САМОПРОВЕРЯЕМЫЙ ТЕСТЕР ДЛЯ КОНТРОЛЯ КОДОВ "1 ИЗ 9"

Полезная модель относится к области автоматики, а именно - к устройствам технической диагностики и может быть использована для контроля правильности функционирования дискретных устройств, на выходах которых (рабочих или контрольных) в исправном техническом состоянии формируются слова, содержащие один сигнал «1» из девяти, т.е. код «1 из 9».
Устройства для контроля кодов «1 из n», в том числе n=9, известны. Например, известно устройство для контроля кодов «1 из n», содержащее элементы И, элементы ИЛИ и элемент ИЛИ-НЕ (Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. - М.: Мир, 1972, фиг.4.12, 4.15, 11.7).
Недостатком этого устройства является низкая достоверность диагностирования, так как неисправности, возникающие в его схеме, маскируют искажения контролируемого кода.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому (принято за прототип) является самопроверяемое устройство для контроля кодов «1 из 9», содержащее элементы ИЛИ и элементы И, причем первый вход устройства 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, седьмой вход - с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого элемента И и шестого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первыми входами второго элемента И и седьмого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход десятого элемента ИЛИ соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ (SU №788378, Н 03 К 13/32, 1980).
Однако, известное устройство характеризуется невысоким быстродействием, так как сигналы от его входов до контрольных выходов распространяются по цепочкам, содержащим по шесть логических элементов. Это увеличивает время, необходимое для контроля правильности кодов, формируемых на выходах (рабочих или контрольных) проверяемых устройств, т.е. накладывает ограничение на их быстродействие.
Задача полезной модели - повышение быстродействия устройства.
Для этого в самопроверяемый тестер для контроля кодов «1 из 9», содержащий элементы ИЛИ и элементы И, причем первый вход устройства 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, седьмой вход - с первым входом пятого элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого элемента И и шестого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первыми входами второго элемента И и седьмого элемента ИЛИ, выход пятого элемента ИЛИ соединен с первым входом восьмого элемента ИЛИ, выход седьмого элемента ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента И, выход первого элемента И соединен с первым входом девятого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И, выход десятого элемента ИЛИ соединен с первым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый элементы ИЛИ, введен пятнадцатый элемент ИЛИ, причем третий вход устройства соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, четвертый вход - с четвертым входом первого и вторым входом пятого элементов ИЛИ, пятый вход - с вторыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, шестой вход - с третьим входом второго и вторым входом четвертого элементов ИЛИ, седьмой вход - с четвертым входом второго элемента ИЛИ, восьмой вход - с третьими входами третьего и четвертого элемента ИЛИ, девятый вход - с четвертым входом третьего и третьим входом пятого элементов
ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с вторым входом одиннадцатого элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента И, выход второго элемента ИЛИ соединен с первыми входами десятого, двенадцатого, тринадцатого элементов ИЛИ и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с третьим входом девятого элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами третьего элемента И, пятый вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами восьмого, десятого элементов ИЛИ и четвертого элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами шестого и двенадцатого элементов ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами тринадцатого и четырнадцатого элементов ИЛИ, выход восьмого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами второго элемента И и седьмого элемента ИЛИ, выход десятого элемента ИЛИ соединен с вторым входом пятнадцатого элемента ИЛИ, выход двенадцатого элемента ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента И, выход третьего элемента И соединен с первым, а выход девятого элемента ИЛИ - со вторым выходами устройства.
Функциональная схема заявляемого самопроверяемого тестера для контроля кодов «1 из 9» показана на чертеже.
Устройство содержит первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый и пятнадцатый элементы 1...15 ИЛИ и первый, второй, третий и четвертый элементы 16...19 И. На чертеже позициями 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 обозначены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый входы устройства, позициями 29, 39 - первый и второй выходы устройства.
