Цифровий пристрій для обчислення прямих та обернених функцій

Цифровий пристрій для обчислення прямих та обернених функцій, що містить перший блок керуючих елементів "І", перший вхід якого підключено до керуючого входу "пряма функція", другий блок керуючих елементів "І", перший вхід якого підключено до керуючого входу "обернена функція", дешифратор "х" , дешифратор "у" , кодові входи яких з'єднані, а виходи підключені через блок елементів "АБО" до відповідних входів числового блока пам'яті, перші виходи якого підключені до кодових входів регістра, перший керуючий вхід якого підключено до відповідного керуючого виходу мікропрограмного автомата, зміщуючий регістр входу, кодовий вхід якого є входом пристрою, а вихід підключено до з'єднаних входів дешифраторів "х", "у" та до інформаційних входів блока вентилів, керуючі входи якого підключені до відповідного виходу U 2 (19) 1 3 відного виходу МПА, а виходи блока вентилів підключені до лічильних входів регістру, перший керуючий вхід зміщуючого регістра входу підключено до відповідного виходу МПА, а другий керуючий вхід зміщуючого регістра входу підключено до виходу першого блоку керуючих елементів "І", перший вхід якого підключено до керуючого входу дешифратора "х", а другий вхід підключено до другого виходу числового блоку пам'яті, керуючий вхід дешифратора "у" підключено до першого входу другого блоку керуючих елементів "І", другий вхід якого підключено до другого виходу числового блоку пам'яті через елемент "НЕ", а вихід другого блоку керуючих елементів "І" підключено через елемент затримки до другого керуючого входу зміщуючого регістра виходу, перший керуючий вхід зміщуючого регістра виходу підключено до відповідного виходу МЛА, вихід регістра підключено до входу зміщуючого регістра виходу. Але при збільшенні точності зростає число розрядів й як наслідок зростає кіль кість вхідних та вихідних зовнішніх контактних площадок, що зменшує надійність і зменшує процент виходу придатних кристалів та збільшує вартість пристрою. Задача корисної моделі - підвищення надійності цифрового пристрою для обчислення прямих та обернених функцій. Зазначена задача вирішується тим, що у цифровий пристрій для обчислення прямих та обернених функцій, що вміщує перший блок керуючих елементів "І" 1, перший вхід якого підключено до керуючого входу "пряма функція ", другий блок керуючих елементів "І" 2, перший вхід якого підключено до керуючого входу " обернена функція", дешифратор "х" 3, дешифратор "у" 4, кодові входи яких з'єднані, а виходи підключені через блок елементів "АБО" 5 до відповідних входів числового блоку пам'яті 6, перші виходи якого підключені до кодових входів регістра 7, перший керуючий вхід якого підключено до відповідного керуючого виходу мікропрограмного автомата (МПА) 8, зміщуючий регістр входу 9, кодовий вхід якого є вхід пристрою, а вихід підключено до з'єднаних входів дешифраторів "х"3, "у"4 та до інформаційних входів блока вентилів 10, керуючі входи якого підключені до відповідного виходу МПА 8, а виходи блока вентилів 10 підключені до лічильних входів регістру 7, перший керуючий вхід зміщуючого регістра входу 9 підключено до відповідного виходу МПА 8, а другий керуючий вхід зміщуючого регістра входу 9 підключено до виходу першого блоку керуючих елементів "I”1, перший вхід якого підключено до керуючого входу дешифратора "х"3, а другий вхід підключено до другого виходу числового блоку пам'яті 6, керуючий вхід дешифратора "у" 4 підключено до першого входу другого блоку керуючих елементів "І" 2, другий вхід якого підключено до другого виходу числового блоку пам'яті 6 через елемент "НЕ" 11, а вихід другого блоку керуючих елементів "І" 2 підключено через елемент затримки 12 до другого керуючого входу зміщуючого регістра виходу 13, перший керуючий вхід зміщуючого регістра виходу 13 підключено до відповідного виходу МПА 8, вихід регістра 7 підключено до входу зміщуючого регістра виходу 13, додатково вве 53450 4 дений блок МДП- ключів 14, керуючий вхід якого підключений до відповідного виходу МПА 8, а вхід підключено до виходу зміщуючого регістра виходу 13, вихід блоку МДП-ключів підключений до входу пристрою, якій є «входом/виходом» цифрового пристрою для обчислення прямих та обернених функцій. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення надійності цифрового пристрою для обчислення прямих та обернених функцій шляхом схемо технічного вирішення, у вигляді введення кодових шин "вхід/вихід", які з'єднані з кодовими інформаційними входами зміщуючого регістра входу, та з виходами блоку МДП-ключів, входи якого підключено до відповідних виходів зміщуючого регістру виходу, а керуючий вхід підключений до відповідного виходу МПА , забезпечити зменшення кількості зовнішніх контактних площадок зумовлених об'єднанням шин входів та виходів по яким інформація вхідна та вихідна з'являється роздільно у часі, завдяки запропонованому рішенню для всіх ознак, які вказані у частині формули винаходу що відрізняється, і виявляють в процесі взаємодії характерні їм відомі властивості, що дають кожен із них окремо відомий позитивний ефект. Отже, забезпечується надпідсумковий позитивний ефект, зумовлений сукупністю вказаних ознак, що задовольняє критерію «суттєві відмінності». На фігурі зображена структурна схема пристрою. Пристрій містить перший блок керуючих елементів "І" 1, другий блок керуючих елементів "І" 2, дешифратор "х"" 3, дешифратор "у" 4, блок елементів "АБО" 5, числовий блок пам'яті 6, регістр 7, МПА 8, зміщуючий регістр входу 9, блок вентилів 10, елемент "НЕ" 11, елемент затримки 12, зміщуючий регістр виходу 13, блок МДП - ключів 14. Надійність цифрових пристроїв для обчислення прямих та обернених функцій, які створюються у вигляді інтегральних мікросхем підвищується тому, що інтенсивність відмов ^ контактних вузлів всередині схеми на три, ..., чотири порядки менші в порівнянні з формуванням зовнішніх контактних вузлів. Відомо [3], що основними причинами відмови приладів при зборці кристалів в корпус та установці на друковану плату є недостатня механічна міцність контактів, мала адгезія виводів до контактної площадки і останньої до підложи, деградації контактного опору через взаємної дифузії металів з утворенням інтерметалевих фаз і пустот, або прихованого технологічного дефекту. Під контактним вузлом приймається система: струмоведуча площина металізації термокомпресія - провідник - контактний вивід корпусу – між з'єднання до струмоведучої площадки друкованої плати. Припустимо, інтенсивність відмов кожного контактного вузла при операціях: термокомпресія провідника до металізованої площадки дорівнює 1=10-6, термокомпресія провідника до контакту площини корпусу дорівнює 2=10-6, 5 контакт виводів корпусу 1C до друкованої плати дорівнює 3=10-6. Тоді загальна інтенсивність відмови одного контактного вузла дорівнює + -6 -6 -6 . -6 3= 1+ 2 3=10 +10 +10 = 3 10 . Наприклад, у цифрових пристроях при обробці інформаційних операндів з розрядністю 32 загальна інтенсивність відмов вхідних та вихідних контактних вузлів дорівнює 32.2. 3=32.2.3.10-6=192.10-6. Тоді середній час безвідмовної роботи То перетворювача дорівнює То=(1/ i). (1) Припустимо, що для цифрових пристроїв для обчислення прямих та обернених функцій з числом контактних вузлів 64, тоді інтенсивність відмови пристрою - прототипу дорівнює 3 пр=192,10-6, а цифровий пристрій для обчислення прямих та обернених функцій з розробленою новою схемотехнікою - зменшується число зовнішніх контактних вузлів в 2 рази, тоді 3 вин=(192/2),10-6, тобто за рахунок зменшення кількості контактних вузлів інтенсивність відмови пристрою-винаходу зменшується в 2 рази. Причому, порівняння проводиться