Устройство для контроля кода "1 из 5"

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам диагностики, и может быть использовано для проверки правильности функционирования распределителей, дешифраторов и им подобных устройств. Техническим результатом является повышение надежности функционирования устройства за счет осуществления постоянного самоконтроля в процессе работы независимо от комбинаций входного сигнала. Устройство для контроля кода "1 из 5", содержит блок сравнения, мажоритарный элемент, пять двухвходовых элементов ИЛИ, два трехвходовых элементов ИЛИ, три элемента И и элемент исключающее ИЛИ, выход которого соединен с контрольным выходом устройства, а первый и второй входы соединены с выходами соответственно второго двухвходовго элемента ИЛИ и третьего элемента И, первый и второй входы третьего элемента И соединены с выходами соответственно четвертого и пятого двухвходовых элементов ИЛИ, первый и второй входы второго двухвходовго элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого двухвходовго элемента ИЛИ и вторым входом и четвертого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и выходом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом третьего двухвходовго элемента ИЛИ и первым входом пятого двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом второго трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с четвертым входом устройства и вторым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и вторым входом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом устройства и вторым входом первого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом устройства и вторым входом второго трехвходового элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с пятым входом устройства и третьим входом первого трехвходового элемента ИЛИ, с первого по пятый входы мажоритарного элемента соединены с соответственно с первого по пятый входами устройства, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента исключающее ИЛИ, а выход - с выходом проверки устройства. 3 илл.

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно к устройствам диагностики, и может быть использовано для проверки правильности функционирования распределителей, дешифраторов и им подобных устройств.

Известно устройство для контроля параллельного двоичного кода на четность [SU 41887 U1, класс G06F 11/10, 2004.07.13.], содержащее групповой элемент И, два инвертора, дополнительный элемент И, триггер четности и регистр сдвига, каждый разряд которого содержит триггер и элементы И, ИЛИ, выход группового элемента И соединен со счетным входом триггера четности, выход которого является выходом устройства, первый вход группового элемента И соединен с выходом регистра сдвига, а второй вход группового элемента И соединен с синхронизирующим входом устройства, вход установки в единицу каждого триггера регистра сдвига является информационным входом устройства, прямой выход триггера каждого разряда соединен с первыми входами соответствующих элементов И и ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с информационным входом триггера последующего разряда регистра и сдвига с вторым входом элемента ИЛИ последующего разряда, информационный вход триггера старшего разряда соединен с вторым входом элемента ИЛИ данного разряда и с входом сигнала логического нуля устройства, выход элемента ИЛИ младшего разряда является выходом регистра сдвига, синхронизирующий вход устройства соединен с вторыми входами элементов И каждого разряда регистра сдвига, выходы которых соединены с синхронизирующими входами триггеров соответствующих разрядов, первый вход дополнительного элемента И через первый инвертор соединен с выходом элемента ИЛИ младшего разряда регистра сдвига, второй вход элемента И через второй инвертор соединен с синхронизирующим входом устройства, а выход элемента И является дополнительным выходом устройства.

Недостатком этого устройства является то, что контроль осуществляется только на четность и не возможность проверки правильности функционирования распределителей, дешифраторов и им подобных устройств.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для контроля кода "1 из 5" [SU 1288916 А1, класс Н03М 7/00, 1987.07.02.] содержащее три элемента И, элемент исключающее ИЛИ и семь элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы первого элемента ИЛИ являются соответственно первым и вторым информационными входами устройства, первые входы четвертого, третьего и пятого элементов ИЛИ являются соответственно третьим, четвертом и пятым информационными входами устройства, третий вход второго элемента ИЛИ является управляющим входом устройства, первый вход шестого элемента ИЛИ подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента ИЛИ соединен с вторыми входами первого элемента И и шестого элемента ИЛИ, первый вход седьмого элемента ИЛИ подключен к выходу третьего элемента ИЛИ и второму входу второго элемента И, выход пятого элемента ИЛИ соединен со вторыми входами второго элемента И и элемента ИЛИ, выходы шестого и седьмого элементов ИЛИ соединены соответственно с первым и вторым входами третьего элемента И, выходы второго элемента ИЛИ и третьего элемента И соединены соответственно с входами элемента исключающее ИЛИ, выход которого является выходом устройства, второй вход четвертого элемента ИЛИ объединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ объединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход пятого элемента ИЛИ объединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход третьего элемента ИЛИ объединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, третий вход четвертого элемента ИЛИ объединен с первым входом пятого элемента ИЛИ, третий вход которого объединен с первым входом первого элемента ИЛИ.

Недостатком этого устройства является его низкая надежность функционирования, так как самоконтроль осуществляется только при определенных комбинациях входного сигнала.

Техническим результатом является повышение надежности функционирования устройства за счет осуществления постоянного самоконтроля в процессе работы независимо от комбинаций входного сигнала.

