САМОПРОВЕРЯЕМЫЙ ТЕСТЕР ДЛЯ КОДА "3 ИЗ 7"

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и предназначено для проверки правильности функционирования дискретных устройств, на рабочих или контрольных выходах которых в исправном техническом состоянии формируются слова, содержащие три сигнала «1» из семи, т.е. код «3 из 7».
Самопроверяемые тестеры для кодов «3 из 7» известны. Например, известен самопроверяемый тестер для кода «3 из 7», содержащий семнадцать элементов И и четырнадцать элементов ИЛИ (MaroufM.A., Friedman A.D. Efficient Design of Self- Checking Cheker for any m-out-of-n Code. IEEE Transactions on Computers, 1978, №6, p.27).
Недостатком известного тестера является низкая надежность, так как схема тестера весьма сложна.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является самопроверяемый тестер для кода «3 из 7», содержащий элементы И и ИЛИ, причем первый вход тестера соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, вторые входы которых соединены с вторым входом тестера, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И, четвертый вход - с первым входом второго элемента ИЛИ, пятый вход - с первым входом третьего элемента И, шестой вход - с первыми входами третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, вторые входы которых соединены с седьмым входом тестера, выход первого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого
соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход - со вторым входом шестого элемента ИЛИ и первым входом девятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом восьмого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом десятого элемента И, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом тринадцатого элемента ИЛИ (SU, N 12823 35, Н 03 М 7/20, 1985).
Недостатком данного тестера является относительно невысокая надежность, так как его схема является достаточно сложной.
Задача полезной модели заключается в повышении надежности тестера путем уменьшения сложности его схемы.
Для этого в самопроверяемом тестере для кода «3 из 7», содержащем двенадцать элементов И и четырнадцать элементов ИЛИ, причем первый вход тестера соединен с первыми входами первых элементов И и ИЛИ, вторые входы которых соединены с вторым входом тестера, третий вход которого соединен с первым входом второго элемента И, четвертый вход - с первым входом второго элемента ИЛИ, пятый вход - с первым входом третьего элемента И, шестой вход - с первыми входами третьего элемента ИЛИ и четвертого элемента И, вторые входы которых соединены с седьмым входом тестера, выход первого элемента И соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ и выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с
первым входом шестого элемента И, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ, выход третьего элемента И соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - с первым входом седьмого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ, а выход - со вторым входом шестого элемента ИЛИ и первым входом девятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом восьмого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом девятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ, а выход -с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ, а выход - с первым входом десятого элемента И, выход одиннадцатого элемента И соединен с первым входом тринадцатого элемента ИЛИ, третий вход тестера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторыми входами пятых элементов И и ИЛИ, четвертый вход тестера соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И и третьим входом четвертого элемента ИЛИ, пятый вход тестера соединен с вторым входом десятого элемента ИЛИ и первым входом двенадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И, а выход - с вторым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход первого элемента И соединен с вторым входом шестого элемента И, выход третьего элемента ИЛИ соединен с вторым входом третьего элемента И, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторым входом тринадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом
восьмого элемента И, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с вторым входом десятого элемента И, выход четырнадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ, выходы восьмого и десятого элементов И являются соответственно первым и вторым выходами тестера.
Функциональная схема самопроверяемого тестера для кода «3 из 7» изображена на чертеже, где позициями 1...7 обозначены соответственно первый...седьмой входы устройства; позиции 8...19 соответствуют первому...двенадцатому элементам И, позиции 20...33 - первому...четырнадцатому элементам ИЛИ, позиции 34, 35 - первому и второму выходам тестера.
Тестер имеет следующие соединения.