при ідентичних умовах формування елементів конструкції, технології виготовлення перетворювачів і мають однакову інтенсивність відмови. Це забезпечує збільшення середнього часу безвідмовної роботи цифрових пристроїв для обчислення прямих та обернених функцій, відповідно [3] в То вин/То пр = (1/ i)вин/(1/ i)пр рази, (2) де То пр - середній час безвідмовної роботи пристрою-найближчого аналогу; То вин - середній час безвідмовної роботи цифрових пристроїв для обчислення прямих та обернених функцій з розробленою новою схемо технічною реалізацією. Тоді для наведеного прикладу середній час безвідмовної роботи збільшується в Твин/Тпр=192,10-6/(192/2),10-6=2 рази. Отже, зменшення кількості зовнішніх контактних вузлів (припустимо) в 2 рази при збереженні паралельної обробки операндів високої точності зменшується середній час безвідмовної роботи в 2 рази. Цифровий пристрій для обчислення функцій працює таким чином. Після обнуління регістру 7 (Рг), зміщуючих регістрів (СРг) 9, 13 входу та виходу відповідно, вхідна інформація аргументу х записується в СРг 7. Одночасно надходять команда відтворення " пряма функція " на перші входи блока керуючих елементів "І"1 та на керуючий вхід Дш "х" 3, на виході якого з'явіться імпульс, якій 53450 6 збуджує відповідну шину числового блоку пам'яті 6. Корегуючи константи з перших виходів числового блоку пам'яті 6 надходять на кодові входи регістру 7 і одиниці коду записуються в відповідні тригери регістру 7. Константа управління зсувом коду інформації для відтворення прямої функції, яка з'являється одночасно на другому виході числового блоку пам'яті 6 та забезпечує зсув на j розрядів праворуч або ліворуч (у залежності від знаку j) вхідної інформації аргументу х в СРг9. Трансформована по цілим степеням двійки вхідна інформація під дією керуючого імпульсу МПА 8 через блок вентилів "І" 10 надходить на лічильні входи Рг 7, на виході якого з'являється значення прямої функції відповідно коду аргументу х, яка надходить на вхід/вихід пристрою через СРг 13 та блок МДП ключів під дією керуючого імпульсу, якій надходить з відповідного виходу МПА8. Формування значення обернених функцій відрізняється тім, що після обнуління Рг 7, СРг 9, СРг 13, вхідна інформація аргументу "у" записується в СРг 9. Одночасно надходять команда відтворення " обернена функція " на перші входи блока керуючих елементів "І"2 та на керуючий вхід Дш "у" 4, на виході якого з'явіться імпульс, якій збуджує відповідну шину числового блоку пам'яті 6. Корегуючи константи з перших виходів числового блоку пам'яті 6 надходять на кодові входи регістру 7 і одиниці коду записуються в відповідні тригери регістру 7, вхідна інформація коду "у" під дією керуючого імпульсу МПА 8 через блок вентилів "І" 10 надходить на лічильні входи Рг 7, на виході якого з'являється інформація, яка записується в СРг 13. Константа управління зсувом коду інформації для відтворення оберненої функції, з'являється на другому виході числового блоку пам'яті 6. Своєчасний зсув інформації СРг 13 на j розрядів ліворуч або праворуч (тобто протилежно спрямований знаку j) забезпечується елементами "НЕ" 11, "І"2 та елементом затримки 12, на виході СРг 13 відтворюється значення оберненої функції, яка надходить на вхід/вихід пристрою через СРг 13 та блок МДП - ключів під дією керуючого імпульсу, якій надходить з відповідного виходу МПА8. Література: 1. А.С. № 1061136, МПК G 06 F 7/548, G 06 F 1/02. 2. Пат. 53966 А Україна, МПК G06G07/26. Цифровий пристрій для обчислення функцій / В.М. Лукашенко (UA), Д.А. Лукашенко, В.А. Жицький ЧДТУ UA. -№ 2002042664; Заявл. 03.04.2002; Опубл. 17.02.2003; Бюл. № 2 (прототип). 3. Пацюра И.В. „Корнейчук В.И., Довбыш Л.В. Надежность электронных систем. К.: СВІТ. 1997.130с. 7 Комп’ютерна верстка І.Скворцова 53450 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601