Устройство имеет следующие соединения. Первый вход 20 устройства соединен с первыми входами первого и второго элементов 1 и 2 ИЛИ. Второй
вход 21 соединен с вторым входом первого и первым входом третьего элементов 1 и 3 ИЛИ. Третий вход 22 соединен с первым входом четвертого элемента 4 ИЛИ. Седьмой вход 26 соединен с первым входом пятого элемента 5 ИЛИ. Выход первого элемента 1 ИЛИ соединен с первыми входами первого элемента 16 И и шестого элемента 6 ИЛИ. Выход третьего элемента 3 ИЛИ соединен с первыми входами второго элемента 17 И и седьмого элемента 7 ИЛИ. Выход пятого элемента 5 ИЛИ соединен с первым входом восьмого элемента 8 ИЛИ. Выход седьмого элемента 7 ИЛИ соединен с первым входом третьего элемента 18 И. Выход первого элемента 16 И соединен с первым входом девятого элемента 9 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго элемента 17 И. Выход десятого элемента 10 ИЛИ соединен с первым входом одиннадцатого элемента 11 ИЛИ. Кроме того, третий вход 22 устройства соединен с третьим входом первого элемента 1 ИЛИ, четвертый вход 23 - с четвертым входом первого и вторым входом пятого элементов 1 и 5 ИЛИ, пятый вход 24 - с вторыми входами второго и третьего элементов 2 и 3 ИЛИ, шестой вход 25 - с третьим входом второго и вторым входом четвертого элементов 2 и 4 ИЛИ, седьмой вход 26 - с четвертым входом второго элемента 2 ИЛИ, восьмой вход 27 - с третьими входами третьего и четвертого элементов 3 и 4 ИЛИ, девятый вход 28 - с четвертым входом третьего и третьим входом пятого элементов 3 и 5 ИЛИ. Выход первого элемента 1 ИЛИ соединен с вторым входом одиннадцатого элемента 11 ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего элемента 18 И. Выход второго элемента 2 ИЛИ соединен с первыми входами десятого, двенадцатого, тринадцатого элементов 10, 12, 13 ИЛИ и первым входом четвертого элемента 19 И, выход которого соединен с третьим входом девятого элемента 9 ИЛИ. Выход третьего элемента 3 ИЛИ соединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов 14 и 15 ИЛИ, выходы которых соединены соответственно с третьим и четвертым входами третьего элемента 18 И, пятый вход которого соединен с выходом тринадцатого элемента 13 ИЛИ. Выход четвертого элемента 4 ИЛИ соединен с вторыми входами восьмого,
десятого элементов 8, 10 ИЛИ и четвертого элемента 19 И. Выход пятого элемента 5 ИЛИ соединен с вторыми входами шестого и двенадцатого элементов 6 и 12 ИЛИ.
Выход шестого элемента 6 ИЛИ соединен с вторыми входами тринадцатого и четырнадцатого элементов 13 и 14 ИЛИ. Выход восьмого элемента 8 ИЛИ соединен с вторыми входами второго элемента 17 И и седьмого элемента 7 ИЛИ. Выход десятого элемента 10 ИЛИ соединен с вторым входом пятнадцатого элемента 15 ИЛИ. Выход двенадцатого элемента 12 ИЛИ соединен с вторым входом первого элемента 16 И. Выход третьего элемента 18 И соединен с первым 29, а выход девятого элемента 9 ИЛИ - со вторым 30 выходами устройства.
Работа устройства иллюстрируется таблицей, в которой показаны состояния его выходов 29, 30 в зависимости от сигналов, подаваемых на входы 20...28.
Таблица
№ п/п
Сигналы на входах
Сигналы на выходах
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
3
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
4
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
5
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
6
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
7
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
8
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
9
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
Как видно из таблицы, при наличии одного сигнала «1» в слове, поступающем на входы устройства, на его выходах 29, 30 сигналы будут различны («01» или «10»), что свидетельствует о принадлежности входного слова коду «1 из 9».
Если на входы устройства будет поступать кодовая комбинация «000000000», состоящая из одних нулей, то на обоих выходах устройства будут сформированы сигналы «0», что свидетельствует об искажении в контролируемом коде.
В том случае, если число «1» в слове, подаваемом на входы устройства, будет больше, чем одна, например, «110000000», «001110000» и т.д., то на обоих выходах устройства будут сформированы сигналы «1», что также указывает на искажение контролируемого кода.
Устройство обладает свойством самопроверки, т.е. любая одиночная неисправность в его схеме будет обнаружена по идентичности сигналов на его выходах на одном или нескольких наборах кода «1 из 9».
Например, неисправность «константа 0» первого входа 20 устройства будет зафиксирована на наборе «100000000», так как при поступлении этого набора на входы устройства, на его обоих выходах будут сформированы сигналы «0». Неисправность «константа 1» того же входа будет зафиксирована на одном из наборов кода «1 из 9»: «01000000», «001000000» и других по равенству «1» сигналов на обоих выходах устройства.
Неисправность «константа 0» первого входа первого элемента 16 И будет зафиксирована по равенству «0» обоих выходных сигналов на наборе «100000000» кода «1 из 9». Неисправность «константа 1» того же входа элемента 16 И будет зафиксирована по равенству сигналов «1» на обоих выходах устройства при поступлении на его входы наборов «000010000» или «000000100» кода «1 из 9».
Любая другая одиночная неисправность в устройстве приведет к тому, что сигналы на его выходах 29, 30 будут одинаковыми на одном или нескольких наборах кода «1 из 9».
Основным достоинством заявляемого устройства является большее быстродействие, так как сигналы от его входов до контрольных выходов проходят по путям, содержащим лишь четыре логических элемента, вместо шести у прототипа, что уменьшает время их задержки, а следовательно, и формирование контрольных сигналов на 30%. Последнее обстоятельство является весьма существенным для достижения максимального быстродействия контролируемых с помощью заявляемого устройства блоков и узлов ЭВМ.