САМОПРОВЕРЯЕМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОДА "1 ИЗ 15"

Полезная модель относится к области технической диагностики и может быть использована в устройствах автоматики, телемеханики и вычислительной техники для контроля правильности функционирования дискретных устройств, работающих в коде «1 из 15».
Устройства контроля для кода «1 из n», где n - число разрядов в коде, известны. Например, известно устройство контроля для кода «1 из n», содержащее элементы И, ИЛИ, триггер, схему «Нечет» (Селларс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. М.: Мир, 1972, фиг.11). Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля, так как неисправности, возникающие в схеме устройства, будут маскировать ошибки в контролируемом коде.
Наиболее близким по технической сущности (пронято за прототип) является самопроверяемое устройство контроля для кода «1 из 15», содержащее элементы И и ИЛИ, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого и первым входом третьего элементов ИЛИ, третий вход - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, пятый вход - с третьим входом первого элемента ИЛИ, восьмой вход - первым входом пятого элемента ИЛИ, девятый вход - с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ и первым входом девятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента ИЛИ и
первым входом четвертого элемента И, выход одиннадцатого элемента ИЛИ соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого, а второй - с выходом шестнадцатого элементов ИЛИ, выход семнадцатого элемента ИЛИ соединен с первым входом восемнадцатого элемента ИЛИ, выход девятнадцатого элемента ИЛИ соединен с первым входом двадцатого элемента ИЛИ, а выход пятого элемента И соединен с первым входом устройства (В.В.Сапожников и др. Дискретные автоматы с обнаружением отказов. Л.: Энерго-атомиздат. Ленингр. отделение, 1984, с.106-107).
Недостатком данного известного устройства является недостаточно высокое быстродействие.
Задача полезной модели - увеличение быстродействия устройства.
Для этого в самопроверяемом устройстве для контроля кода «1 из 15», содержащем элементы И и ИЛИ, первый вход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, второй вход - с вторым входом первого и первым входом третьего элементов ИЛИ, третий вход - с первым входом четвертого элемента ИЛИ, пятый вход - с третьим входом первого элемента ИЛИ, восьмой вход - с первым входом пятого элемента ИЛИ, девятый вход - с первым входом шестого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ и первым входом девятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента ИЛИ и первым входом четвертого элемента И, выход одиннадцатого элемента
ИЛИ соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого, а второй - с выходом шестнадцатого элементов ИЛИ, выход семнадцатого элемента ИЛИ соединен с первым входом восемнадцатого элемента ИЛИ, выход девятнадцатого элемента ИЛИ соединен с первым входом двадцатого элемента ИЛИ, а выход пятого элемента И соединен с первым выходом устройства, третий вход устройства соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ, пятый вход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ и четвертым входом устройства, пятый вход которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, шестой вход - с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, седьмой вход - с вторым входом четвертого и с третьим входом второго элементов ИЛИ, восьмой вход - с четвертым входом второго элемента ИЛИ, пятый вход которого соединен с девятым входом устройства, десятый вход которого соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, одиннадцатый вход - с третьим входом пятого и четвертым входом третьего элементов ИЛИ, двенадцатый вход - с третьим входом шестого и пятым входом третьего элементов ИЛИ, тринадцатый вход - с четвертыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ, четырнадцатый вход - с четвертым входом шестого и пятым входом четвертого элементов ИЛИ, пятнадцатый вход - с пятыми входами пятого и шестого элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами пятнадцатого и семнадцатого элементов ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами шестнадцатого и девятнадцатого элементов ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом тринадцатого и вторым входом шестнадцатого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, вторыми входами пятнадцатого, девятнадцатого элементов ИЛИ и третьего элемента И, выход которого соединен с третьим входом
восьмого элемента ИЛИ, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом семнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, вторыми входами девятого и одиннадцатого элементов ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с вторым входом второго элемента И и первыми входами двадцать первого и двадцать второго элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами пятого элемента И, пятый вход которого соединен с выходом двадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом двадцать первого элемента ИЛИ, выходом десятого элемента ИЛИ и первым входом двадцать третьего элемента ИЛИ. второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого элемента ИЛИ и вторым входом первого элемента И, а выход -с шестым входом пятого элемента И, седьмой вход которого соединен с выходом восемнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом двадцать второго и выходом тринадцатого элементов ИЛИ, выход десятого элемента ИЛИ соединен с первым входом двадцать четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом девятнадцатого элемента ИЛИ, а выход - с восьмым входом пятого элемента И, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым входом тринадцатого элемента ИЛИ, а выход восьмого элемента ИЛИ соединен с вторым выходом устройства.
