счета девять, содержащий пять D - триггеров и элемент И, в котором вход синхронизации устройства соединен с С - входами синхронизации каждого D - триггера, информационные D - входы каждого i+I-вого D - триггера соединены с прямыми выходами i - того D - триггера, где i=I...4, инверсные выходы четвертого и пятого D - триггеров соединены со входами элемента И, выход которого соединен с информационным D - входом первого D - триггера (Букреев И.Н. и др. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - М.: Сов. радио, 1973, с.170, рис. 5.36).
Данному счетчику свойственен тот же недостаток - он имеет низкую контролепригодность. Вследствие этого для контроля правильности его функционирования требуются большие аппаратурные затраты.
Описываемый счетчик имеет следующую диаграмму состояний:
t
Приведенная диаграмма свидетельствует о том, что счетчик не имеет диагностических признаков, по которым можно с высокой достоверностью судить об его правильном функционировании. Так, например, под влиянием одиночной электромагнитной помехи, устанавливающей пятый D - триггер в состояние «I », в счетчике возможен ложный переход «00000»→«00001», минующий все остальные состояния. Коэффициент счета устройства при этом изменится, однако зафиксировать этот факт весьма сложно, так как ошибочное в данном случае состояние «00001» является в тоже время девятым состоянием правильно функционирующего счетчика.
Неисправности, возникающие в схеме рассматриваемого счетчика, также будут изменять коэффициент его счета. Например, неисправность «константа 1» верхнего входа элемента И приведет к тому, что коэффициент пересчета счетчика уменьшится и станет равным восьми. Однако зафиксировать этот факт также сложно по указанным выше причинам.
Наиболее простым методом контроля правильности функционирования описываемого счетчика является его дублирование и поразрядное сравнение состояний, например, прямых выходов триггеров соответствующих разрядов основного и дублирующего устройства. Однако это потребует более, чем двукратного увеличения аппаратуры устройства, а следовательно, приведет к снижению надежности, увеличению стоимости и потребления электроэнергии устройством.
Задача полезной модели - повышение контролепригодности счетчика.
t
t
Технический результат достигается тем, что в счетчик с коэффициентом счета девять, содержащий пять D - триггеров и элемент И, в котором вход синхронизации устройства соединен с С - входом синхронизации каждого D - триггера, введены восемь элементов И и пять
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
элементов ИЛИ, причем информационный D - вход первого D- триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого, а второй вход - с выходом второго элементов И, информационный D - вход второго D - триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом третьего, а второй вход - с выходом четвертого элементов И, информационный D -вход третьего D - триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятого, а второй вход - с выходом шестого элементов И, информационный D - вход четвертого D - триггера соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого, а второй - с выходом седьмого элементов И, информационный D - вход пятого D - триггера соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом восьмого, а второй вход - с выходом девятого элементов И, прямой выход первого D - триггера соединен с первыми входами четвертого и шестого элементов И, а инверсный выход - с первыми входами седьмого и девятого элементов И, прямой выход второго D - триггера соединен с первыми входами первого и пятого элементов И, а инверсный выход - с первым входом второго и с вторыми входами шестого, восьмого и девятого элементов И, прямой выход третьего D - триггера соединен с первыми входами третьего, восьмого и с вторым входом четвертого элементов И, а инверсный выход - с вторыми входами второго и четвертого элементов И, прямой выход четвертого D - триггера соединен с третьим входом девятого элемента И, а инверсный выход - с вторым входом пятого, и с третьими входами шестого и восьмого элементов И, прямой выход пятого D - триггера соединен с вторыми входами первого и третьего элементов И, а инверсный выход - с третьими входами четвертого, пятого и седьмого элементов И.
Таким образом, отличительными от прототипа признаками в заявляемом устройстве являются дополнительные элементы И и ИЛИ, а также соответствующие им новые связи.
Данные признаки позволили изменить диаграмму состояний счетчика с коэффициентом счета девять таким образом, что в каждом такте работы исправного счетчика только два его триггера будут находиться в состоянии «1», а три остальные - в состоянии «0». В неисправном техническом состоянии данная закономерность будет нарушена. Наличие указанного свойства позволяет выделить диагностические признаки, на основании которых можно достоверно судить о правильности функционирования счетчика, т.е. о соответствии коэффициента счета заданному значению -девяти. Причем это может быть сделано с помощью достаточно простой контрольной схемы.
