Файл: Пакулов, Н. И. Мажоритарный принцип построения надежных узлов и устройств ЦВМ.pdf

Согласно (2.88) —(2.91) можно построить два вариан­ та суммирующего счетчика: со сквозным и с одновре­ менным переносом. Для повышения надежности работы счетчики потенциального типа, как и регистры со сдви­ гом, строятся двухтактными.

Рис. 2.52. Структурная схема двухтактного регистра со сдвигом кода числа на 0, 1, 2 и 3 разряда как вправо, так и влево.

На рйс. 2.53 приведен один из вариантов структурной схемы суммирующего счетчика со сквозным переносом, построенной полностью на УФМ согласно выражениям (2.88) —(2.91). Сигнал Хг, не совпадающий по времени с сигналом, Х\, служит для переписи содержимого основ­ ного ряда триггеров в запоминающий ряд.

Для построения вычитающего счетчика достаточно в выражениях (2.90) и (2.91) величину qlо заменить на величину qli.

140

1] одной МСС с бЗ выводами можно разместить 29разрядный счетчик (рис. 2.53).

Синтез программных датчиков. Программный датчик на УФМ можно построить в двух вариантах:

1) на базе двухтактного сдвигающего регистра, в ко­ торый предварительно записывается единица (е). Схема такого программного датчика (16-я строка табл. 2.21),

2) с использованием УФМ; строится аналогично дат чику, схема которого приведена на рис. 2.44.

MGC при использовании программного датчика пер­ вого варианта может разместить при 64 выводах 58 'раз­ рядов.

141

П р и м е ч а н и е . В таблице приаяты следующие обозначения: х^ zi —входные информационные сигналы; _ l(bi _ t) —сигнал пе­

реноса (займа) из (/—1)-го р:зряда; гс—синхронизирующий сигнал;.<?пЧ —управляющий сигнал приема числа; Qit Q«, Q3—выходные сигналы*

УФМ; х',, z \ —входные сигналы, поступающие на единичные гходы триггеров; х'0, z'0—входные сигналы, поступающие на нулевые входы триггеров

С помощью универсальной субсистемы можпб реа* лизовать основные типовые узлы ЦВМ (регистры, сум-1 маторы, счетчики, дешифраторы, программные датчики и узлы связи). В табл. 2.23 показаны возможности уни­ версальной субсистемы при подаче соответствующих управляющих сигналов на ее входы.

На рис. 2.55 представлена схема универсальной мажо­ ритарной субсистемы. Так как для реализации каждой УФМ требуется в этом случае 11 выводов, то в одной универсальной субсистеме можно разместить 5-разряд- ный узел любого типа или 15 отдельных триггеров, на что потребуется 57 выводов.

2.5.СИНТЕЗ МАЖОРИТАРНЫХ УСТРОЙСТВ ЦВМ

Этапы построения устройств ЦВМ

Процесс построения устройств ЦВМ можно разбить на следующие этапы:

1.Формулирование основных технических характери­ стик заданного устройства.

2.Анализ существующих прототипов устройства.

3.Макросинтез устройства.

4.Микросинтез устройства.

На первом этапе разрабатываются основные техни­ ческие характеристики проектируемого устройства исхо­ дя из требований, предъявляемых к ЦВМ. На основании сформулированных технических характеристик проводит­ ся анализ существующих устройств, пригодных для использования в качестве прототипов. В результате ана­ лиза существующих прототипов выбираются наиболее рациональные принципы построения заданного устрой­ ства.

На этапе макро-синтеза разрабатываются алгоритмы операций и укрупненная функциональная схема устрой­ ства. Этап микросинтеза включает в себя построение полной функциональной и принципиальной схем задан­ ного устройства.

В результате выполнения упомянутых этапов на основе определенных исходных данных должна быть построена эффективная схема проектируемого устройства. Под эф­ фективной схемой устройства будем понимать такую схе­ му, которая полностью удовлетворяет предъявленным требованиям при минимальном количестве оборудования

И З

я максимальном совмещении во времени независимых

микроопераций.

Если технические характеристики проектируемого устройства заданы, а принцип его построения известен, то выполняются только два последних этапа.

Пример построения мажоритарного устройства

Рассмотрим порядок выполнения двух последних эта­ пов синтеза на примере построения контрольного устрой­ ства ЦВМ последова гельиого действия.

Контрольное устройство предназначено для контроля достовер­ ности передачи данных от одного устройства ЦВМ к другому. Для проверки достоверности данных, передаваемых последовательным кодом, целесообразно применить контроль по модулю, так как этот метод обладает достаточно высокой эффективностью и для его реа­ лизации требуется небольшое количество оборудования. В случае контроля по модулю на передающем конце канала необходимо сфор­ мировать контрольные характеристики путем свертки данных по выбранному модулю и передать их в обратном коде совместно с ин­ формационными кодами на приемный конец. На приемном конце необходимо снова свернуть по тому же модулю информационные и контрольные коды. Если поступившие данные являются достовер­ ными, то на выходах узла свертки для каждого переданного слова должна получиться величина, равная величине модуля. В противном случае принятые данные должны быть отброшены или скорректи­ рованы известными способами.

Контроль по модулю с целью проверки достоверности передачи данных имеет смысл вводить только в том случае, когда аппаратура контроля является высоконадежной. Поэтому при проектировании аппаратуры контроля подобного типа необходимо в первую очередь обеспечить высокую надежность ее работы посредством соответст­ вующего выбора падежной системы элементов, а если этого недо­ статочно, то применением эффективного способа резервирования, по­ зволяющего заменять неисправные элементы, не прерывая работы устройства контроля. •

ное устройство контроля (т. е. устройство контроля без резерва). Рассмотрим порядок построения на базе УФМ одноканалыюго кон­ трольного утройства (КУ).

В качестве исходных данных возьмем следующие характери­

144

7) вероятность безотказной работы КУ P(t) — 1 • 10~в, /=100 ч *

Согласно исходным данным информация из каналов связи по­ ступает на устройство контроля в виде последовательного кода. Свертку поступающих данных можно осуществить с помощью сум­ матора последовательного действия с дополнительной цепью обрат­ ной связи, которая предназначена для подачи на вход сумматора очередных групп разрядов свертываемого числа с задержкой на два периода следования импульсов, если 3. В качестве линии задерж­ ки в цепи обратной связи можно применить сдвигающий регистр, который одновременно будет выполнять роль выходного регистра.

Используя изложенный порядок построения, составим для од­ ного канала КУ микропрограмму, приведенную в табл. 2.24.