RU2449469C1 - Functionally complete tolerant element - Google Patents
Functionally complete tolerant element Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449469C1 RU2449469C1 RU2011120765/08A RU2011120765A RU2449469C1 RU 2449469 C1 RU2449469 C1 RU 2449469C1 RU 2011120765/08 A RU2011120765/08 A RU 2011120765/08A RU 2011120765 A RU2011120765 A RU 2011120765A RU 2449469 C1 RU2449469 C1 RU 2449469C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- closure
- transistors
- prevails
- bus
- basis
- Prior art date
Links
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 18
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Logic Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться для реализации цифровых схем, имеющих повышенные требования по надежности, в частности в авиационной и космической областях промышленности.The invention relates to computer technology and can be used to implement digital circuits having increased reliability requirements, in particular in the aviation and space industries.
Известен логический элемент на КМДП транзисторах, содержащий первый, второй и третий информационные транзисторы n-типа, включенные последовательно, четвертый, пятый и шестой информационные транзисторы n-типа, включенные последовательно, четыре входные шины, шины прямого и инверсного сигнала управления. Первый, второй и третий информационные транзисторы включены между выходной и общей шинами четвертый, пятый и шестой информационные транзисторы включены между выходной и общей шинами, первый, второй и третий нагрузочные транзисторы p-типа включены последовательно между шиной источника питания и выходной шиной, четвертый, пятый и шестой нагрузочные транзисторы p-типа включены последовательно между шиной источника питания и выходной шиной, сток первого блокирующего транзистора p-типа соединен с шиной источника питания, а исток подключен к стоку третьего нагрузочного транзистора p-типа, сток первого коммутирующего транзистора p-типа подключен к стоку второго нагрузочного транзистора p-типа, а исток соединен со стоком шестого нагрузочного транзистора p-типа, сток второго коммутирующего транзистора p-типа подключен к стоку пятого нагрузочного транзистора p-типа, а исток соединен с выходной шиной, сток второго блокирующего транзистора n-типа соединен с общей шиной, а исток подключен к стоку первого информационного транзистора n-типа, сток третьего коммутирующего транзистора n-типа подключен к стоку второго информационного транзистора n-типа, а исток - к стоку четвертого информационного транзистора n-типа, сток четвертого коммутирующего транзистора n-типа подключен к стоку пятого нагрузочного транзистора p-типа, а исток соединен с выходной шиной, сток второго блокирующего транзистора n-типа соединен с общей шиной, а исток подключен к стоку первого информационного транзистора n-типа, сток третьего коммутирующего транзистора n-типа подключен к стоку второго информационного транзистора n-типа, а исток - к стоку четвертого информационного транзистора n-типа, сток четвертого коммутирующего транзистора n-типа подключен к стоку пятого информационного транзистора n-типа, а исток соединен с выходной шиной, затворы первого нагрузочного транзистора p-типа и третьего информационного транзистора n-типа соединены с первой входной шиной, затворы второго нагрузочного транзистора p-типа и второго информационного транзистора n-типа соединены с второй входной шиной, затворы пятого нагрузочного транзистора p-типа и пятого информационного транзистора n-типа соединены с третьей входной шиной, затворы шестого нагрузочного транзистора p-типа и четвертого информационного транзистора n-типа соединены с четвертой входной шиной, затворы первого и шестого информационных транзисторов n-типа и третьего и четвертого нагрузочных транзисторов p-типа соединены с шиной прямого сигнала управления, затворы коммутирующих и блокирующих транзисторов соединены с шиной инверсного сигнала управления (авт. св. СССР №1064470, кл. H03K 19/094, опубл. 30.12.83).A well-known logical element on KMDP transistors containing the first, second and third information transistors of n-type connected in series, fourth, fifth and sixth information transistors of n-type connected in series, four input buses, bus direct and inverse control signal. The first, second and third information transistors are connected between the output and common buses; the fourth, fifth and sixth information transistors are connected between the output and common buses; the first, second and third p-type load transistors are connected in series between the power supply bus and the output bus, fourth, fifth and a sixth p-type load transistor is connected in series between the power supply bus and the output bus, the drain of the first p-type blocking transistor is connected to the power supply bus, and the source is connected to the drain of the third p-type load transistor, the drain of the first p-type switching transistor is connected to the drain of the second p-type load transistor, and the source is connected to the drain of the sixth p-type load transistor, the drain of the second p-type switching transistor is connected to the drain of the fifth load transistor p-type, and the source is connected to the output bus, the drain of the second n-type blocking transistor is connected to the common bus, and the source is connected to the drain of the first n-type information transistor, the drain of the third switching transistor nt pa is connected to the drain of the second n-type information transistor, and the source is connected to the drain of the fourth n-type information transistor, the drain of the fourth n-type switching transistor is connected to the drain of the fifth p-type load transistor, and the source is connected to the output bus, the drain of the second blocking the n-type transistor is connected to a common bus, and the source is connected to the drain of the first n-type information transistor, the drain of the third n-type switching transistor is connected to the drain of the second n-type information transistor, and the source is to the fourth quarter of the n-type information transistor, the drain of the fourth n-type switching transistor is connected to the drain of the fifth n-type information transistor, and the source is connected to the output bus, the gates of the first p-type load transistor and the third n-type information transistor are connected to the first input bus , the gates of the second p-type load transistor and the second n-type information transistor are connected to the second input bus, the gates of the fifth p-type load transistor and the fifth n-type information transistor are connected to the third input bus, the gates of the sixth p-type load transistor and the fourth n-type information transistor are connected to the fourth input bus, the gates of the first and sixth n-type information transistors and the third and fourth p-type load transistors are connected to the direct control bus, the gates switching and blocking transistors are connected to the bus of the inverse control signal (ed. St. USSR No. 1064470, cl. H03K 19/094, publ. 12/30/83).
Недостатком известного элемента является большое количество транзисторов и вследствие этого низкая структурная надежность. Кроме того, в случае отказов, элемент не сохраняет функциональной полноты с точки зрения теоремы Поста (см. Марченков С.С. Замкнутые классы булевых функций. - М.: Физматлит, 2000, с.18).A disadvantage of the known element is the large number of transistors and, as a result, low structural reliability. In addition, in case of failures, the element does not preserve its functional completeness from the point of view of the Post theorem (see S. Marchenkov, Closed classes of Boolean functions. - M.: Fizmatlit, 2000, p. 18).