Функциональная схема предложенного устройства изображена на чертеже.
Устройство содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый, двадцатый, двадцать первый, двадцать второй, двадцать третий и двадцать четвертый элементы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24 ИЛИ, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы 25, 26, 27, 28 и 29 И, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый,
двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 и 44 входы, первый и второй 45 и 46 выходы.
Устройство имеет следующие соединения. Его первый вход 30 соединен с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ 1, 2 второй вход 31 - с вторым входом первого и первым входом третьего элементов ИЛИ 1, 3, третий вход 32 - с первым входом четвертого элемента ИЛИ 4, пятый вход 34 - с третьим входом первого элемента ИЛИ 1, восьмой вход 37 - с первым входом пятого элемента ИЛИ 5, девятый вход 38 - с первым входом шестого элемента ИЛИ 6. Выход первого элемента ИЛИ 1 соединен с первым входом седьмого элемента ИЛИ 7, второй вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ 2 и первым входом первого элемента И 25, выход которого соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ 8, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 26, первый вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 3 и первым входом девятого элемента ИЛИ 9, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И 27. Выход пятого элемента ИЛИ 5 соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ 10, второй вход которого соединен с выходом шестого элемента ИЛИ 6 и первым входом четвертого элемента И 28. Выход одиннадцатого элемента ИЛИ 11 соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ 12, второй вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента ИЛИ 13, а выход -с первым входом пятого элемента И 29, второй вход которого соединен с выходом четырнадцатого элемента ИЛИ 14, первый вход которого соединен с выходом пятнадцатого, а второй - с выходом шестнадцатого элементов ИЛИ 15, 16. Выход семнадцатого элемента ИЛИ 17 соединен с первым входом восемнадцатого элемента ИЛИ 18. Выход девятнадцатого элемента ИЛИ 19 соединен с первым входом двадцатого элемента ИЛИ 20. Выход пятого элемента И 29 соединен с первым выходом 45 устройства. Кроме того, третий вход 32 устройства соединен с четвертым входом первого элемента ИЛИ 1, пятый вход которого соединен с вторым входом пятого элемента ИЛИ 5 и
четвертым входом 33 устройства, пятый вход 34 которого соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ 6, шестой вход 35 - с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ 2, 3, седьмой вход 36 - с вторым входом четвертого и с третьим входом второго элементов ИЛИ 4, 2, восьмой вход 37 - с четвертым входом второго элемента ИЛИ 2, пятый вход которого соединен с девятым входом 38 устройства, десятый вход 39 которого соединен с третьими входами третьего и четвертого элементов ИЛИ 3, 4, одиннадцатый вход 40 - с третьим входом пятого и четвертым входом третьего элементов ИЛИ 5, 3, двенадцатый вход 41 - с третьим входом шестого и пятым входом третьего элементов ИЛИ 6, 3, тринадцатый вход 42 - с четвертыми входами четвертого и пятого элементов ИЛИ 4, 5, четырнадцатый вход 43 - с четвертым входом шестого и пятым входом четвертого элемента ИЛИ 6, 4, пятнадцатый вход 44 - с пятыми входами пятого и шестого элементов ИЛИ 5, 6. Выход первого элемента ИЛИ 1 соединен с первыми входами пятнадцатого и семнадцатого элементов ИЛИ 15, 17. Выход второго элемента ИЛИ 2 соединен с первыми входами шестнадцатого и девятнадцатого элементов ИЛИ 16, 19. Выход третьего элемента ИЛИ 3 соединен с первым входом тринадцатого и вторым входом шестнадцатого элементов ИЛИ 13, 16. Выход четвертого элемента ИЛИ 4 соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ 11, вторыми входами пятнадцатого, девятнадцатого элементов ИЛИ 15, 19 и третьего элемента