УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИМПУЛЬСОВ

Устройство для контроля последовательности импульсов
Полезная модель относится к импульсной и вычислительной технике и может использоваться в устройствах, осуществляющих контроль аппаратуры обработки информации.
Известны устройства для контроля последовательностей импульсов (см., например, а.с. N 1177899, N 1403358, N 1064444). Недостатком этих устройств является относительно невысокая достоверность контроля. Так, например, в устройстве по а.с. N 1064444 не вырабатывается сигнал ошибки при появлении ряда собственных одиночных неисправностей.
Указанного недостатка лишено устройство для контроля последовательности импульсов по свидетельству на полезную модель N 10307 Е1, выбранное в качестве прототипа (фиг.1).
Устройство - прототип содержит входную 1 и выходную 4 шины, первый 5,второй 7 и третий 10 триггеры,элемент И 8, тактовую шину 3, счетчик 9, шину 2 интервалов, элемент ИЖ-НЕ 11, а также первый 6, второй 12 и третий 13 элементы неравнозначности.
Контролируемая последовательность поступает на входную шину 1. С помощью триггера 5 и первого элемента неравнозначности 6 производится выделение из нее (в виде коротких импульсов) фронтов и спадов сигналов, 1«эторые поступают на счетный вход счетчика 9. Сигналы, задающие интервал контроля, поступают по шине 2. С помощью триггера 7 и элемента И 8 производится выделение (в виде коротких импульсов) фронтов этих сигналов,которые подаются на установку в О счетчика 9. Таким образом, счетчик подсчитывает количество знакоперемен в контролируемой последовательности на заданном интервале. С помощью триггера 10 и элемента ИЖ-НЕ 11 производится выделение спадов сигналов, поступающих от i-ro разряда счетчика 9 на информационный вход триггера 10. При исправной работе сигналы на шине 2 интервалов и на выходе элемента ИЖ-НЕ 11 тождественны. Определение этого  осуществляется узлом сравнения, выполненным на элементах неравнозначности 12 и 13. В качестве контрольной используется тактовая последовательность. При исправной работе устройства на выходе элемента неравнозначности 13 и на шине 4 имеет место тактовая последовательность, идентичная последовательности, поступающей по шине 3. Если количество знакоперемен на интервале контроля не отвечает выражению
2  X  , то на выходе шины 4 формируется сигнал ошибки в виде искажения тактовой последовательности. Аналогичные последствия имеют место при появлении в устройстве неисправностей. Это обеспечивает высокую достоверность контроля.
Недостатком устройства - прототипа является относительно узкая область его применения, что объясняется возможностью контроля лишь числа знакоперемен, отвечающего выражению:
Задачей заявляеж)го технического решения является расширение его функциональных возможностей.
Технический результат, достигаемый заявляемым устройством, заключается в обеспечении возможности контроля требуемого числа знакоперемен в контролируемых последовательностях.
Для достижения указанного технического результата в устройство для контроля последовательности импульсов, содержащее входную и выходную шины, три триггера, элемент И, тактовую шину, счетчик, шину интервалов, элемент ИЛИ-НЕ и три элемента неравнозначности, причем первый вход элемента И соединен с инверсным выходом второго триггера, а информационный вход первого триггера подключен к входной шине устройства, первый вход первого элемента неравнозначности подключен к входной шине устройства, второй вход - к выходу первого триггера, а выход - к счетному входу счетчика, вход установки в О которого соединен с выходом элемента И, второй вход которого подключен к шине интервалов, к информащюнному входу второго триггера и к первому входу третьего элемента неравнозначности, выход которого соединен с выходной шиной устройства, а его второй вход подключен к выходу второго элемента неравнозначности, первый вход которого соединен с тактовой шиной и со входами синхронизации первого, второго и третьего триггеров, второй вход второго элемента неравнозначности подключен к выходу элемента ИЖ-НЕ, первый вход которого соединен с информационным входом третьего триггера, а второй подключен к инверсному выходу третьего триггера, дополнительно введена триггерная линейка, при атом выход первого триггера линейки соединен со входом синхронизации второго триггера линейки, выход которого подключен ко входу синхронизации третьего триггера линейки и т.д., выход последнего триггера линейки соединен с информационным входом третьего триггера устройства, вход синхронизации первого триггера линейки и информационные входы триггеров линейки подключены к выходам соответствующих разря- X   (1)
дов счетчика, а входы установки в О триггеров линейки соединены с шиной интервалов.
К существенным признакам, отличительным от прототипа и необходимым во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой защиты, относятся все вновь введенные элементы и связи.
На фиг.1 приведена схема функциональная устройства - прототипа.
На фиг.2 приведена схема функциональная заявляемого устройства.
На фиг.З приведена схема функгщональная заявляемого устройства, обеспечивающего контроль знакоперемен в соответствии с выражением 15  X  23 на интервале в 32 такта частоты, поступающей по шине 3.
На фиг.4 приведены временные диаграммы, поясняющие работу устройства, изображенного на фиг.З.
На фиг.5 приведен ряд вариантов подключения первого триггера триггерной линейки 14 к счетчику 9 и числовые значения диапазонов контролируемых знакоперемен.
На фиг.6 приведен ряд вариантов подключения триггерной линейки 14, состоящей из 4-х триггеров к счетчику 9 и числовые значения диапазонов рюнтролируемых знакоперемен.