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является логический элемент на КМДП-транзисторах, содержащий четыре транзистора с проводимостью n-типа, четыре транзистора с проводимостью p-типа, четыре входные шины, одну выходную и шину питания и нулевую шину, сток первого транзистора подключен к первой входной шине, на затворы первого и второго транзисторов подключена вторая входная шина, сток третьего транзистора подключен к третьей входной шине, на затворы третьего и четвертого транзисторов подключена четвертая входная шина, сток пятого транзистора подключен к шине питания, исток первого транзистора, сток второго транзистора и затворы шестого и седьмого транзисторов соединены между собой, истоки второго, седьмого, восьмого и четвертого транзисторов подключены к нулевой шине, исток пятого транзистора соединен со стоком шестого транзистора, исток третьего транзистора, сток четвертого транзистора и затворы пятого и восьмого транзисторов соединены между собой, исток шестого транзистора подключен к стокам седьмого и восьмого транзисторов и выходной шине. Данная схема построена на основе двухвходового элемента ИЛИ-НЕ, за счет применения дополнительных вентильных и блокирующих КМДП транзисторов и реализует логическую функцию (см. Букреев И.Н., Горячев В.И., Мансуров Б.М. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. - 4-е изд., перераб. и доп. М.: Техносфера, 2009. - 712 с, ил. 2.25). Данное устройство принято за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention by the totality of features is a logic element on KMDP transistors containing four transistors with n-type conductivity, four transistors with p-type conductivity, four input buses, one output bus and one power bus and a zero bus, the drain of the first transistor is connected to the first input bus, the second input bus is connected to the gates of the first and second transistors, the drain of the third transistor is connected to the third input bus, to the gates of the third and fourth the fourth input bus is connected, the drain of the fifth transistor is connected to the power bus, the source of the first transistor, the drain of the second transistor and the gates of the sixth and seventh transistors are connected to each other, the sources of the second, seventh, eighth and fourth transistors are connected to the zero bus, the source of the fifth transistor is connected to the drain of the sixth transistor, the source of the third transistor, the drain of the fourth transistor and the gates of the fifth and eighth transistors are interconnected, the source of the sixth transistor is connected to the drains of the seventh eighth transistors and the output bus. This circuit is built on the basis of a two-input element OR-NOT, through the use of additional gate and blocking CMD transistors and implements a logical function (see Bukreev I.N., Goryachev V.I., Mansurov B.M. Microelectronic circuits of digital devices. - 4th ed., revised and enlarged M .: Tekhnosfera, 2009. - 712 p., ill. 2.25). This device is taken as a prototype.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения - четыре транзистора с проводимостью n-типа; четыре транзистора с проводимостью p-типа; четыре входные шины; одна выходная шина; шина питания и нулевая шина.Signs of the prototype, coinciding with the essential features of the claimed invention - four transistors with n-type conductivity; four transistors with p-type conductivity; four input buses; one output bus; power bus and zero bus.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкая вероятность сохранения базиса при отказах транзисторов. Данный факт создает трудности при использовании элемента для реализации комбинационных устройств в неремонтируемой аппаратуре.A disadvantage of the known device adopted for the prototype is the low probability of maintaining the basis in case of transistor failures. This fact creates difficulties when using the element for the implementation of combinational devices in non-repairable equipment.
Задачей изобретения является повышение надежности элемента при отказах внешних входов и транзисторов за счет сохранения функциональной полноты реализуемой функции.The objective of the invention is to increase the reliability of the element in case of failures of the external inputs and transistors by maintaining the functional completeness of the implemented function.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известном устройстве, содержащем первый, второй, третий, четвертый транзисторы с проводимостью n-типа, пятый, шестой, седьмой, восьмой транзисторы с проводимостью p-типа, четыре входные шины, одну выходную, шину питания и нулевую шину, затворы первого и пятого транзисторов подключены к первой входной шине, затворы второго и седьмого транзистора подключены к третьей входной шине, затворы третьего и шестого транзисторов подключены ко второй входной шине, затворы четвертого и шестого транзистора подключены к четвертой входной шине, истоки первого и третьего транзисторов с проводимостью n-типа подключены к шине питания, истоки шестого и восьмого транзисторов с проводимостью p-типа подключены к нулевой шине, сток первого транзистора с проводимостью n-типа подключен к истоку второго транзистора, сток третьего транзистора с проводимостью n-типа подключен к истоку четвертого транзистора, при этом стоки первого и третьего транзисторов с проводимостью n-типа и истоки второго и четвертого транзисторов с проводимостью n-типа соединены между собой, стоки второго и четвертого транзисторов с проводимостью n-типа и стоки пятого и седьмого транзисторов подключены к выходной шине, исток пятого транзистора с проводимостью p-типа подключен к стоку шестого транзистора с проводимостью p-типа, исток седьмого транзистора с проводимостью p-типа подключен к стоку восьмого транзистора с проводимостью p-типа.The problem was solved due to the fact that in the known device containing the first, second, third, fourth transistors with n-type conductivity, fifth, sixth, seventh, eighth transistors with p-type conductivity, four input buses, one output bus, bus power supply and zero bus, the gates of the first and fifth transistors are connected to the first input bus, the gates of the second and seventh transistors are connected to the third input bus, the gates of the third and sixth transistors are connected to the second input bus, the gates of the fourth and sixth transistor ora are connected to the fourth input bus, the sources of the first and third transistors with n-type conductivity are connected to the power bus, the sources of the sixth and eighth transistors with p-type conductivity are connected to the zero bus, the drain of the first transistor with n-type conductivity is connected to the source of the second transistor , the drain of the third transistor with n-type conductivity is connected to the source of the fourth transistor, while the drains of the first and third transistors with n-type conductivity and the sources of the second and fourth transistors with n-type conductivity are connected between themselves, the drains of the second and fourth transistors with n-type conductivity and the drains of the fifth and seventh transistors are connected to the output bus, the source of the fifth transistor with p-type conductivity is connected to the drain of the sixth transistor with p-type conductivity, the source of the seventh transistor with p-conductivity type connected to the drain of the eighth transistor with p-type conductivity.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа, - затворы первого и пятого транзисторов подключены к первой входной шине; затворы второго и седьмого транзистора подключены к третьей входной шине; затворы третьего и шестого транзисторов подключены ко второй входной шине; затворы четвертого и шестого транзистора подключены к четвертой входной шине; истоки первого и третьего транзисторов с проводимостью n-типа подключены к шине питания; истоки шестого и восьмого транзисторов с проводимостью p-типа подключены к нулевой шине; сток первого транзистора с проводимостью n-типа подключен к истоку второго транзистора; сток третьего транзистора с проводимостью n-типа подключен к истоку четвертого транзистора; стоки первого и третьего транзисторов с проводимостью n-типа и истоки второго и четвертого транзисторов с проводимостью n-типа соединены между собой; стоки второго и четвертого транзисторов с проводимостью n-типа и стоки пятого и седьмого транзисторов подключены к выходной шине; исток пятого транзистора с проводимостью p-типа подключен к стоку шестого транзистора с проводимостью p-типа; исток седьмого транзистора с проводимостью p-типа подключен к стоку восьмого транзистора с проводимостью p-типа.Signs of the proposed technical solution, distinctive from the prototype, - the gates of the first and fifth transistors are connected to the first input bus; the gates of the second and seventh transistors are connected to the third input bus; the gates of the third and sixth transistors are connected to the second input bus; the gates of the fourth and sixth transistors are connected to the fourth input bus; the sources of the first and third transistors with n-type conductivity are connected to the power bus; the sources of the sixth and eighth p-type transistors are connected to the zero bus; the drain of the first transistor with n-type conductivity is connected to the source of the second transistor; the drain of the third transistor with n-type conductivity is connected to the source of the fourth transistor; the drains of the first and third transistors with n-type conductivity and the sources of the second and fourth transistors with n-type conductivity are interconnected; the drains of the second and fourth transistors with n-type conductivity and the drains of the fifth and seventh transistors are connected to the output bus; the source of the fifth transistor with p-type conductivity is connected to the drain of the sixth transistor with p-type conductivity; the source of the seventh p-type transistor is connected to the drain of the eighth p-type transistor.
Отличительные признаки в сочетании с известными позволяют повысить надежность элемента при отказах внешних входов и транзисторов за счет сохранения функциональной полноты реализуемой функции.Distinctive features in combination with the known ones allow to increase the reliability of an element in case of failures of external inputs and transistors by maintaining the functional completeness of the function being implemented.
