Шифратор

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>920699 (61) Дополнительное к авт, свкд-ву Iit 783786 (22)Заявлено 27.07. 79 (21) 2802824/18-24 . с присоединением заявки At

{23) Прнорнтет

Олублнковано 15.04.82. Бюллетень _#_c 14 (S1)M. Кл.

G 06 F 5/02

3Ьеумистхсаах квттвт

СССР ю аввам нзабретеннВ я ofxpblTNa () УЛК 681,326 (088. 8) Дата опублнкованкя описания 15.04. 82.

О. Н. Бойчев, Н. В. Дударева, В.И. Ко и Я.И.Торошанко (72) Авторы изобретения г

Киевский ордена Ленина политехни еский,.институт

Хб Э 1%а им. 50-летия Великой Октябрьской о иал стической революции (TI ) Заявктель (54) ШИФРАТОР.рации.

Изобретение относится к вычисли= теньной технике и предназначено для преобразования пространственного унитарного кода в код двоичной позиционной однородной системы счисления.

Устройство может быть использовано в качестве специализированного операционного элемента, ориентированного на выполнение микрооперации шифИзвестный по основному авт. св.

II- 783786 шифратор содержит Cog (n-1) ступеней шифрации (n-разрядность входного слова шифратора), причем и каждая 1-я ступень содержит —. двуп входовых элементов ИЛИ и у; — входовой элемент ИЛИ, выход которого является выходом L-го разряда шифратора, выход двувходовых элементов

ИЛИ последней ступени является выходом Ь и-ro разряда шифратора. Выходы двувходовых элементов ИЛИ i-й ступени являются входами (1+1)-й ступени. Входами 1-й ступени являются входы шифратора 1 .

Недостатком указанного шифратора является невозможность контроля его работы. . Цель изобретения — повышение достоверности работы шифратора.

Поставленная цель достигается тем, что в шифратор по авт. св.

Ф 783786 введен f0)in входовой эле10 мент контроля ИЛИ, где n — разрядность входного слова шифратора, а в каждую i-ю ступень шифрации, где

1=1,2,... щр (n-l ), введен второй входовой. элемент ИЛИ и схема срав1$ йения, причем выходы всех схем сравнения соединены с соответствующим входом элемента контроля ИЛИ, выход которого является контрольным выходом шифратора, входы второго элемента ИЛИ каждой ступени шифрация соединены со вторыми входами двувхо довых элементов ИЛИ соответствукицей ступени шифрации, выходы первого и

920699 второго элементов ИЛИ каждой ступени шифрации соединены с первым и вторым входом соответствующей схемы сравнения, выходы двувходовых элементов

ИЛИ последней ступени шифрации соединены соответственно с первым и вторым входами соответствующей схемы сравнения.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами. 10

На фиг. 1 изображена функциональная схема L-A ступени, на фиг. 2 функциональная схема первой сту,пени1 на фиг. 3 — функциональная схема последней ступени, шифрации, на 15 фиг. 4 — пример построения предлагаемого шифратора для ||=16.

Предлагаемый шифратор содержит ((ор (-1) ступень шифрации. Каждая

1-я ступень (фиг. 1) содержит —;! вход. 20 и ных цепей, разделенных на первую l,l и вторую 2, !, группы .индекс при номерах блоков означает принадлежность, описываемого блока к L -й ступени, два р — входовых элемента

25 и

ИЛИ 3, L и 4, L g двувходовых элементов ИЛИ 5, б .и двувходовую схему сравнения 6, !.. Выходы схем сравнения 6, L всех ступеней через о) П— видовой элемент ИЛИ 7 подключены к контрольному выходу 8 шифратора.

Входными цепями первой ступени (фиг. являются входы шифратора, Входы .шифратора (входные цепи первой ступени) пронумерованы таким образом, что двоичный код номера входной цепи соответствует выходному коду, вырабатываемому шифратором при появлении единичного сигнала на этой входной цепи. Входные цепи первой сту40 пени разделены на две группы 1,1 и 2,1. Первая группа входных цепей

1,1 содержит входные цепи с номера3п п 3| + ."ь +!у ° ° ° — -l ó ц у ц +1 ó ° ° ° | г|-1. Вторая групйа 2, 1 содержит входные цепи с номерами 0,1,. - — „-1, ф, —,, +1,..., ф -1. Таким образом, в состав первои группы 1,1 входят все цепи, двоичные коды номеров "которых содержат "1" в старшем (1-м) разряде, в состав второй группы 2,1 все цепи, двоичные коды номеров, которых содержат "0" в старшем (1-м) разряде. Входные цепи первой rpynl1 пы 1,1 подключены к — — входовому элементу ИЛИ 3,1, выход которого является выходом 1-го (старшего) разряда шифратора (вых. (ф и подключен ко входу схемы сравнения 6„1,.