Первый вход 1 тестера соединен с первыми входами первых элементов И 8 и ИЛИ 20, вторые входы которых соединены с вторым входом 2 тестера, третий вход 3 которого соединен с первым входом второго элемента И 9, четвертый вход 4 - с первым входом второго элемента ИЛИ 21, пятый вход 5 - с первым входом третьего элемента И 10, шестой вход - 6 с первыми входами третьего элемента ИЛИ 22 и четвертого элемента И 11, вторые входы которых соединены с седьмым входом 7 тестера. Выход первого элемента И 8 соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ 23, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента И 12, первый вход которого соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 24 и выходом первого элемента ИЛИ 20. Выход второго элемента ИЛИ 21 соединен с первым входом шестого элемента И 13, выход которого соединен с первыми входами шестого и седьмого элементов ИЛИ 25, 26. Выход третьего элемента И 10 соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ 27, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И 11, а выход - с первым входом седьмого элемента И 14, второй вход которого соединен с выходом пятого элемента ИЛИ 24, а выход - со вторым входом шестого элемента ИЛИ 25 и первым входом девятого элемента ИЛИ 28, второй вход которого соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ 26, а выход - с первым входом восьмого
элемента И 15. Выход третьего элемента ИЛИ 22 соединен с первым входом десятого элемента ИЛИ 29, выход которого соединен с первым входом девятого элемента И 10, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента ИЛИ 23, а выход - с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ 30. Выход шестого элемента ИЛИ 25 соединен с первым входом двенадцатого элемента ИЛИ 31, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента ИЛИ 30, а выход - с первым входом десятого элемента И 17. Выход одиннадцатого элемента И 18 соединен с первым входом тринадцатого элемента ИЛИ 32. Кроме того, третий вход 3 тестера соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ 21, выход которого соединен с вторыми входами пятых элементов И 12 и ИЛИ 24. Четвертый вход 4 тестера соединен с вторым входом второго элемента И 9, выход которого соединен с первым входом одиннадцатого элемента И 18 и третьим входом четвертого элемента ИЛИ 23. Пятый вход тестера 5 соединен с вторым входом десятого элемента ИЛИ 29 и первым входом двенадцатого элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом четвертого элемента И 11, а выход - с вторым входом одиннадцатого элемента ИЛИ 30, выход которого соединен с первым входом четырнадцатого элемента ИЛИ 33, второй вход которого соединен с выходом одиннадцатого элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 20. Выход первого элемента И 5 соединен с вторым входом шестого элемента И 13. Выход третьего элемента ИЛИ 22 соединен с вторым входом третьего элемента И 10. Выход шестого элемента ИЛИ 25 соединен с вторым входом тринадцатого элемента ИЛИ 32, выход которого соединен с вторым входом восьмого элемента И 15. Выход седьмого элемента ИЛИ 26 соединен с вторым входом десятого элемента И 17. Выход четырнадцатого элемента ИЛИ 33 соединен с вторым входом седьмого элемента ИЛИ 26. Выходы восьмого и десятого элементов И 15 и 17 являются соответственно первым 34 и вторым 35 выходами тестера.
Тестер работает следующим образом. При подаче на входы 1...7 наборов кода «3 из 7» на его выходах 34, 35 будут формироваться парафазные
сигналы, т.е. слова «01» или «10» (условие самопроверяемости). В противном случае сигналы на выходах тестера 34, 35 будут иметь одинаковые значения: при числе сигналов «1» в кодовых словах меньше трех - «00», при числе сигналов «1» больше трех - «11».
Работа тестера иллюстрируется таблицей, в которой наборы 1...35 соответствуют наборам кода «3 из 7» ().