Базисная функция в соответствие с теоремой Поста позволяет реализовать путем суперпозиции любую функцию любого числа переменных.The basic function in accordance with the Post theorem allows one to realize by superposition any function of any number of variables.
При дискретном исполнении, в качестве КМДП транзисторов с проводимостью n-типа могут использоваться КП301, IRF7304, а в качестве КМДП транзисторов с проводимостью p-типа КП302, IRF7311 или любые другие.With a discrete design, as KMDP transistors with n-type conductivity can be used KP301, IRF7304, and as KMDP transistors with p-type conductivity KP302, IRF7311 or any others.
Элемент может быть реализован в интегральном исполнении и использоваться в качестве универсального базиса для программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), так как существующие базисные элементы при отказах в матрице коммутаций и при отказах транзисторов не обладают способностью к сохранению базиса.The element can be implemented in integrated form and used as a universal basis for programmable logic integrated circuits (FPGAs), since existing basic elements with failures in the switching matrix and with transistor failures do not have the ability to maintain the basis.
На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема заявляемого логического элемента.Figure 1 shows a circuit diagram of the inventive logic element.
На фиг.2 приведена временная диаграмма работы заявляемого элемента.Figure 2 shows the timing diagram of the operation of the claimed element.
Устройство включает четыре КМДП транзистора проводимости n-типа 1-4 и четыре КМДП транзистора проводимости p-типа 5-8 (фиг.1). Истоки транзисторов 1, 3 с проводимостью n-типа подключены к шине питания 9, истоки транзисторов 6, 8 с проводимостью p-типа подключены к нулевой шине 10. Затворы транзисторов 1, 5 подключены к первой входной шине 11, затворы транзисторов 2, 7 подключены к третьей входной шине 12, затворы транзисторов 3, 6 подключены ко второй входной шине 13, затворы транзисторов 4, 8 подключены к четвертой входной шине 14. Сток транзистора 1 с проводимостью n-типа подключен к истоку транзистора 2, сток транзистора 3 с проводимостью n-типа подключен к истоку транзистора 4. Стоки транзисторов 1, 3 с проводимостью n-типа подключены к истокам транзисторов 2, 4 с проводимостью n-типа и соединены между собой. Стоки транзисторов 2, 4 с проводимостью n-типа и стоки транзисторов 5, 7 с проводимостью p-типа подключены к выходной шине 15. Исток транзистора 5 с проводимостью p-типа подключен к стоку транзистора 6 с проводимостью p-типа, исток транзистора 7 с проводимостью p-типа подключен к стоку транзистора 8 с проводимостью p-типа.The device includes four KMDP transistors of the conductivity n-type 1-4 and four KMDP transistors of the conductivity p-type 5-8 (figure 1). The sources of
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Две параллельные цепочки транзисторов 1, 3 и 2, 4 с проводимостью n-типа, включенные последовательно реализуют путем конъюнкции двух дизъюнкций выражение Подключение источника питания на выход Z происходит при равенстве логической единице выражения в случае неравенства логической единице этих конъюнкций нижняя последовательно-параллельная цепь транзисторов 5-8 с проводимостью p-типа обеспечивает подключение нулевой шины 10 на выход Z в соответствии с выражением .Two parallel chains of
На фиг.2 временная диаграмма отображает изменение состояния выходной шины 15 в зависимости от состояния входных сигналов 11, 12, 13, 14.In Fig.2, the timing diagram displays the state change of the
В интервале времени от 0 до t0 все входные шины 11, 12, 13, 14 находятся в низком логическом уровне, это приводит к закрытию транзисторов 5-8 с проводимостью p-типа и открытию транзисторов 1-4 с проводимостью n-типа. Через две последовательные цепочки открытых транзисторов происходит подключение выходной шины 15 к шине питания 9, поэтому на выходе элемента высокий логический уровень.In the time interval from 0 to t 0, all
В интервале времени от t0 до t1 значение первой входной шины 11 изменяется на высокий логический уровень. В этом случае транзисторы 6-8 с проводимостью p-типа будут по-прежнему закрыты, а транзистор 5 с проводимостью p-типа будет открыт. Также изменение значения напряжения на первой входной шине 11 приведет к закрытию транзистора 1 с проводимостью n-типа, в то время как остальные транзисторы с проводимостью n-типа 2-4 будут в открытом состоянии. Через последовательную цепочку открытых транзисторов с проводимостью n-типа 3, 4 происходит подключение выходной шины 15 к шине питания 9. На выходе по-прежнему высокий логический уровень.In the time interval from t 0 to t 1, the value of the
В интервале времени от t1 до t2 значение первой входной шины 11 переключается в ноль, а вторая входная линия 13 переключается в единицу. В данном временном промежутке транзисторы 1, 2, 4 с проводимостью n-типа и транзистор 6 с проводимостью p-типа открыты, а транзисторы 3, 5, 7, 8 находятся в закрытом состоянии. Через последовательную цепочку открытых транзисторов 1, 2 происходит подключение выходной шины 15 к шине питания 9. На выходе сохраняется высокий логический уровень.In the time interval from t 1 to t 2, the value of the
В интервале времени от t3 до t4 на первой и второй входных линиях 11, 13 устанавливается высокий логический уровень, на другой паре входов низкий уровень. При данном наборе входных сигналов транзисторы 2, 4 с проводимостью n-типа и транзисторы 5, 6 с проводимостью p-типа открыты, а транзисторы 1, 3, 7, 8 находятся в закрытом состоянии. Через последовательную цепочку открытых транзисторов 5, 6 выходная шина 15 подключается к нулевой шине 10. Выход переключается на низкий логический уровень.In the time interval from t 3 to t 4 on the first and
В интервале времени от t3 до t4 на третьей входной шине 12 высокий логический уровень, а на остальных входных линиях 11, 13, 14 низкий. В этом случае транзисторы 1, 3, 4, 5 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 2, 6-8 находятся в закрытом состоянии. Через последовательную цепочку открытых транзисторов 3, 4 выходная шина 15 подключается к шине питания 9. На выходе высокий логический уровень.In the time interval from t 3 to t 4 on the
В интервале времени от t4 до t5 на первой 11 и третьей 12 входных шинах высокий логический уровень, а на остальных входных линиях 13, 14 низкий логический уровень. Тогда транзисторы 3, 4, 5, 7 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 1, 2, 6, 8 находятся в закрытом состоянии. В этом случае через открытые транзисторы 3, 4 происходит подключение выходной шины 15 к шине питания 9, поэтому значение выходного сигнала остается в высоком логическом уровне.In the time interval from t 4 to t 5, the first 11 and third 12 input buses have a high logic level, and the
В интервале времени от t5 до t6 на второй 13 и третьей 12 входных шинах высокий логический уровень, в то время как на остальных входных линиях 11, 14 низкий логический уровень. Это приводит к открытию транзисторов 1, 4, 6, 7 и закрытию транзисторов 2, 3, 5, 8. Через последовательную цепочку открытых транзисторов 1, 4 происходит подключение выходной шины 15 к шине питания 9, поэтому значение выходного сигнала остается равным единице.In the time interval from t 5 to t 6 on the second 13 and third 12 input buses, a high logic level, while on the
Во временном интервале от t6 до t7 на первых трех входных линиях 11, 13, 12 устанавливается высокий логический уровень, а на входе 14 низкий логический уровень. В этом случае транзисторы 4, 5, 6, 7 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 1, 2, 3, 8 закрыты. Тогда через пару открытых транзисторов 5, 6 происходит подключение выхода 15 к нулевой шине 10. Отсюда следует, что выходная шина 15 переключится в низкий логический уровень.In the time interval from t 6 to t 7 on the first three
Во временном интервале от t7 до t8 на первых трех входных линиях 11, 13, 12 устанавливается низкий логический уровень, а на входе 14 высокий логический уровень. В этом случае транзисторы 1, 2, 3, 8 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 4, 5, 6, 7 закрыты. Поэтому через две пары последовательных цепочек открытых транзисторов 1, 2 и 2, 3 происходит подключение выхода 15 к шине питания 9 и на выходе установится высокий логический уровень.In the time interval from t 7 to t 8 on the first three
