Методы синтеза самопроверяемых комбинационных устройств автоматики на основе логического дополнения до равновесного кода «1 из 4»

Abstract

Статья посвящена развитию метода логического дополнения для синтеза самопроверяемых цифровых устройств и систем. Освещены особенности использования равновесного кода «1 из 4» для синтеза схем встроенного контроля комбинационных логических устройств по методу логического дополнения. Описаны базовые структуры организации схем встроенного контроля по методу логического дополнения до равновесного кода «1 из 4». Рассмотрено несколько способов организации схем контроля. Первый подразумевает контроль устройств с выделением «четверок» выходов и использование преобразования трех выходов из четырех в базовой структуре. Еще один способ организации схемы контроля по методу логического дополнения до равновесного кода подразумевает поиск «троек» выходов и дополнение их до четырехразрядного кодового слова кода «1 из 4» путем непосредственного подключения выхода блока контрольной логики к входу тестера без преобразования сигнала. Третий способ связан с применением базовой структуры со схемой предварительного сжатия сигналов от объекта диагностирования и контролем уменьшенного числа выходов. В статье приводятся результаты экспериментальных исследований для каждого из способов организации схемы встроенного контроля, оценены показатели сложности технической реализации структур, а также вероятность обнаружения ошибок на выходах объекта диагностирования при внесении одиночных константных неисправностей. Метод логического дополнения позволяет во многих случаях синтезировать более простые самопроверяемые устройства, чем при использовании метода дублирования с высокими показателями обнаружения ошибок на выходах объекта диагностирования. The article is devoted to the development of the logical complement method for the synthesis of self-checking digital devices and systems. The article highlights the features of using the equilibrium 1-out-of 4 code for the synthesis of integrated control circuits of combinational logic devices by the method of logical complement. The basic structures of the organization of built-in control schemes by the method of logical complement to the equilibrium 1-out-of 4 code are described and several ways of organizing control schemes are considered. The fi rst one implies the control of devices with the allocation of outputs fours and the use of conversion of three outputs out of four in the basic structure. There is another way of organizing the control circuit by the method of logical complement to the equilibrium code and it involves the search for outputs triplets and their addition to the four-digit code word of the 1-out-of 4 code by directly connecting the output of the supervisor logic block to the tester input without any signal conversion. The third method is associated with the use of a basic structure with the circuit for the preliminary signal compression from the unit under test and the reduced number of outputs control. The article presents the results of experimental studies for each of the methods of organizing the built-in control circuit and estimates the structures technical implementation complexity as well as the probability of detecting errors at the outputs of the unit under test when single-stuck faults are introduced. In many cases the logical complement method allows to synthesize simpler self-checking devices compared to the duplication method with high rates of error detection at the unit under test outputs.