Технический результат достигается тем, что в устройство для контроля кода "1 из 5", содержащее пять двухвходовых элементов ИЛИ, два трехвходовых элементов ИЛИ, три элемента И и элемент исключающее ИЛИ, выход которого соединен с контрольным выходом устройства, а первый и второй входы соединены с выходами соответственно второго двухвходовго элемента ИЛИ и третьего элемента И, первый и второй входы третьего элемента И соединены с выходами соответственно четвертого и пятого двухвходовых элементов ИЛИ, первый и второй входы второго двухвходовго элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого двухвходовго элемента ИЛИ и вторым входом и четвертого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и выходом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом третьего двухвходовго элемента ИЛИ и первым входом пятого двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом второго трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с четвертым входом устройства и вторым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и вторым входом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом устройства и вторым входом первого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом устройства и вторым входом второго трехвходового элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с пятым входом устройства и третьим входом первого трехвходового элемента ИЛИ, дополнительно введены что в него введены блок сравнения и мажоритарный элемент, с первого по пятый входы которого соединены с соответственно с первого по пятый входами устройства, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента исключающее ИЛИ, а выход - с выходом проверки устройства, причем мажоритарный элемент содержит три двухвходовых элементов ИЛИ, четыре элемента И, элемент ИЛИ-НЕ и пятивходовой элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом мажоритарного элемента, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом первого двухвходовго элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, первым входом первого двухвходовго элемента ИЛИ и вторым входом мажоритарного элемента, третий вход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, первым входом второго двухвходовго элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого двухвходовго элемента ИЛИ и вторым входом второго двухвходовго элемента ИЛИ выход которого соединен с вторым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, четвертым входом мажоритарного элемента и первым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с пятым входом мажоритарного элемента и пятым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с пятым входом пятивходового элемента ИЛИ, с первого по четвертый входы которого соединены с выходами соответственно с первого по четвертый элементов И, а выход - с выходом мажоритарного элемента, причем блок сравнения содержит элемент И, элемент И с инверсными входами и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И с инверсными входами и первым входом блока, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И и первым входом элемента И с инверсными входами, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока.

Введение указанных дополнительных элементов и последовательности их соединения позволяет повысить надежность функционирования устройства за счет осуществления постоянного самоконтроля в процессе работы независимо от комбинаций входного сигнала.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства.

На фиг.2 представлена функциональная схема мажоритарного элемента.

На фиг.3 представлена функциональная схема блока сравнения.

Устройство содержит (фиг.1) пять двухвходовых элементов ИЛИ 15, два трехвходовых элементов ИЛИ 6, 7, три элемента И 810, элемент исключающее ИЛИ 11 и мажоритарный элемент 12 и блок сравнения 13.

Мажоритарный элемент 12 содержит (фиг.2) три двухвходовых элементов ИЛИ 1416, четыре элемента И 1720, пяти входовой элемент ИЛИ-НЕ 21 и пяти входовой элемент ИЛИ 22.

Блок сравнения 13 содержит (фиг.3) элемент И 23, элемент И 24 с инверсными входами и элемент ИЛИ 25.

