Анализ функциональной структуры и синтез дискретных устройств: Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Теория дискретных устройств». Часть IV, страница 4

4.1 По каким признакам классифицируются регистры? Какое назначение имеют регистры?

4.2 Как выполняется операция установки в регистрах?

4.3 Как осуществляется прием и выдача кодов в регистрах на синхронных и асинхронных триггерах?

4.4 Как осуществляется операции: межрегистровой передачи на синхронных и асинхронных RS-триггерах?

4.5 Какие преимущества и недостатки имеет однофазная межрегистровая передача перед парафазной?

4.6 Какое назначение и применение имеют сдвигающие регистры?

4.7 Как осуществляется операция сдвига?

4.8 Какие преимущества и недостатки имеет схема, парафазного сдвигающего регистра по сравнению с однофазным?

4.9 Как работает схема сдвигового регистра, построенная на одноярусных синхронных RS-триггерах.

4.10 Как работает схема сдвигового регистра, построенного на JK-триггерах?

4.11 Как работает схема сдвигового регистра, построенного на D-триггерах?

Л а б о р а т о р н а я   р а б о т а  № 12

Синтез надежных комбинационных схем

с проверкой правильности их функционирования

Ц е л ь  р а б о т ы. Научиться создавать избыточные структуры путем необходимого резервирования, изучить способности корректирования ошибок различными логическими схемами.

1 Сведения из теории

1.1 Избыточные устройства с восстанавливающими органами

Резервирование дискретного устройства предусматривает установку одного или нескольких идентичных экземпляров устройства. Резервироваться может как все устройство в целом, так и отдельные его элементы или блоки. При поблочном резервировании каждый функциональный блок дискретного устройства заменяют несколькими идентичными блоками. На рисунке 1 приведена структурная схема резервирования дискретного устройства в целом. Число k устанавливаемых идентичных устройств называют кратностью резервирования, или избыточностью. Выходы y1, y2, …, yk отдельных дискретных устройств (ДУ) подаются на входы восстанавливающего органа (ВО), который исправляет ошибки, возникающие на выходах ДУ. Если все ДУ исправны, двоичные сигналы yi на их выходах равны между собой. На выходе ВО в этом случае образуется сигнал z = y1 = y2 = … = yk.

При неисправности какого-либо из ДУ на его выходе может появиться ложный сигнал. Ошибки могут быть двух типов: вместо правильного сигнала логического 0 появляется ложный сигнал логической 1 (ошибка типа 0 ® 1) или вместо правильного сигнала логической 1 — ложный сигнал логического 0 (1 ® 0). Принято также появление сигнала логической 1 вместо логического 0 называть ложным срабатыванием, а появление 0 вместо 1 — л о ж н ы м  несрабатыванием. Правильный сигнал z на выходе избыточной структуры восстанавливается только в случае непревышения количеством ложных сигналов на выходах ДУ некоторого числа, т. е. ВО исправляет ограниченное число ошибочных сигналов yi.

Восстанавливающая способность зависит от избыточности и логической функции ВО.

Рисунки 2 и 3 на конкретном примере поясняют принцип поблочного резервирования дискретных устройств. Рассматриваемое устройство состоит из трех логических функциональных блоков Л1 — Л3.

Рисунок 1 ¾ Структурная схема избыточного устройства с восстанавливающим органом

При резервировании каждый блок заменяют k (в данном случае k = 2) идентичными блоками с установкой отдельного ВО.

Рисунок 2 ¾ Структурная схема нерезервированного дискретного устройства с одним  вы ходом

Как правило, поблочное резервирование дает большее повышение надежности по сравнению с резервированием всего устройства, но и требует большего числа восстанавливающих органов.

При решении конкретной задачи резервирования дискретного устройства следует выбрать значение избыточности k и логическую функцию ВО. Очевидно, что чем выше избыточность k, тем больше ошибок на выходах функциональных блоков будут исправляться. Значение k выбирают исходя из конкретного заданного значения параметра надежности разрабатываемого устройства. Логическую функцию ВО выбирают в зависимости от того, какой отказ дискретного устройства является наиболее нежелательным с точки зрения воздействия на объект управления (ложное срабатывание, несрабатывание или то и другое).