Во временном интервале от t8 до t9 на первом 11 и четвертом 14 входе единицы, а на остальных 12, 13 нули. Тогда транзисторы 2, 3, 5, 8 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 1, 4, 6, 7 закрыты. Через последовательную цепочку открытых транзисторов 2, 3 выходная шина 15 подключается к шине питания 9 и на выходе будет высокий логический уровень.In the time interval from t 8 to t 9 at the first 11 and fourth 14 input units, and the remaining 12, 13 zeros. Then the transistors 2, 3, 5, 8 are in the open state, and the
Во временном интервале от t9 до t10 на втором 13 и четвертом 14 входе единицы, а на остальных входных линиях 11, 12 нули. Поэтому транзисторы 1, 2, 6, 8 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 3, 4, 5, 7 закрыты. Через открытые транзисторы 1, 2 выходная шина 15 подключается к шине питания 9 и на выходе остается высокий логический уровень.In the time interval from t 9 to t 10 at the second 13 and fourth 14 input units, and on the remaining
Во временном интервале от t10 до t11 на первой 11, второй 13 и четвертой 14 входных шинах высокий логический уровень, а третьем входе 12 низкий логический уровень. Тогда транзисторы 2, 5, 6, 8 находятся в открытом состоянии, а транзисторы 1, 3, 4, 7 закрыты. Через открытую цепочку транзисторов 5, 6 выходная шина 15 подключается к нулевой шине 10 и на выходе устанавливается низкий логический уровень.In the time interval from t 10 to t 11 on the first 11, second 13 and fourth 14 input buses, a high logic level, and the
В интервале времени от t11 до t12 на первой паре входных линий 11, 13 находится низкий логический уровень, а на второй паре входных линий 12, 14 высокий логический уровень. Данный набор входных сигналов приведет к открытию транзисторов 1, 3, 7, 8 и закрытию транзисторов 2, 4, 5, 6. Через два открытых транзистора 7, 8 выходная шина 15 будет подключена к нулевой шине 10 и на выходе останется низкий логический уровень.In the time interval from t 11 to t 12 on the first pair of
В интервале времени от t12 до t13 на первой 11, третьей 12 и четвертой 14 входных линиях высокий логический уровень, а на втором входе 13 низкий логический уровень. В этом случае транзисторы 3, 5, 7, 8 будут открыты, а транзисторы 1, 2, 4, 6 закрыты. Через открытую цепочку транзисторов 7, 8 выходная шина 15 подключается к нулевой шине 10 и на выходе останется ноль.In the time interval from t 12 to t 13 at the first 11, third 12 and fourth 14 input lines, a high logic level, and at the second input 13 a low logic level. In this case, the transistors 3, 5, 7, 8 will be open, and the
В интервале времени от t13 до t14 на первой входной шине 11 будет низкий логический уровень, а на второй 13, третьей 12 и четвертой 14 входных шинах будет высокий логический уровень. Тогда транзисторы 1, 6-8 будут открыты, а транзисторы 2-5 закрыты. Через открытую цепочку транзисторов 7, 8 выходная шина 15 остается подключенной к нулевой шине 10 и на выходе по-прежнему остается низкий логический уровень.In the time interval from t 13 to t 14, the
В интервале времени от t14 до t15 на всех входных шинах 11, 13, 12, 14 будет высокий логический уровень. Поэтому транзисторы 5-8 с проводимостью p-типа будут открыты, а транзисторы 1-4 с проводимостью n-типа закрыты. Через открытые транзисторы 5, 6 и 7, 8 выходная шина 15 подключена к нулевой шине 10 и на выходе низкий логический уровень.In the time interval from t 14 to t 15 on all
Покажем, что заявляемое устройство обеспечивает сохранение базиса при однократных константных отказах. Для этого рассчитаем вероятность сохранения базиса у ФПТ при однократных константных отказах транзисторов. Для КМДП транзисторов возможны два случая константных отказа это константа единицы, которая эквивалентна пробою связи сток-исток или постоянно включенному затвору и константа нуля, которая эквивалентна обрыву связи сток-исток или обрыву затвора. Таким образом, возможны 16 случаев отказов. Полная группа событий включает следующие реализации:We show that the inventive device ensures the preservation of the basis of a single constant failure. For this, we calculate the probability of maintaining the basis of the FPT with a single constant transistor failure. There are two possible cases of constant failure for the MOSFET transistors: a unit constant, which is equivalent to a drain-source breakdown or a constant-on gate, and a zero constant, which is equivalent to a drain-source connection breakdown or a gate break. Thus, 16 cases of failure are possible. The full group of events includes the following implementations:
1. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) первого транзистора.1. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the first transistor.
2. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) первого транзистора.2. Open circuit source-source (or open gate) of the first transistor.
3. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) второго транзистора.3. A breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the second transistor.
4. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) второго транзистора.4. Open circuit source-source (or open gate) of the second transistor.
5. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) третьего транзистора.5. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the third transistor.
6. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) третьего транзистора.6. Open circuit source-source (or open gate) of the third transistor.
7. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) четвертого транзистора.7. A breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the fourth transistor.
8. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) четвертого транзистора.8. Open circuit source-source (or open gate) of the fourth transistor.
9. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) пятого транзистора.9. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the fifth transistor.
10. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) пятого транзистора.10. Open circuit source-source (or open gate) of the fifth transistor.
11. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) шестого транзистора.11. The breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the sixth transistor.
12. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) шестого транзистора.12. Open circuit source-source (or open gate) of the sixth transistor.
13. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) седьмого транзистора.13. Open circuit source-source (or open gate) of the seventh transistor.
14. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) седьмого транзистора.14. A breakdown of the drain-source circuit (or the constant-on gate) of the seventh transistor.
15. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) восьмого транзистора.15. Open circuit source-source (or open gate) of the eighth transistor.
16. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) восьмого транзистора.16. Breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the eighth transistor.
Произведем расчет сохранения базиса для ФПТ по фиг.1.Let us calculate the conservation of the basis for the FPT in figure 1.
Причем в данном случае необходимо рассматривать как функцию подключения к шине питания , так и функцию подключения к шине ноль вольт .And in this case it is necessary to consider as a function of connecting to the power bus , and the function of connecting to the bus zero volts .
1. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) первого транзистора. В данном случае исток второго транзистора оказывается подключенным к шине питания, и базис будет иметь вид .1. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the first transistor. In this case, the source of the second transistor is connected to the power bus, and the basis will look like .
Это базисная функция в смысле теоремы Поста. Таким образом, поскольку не изменяется, для обеспечения ортогональности необходима . Для этого в подаваемых наборах Х1=0 и Х2=0.This is a basic function in the sense of the Post theorem. Thus, since does not change, to ensure orthogonality is necessary . For this, in the supplied sets X 1 = 0 and X 2 = 0.
2. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) первого транзистора.2. Open circuit source-source (or open gate) of the first transistor.
Получаем базисную с точки зрения теоремы Поста функцию . Однако, поскольку не изменяется, для обеспечения ортогональности (взаимной инверсности) с , необходима . Для этого в подаваемых наборах X1=1.We obtain the basis function from the point of view of the Post theorem . However, since does not change, to ensure orthogonality (mutual inversion) with is necessary . For this, in the supplied sets X 1 = 1.
3. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) второго транзистора. Аналогично получаем базисную с точки зрения теоремы Поста функцию . Тогда .3. A breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the second transistor. Similarly, we obtain the basis function from the point of view of the Post theorem . Then .
4. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) второго транзистора. В данном случае получим и . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.4. Open circuit source-source (or open gate) of the second transistor. In this case, we get and . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
5. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) третьего транзистора. Аналогично получаем и . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.5. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the third transistor. Similarly, we obtain and . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
6. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) третьего транзистора. Получаем базисную функцию , а . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.6. Open circuit source-source (or open gate) of the third transistor. We get the basic function , but . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
7. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) четвертого транзистора. Аналогично получаем и . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.7. A breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the fourth transistor. Similarly, we obtain and . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
8. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) четвертого транзистора. Получаем базисную функцию , в то время как . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.8. Open circuit source-source (or open gate) of the fourth transistor. We get the basic function , while . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
9. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) пятого транзистора. Для пятого и последующих транзисторов отказы будут сказываться на функции подключения к шине ноль вольт. Поэтому получаем , значит надо использовать базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.9. A breakdown of the drain-source circuit (or a constant-on gate) of the fifth transistor. For the fifth and subsequent transistors, failures will affect the function of connecting to the zero volt bus. Therefore, we obtain , so you need to use the basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
10. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) пятого транзистора. Получаем . Значит надо использовать базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.10. Open circuit source-source (or open gate) of the fifth transistor. We get . So you need to use the basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
11. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) шестого транзистора. Получаем , значит, базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.11. The breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the sixth transistor. We get means the basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
12. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) шестого транзистора. Получаем . Базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.12. Open circuit source-source (or open gate) of the sixth transistor. We get . Basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
13. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) седьмого транзистора. Получаем . Базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.13. Open circuit source-source (or open gate) of the seventh transistor. We get . Basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
14. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) седьмого транзистора. Получаем , значит, базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.14. A breakdown of the drain-source circuit (or the constant-on gate) of the seventh transistor. We get means the basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
15. Обрыв цепи сток-исток (или обрыв затвора) восьмого транзистора. Получаем . Базис . Это базисная функция в смысле теоремы Поста.15. Open circuit source-source (or open gate) of the eighth transistor. We get . Basis . This is a basic function in the sense of the Post theorem.
16. Пробой цепи сток-исток (или постоянно включенный затвор) восьмого транзистора. Получаем , значит, базис .16. Breakdown of the drain-source circuit (or the constantly-on gate) of the eighth transistor. We get means the basis .
Это базисная функция в смысле теоремы Поста.This is a basic function in the sense of the Post theorem.
Получаем, что из шестнадцати случаев однократных константных отказов в транзисторах базис ни разу не был потерян, поэтому вероятность сохранения базиса равнаWe get that out of sixteen cases of single constant failures in transistors, the basis has never been lost, so the probability of maintaining the basis is equal to
Теперь произведем расчет вероятности сохранения базиса у функционально-полного толерантного элемента в случае внешних однократных константных отказах входов и выхода. Для каждой входной шины 11, 13, 12, 14 и для выходной шины 15 возможны случаи замыкания на шину питания 9 и на шину ноль вольт 10. Таким образом, всего возможны 10 случаев отказов. Полная группа событий включает следующие реализации:Now we will calculate the probability of maintaining the basis for a functionally complete tolerant element in the case of external single-time constant input and output failures. For each
1. Замыкание первого входа 11 на шину ноль вольт 10.1. The closure of the
2. Замыкание первого входа 11 на шину питания 9.2. The closure of the
3. Замыкание второго входа 13 на шину ноль вольт 10.3. The closure of the
4. Замыкание второго входа 13 на шину питания 9.4. The closure of the
5. Замыкание третьего входа 12 на шину ноль вольт 10.5. The closure of the
6. Замыкание третьего входа 12 на шину питания 9.6. The closure of the
7. Замыкание четвертого входа 14 на шину ноль вольт 10.7. The closure of the
8. Замыкание четвертого входа 14 на шину питания 9.8. The closure of the
9. Замыкание выходной шины 15 на шину ноль вольт 10.9. The closure of the
10. Замыкание выходной шины 15 на шину питания 9.10. The closure of the
Как известно ФПТ реализует логическую функцию . Рассмотрим подробней каждую реализацию:As you know, FPT implements a logical function . Let's consider in more detail each implementation:
1. Замыкание первого входа 11 на шину ноль вольт 10. В данном случае, в выражение для логической функции нужно поставить ноль, тогда в качестве базиса будет выступать выражение .1. The closure of the
2. Замыкание первого входа 11 на шину питания 9. В данном случае, в выражение для логической функции нужно поставить единицу, тогда в качестве базиса будет выступать выражение .2. The closure of the
3. Замыкание второго входа 13 на шину ноль вольт 10. Базис .3. The closure of the
4. Замыкание второго входа 13 на шину питания 9. Базис .4. The closure of the
5. Замыкание третьего входа 12 на шину ноль вольт 10. Базис .5. The closure of the
6. Замыкание третьего входа 12 на шину питания 9. Базис .6. The closure of the
7. Замыкание четвертого входа 14 на шину ноль вольт 10. Базис .7. The closure of the
8. Замыкание четвертого входа 14 на шину питания 9. Базис .8. The closure of the
9. Замыкание выхода 15 на шину ноль вольт 10. В этом случае на выходе всегда будет низкий логический уровень. Элемент не сможет реализовать никакого базиса. Базис потерян .9. The
10. Замыкание выхода 15 на шину питания 9. В этом случае на выходе всегда будет высокий логический уровень. Базис потерян .10. The closure of
Таким образом, из десяти случаев внешних однократных константных отказов базис был потерян в двух из них, поэтому вероятность сохранения базиса равнаThus, out of ten cases of external one-time constant failures, the basis was lost in two of them; therefore, the probability of maintaining the basis is equal to
В случае внешних однократных константных отказов выхода происходит потеря базиса, однако в случае однократных константных отказов входов базис сохраняется.In the case of external one-time constant output failures, the basis is lost, but in the case of one-time constant input failures, the basis is preserved.
Теперь рассмотрим функционирование прототипа в случае внешних однократных константных отказах входов и выходов. Для него также возможны десять случаев отказов. Прототип реализует логическую функцию . Это базисная функция при X4=0, X2=0 - НЕ-ИЛИ: .Now we will consider the functioning of the prototype in the case of external one-time constant failures of inputs and outputs. Ten failures are also possible for him. The prototype implements a logical function . This is the basis function for X 4 = 0, X 2 = 0 - NON-OR: .
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах:Let us consider in more detail each implementation in case of failure:
1. Замыкание первого входа на шину ноль вольт. В данном случае, в выражение для логической функции нужно поставить ноль, тогда . Это не базисная функция.1. Shorting the first input to the bus zero volts. In this case, you need to put zero in the expression for the logical function, then . This is not a basic function.