Полезная модель содержит входную 1 и выходную 4 шины, первый 5, второй 7 и третий 10 триггер, элемент И 8, тактовую шину 3, счетчик 9, шину 2 интервалов, элемент ИЛИ-НЕ 11, а также первый 6, второй 12 и третий 13 элементы неравнозначности и триггерную линейку 14. Первый вход элемента И 8 соединен с инверсным выходом второго триггера , а ин рмационный вход первого триггера 5 подключен к входной шине 1 устройства. Первый вход первого элемента неравнозначности 6 подключен к входной шине 1 устройства, второй вход - к выходу первого триггера 5, а выход - к счетному входу счетчика 9, вход установки в О которого соединен с выходом элемента И 8, второй вход которого подключен к шине 2 интервалов, к информационному входу второго триггера 7 и к первому входу третьего элемента неравнозначности 13, выход которого соединен с выходной шиной шиной 4 устройства, а его второй вход подключен к выходу второго элемента неравнозначности 12, первый вход которого соединен с тактовой шиной и со входами синхронизации первого 5, второго 7 и третьего 10 триггеров. Второй вход второго элемента неравнозначности 12 подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 11, первый вход которого соединен с информационным входом третьего триггера 10, а второй подключен к инверсному выходу треть- 3 его триггера 10. Выход первого триггера триггерной линейки 14 соединен со входом синхронизации второго триггера триггерной линейки 14 и т.д., выход последнего триггера триггерной линейки 14 соединен с информационным входом третьего триггера 10 устройства. Вход синхронизации первого триггера триггерной линейки 14 и информационные входы триггеров триггерной линейки 14 подрйлючены к выходам соответствующих разрядов счетчика 9, а входы установки в О триггеров триггерной линейки 14 соединен с шиной 2 интервалов устройства.
Принцип работы устройства аналогичен работе прототипа, при этом наличие триггерной линейки 14 обеспечивает возможность контроля практически любого диапазона знакоперемен за счет выбора вариантов подключения триггерной линейки 14 к разрядам счетчика 9 и количества используемых в ней триггеров.
В качестве примера на фиг.З и 4 приведены, соответственно, схема функциональная заявляемого устройства, обеспечивающего контроль знакоперемен в соответствии с выражением 15  X  23 на интервале в 32 такта частоты, поступающей по шине 3 и временные диаграммы, поясняющие его работу.
Ив временных диаграмм (фиг.4) следует, что при выполнении заданного критерия (15  X  23) в выходной последовательности сигнал ошибки отсутствует, а при его нарушении (15 X  23) проявляется в виде нарушения регулярности следования импульсов.
Следует отметить, что в зависимости от подключения первого триггера триггерной линейки 14 к счетчику 9 можно получать различные значения диапазонов контроля знакоперемен. Помимо этого, параллельным смещением точек подключения триггерной линейки на один разряд обеспечивается расширение контролируемого диапазона вдвое, что в ряде случаев позволяет наиболее просто и с минимальными затратами оборудования обеспечить реализацию требуемого диапазона контроля знакоперемен. Для иллюстрации этого на фиг.5 приведены некоторые из возмoжньJX вариантов подключения первого триггера триггерной линейки 14 со смещением точек подключения и получаемые при этом значения диапазонов контроля знакоперемен, а также обобщенные выражения для диапазонов. Расширение диапазона контролируемых знакоперемен может осуществляться также путем увеличения числа триггеров триггерной линейки 14, при этом п аллельным смещением на один разряд точек подключения ее к разрядам счетчика 9 также обеспечивается удвоение диапазона контроля знакоперемен. Для иллюстрации этого на фиг.6 приведен
- 4 вариант подключения триггерной линейки, содержащей 4 триггера и характер изменения диапазона контролируемых знакоперемен кшс при нщ)апщвании линейки, так и при параллельном смещении точек ее подключения к разрядам счетчика 9.
Сравнение устройства-прототипа и предлагаемого технического решения по количеству диапазонов измерения показьшает значительное преимущество последнего.
В самом деле, при фиксированном значении п, например, п  4, число возможных диапазонов {юнтроля устройства-прототипа составляет 5. В предлагаемом устройстве число возможных вариантов подключения первого триггера к счетчику согласно примерам реализации, приведенным на фиг.5, для п  4 составляет 7.
Кроме того, при использовании триггерной линейки из четырех триггеров, согласно фиг.5, имеем еще 10 вариантов.
Общее количество возмойшых диапазонов контроля для предлагаемого технического решения составляет
N  10 + 7  17.
Это более, чем в 3 раза превышает возможное число контролируемых диапазонов устройства-прототипа, что и доказывает достижимость заявленного технического результата, заключающегося в обеспечении контроля требуемого числа знакоперемен в контролируемых последовательностях .
Приведенные на фиг.З, 5 и 6 примеры исполнения предлагаемого устройства являются иллюстрацией принципа построения его и далеко не исчерпывают всех возможных вариантов реализации.
- 5 Источники литературы
1. Князькин B.C., Сульменев П.С., Трошанов В.А. Устройство для контроля последовательности импульсов. Свидетельство на полезную модель N 10307, М. кл. Н 03 К 5/19 (прототип).
- 6 Формула