Функциональная схема заявляемого устройства показана на фиг.1. На фиг.2 изображена временная диаграмма, иллюстрирующая работу счетчика.
t
Счетчик с коэффициентом счета девять содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4, пятый 5 D- триггеры, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10, шестой 11, седьмой 12, восьмой 13, девятый 14 элементы И, первый 15, второй 16, третий 17, четвертый 18, пятый 19 элементы ИЛИ и вход синхронизации 20 устройства.
t
t
t
t
t
Счетчик имеет следующие соединения. Вход синхронизации 20 устройства соединен с С - входом синхронизации каждого 1...5 D -триггера. Информационный D - вход первого D - триггера 1 соединен с выходом первого элемента ИЛИ 15, первый вход которого соединен с выходом первого 6, а второй вход - с выходом второго 7 элементов И. Информационный D - вход второго D- триггера 2 соединен с выходом второго элемента ИЛИ 16, первый вход которого соединен с выходом третьего 8, а второй вход - с выходом четвертого 9 элементов И. Информационный D - вход третьего D - триггера 3 соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 17, первый вход которого соединен с выходом пятого 10, а второй - с выходом шестого 11 элементов И. Информационный D - вход четвертого D - триггера 4 соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ 18, первый вход которого соединен с выходом первого 6, а второй - с
t
t
t
t
t
t
выходом седьмого элементов И 12. Информационный D - вход пятого D - триггера 5 соединен с выходом пятого элемента ИЛИ 19, первый вход которого соединен с выходом восьмого 13, а второй вход - с выходом девятого 14 элементов И. Прямой выход первого D - триггера 1 соединен с первыми входами четвертого 9 и шестого 11 элементов И, а инверсный выход - с первыми входами седьмого 12 и девятого 14 элементов И. Прямой выход второго D - триггера 2 соединен с первыми входами первого 6 и пятого 10 элементов И, а инверсный выход - с первым выходом второго 7 и со вторыми входами шестого 11, восьмого 13 и девятого 14 элементов И. Прямой выход третьего D - триггера 3 соединен с первыми входами третьего 8, восьмого 13 и со вторым входом седьмого 12 элементов И, а инверсный выход - со вторыми входами второго 7 и четвертого 9 элементов И. Прямой выход четвертого D - триггера 4 соединен с третьим входом девятого элемента И 14, а инверсный выход - со вторым входом пятого 10 и с третьими входами шестого 11 и восьмого 13 элементов И. Прямой выход пятого D - триггера 5 соединен со вторыми входами первого 6 и третьего 8 элементов И, а инверсный выход - с третьими входами четвертого 9, пятого 10 и седьмого 12 элементов И.
t
t
t
t
t
t
Счетчик с коэффициентом счета девять работает следующим образом. В исходном состоянии импульс на входе синхронизации 20 устройства отсутствует, первый и второй D - триггеры 1, 2 установлены в состояния «1», а остальные D - триггеры 3, 4 и 5 - в состояния «0». (Цепи установки триггеров в исходное состояние на фиг.1 не показаны), т.е. в исходном состоянии счетчик находится в состоянии «11000» (нумерация триггеров слева направо). После прихода первого импульса сигнал «0», поступающий на D - вход триггера 1 с выхода элемента ИЛИ 15, записывается в основной триггер первого D - триггера 1. Сигнал «1», поступающий на D - вход второго D - триггера 2 с выхода элемента ИЛИ 16, записывается в основной триггер второго D - триггера 2. Сигнал «1», поступающий на D - вход третьего D - триггера 3 с выхода элемента ИЛИ 17, также записывается в
t
t
t
основной триггер третьего D - триггера 3. В основные триггеры остальных D - триггеров устройства 4, 5 записывается сигнал «0». После окончания первого импульса в D триггерах 1, 2, 3 вспомогательные триггеры принимают состояния основных, т.е. «0», «1», «1» соответственно. Остальные триггеры сохраняют свои прежние состояния. При этом счетчик переходит во второе состояние «01100». Дальнейшая работа счетчика описывается временной диаграммой его состояний, показанной на фиг.2. Как видно из фиг.2, заявляемый счетчик в исправном техническом состоянии реализует следующую последовательность, состоящую из девяти состояний:
,
в каждом из которых два его триггера находятся в состоянии «1», а три остальные - в состоянии «0».
t
t
Рассмотрим случаи неправильного функционирования счетчика, возникающие под воздействием электромагнитных помех и неисправностей в его схеме. Пусть, например, под воздействием одиночной электромагнитной помехи, действующей на информационный D - вход пятого D- триггера 5 в момент прихода первого импульса на вход синхронизации 20 устройства, основной триггер пятого D- триггера 5 установится в состояние «1». Тогда, после окончания первого импульса, счетчик окажется в состоянии «01101», которое не входит в множество состояний правильно функционирующего устройства.
При возникновении неисправности «константа 1» верхнего входа первого элемента И6 (см. фиг.1) счетчик из состояния «00110» перейдет в состояние «10011», которое также не входит в множество состояний правильно функционирующего устройства.
t
Можно показать, что любая другая одиночная неисправность заявляемого счетчика приведет к тому, что в одном из тактов цикла его работы счетчик окажется в состоянии, в котором число D - триггеров, установленных в «1», окажется отличным от двух.
Таким образом, заявляемое устройство имеет диагностический признак, а именно - наличие двух триггеров, установленных в «1», в каждом такте правильно функционирующего устройства, по которому можно достоверно судить об его исправности. Следовательно, предлагаемый счетчик обладает более высокой контролепригодностью, чем счетчик-прототип.