2. Замыкание первого входа на шину питания. В данном случае, в выражение для логической функции нужно поставить единицу, тогда прототип будет реализовывать функцию . Это не базисная функция.2. Shorting the first input to the power bus. In this case, you need to put one in the expression for the logical function, then the prototype will implement the function . This is not a basic function.
3. Замыкание второго входа на шину ноль вольт. Функция Это базисная функция при Х4=0.3. Shorting the second input to the bus zero volts. Function This is the basis function for X 4 = 0.
4. Замыкание второго входа на шину питания. Функция Это не базисная функция.4. Shorting the second input to the power bus. Function This is not a basic function.
5. Замыкание третьего входа на шину ноль вольт. Функция . Это не базисная функция.5. Shorting the third input to the bus zero volts. Function . This is not a basic function.
6. Замыкание третьего входа на шину питания. Функция . Это не базисная функция.6. Shorting the third input to the power bus. Function . This is not a basic function.
7. Замыкание четвертого входа на шину ноль вольт. Функция Это базисная функция при Х2=0.7. Shorting the fourth input to the bus zero volts. Function This is the basis function for X 2 = 0.
8. Замыкание четвертого входа на шину питания. Функция . Это не базисная функция.8. Shorting the fourth input to the power bus. Function . This is not a basic function.
9. Замыкание выхода на шину ноль вольт. В этом случае на выходе всегда будет низкий логический уровень. Прототип не сможет реализовать никакой логической функции .9. Short circuit output to the bus zero volts. In this case, the output will always be a low logic level. The prototype will not be able to implement any logical function. .
10. Замыкание выхода на шину питания. В этом случае на выходе всегда будет высокий логический уровень. На выходе будет .10. Short circuit of the output to the power bus. In this case, the output will always be a high logic level. The output will be .
Таким образом, прототип сохраняет базис только в случае внешних однократных константных отказов входов. Из десяти случаев внешних однократных константных отказов прототип реализовывал базисную с точки зрения теоремы Поста функцию в двух случаях. Поэтому вероятность сохранения базиса равнаThus, the prototype retains the basis only in the case of external one-time constant input failures. Out of ten cases of external one-time constant failures, the prototype realized a function, basic from the point of view of the Post theorem, in two cases. Therefore, the probability of preserving the basis is
В случае же однократных константных отказах в транзисторах вероятность сохранения базиса у прототипа равна нулю.In the case of single constant failures in transistors, the probability of maintaining the basis of the prototype is zero.
Таким образом, заявляемый элемент сохраняет базис в смысле теоремы Поста при внешних однократных константных отказах входов и выхода с вероятностью 80% и с вероятностью 100% при внутренних однократных константных отказах транзисторов. В то время как у прототипа базис сохраняется при внешних однократных константных отказах в 20%, при отказах транзисторов не сохраняется ни в одном случае.Thus, the claimed element maintains a basis in the sense of the Post theorem for external single-time constant input and output failures with a probability of 80% and with a probability of 100% for internal single-time constant transistor failures. While the prototype basis is preserved with external single-time constant failures of 20%, with transistor failures it is not preserved in any case.
Кроме того, ФПТ элемент устойчив к отказам типа замыканий (bridging fault). Как известно данный тип отказов представляется тремя моделями отказов: модель замыканий типа проводного И/ИЛИ (Wired - AND/OR), доминантная модель замыканий (Dominant), доминантная модель замыкания типа И/ИЛИ (Dominant - AND/OR).In addition, the FPT element is resistant to bridging faults. As you know, this type of failure is represented by three failure models: a wired AND / OR type faults model (Wired - AND / OR), a Dominant fault model, a dominant AND / OR type fault circuit model (Dominant - AND / OR).
Рассмотрим доминантную модель при замыканиях двух входов. В этом случае получаем вариантов. Каждый такой вариант характеризуется «превалированием» одной из двух переменных. Тогда полная группа событий включает 12 реализаций:Consider the dominant model with the closures of two inputs. In this case we get options. Each such option is characterized by the "prevalence" of one of two variables. Then the full group of events includes 12 implementations:
1. Замыкание и первый вариант - превалирует ;1. Closure and first option prevails ;
2. Замыкание и второй вариант - превалирует ;2. Closure and the second option prevails ;
3. Замыкание и первый вариант - превалирует ;3. Closure and first option prevails ;
4. Замыкание и второй вариант - превалирует ;4. Short circuit and the second option prevails ;
5. Замыкание и первый вариант - превалирует ;5. Closure and first option prevails ;
6. Замыкание и первый вариант - превалирует ;6. Closure and first option prevails ;
7. Замыкание и второй вариант - превалирует ;7. Closure and the second option prevails ;
8. Замыкание и второй вариант - превалирует ;8. Closure and the second option prevails ;
9. Замыкание и второй вариант - превалирует ;9. Closure and the second option prevails ;
10. Замыкание и первый вариант - превалирует ;10. Closure and first option prevails ;
11. Замыкание и второй вариант - превалирует ;11. Closure and the second option prevails ;
12. Замыкание и первый вариант - превалирует .12. Closure and first option prevails .
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции :Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function :
1. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис ;1. Closure and first option prevails . Basis ;
1. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;1. Closure and the second option prevails . Basis ;
3. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис ;3. Closure and first option prevails . Basis ;
4. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;4. Short circuit and the second option prevails . Basis ;
5. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис 5. Closure and first option prevails . Basis
6. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис ;6. Closure and first option prevails . Basis ;
7. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;7. Closure and the second option prevails . Basis ;
8. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;8. Closure and the second option prevails . Basis ;
9. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;9. Closure and the second option prevails . Basis ;
10. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис ;10. Closure and first option prevails . Basis ;
11. Замыкание и второй вариант - превалирует . Базис ;11. Closure and the second option prevails . Basis ;
12. Замыкание и первый вариант - превалирует . Базис .12. Closure and first option prevails . Basis .
Рассмотрим доминантную модель отказов при замыкании трех входов. В этом случае получаем вариантов. Каждый вариант характеризуется «превалированием» одной из трех переменных. Тогда полная группа событий включает 12 реализаций:Consider the dominant failure model when three inputs are closed. In this case we get options. Each option is characterized by the "prevalence" of one of three variables. Then the full group of events includes 12 implementations:
1. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;1. Closure , , first option prevails ;
2. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;2. Closure , , first option prevails ;
3. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;3. Closure , , first option prevails ;
4. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;4. Short circuit , , first option prevails ;
5. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;5. Closure , , first option prevails ;
6. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;6. Closure , , first option prevails ;
7. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;7. Closure , , first option prevails ;
8. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;8. Closure , , first option prevails ;
9. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;9. Closure , , first option prevails ;
10. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;10. Closure , , first option prevails ;
11. Замыкание , , первый вариант - превалирует ;11. Closure , , first option prevails ;
12. Замыкание , , первый вариант - превалирует .12. Closure , , first option prevails .