Входные цепи второй группы 2, 1 подл ключены к — — входовому элементу

Ъ

ИЛИ 4,1, выход которого подключен ко второму входу схемы сравнения

6,1. Каждый двувходовой элемент

ИЛИ 5,1 подключен к тем входным цепям первой l,l.è второй 2,1 групп, у которых двоичные коды номеров входных цепей отличаются только старшим (1-м) разрядом. При этом выход дан-. ного элемента ИЛИ 5,1 является для второй ступени входной цепью, номер которой соответствует номерам входных цепей первой ступени, к которым подключен данный элемент ИЛИ 5,1, но без учета первого разряда. Так, например, если ко входам элемента

5,1 подключена входная цепь второй группы с номером О а а ...а,„.,а„ и входная цепь первой группы с номером l а|а3...а .!а|||, то выход данного элемента 5,1 является для второй ступени входной цепью с номером а а3...а|,,а„ (а,а3...,ап|!, а |- цифры 0 или l . Следовательно, вторая

O ступень содержит входных цепей, которые в свою очередь разделены на первую 1,2 и вторую 2,2 группы аналогично, как и в первой ступени.

Аналогично построены остальные ступени. Так, с-я ступень (фиг. 1) со:держит — Л входных цепей, разделенных на две группы. К первой группе

1, ь принадлежат входные цепи с номерамиг:г| - + 1, ° ° °, с- +1, и

1, ко второй группе 2, (. входные цепи с номерами 0,1, Ъ

tl и

-- т= уу+! ° ° ° .,- —. — l, то есть в состав первой .группы 1, входных цепей -й ступени входят все цепи, двоичные коды номеров которых содержат "1" в старшем (2-м ) разряде, в состав второй группы 2, | — осталь— ные входные цепи l -и ступени. Входные цепи первой группы 1, подключен ны к р входовому элементу ИЛИ 3, L, выход которого является выходом Ь вЂ” го разряда шифратора (вых. (3) и соединен со входом схемы сравнения 6,L ..

Входные цепи второй группы 2, !., отличающиеся от входных цепей первой группы только старшим первым разряpом в двоичных кодах номеров, подключены к P, — входовому элементу ИЛИ 4,L выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения 6, . Каждый

9"0699 двувходовой элемент ИЛИ 5, L подключен к тем входным цепям первой и второй 2, g групп, у которых двоичные коды номеров отличаются только старшим 1-м разрядом. Код номера 5 входной цепи L-ой ступени содержит (0/ (n-1 ) +1 ) раз ряд. Выходы элементов ИЛИ 5,L являются входными цепями (i+1 ) -ii ступени. Нумерация входных цепей (i+1)-й ступени производит->О ся аналогично гому, как это было сд пано для второй ступени. В состав второй группы 2, i+ входят входные цепи, (i+1) -й ступени, которые получены объединением через элементы ИЛИ 5«!. !5 первой половины входных цепей пер.n вой группы (номера- г=г« - +1,. ° ., — — 1) и первой половины входных

Q tl

2I > цепей второй группы 2, (номера О, 1, 20 ...,- и;;,-- I 1. В состав первой группы 1, i+I входят входные цепи (i+1) -й ступени, которые получены объединением через элемент ИЛИ 5,k второй половины входных цепей первой группы

3и Зи +, (номера,, „ 1,..., -< — 1) 1 Ъ и второй половины входных цепей второй гр«ппы 2, Г (номера — П, 2 м-1, «

И

° ° ° «р=- -- ) . Последняя, (fî ; (и-1) ) ступень (фиг. 3) содержит четыре входные цепи с номерами 0,1,2,3. Первую группу I, fo)q (и-1) составляют входные цепи с номерами 2 и 3, вторую

2, Ь » (n- 1) - входные цепи с номерами О и 1. Входные цепи первой группы подключены к элементу ИЛИ 3.

3ар (и-1) > выход которого является 4О выходом fo)z (n-1) -ro разряда 1вых.

1!а » (и-1)1) и соединен со входом схемы сравнения б, Eu)- (n-1) . Входные цепи второй группы подключены к элементу ИЛИ 4, KgZ (n-1), выход 4 которого подключен ко второму входу схемы сравнения 6, 60 » (и-1). Количество двувходовых элементов ИЛИ 5. 0 (и-1) для (10Щ (и-1) -й ступени равно двум. К одному из элементов

ИЛИ 5, tafg (и-1) подключены входные цепи первой 1, 6@ (n;1) и второй 2, (o (n-1) групп с номерами 3 и 1.