И 27, выход которого соединен с третьим входом восьмого элемента ИЛИ 8, четвертый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И 28, второй вход которого соединен с выходом семнадцатого элемента ИЛИ 17, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ 5 и вторыми входами девятого и одиннадцатого элементов ИЛИ 9, 11. Выход седьмого элемента ИЛИ 7 соединен с вторым входом второго элемента И 26 и первыми входами двадцать первого и двадцать второго элементов ИЛИ 21, 22, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами пятого элемента И 29, пятый вход которого соединен с выходом двадцатого элемента ИЛИ 20, второй вход которого соединен с вторым входом
двадцать первого элемента ИЛИ 21, выходом десятого элемента ИЛИ 10 и первым входом двадцать третьего элемента ИЛИ 23, второй вход которого соединен с выходом пятнадцатого элемента ИЛИ 15 и вторым входом первого элемента И 25, а выход - с шестым входом пятого элемента И 29, седьмой вход которого соединен с выходом восемнадцатого элемента ИЛИ 18, второй вход которого соединен с вторым входом двадцать второго и выходом тринадцатого элементов ИЛИ 22, 13. Выход девятого элемента ИЛИ 9 соединен с первым входом двадцать четвертого элемента ИЛИ 24, второй вход которого соединен с выходом девятнадцатого элемента ИЛИ 19, а выход - с восьмым входом пятого элемента И 29. Выход шестого элемента ИЛИ 6 соединен с вторым входом тринадцатого элемента ИЛИ 13. Выход восьмого элемента ИЛИ 8 соединен с вторым выходом 46 устройства.
Устройство работает следующим образом. При поступлении на входы 30...44 наборов кода, содержащих один сигнал единицы из пятнадцати, на выходах 45 и 46 устройства сигналы будут иметь противоположное значение «01» или «10» условие самопроверяемости. При искажении указанного кода, а также при возникновении неисправностей в самом устройстве, сигналы на выходах 45 и 46 будут одинаковы «00» или «11».
Работа исправного устройства при контроле кода «1 из 15» иллюстрируется таблицей.
Как видно из таблицы на наборах №1, 2, 5, 6, 7, 10, 13 и 15 на выходах 45 и 46 устройства будут наблюдаться сигналы «01», а на остальных наборах того же кода - «10».
Искажение кода «1 из 15» фиксируется заявляемым устройством. При отсутствии сигнала 1 во входном слове на обоих выходах 45 и 46 устройства будут сформированы сигналы 0. При числе сигналов 1 во входном слове больше одной на обоих выходах устройства будут сформированы сигналы 1.
Заявляемое устройство обладает свойством самопроверки, т.е. неисправности в его схеме будут обнаружены на одном или нескольких наборах кода «1 из 15» по равенству сигналов на его выходах 45 и 46.
Таблица
№ п/п
Сигналы на входах
Сигналы на выходах
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
3
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
5
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
6
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
7
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
8
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
9
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
11
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
12
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
13
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
14
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
15
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
Например, неисправность «константа 0» первого верхнего входа первого элемента И 25 будет зафиксирована по равенству нулю сигналов на выходах 45 и 46 устройства на наборах № 1 и 2 кода «1 из 15» (см. таблицу). Неисправность «константа 1» того же входа элемента И 25 будет зафиксирована по равенству единице сигналов на выходах 45 и 46 устройства на наборах №3, 4, 5 того же кода.
Быстродействие нового устройства на 30% выше прототипа, т.к. сигналы от его входов до выходов проходят по путям, содержащим только четыре элемента, вместо шести элементов у прототипа.