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции :Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function :
1. Замыкание , , первый вариант - превалирует . Базис ;1. Closure , , first option prevails . Basis ;
2. Замыкание , , второй вариант - превалирует . Базис ;2. Closure , , second option - prevails . Basis ;
3. Замыкание , , третья вариант - превалирует . Базис ;3. Closure , , third option - prevails . Basis ;
4. Замыкание , , первый вариант - превалирует . Базис ;4. Short circuit , , first option prevails . Basis ;
5. Замыкание , , второй вариант - превалирует . Базис ;5. Closure , , second option - prevails . Basis ;
6. Замыкание , , третий вариант - превалирует . Базис ;6. Closure , , third option - prevails . Basis ;
7. Замыкание , , первый вариант - превалирует . Базис ;7. Closure , , first option prevails . Basis ;
8. Замыкание , , второй вариант - превалирует . Базис ;8. Closure , , the second option prevails . Basis ;
9. Замыкание , , третий вариант - превалирует . Базис ;9. Closure , , third option - prevails . Basis ;
10. Замыкание , , первый вариант - превалирует . Базис ;10. Closure , , first option prevails . Basis ;
11. Замыкание , , второй вариант - превалирует . Базис ;11. Closure , , the second option prevails . Basis ;
12. Замыкание , , третий вариант - превалирует . Базис .12. Closure , , third option prevails . Basis .
Рассмотрим модель отказов типа проводного И/ИЛИ при замыкании двух входов. В этом случае получаем вариантов. Для каждого варианта возможны отказы типа И и ИЛИ. Тогда полная группа событий включает 12 реализаций:Consider a wired AND / OR type failure model when two inputs are shorted. In this case we get options. For each option, failures of the type AND and OR are possible. Then the full group of events includes 12 implementations:
1. Замыкание и проводное И;1. Closure and wired AND;
2. Замыкание и проводное И;2. Closure and wired AND;
3. Замыкание и проводное И;3. Closure and wired AND;
4. Замыкание и проводное И;4. Short circuit and wired AND;
5. Замыкание и проводное И;5. Closure and wired AND;
6. Замыкание и проводное И;6. Closure and wired AND;
7. Замыкание и проводное ИЛИ;7. Closure and wired OR;
8. Замыкание и проводное ИЛИ;8. Closure and wired OR;
9. Замыкание и проводное ИЛИ;9. Closure and wired OR;
10. Замыкание и проводное ИЛИ;10. Closure and wired OR;
11. Замыкание и проводное ИЛИ;11. Closure and wired OR;
12. Замыкание и проводное ИЛИ.12. Closure and wired OR.
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции :Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function :
1. Замыкание и проводное И. Базис ;1. Closure and wired I. Bazis ;
2. Замыкание и проводное И. Базис ;2. Closure and wired I. Bazis ;
3. Замыкание и проводное И. Базис ;3. Closure and wired I. Bazis ;
4. Замыкание и проводное И. Базис ;4. Short circuit and wired I. Bazis ;
5. Замыкание и проводное И. Базис ;5. Closure and wired I. Bazis ;
6. Замыкание и проводное И. Базис ;6. Closure and wired I. Bazis ;
7. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис ;7. Closure and wired OR. Basis ;
8. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис ;8. Closure and wired OR. Basis ;
9. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис ;9. Closure and wired OR. Basis ;
10. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис ;10. Closure and wired OR. Basis ;
11. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис ;11. Closure and wired OR. Basis ;
12. Замыкание и проводное ИЛИ. Базис .12. Closure and wired OR. Basis .
Рассмотрим модель отказов типа проводного И/ИЛИ при замыкании трех входов. В этом случае получаем вариантов. Для каждого варианта возможны отказы типа И и ИЛИ. Тогда полная группа событий включает 8 реализаций:Consider a failure model such as a wired AND / OR when three inputs are shorted. In this case we get options. For each option, failures of the type AND and OR are possible. Then the full group of events includes 8 implementations:
1. Замыкание , , проводное И;1. Closure , , wired AND;
2. Замыкание , , проводное И;2. Closure , , wired AND;
3. Замыкание , , проводное И;3. Closure , , wired AND;
4. Замыкание , , проводное И;4. Short circuit , , wired AND;
5. Замыкание , , проводное ИЛИ;5. Closure , , wired OR;
6. Замыкание , , проводное ИЛИ;6. Closure , , wired OR;
7. Замыкание , , проводное ИЛИ;7. Closure , , wired OR;
8. Замыкание , , проводное ИЛИ.8. Closure , , wired OR.
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции :Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function :
1. Замыкание , , проводное И. Базис ;1. Closure , , wired I. Bazis ;
2. Замыкание , , проводное И. Базис ;2. Closure , , wired I. Bazis ;
3. Замыкание , , проводное И. Базис ;3. Closure , , wired I. Bazis ;
4. Замыкание , , проводное И. Базис ;4. Short circuit , , wired I. Bazis ;
5. Замыкание , , проводное ИЛИ. Базис ;5. Closure , , wired OR. Basis ;
6. Замыкание , , проводное ИЛИ. Базис ;6. Closure , , wired OR. Basis ;
7. Замыкание , , проводное ИЛИ. Базис ;7. Closure , , wired OR. Basis ;
8. Замыкание , , проводное ИЛИ. Базис .8. Closure , , wired OR. Basis .
Рассмотрим доминантную модель отказов типа И/ИЛИ при замыкании двух входов. В этом случае получаем вариантов. Для каждого варианта возможны отказы типа И и ИЛИ и превалирование одного из двух входов. Тогда полная группа событий включает 24 реализации:Consider a dominant AND / OR failure model with two inputs shorted. In this case we get options. For each option, failures of the type AND and OR are possible and the prevalence of one of the two inputs. Then the full group of events includes 24 implementations:
1. Замыкание и доминантное И - превалирует ;1. Closure and dominant AND - prevails ;
2. Замыкание и доминантное И - превалирует ;2. Closure and dominant AND - prevails ;
3. Замыкание и доминантное И - превалирует ;3. Closure and dominant AND - prevails ;
4. Замыкание и доминантное И - превалирует ;4. Short circuit and dominant AND - prevails ;
5. Замыкание и доминантное И - превалирует ;5. Closure and dominant AND - prevails ;
6. Замыкание и доминантное И - превалирует ;6. Closure and dominant AND - prevails ;
7. Замыкание и доминантное И - превалирует ;7. Closure and dominant AND - prevails ;
8. Замыкание и доминантное И - превалирует ;8. Closure and dominant AND - prevails ;
9. Замыкание и доминантное И - превалирует ;9. Closure and dominant AND - prevails ;
10. Замыкание и доминантное И - превалирует ;10. Closure and dominant AND - prevails ;
11. Замыкание и доминантное И - превалирует ;11. Closure and dominant AND - prevails ;
12. Замыкание и доминантное И - превалирует ;12. Closure and dominant AND - prevails ;
13. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;13. Closure and dominant OR - prevails ;
14. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;14. Closure and dominant OR - prevails ;
15. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;15. Closure and dominant OR - prevails ;
16. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;16. The closure and dominant OR - prevails ;
17. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;17. Closure and dominant OR - prevails ;
18. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;18. Closure and dominant OR - prevails ;
19. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;19. Closure and dominant OR - prevails ;
20. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;20. Closing and dominant OR - prevails ;
21. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;21. The closure and dominant OR - prevails ;
22. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;22. Closure and dominant OR - prevails ;
23. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует ;23. Closure and dominant OR - prevails ;
24. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует .24. Closure and dominant OR - prevails .
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции .Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function .
1. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;1. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
2. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;2. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
3. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;3. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
4. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;4. Short circuit and dominant AND - prevails . Basis ;
5. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;5. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
6. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;6. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
7. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;7. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
8. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;8. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
9. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;9. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
10. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;10. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
11. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;11. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
12. Замыкание и доминантное И - превалирует . Базис ;12. Closure and dominant AND - prevails . Basis ;
13. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;13. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
14. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис 14. Closure and dominant OR - prevails . Basis
15. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;15. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
16. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;16. The closure and dominant OR - prevails . Basis ;
17. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;17. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
18. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;18. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
19. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;19. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
20. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;20. Closing and dominant OR - prevails . Basis ;
21. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;21. The closure and dominant OR - prevails . Basis ;
22. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;22. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
23. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;23. Closure and dominant OR - prevails . Basis ;
24. Замыкание и доминантное ИЛИ - превалирует . Базис .24. Closure and dominant OR - prevails . Basis .
Рассмотрим доминантную модель отказов типа И/ИЛИ при замыкании трех входов. В этом случае получаем вариантов. Для каждого варианта возможны отказы типа И и ИЛИ и превалирование одного из трех входов. Тогда полная группа событий включает 24 реализации:Consider a dominant AND / OR failure model when three inputs are shorted. In this case we get options. For each option, failures of the type AND and OR are possible and the prevalence of one of the three inputs. Then the full group of events includes 24 implementations:
1. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;1. Closure , , dominant AND - prevails ;
2. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;2. Closure , , dominant AND - prevails ;
3. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;3. Closure , , dominant AND - prevails ;
4. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;4. Short circuit , , dominant AND - prevails ;
5. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;5. Closure , , dominant AND - prevails ;
6. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;6. Closure , , dominant AND - prevails ;
7. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;7. Closure , , dominant AND - prevails ;
8. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;8. Closure , , dominant AND - prevails ;
9. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;9. Closure , , dominant AND - prevails ;
10. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;10. Closure , , dominant AND - prevails ;
11. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;11. Closure , , dominant AND - prevails ;
12. Замыкание , , доминантное И - превалирует ;12. Closure , , dominant AND - prevails ;
13. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;13. Closure , , dominant OR - prevails ;
14. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;14. Closure , , dominant OR - prevails ;
15. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;15. Closure , , dominant OR - prevails ;
16. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;16. Closure , , dominant OR - prevails ;
17. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;17. Closure , , dominant OR - prevails ;
18. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;18. Closure , , dominant OR - prevails ;
19. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;19. Closure , , dominant OR - prevails ;
20. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;20. Closing , , dominant OR - prevails ;
21. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;21. The closure , , dominant OR - prevails ;
22. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;22. Closure , , dominant OR - prevails ;
23. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует ;23. Closure , , dominant OR - prevails ;
24. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует .24. Closure , , dominant OR - prevails .
Рассмотрим подробней каждую реализацию при отказах в функции :Let us consider in more detail each implementation in case of failures in the function :
1. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;1. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
2. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;2. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
3. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;3. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
4. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;4. Short circuit , , dominant AND - prevails . Basis ;
5. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;5. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
6. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;6. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
7. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;7. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
8. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;8. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
9. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;9. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
10. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;10. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
11. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис ;11. Closure , , dominant AND - prevails . Basis ;
12. Замыкание , , доминантное И - превалирует . Базис12. Closure , , dominant AND - prevails . Basis
; ;
13. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;13. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
14. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;14. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
15. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;15. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
16. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;16. The closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
17. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;17. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
18. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;18. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
19. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;19. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
20. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;20. Closing , , dominant OR - prevails . Basis ;
21. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;21. The closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
22. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;22. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
23. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис ;23. Closure , , dominant OR - prevails . Basis ;
24. Замыкание , , доминантное ИЛИ - превалирует . Базис .24. Closure , , dominant OR - prevails . Basis .
Таким образом, проведенный расчет показывает, что функционально-полный толерантный элемент сохраняет функциональную полноту не только для константных однократных отказов, но и для отказов типа замыканий, которые описывают большое число неисправностей, наблюдаемых в ПЛИС. В свою очередь прототип подобными свойствами не обладает. Следовательно, заявляемый элемент имеет более высокую надежность.Thus, the calculation shows that the functionally complete tolerant element maintains functional completeness not only for constant single failures, but also for failures such as closures, which describe a large number of failures observed in the FPGA. In turn, the prototype does not possess such properties. Therefore, the claimed element has a higher reliability.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011120765/08A RU2449469C1 (en) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | Functionally complete tolerant element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011120765/08A RU2449469C1 (en) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | Functionally complete tolerant element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2449469C1 true RU2449469C1 (en) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011120765/08A RU2449469C1 (en) | 2011-05-23 | 2011-05-23 | Functionally complete tolerant element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2449469C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496227C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-10-20 | Сергей Феофентович Тюрин | Functionally full tolerance element |
| RU2541854C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Functionally complete tolerant element |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188339B1 (en) * | 1998-01-23 | 2001-02-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Differential multiplexer and differential logic circuit |
| RU2209507C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-07-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Paraphase cascade logic device built around cmis transistors |
| RU2275737C1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-04-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Multifunction logic gate built around cmis transistors |
| RU2382490C1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Clocked paraphase logical element |
-
2011
- 2011-05-23 RU RU2011120765/08A patent/RU2449469C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188339B1 (en) * | 1998-01-23 | 2001-02-13 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Differential multiplexer and differential logic circuit |
| RU2209507C1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-07-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Paraphase cascade logic device built around cmis transistors |
| RU2275737C1 (en) * | 2004-12-06 | 2006-04-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Multifunction logic gate built around cmis transistors |
| RU2382490C1 (en) * | 2009-03-27 | 2010-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Clocked paraphase logical element |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2496227C1 (en) * | 2012-06-19 | 2013-10-20 | Сергей Феофентович Тюрин | Functionally full tolerance element |
| RU2541854C1 (en) * | 2013-07-16 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "СТАР" | Functionally complete tolerant element |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20170170829A1 (en) | Internal clock gated cell | |
| US9081061B1 (en) | Scan flip-flop | |
| EP3308462B1 (en) | Feedback latch circuit | |
| US9806698B1 (en) | Circuit and method for a zero static current level shifter | |
| RU2449469C1 (en) | Functionally complete tolerant element | |
| KR20180100471A (en) | Logic gate, integrated circuit, and digital circuit using unipolar semiconductor devices | |
| RU2438234C1 (en) | Functionally complete tolerant element | |
| Wang et al. | An improved memristor-CMOS XOR logic gate and a novel full adder | |
| WO2016178232A3 (en) | Ring oscillator test circuit | |
| RU2702979C1 (en) | High-voltage voltage level converter | |
| US20180175608A1 (en) | Distributed environment analog multiplexor with high-voltage protection | |
| Padmaja et al. | Design of a multiplexer in multiple logic styles for Low Power VLSI | |
| CN216565100U (en) | Multi-voltage domain switch control circuit | |
| Vakil et al. | Comparitive analysis of null convention logic and synchronous CMOS ripple carry adders | |
| CN105071796A (en) | Time-domain hardened latch capable of resisting dual-node upset | |
| RU2541854C1 (en) | Functionally complete tolerant element | |
| RU2382490C1 (en) | Clocked paraphase logical element | |
| RU2345480C1 (en) | Voltage switch | |
| RU2427073C1 (en) | Clocked logic element | |
| RU2664014C1 (en) | Control signals generator circuit | |
| RU2209508C1 (en) | Paraphase logic gate of cascade devices built around cmis transistors | |
| US11483003B2 (en) | Pseudo-complementary logic network | |
| RU2496227C1 (en) | Functionally full tolerance element | |
| RU2802665C1 (en) | Exclusive-or logic gate | |
| Kumre | Power and delay analysis of one bit adders |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180524 |