Выход этого элемента 5, lo) (n-1) явля ется выходом (ои И -ro разряда

82

55 шифратора (вых. (1о 4 11 и соединен со входом схемы сравнения. 6, ш1«и

Ко второму элементу ИЛИ 5, 30(g (и-1) подключены входные цепи с номерами

2 и О. Выход этого элемента подключен ко второму входу схемы сравнения

Кар.. n.

Иифратор работает следующим образом.

Единичнь1й сигнал со входа шифратора через элемент K5f 5, ь поступает на одну из входных цепей первой группы 1, !. в тех ступенях, которые на выходе шифратора вых. f.<3 должны вырабатывать Kop, "!" согласно номеру возбужденной входной шины шифратора. В тех ступенях, которые должны на выходе шифратора вырабатывать код 0", единичыай сигнал со входа шифратора через элементы ИЛИ 5,«поступает на одну из входных цепей второй группы 2, 1. Таким образом, если в L-й ступени единичный сигнал появится на входной цепи первой группы, на выходе элемента ИЛИ З,L (т.е. на выходе L — го разряда шифратора) появится код "1", а на выходе элемента ИЛИ 4, L — код "Она Если же единичный сигнал появится на выходной цепи второй группы, на выходе а -го разряда шифратора — код

"О", на выходе элеме"та ИЛИ 4, L код "I". Так производится шифрация во всех ступенях шифратора.

Контроль работы шифратора производится следующим образом.

Для каждой ступени предлагаемого шифратора характерно наличие единичного сигнала только на одной из ее входных цепей. Таким образом, при правильной работе шифратора на входы всех схем сравнения Ь, L каждой ступени поступают разные коды (О и !), на их выходах и на выходе элемента ИЛИ 7 будет нулевой сигнал, сигнализирующий об отсутствии ошибок. Отсутствие единичного сигнала на одной из входных цепей -й ступени или его наличие на нескольких входных цепях является ошибкой. Оба типа этих ошибок могут являться следствием неисправности элементов ИЛИ 5, i — предыдущей ступени. Первый тип ошибок обнаруживается схемой сравнения 6«б

L — ой ступени, так как на ее входы через элементы ИЛИ 4, и 5, L поступают нулевые коды. Второй тип ошибок обнаруживается схемой сравнения 6, L-ой или одной из последующих ступеней шифрации. При этом, в предлагаемом шифраторе обнаруживаются и мно гократные ошибки, заключающиеся в,появлении единичного сигнала на выходе нескольких двухвходовых элемен. тов ИЛИ 5,k. Ошибки, заключающиеся в лажном появлении и исчезновении единичного сигнала, не обнаруживаются. При неисправности одного из элементов,ИЛИ 3, t или 4, L в любом количестве ступеней шифратора ошибка обнаруживается схемами сравнения 6,L неисправных ступеней. В предлагаемом шифраторе обнаруживаются также ошибки во входном слове, Л р и м е р. Пусть разрядность выходного кода шифратора равна 4, Шифратор содержит, 3 ступени шифрации. Пусть появится единичный сигнал на входной цепи с номером 5<>=

=0101 . При этом на выходах 1-го и 3-ro разрядов шифратора должен

20 вырабатываться код "0", на выходах

2-ro и 4-го разрядов — код "I". В первую группу 1, 1 первой ступени входят входные цепи с номерами от

lOO0 до 1111, во вторую — с номерами от 0000 до 0111. Возбужденная входная цепь первой ступени относится ко второй группе, так как в первом разряде ее номера "0". Поэтому на выходе элемента ИЛИ 3,,1 (т„е. на выходе первого разряда шифратора) нулевой сигнал. Первая ступень шифрации содержит 8 элементов И1П! 5,1.

Один из них подключается к возбуж— денной входной цепи второй группы

2, I с номерами 0101 и ко входной цепи первой группы 1, 1 с номером 1101.

Выход данного элемента ИЛИ 5, l является для второй ступени входной цепью с номером 101, на ней единичный

40 сигнал. Эта входная цепь относится к первой группе 1,2 второй ступени, следовательно, на выходе элемента

ИЛИ 3,2 (на выходе второго разряда шифратора) появится код "1 . Вторая

45 ступень содержит 4 элемента ИЛИ 5,2.