Таблица
№ п/п
Сигналы на входах
Сигналы на выходах
1
2
3
4
5
6
7
34
35
1
1
1
1
0
0
0
0
0
1
2
1
1
0
1
0
0
0
0
1
3
1
1
0
0
1
0
0
0
1
4
1
1
0
0
0
1
0
0
1
5
1
0
1
1
0
0
0
1
0
6
1
0
1
0
1
0
0
0
1
7
1
0
1
0
0
1
0
0
1
8
1
0
0
1
1
0
0
0
1
9
1
0
0
1
0
1
0
0
1
10
1
0
0
0
1
1
0
1
0
11
0
1
1
1
0
0
0
1
0
12
0
1
1
0
1
0
0
0
1
13
0
1
1
0
0
1
0
0
1
14
0
1
0
1
1
0
0
0
1
15
0
1
0
1
0
1
0
0
1
16
0
1
0
0
1
1
0
1
0
17
0
0
1
1
1
0
0
0
1
18
0
0
1
1
0
1
0
0
1
19
0
0
1
0
1
1
0
1
0
20
0
0
0
1
1
1
0
1
0
21
1
1
0
0
0
0
1
0
1
22
1
0
1
0
0
0
1
0
1
23
1
0
0
1
0
0
1
0
1
24
1
0
0
0
1
0
1
1
0
25
1
0
0
0
0
1
1
1
0
26
0
1
1
0
0
0
1
0
1
27
0
1
0
1
0
0
1
0
1
28
0
1
0
0
1
0
1
1
0
29
0
1
0
0
0
1
1
1
0
30
0
0
1
1
0
0
1
0
1
№ п/п
Сигналы на входах
Сигналы на выходах
1
2
3
4
5
6
7
34
35
31
0
0
1
0
1
0
1
1
0
32
0
0
1
0
0
1
1
1
0
33
0
0
0
1
1
0
1
1
0
34
0
0
0
1
0
1
1
1
0
35
0
0
0
0
1
1
1
0
1
Как видно из таблицы, в случае принадлежности сигналов на входах 1...7 тестера коду «3 из 7» сигналы на выходах тестера будут парафазными. (Отметим здесь, что сигналы на выходах заявляемого тестера и тестера-прототипа на ряде одинаковых наборов будут различными. Например, на наборах «1011000» и «1000011» сигналы на одноименных выходах заявляемого тестера и его прототипа будут соответственно «10» и «01», т.е. различными. Этот факт подтверждает, что заявляемое устройство было получено не путем минимизации функций алгебры логики, описывающих прототип, т.к. в этом случае сигналы на одноименных выходах обоих устройств на идентичных наборах кодов были бы одинаковыми).
При несоответствии входных сигналов набора кода «3 из 7» парафазность выходных сигналов тестера нарушается. Например, при поступлении на входы тестера 1...7 набора «1100000» на его выходах будут наблюдаться сигналы «00», а при наличии входного набора «1111000» - сигналы «11».
Можно показать, что сказанное справедливо и для всех остальных наборов семиэлементного кода, не принадлежих коду «3 из 7».
Заявляемое устройство обладает свойством самопроверки, то есть любая одиночная константная или кратная однонаправленная неисправность в его схеме может быть обнаружена по равенству сигналов на выходах 34, 35 тестера на одном или нескольких наборах кода «3 из 7».
Например, неисправность «константа 0» выхода первого элемента И 8 будет зафиксирована по наличию сигналов «0» на обоих выходах тестера на наборе «1110000», принадлежащем коду «3 из 7». Неисправность «константа 1» выхода того же элемента будет зафиксирована по равенству «1» сигналов на обоих выходах тестера на наборе «0011100», принадлежащих тому же коду.
Можно показать, что сказанное справедливо и для всех остальных неисправностей указанного класса.
Преимущества заявляемого тестера заключается в его большей надежности по сравнению с надежностью тестера-прототипа. Схема тестера-прототипа содержит 13 элементов И и 14 элементов ИЛИ. Причем из этих 27 элементов 24 элемента являются двух-, а три элемента - трехвходовыми. Таким образом, элементы тестера-прототипа имеют 57 входов.
Заявляемый тестер имеет лишь 12 элементов И и 14 элементов ИЛИ, причем из его 26 элементов 25 являются двух-, и только один - трехвходовым, т.е. элементы предложенного тестера имеют 53 входа.