Контрольная работа: Применение контроля информационных слов и их адресов по mod 3 в цифровых устройствах автоматики

после преобразований и перехода к остаткам, можно получить контрольные соотношения:

для операции поразрядного логического сложения

;

для операции поразрядного логического умножения

;

для операции поразрядного сложения по mod 2

.

Здесь , , — контрольные характеристики результата операции логического сложения (V), логического умножения (^), сложения по модулю 2() соответственно.

Аналогичным образом получаются алгоритмы операций сдвига, инвертирования, пересылок и т. д.

Функциональные схемы контролирующих устройств

Функциональные схемы контролирующих устройств создаются на основе алгоритмов контроля операций.

Покажем, как строятся функциональные схемы устройств для контроля счетчика, множительного и делительного устройств.

Схема контроля счетчика представлена на рис. 1.15. Она имеет в своем составе счетчик по модулю q, узел свертки и узел сравнения. В каждом такте (после поступления одного импульса) или периодически через несколько тактов содержимое основного счетчика сворачивается и величина r _сч сравнивается с содержимым контрольного счетчика r ’_сч . Если , то вырабатывается сигнал ошибки.

Рис. 1.15

Схема для контроля множительного устройства представлена на рис. 1.16. Работа устройства заключается в следующем. Одновременно с поступлением чисел A и B на регистры Рг1 и Рг2 поступают контрольные характеристики r_a и r_b , которые перемножаются по модулю q, и величина r _а * r_b mod q пересылается с регистра Рг3 на регистрРг2.

Рис. 1.16

По мере выполнения операции умножения в основном множительном устройстве младшие отбрасываемые цифры произведения через корректор записываются в разряды регистра Pг1. Корректор служит для инвертирования отбрасываемых цифр произведения, а также распределения их в соответствии с весами по разрядам регистра Pгl. Инвертирование позволяет вместо операции вычитания r _Е при получении величины r '_с выполнить операцию сложения с величиной . Распределение же отбрасываемых цифр по разрядам Pгl нужно для того, чтобы каждая цифра попала в тот разряд регистра Pгl, который соответствует ее весу. Каждый раз после того, как разряды Pгl будут полностью заполнены, его содержимое суммируется по модулю с записанной на регистре Рг2 величиной r _а * r_b mod q . Полученная величина через регистр Рг3 вновь записывается на регистр Рг2.

Так по мере выхода отбрасываемых разрядов произведения за пределы разрядной сетки множительного устройства происходит постепенная корректировка величины r '_с . После завершения операции умножения на регистре Рг3 будет записана скорректированная величина r '_с .

Произведение С=А*В сворачивается и сравнивается с величиной r '_с . При их несовпадении выдается сигнал ошибки.

Вариант схемы устройства для контроля работы делительного устройства представлен на рис. 1.17. Работа устройства происходит в следующем порядке. Одновременно с поступлением чисел A и B в делительное устройство на регистры Рг2 и Рг4 поступают их контрольные характеристики r_a и r_b . После выполнения операции деления частное Z и остаток W последовательно одно за другим сворачиваются и их контрольные характеристики записываются на регистры Рг3 и Рг1 соответственно. Затем с помощью умножителя и сумматора по модулю получают величину , которая поступает на регистр Рг5. После этого на схеме сравнения проверяется выполнение условия r_a = r ’ _a . Если условие не выполняется, то вырабатывается сигнал ошибки.

Рис. 1.17

Наиболее широко числовой контроль по модулю применяется в цифровых вычислительных машинах. Здесь для контроля работы арифметических устройств используются так называемые контрольные арифметические устройства. В их состав входит несколько регистров, сумматор и умножитель по модулю, схемы свертки и сравнения, а также ряд вспомогательных узлов (корректоры, счетчики и т. д.). Кроме того, имеется узел местного управления, при помощи которого реализуются соответствующие алгоритмы контроля.

Числовой аппаратурный контроль может производиться не только по одному модулю, а одновременно по нескольким модулям. При этом возникают новые возможности повышения эффективности контроля. В зависимости от величины выбранных модулей можно обеспечить не только определение факта появления ошибки в выходном слове контролируемого устройства, но и определить место (разряд) появления ошибки и ее знак. Следовательно, применение нескольких различных модулей для контроля позволяет в ряде случаев не только обнаруживать, но и автоматически исправлять некоторые ошибки в работе контролируемых устройств.

Так как - периодическая функция номера j разряда, то, используя один модуль, невозможно определить однозначно место ошибки. Однако применение для контроля нескольких модулей позволяет решить эту задачу. Коды, которые строятся на основе нескольких независимых модулей, носят название разделимых арифметических [ n , k ] кодов .

Существенным недостатком аппаратурного контроля с исправлением ошибок является наличие большого количества контрольной аппаратуры. Поэтому аппаратурный контроль по модулю с исправлением ошибок находит применение только в особо ответственных устройствах и элементах больших систем.