Один из них подключен ко входной цепи первой группы 1,2 с номером 101 и к выходной цепи второй группы 2,2 с номером 001. Выход его является для последней третьей ступени входной цепью с номером 01, на которой единичный сигнал. Следовательно, на входе элемента ИЛИ 3, 30) (и-1) (фиг. 3) — код 0", на выходе элемента 5, о .! (и- l) (т.е. на выходе

AD(и-ro (4 — го) разряда шифратора вых. (10! П код "1". Таким образом, на выходах I-ro и 3-ro разряда шифра50

920699 8 тора получен код 0, на выходах

2-го разрядов — код "1".

Такой шифратор при возникновении разного типа неисправностей работает следующим образом.

Пусть на входные цепи второй группы !например с номерами 0001 и 0011) вследствие отказа одного из элементов ИЛИ 5,1 поступает два единичных сигнала. Так как в первом разряде ,номеров входных цепей 0, то на выходе элемента ИЛИ 3,1 — нулевой сигнал. Выходы двух элементов И3П! 5,1 являются для второй ступени входными цепями с номерами 00! и 0!1, на которых единичные сигналы, Так как эти входные цепи относятся ко второй группе 2,2 второй ступени, то на выходе ИЛИ 3,2 — нулевой сигнал, на выходе элемента ИЛИ 4,2 — единичный, следовательно, на выходе схемы сравнения 6,2 — нулевой сигнал. Выходы элементов ИЛИ 5,2 являются для третьей ступени входными цепями с номерами 01 и 11, на которых-единичные сигналы. Следовательно, на выходе элементов ИЛИ 3,3 и 4,3 — единичные сигналы, на выходе схемы сравнения

6,3 также единичный сигнал. Так как на выходах схем сравнения 6,1 и 6,2 нулевые сигналы, а на выходе 6,3 единичный сигнал, то и на выходе элемента 7 — единичный сигнал, свидетельствующий о наличии ошибки.

В случае, когда во входные цепи первой группы (например, с номерами 1100 и 1110) поступает два единичных сигнала, тогда на выходе элемента ИЛИ 3,1 — ециничный сигнал, на выходе элемента ИЛИ 4,1 — нулевой, следовательно, на выходе схемы сравнения 6,1 также нулевой сигнал.

Но так как возбужденные цепи подключены ко входным цепям второй группы с номерами 0100 и 0110, то на выходе элементов ИЛИ 5,1 соответствующим номерам возбужденных ELHH — единичный сигнал, и выявление ошибки производится, как и в предыдущем случае..Если единичный сигнал поступит на одну из входных шин как первой, так и второй групп (например на входные шины с номерами 1110 и 0011) тогда на выходе элемента ИЛИ 3,! единичный сигнал (так как номер одной из возбужденных шин содержит "!" в стapmeM разряде) и на выходе элемента ИЛИ 4,1 также единичный сигнал. Поэтому на выходе схемы срав920699

10 нения 6,1, а следовательно, и на выходе элемента 7 — единичный сигнал, свидетельствующий об ошибке. Если же происходит исчезновение единичного сигнала на выходных цепях первой или второй группы, то на выходах элементов ИЛИ 3,1 и ИЛИ 4,! — нулевой сигнал, а на выходе схемы сравнения

6,1., а следовательно, и на выходе элемента 7 — единичный сигнал, что свидетельствует об ошибке.

Таким образом, в предложенном шифраторе обнаруживаются все одиночные ошибки входного слова и ошибки, появившиеся при отказе одного из элементов шифратора, а также ряд многократных ошибок.

Формула из обретения

Шифратор по авт. св. 483786, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности работы устройства, в него введен 1О входовой элемент контроля ИЛИ, где п — разрядность входного слова шифратора, а в каждую -ю ступень шифрации, где =1,2,..., (ьц(п-1), введен второй и/2-входовой элемент ИЛ1> и схема сравнения, причем выходы всех схем сравнения соединены с соответствующим входом элемента контроля

ИЛИ, выход которого является контрольным выходом шифратора, входы вто1о рого элемента ИЛИ каждой ступени шифрации соединены со вторыми входами двувходовых элементов ИЛИ соответствующей ступени шифрации, выходы первого и второго элементов ИЛИ каждой ступени шифрации "оединены с первым и вторым входом соответствующей схемы сравнения, выходы двувходовых элементов ИЛИ последней ступени шифрации соединены соответственно с перщ вым и вторйм входами соответствующей схемы сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

25 9 783786, кл. G 06 F 5/02, 25.12. 78 (прототип).

920699

1-л ступень

Составитель И. Сигалов

Редактор Л.Авраменко Техред А. Ач Корректор С.Шекмар

Заказ 2343 55 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4