Устройство для контроля кода "1 из 5", содержит блок сравнения 13, мажоритарный элемент 12, пять двухвходовых элементов ИЛИ 15, два трехвходовых элементов ИЛИ 6, 7, три элемента И 810 и элемент исключающее ИЛИ 11, выход которого соединен с контрольным выходом устройства, а первый и второй входы соединены с выходами соответственно второго двухвходовго элемента ИЛИ 2 и третьего элемента И 10, первый и второй входы третьего элемента И 10 соединены с выходами соответственно четвертого 4 и пятого 5 двухвходовых элементов ИЛИ, первый и второй входы второго двухвходовго элемента ИЛИ 2 соединены с выходами соответственно первого 8 и второго 9 элементов И, первый вход первого элемента И 8 соединен с выходом первого двухвходовго элемента ИЛИ 1 и вторым входом и четвертого двухвходового элемента ИЛИ 4, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И 8 и выходом первого трехвходового элемента ИЛИ 6, первый вход второго элемента И 9 соединен с выходом третьего двухвходовго элемента ИЛИ 3 и первым входом пятого двухвходового элемента ИЛИ 5, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И 9 и выходом второго трехвходового элемента ИЛИ 7, первый вход которого соединен с четвертым входом устройства и вторым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ 3 первый вход которого соединен с третьим входом устройства и вторым входом первого трехвходового элемента ИЛИ 6, первый вход которого соединен с вторым входом устройства и вторым входом первого двухвход ового элемента ИЛИ 1, первый вход которого соединен с первым входом устройства и вторым входом второго трехвходового элемента ИЛИ 7, третий вход которого соединен с пятым входом устройства и третьим входом первого трехвходового элемента ИЛИ 6, с первого по пятый входы мажоритарного элемента 12 соединены с соответственно с первого по пятый входами устройства, а выход - с первым входом блока 13 сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента исключающее ИЛИ 11, а выход - с выходом проверки устройства, причем мажоритарный элемент 12 содержит три двухвходовых элементов ИЛИ 1416, четыре элемента И 1720, элемент ИЛИ-НЕ 21 и пятивходовой элемент ИЛИ 22, выход которого соединен с выходом мажоритарного элемента 12, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ 21, вторым входом первого двухвходовго элемента ИЛИ 14 и первым входом первого элемента И 17, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 21, первым входом первого двухвходовго элемента ИЛИ 14 и вторым входом мажоритарного элемента 12, третий вход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 21, первым входом второго двухвходовго элемента ИЛИ 15 и первым входом второго элемента И 18, второй вход которого соединен с выходом первого двухвходовго элемента ИЛИ 14 и вторым входом второго двухвходовго элемента ИЛИ 15 выход которого соединен с вторым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ 16 и вторым входом третьего элемента И 19, первый вход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ 21, четвертым входом мажоритарного элемента 12 и первым входом третьего двухвходовго элемента ИЛИ 16, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И 20, первый вход которого соединен с пятым входом мажоритарного элемента 12 и пятым входом элемента ИЛИ-НЕ 21, выход которого соединен с пятым входом пятивходового элемента ИЛИ 22, с первого по четвертый входы которого соединены с выходами соответственно с первого 17 по четвертый 20 элементов И, а выход - с выходом мажоритарного элемента 12, причем блок 13 сравнения содержит элемент И 23, элемент И 24 с инверсными входами и элемент ИЛИ 25, первый вход которого соединен с выходом элемента И 23, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И 24 с инверсными входами и первым входом блока 13, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 23 и первым входом элемента И 24 с инверсными входами, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 25, выход которого соединен с выходом блока 13.

Устройство работает следующим образом (фиг.1 - фиг.2).

Контролируемый пятиразрядный код поступает на его входы 1-5. В таблице приведены некоторые наборы контролируемого кода и значения кодов с выходов элементов ИЛИ 2, И 10, исключающее ИЛИ 11 и блока 13 сравнения, иллюстрирующие работу устройства.

Как видно из таблицы, при одном сигнале " 1" в контролируемом коде значения на выходах элементов ИЛИ 2 и И 10 всегда будут противоположны (наборы 2-6). Поэтому на выходе элемента исключающее ИЛИ 11 и контрольном выходе устройства будет присутствовать сигнал "I", свидетельствующий об отсутствии искажений в проверяемом входном коде. При полном отсутствии сигнала "1" во входном коде (набор 1) или при числе "1" в проверяемом входном коде более одной (наборы 7-10) значения на выходах элементов ИЛИ 2 и И 10 всегда будут одинаковые. В этом случае на выходе элемента исключающее ИЛИ 11 и контрольном выходе устройства будет присутствовать сигнал "0", свидетельствующий об ошибке в проверяемом входном коде. Можно показать, что на всех остальных возможных наборах пятиразрядного кода сигналы на выходах элементов ИЛИ 2 и И 10 будут одинаковые и равные "1", а на выходе элемента исключающее ИЛИ 11 и контрольном выходе устройства будет присутствовать сигнал "0", т.е. сигнал "ошибка".

Однако, при возникновении неисправности в элементах устройства во время контроля входного кода, может оказаться, что при одном сигнале "1" в контролируемом коде значение на выходе элемента исключающее ИЛИ 14 и контрольном выходе устройства будет присутствовать сигнал "0", свидетельствующий об ошибке в проверяемом входном коде и наоборот, при числе " 1" в проверяемом входном коде более одной, на выходе элемента исключающее ИЛИ 14 и контрольном выходе устройства будет присутствовать сигнал "1", свидетельствующий об отсутствии искажений в проверяемом входном коде.

Постоянный самоконтроль устройства в процессе работы независимо от комбинаций входного сигнала осуществляется следующим образом.

Для того, что бы можно было определить исправно устройство или нет, входной пятиразрядный код с его входов 1-5 одновременно поступает на соответствующие входы мажоритарного элемента 12. Мажоритарный элемент 12 (Фиг.2) работает по следующему принципу. Если на входах мажоритарного элемента 12 более одной "1", то на его выходе выдается сигнал равный "1". Кроме того, при отсутствии сигнала "1" на всех входах мажоритарного элемента 15 а, следовательно, на всех входах элемента ИЛИ-НЕ 21, на его выходе также выдается сигнал равный "1". В остальных случаях на его выходе также выдается сигнал равный "0". При этом предполагается, что вероятность выхода из строя мажоритарного элемента 12 значительно меньше вероятности выхода из строя устройства.

