Методика построения несложных цифровых устройств

 

При необходимости могут  быть построены выходные реакции  как исправного устройства, так и  устройства с каждым из дефектов, подлежащих обнаружению; последнее необходимо при построении диагностического словаря  для решения задачи поиска дефектов. Построенный тест гарантирует обнаружение  всех однократных константных дефектов, а также практически всех дефектов произвольной кратности.

 

6. Контроль чётности

 

Для реализации функционального  диагностирования в работе используется контроль по четности. Это достигается  за счет расширения вектора состояния x путем добавления к нему компоненты x_к, соответствующей дополнительному (контрольному) триггеру, работа которого организована так, чтобы при правильно функционирующем устройстве число единиц в составном векторе (x,x_к) всегда было четным. Работа контрольного триггера обеспечивается функцией f_к, синтез которой приводится по аналогии с синтезом функций f₁, f₂ и f_3.

 

 

 

X	a	b	c	d	e	g
x	000	010	011	100	101	111
хк	0	1	0	1	0	1

 

(x,xk)	U
	0	1
0000 0101 0110 1001 1010 1111	0101 0110 0110 0101 0101 0101	0000 0000 1001 1010 1111 0000

 

 

 

 

 

 

7. Разработка принципиальной схемы

 

Схема строится на D - триггерах. Для построения устройства используем ИМС 155 серии.

 

Для функций x₁, x₁, x₃, x_к используем счетверённый D- триггер К155ТМ8, имеющий общий вход синхронизации.

 

Для реализации функции h необходим элемент 2И. Такой элемент отсутствует в серии. Рассмотрим функцию h:

 

h = x₁x₂

 

По законам де Моргана  можно преобразовать функцию:

 

 

 

Для реализации этой функции  нужен элемент 2ИЛИ-НЕ, представленный в серии 155 микросхемой К155ЛЕ1.

Для контроля чётности можно  использовать микросхему К155ИП2, представляющую собой схему контроля чётности. Следует  иметь в виду, что нами принят чётный паритет, это означает что  на вход PE следует подать единицу, тогда при выполнении условия чётности на выходе PO будет 0, что может считаться подтверждением правильности работы устройства.

 

Для реализации функции f₁ нужно предварительно преобразовать её используя законы де Моргана:

 

 

 

Для реализации такой функции можно использовать элемент 3И-НЕ К155ЛА4, на входы которого направляются выходы элементов 3И-НЕ (К155ЛА4).

 

Рассмотрим функцию f₂

 

 

Функция f₃

 

 

Функцияf_к

 

Заключение

 

Рассмотрена методика построения несложных цифровых устройств и  контроля их работоспособности на основе графа переходов.

Устройство реализовано  на основе микросхем 155 серии. Для реализации булевых функций на основе этих микросхем  они были преобразованы по законам  двойственности, что позволило значительно  упростить схему.

Для обнаружения неполадок  были построены тесты, позволяющие  обнаружить как дефекты типа «разрыв» так и дефекты типа «замыкание». Для повышения контролепригодности  устройства были введены два дополнительных выхода, позволяющие различать состояния  устройства. Также для проверки работы устройства был использован контроль чётности.

 

Литература

 

1.УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ  ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ Методические   указания   к   курсовой работе  для  студентов   специальности  220800 «Проектирование и технология  радиоэлектронных средств» А.Н.  Жирабок. 2005 г.

2. Справочник по стандартным цифровым ТТЛ микросхемам. 1991 г.

 

 

Приложение. Список использованных элементов.

 

К155ТМ8 - счетверённый D-триггер с общими выходами синхронизации и сброса.

К155ЛЕ1 - элемент 2ИЛИ-НЕ.

К155ИП2 - схема контроля чётности.

К155ЛА4 - девять элементов 3И-НЕ.

К155ЛА3 - четыре элемента 2И-НЕ.