Сигнал с выхода мажоритарного элемента 12 поступает на первый вход блока 13 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода элемента исключающее ИЛИ 11. В блоке 13 сравнения производится сравнение входных сигналов. Если устройство исправно, то с выхода элемента исключающее ИЛИ 11 должен выдаваться сигнал равный "1", а с выхода мажоритарного элемента 15 - сигнал равный "0", если во входной комбинации присутствует только одна "1". Если во входной комбинации присутствует более одной "1", то с выхода элемента исключающее ИЛИ 11 должен выдаваться сигнал равный "0", а с выхода мажоритарного элемента 15 - сигнал равный "1". То есть, при исправном устройстве, сигналы с выходов элемента исключающее ИЛИ 11 и мажоритарного элемента 15 будут различными.

Если устройство неисправно, то с выхода элемента исключающее ИЛИ 11 будет выдаваться сигнал равный "0", и с выхода мажоритарного элемента 15 - сигнал равный "0", если во входной комбинации присутствует только одна "1". Если во входной комбинации присутствует более одной "1", то с выхода элемента исключающее ИЛИ 11 будет выдаваться сигнал равный "1", а с выхода мажоритарного элемента 15 - сигнал равный "1". То есть, при неисправном устройстве, сигналы с выходов элемента исключающее ИЛИ 11 и мажоритарного элемента 15 будут одинаковыми.

Сигналы с входа блока сравнения 13 одновременно поступают на входы элемента И 23 и элемента И 24 с инверсными входами. С выходов элементов И 23 или И 24 с инверсными входами будет выдаваться сигнал равный единице и далее, через элемент ИЛИ 25, на выход блока сравнения 13 только при равных сигналах на входе. Если сигналы на входе блока сравнения 13 разные, то с выходов элементов И 23 или И 24 с инверсными входами будет выдаваться сигнал равный нулю, который через элемент ИЛИ 25, на выход блока сравнения 13. Наличие на выходе блока сравнения 13 единичного сигнала свидетельствует о неисправности устройства.

Таким образом, устройство позволяет повысить надежность функционирования устройства за счет осуществления постоянного самоконтроля в процессе работы независимо от комбинаций входного сигнала.

1. Устройство для контроля кода "1 из 5", содержащее пять двухвходовых элементов ИЛИ, два трехвходовых элементов ИЛИ, три элемента И и элемент исключающее ИЛИ, выход которого соединен с контрольным выходом устройства, а первый и второй входы соединены с выходами соответственно второго двухвходового элемента ИЛИ и третьего элемента И, первый и второй входы третьего элемента И соединены с выходами соответственно четвертого и пятого двухвходовых элементов ИЛИ, первый и второй входы второго двухвходового элемента ИЛИ соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, первый вход первого элемента И соединен с выходом первого двухвходового элемента ИЛИ и вторым входом и четвертого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом первого элемента И и выходом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход второго элемента И соединен с выходом третьего двухвходового элемента ИЛИ и первым входом пятого двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым входом второго элемента И и выходом второго трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с четвертым входом устройства и вторым входом третьего двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с третьим входом устройства и вторым входом первого трехвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с вторым входом устройства и вторым входом первого двухвходового элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с первым входом устройства и вторым входом второго трехвходового элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с пятым входом устройства и третьим входом первого трехвходового элемента ИЛИ, отличающееся тем, что в него введены блок сравнения и мажоритарный элемент, с первого по пятый входы которого соединены с соответственно с первого по пятый входами устройства, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом элемента исключающее ИЛИ, а выход - с выходом проверки устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что мажоритарный элемент содержит три двухвходовых элементов ИЛИ, четыре элемента И, элемент ИЛИ-НЕ и пятивходовой элемент ИЛИ, выход которого соединен с выходом мажоритарного элемента, первый вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, вторым входом первого двухвходового элемента ИЛИ и первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, первым входом первого двухвходового элемента ИЛИ и вторым входом мажоритарного элемента, третий вход которого соединен с третьим входом элемента ИЛИ-НЕ, первым входом второго двухвходового элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого двухвходового элемента ИЛИ и вторым входом второго двухвходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом третьего двухвходового элемента ИЛИ и вторым входом третьего элемента И, первый вход которого соединен с четвертым входом элемента ИЛИ-НЕ, четвертым входом мажоритарного элемента и первым входом третьего двухвходового элемента ИЛИ, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И, первый вход которого соединен с пятым входом мажоритарного элемента и пятым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с пятым входом пятивходового элемента ИЛИ, с первого по четвертый входы которого соединены с выходами соответственно с первого по четвертый элементов И, а выход - с выходом мажоритарного элемента.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сравнения содержит элемент И, элемент И с инверсными входами и элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом элемента И с инверсными входами и первым входом блока, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И и первым входом элемента И с инверсными входами, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с выходом блока.