Анализ рисков сбоя в конечном автомате и способы их устранения — различия между версиями

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
(Устранение)
(Устранение)
Строка 439: Строка 439:
 
Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм  риск сбоя при переходе из состояния 0011 в 1101 устранен.
 
Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм  риск сбоя при переходе из состояния 0011 в 1101 устранен.
 
[[Image:Fx8.png|thumb|center|700px| Рис. 16. Метод тактирования. Временные диаграммы]]
 
[[Image:Fx8.png|thumb|center|700px| Рис. 16. Метод тактирования. Временные диаграммы]]
 +
 
====Восьмизначная логика. Динамический риск сбоя====
 
====Восьмизначная логика. Динамический риск сбоя====
 
[[Image:Fx10.png|thumb|center|700px| Рис. 17. Временные диаграммы.]]
 
[[Image:Fx10.png|thumb|center|700px| Рис. 17. Временные диаграммы.]]

Версия 23:50, 17 марта 2015

Вариант 1

Исходная схема:

Рис. 1. Исходная схема

Проанализируем схему на наличие рисков сбоя.

Таблица 1. Анализ рисков сбоя
Наборы Вход Импликанты Выход
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Динамический риск сбоя
15 1 1 1 1 0 1 0
15\0 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2
0 0 0 0 0 1 1 1
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Статический риск сбоя
9 1 0 0 1 1 0 0
9\1 1/2 0 0 1 1/2 1/2 1/2
1 0 0 0 1 0 1 0
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Статический риск сбоя
1 0 1 1 1 1 0 0
1\0 0 - - 1 - + S0
0 0 0 0 1 0 1 0
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Динамический риск сбоя
0 0 0 0 0 1 1 1
0\10 + 0 + 0 S1 - D-
10 1 0 1 0 1 0 0

Трехзначная логика. Статический риск сбоя

Рис. 2. Временные диаграммы

Как видно по временным диаграммам работы схемы, при переключении из cостояния 1001 в 0001 возникает сбой S.

Устранение

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент "логическое И".

Рис. 3. Метод стробировавния

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 1001 в 0001 устранен (без устранения – выход Y, с уcтранением, выход Y).

Рис. 4. Метод стробировавния. Временные диаграммы

Метод тактирования. Добавим на выход схемы запоминающее устройство – D триггер.

Рис. 5. Метод тактирования

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 1001 в 0001 устранен (без устранения – выход Y, с уcтранением, выход Y).

Рис. 6. Метод тактирования. Временные диаграммы

Динамический риск сбоя

Заменим элемент ИЛИ-НЕ на следующую подсхему, где каждый из элементов имеет собственное время задержки:

Рис. 7. ИЛИ-НЕ

Тогда схемы будет выглядеть следующим образом:

Рис. 8. Схема

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 9. Временные диаграммы
Устранение

Метод стробирования. Добавим на выходе логический элемент "И".

Рис. 10. Добавление элемента И

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 11. Временные диаграммы

Как видно из диаграмм, динамический риск сбоя при переходе из состояния 1111 в состояние 0000. Метод тактирования. Добавим на выходе D-триггер.

Рис. 12. Схема

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 13. Временные диаграммы

Как видно из диаграмм, динамический риск сбоя при переходе из состояния 1111 в 0000 был удален.

Восьмизначная логика. Динамический риск сбоя

Заменим элемент ИЛИ-НЕ на следующую подсхему:

Рис. 14. Схема. Добавление элемента ИЛИ-НЕ

где каждый из элементов имеет собственное время задержки. Тогда схемы будет выглядеть следующим образом:

Рис. 15. Схема.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 16. Временные диаграммы.

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент И.

Рис. 17. Схема.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 18. Временные диаграммы.

Как видно из временных диаграмм риск сбоя D- при переходе из состояния 0000 в 1010 устранен.

Метод тактирования. Добавим на выходе D-триггер.

Рис. 19. Схема.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 20. Временные диаграммы.

Как видно из диаграмм, динамический риск сбоя D- при переходе из состояния 0000 в состояние 1010 был удален.

Статический риск сбоя S

Рис. 21. Схема.

Построим временные диаграммы.

Рис. 22. Временные диаграммы.

Как видно из временных диаграмм, получаем статический риск сбоя S0 при переходе из состояния 0111 в состояние 0001.

Устранение.

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент И.

Рис. 23. Схема.

Построим временные диаграммы.

Рис. 24. Временные диаграммы.

Как видно из диаграмм, статический риск сбоя S0 при переходе из состояния 0111 в состояние 0001 был устранен.

Вариант 2

Исходные схемы:

Рис. 5. Исходная схема для 3-значной логики
Рис. 6. Исходная схема для 8-значной логики

Проанализируем схему на наличие рисков сбоя.

Таблица 1. Анализ рисков сбоя
Наборы Вход Импликанты Выход
X4 X3 X2 X1 D1 D2 Y Динамический риск сбоя
2 0 0 1 0 0 0 0
2\13 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2
13 1 1 0 1 0 0 1
X4 X3 X2 X1 D1 D2 Y Статический риск сбоя
3 0 0 1 1 0 1 1
3\13 1/2 1/2 1/2 1 1/2 1/2 1/2
13 1 1 0 1 0 0 1
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Статический риск сбоя
14 1 1 1 0 1 1 1
14\8 1 - - 0 - S1 S1
0 0 0 0 1 0 1 1
X4 X3 X2 X1 Y1 Y2 Y Динамический риск сбоя
14 1 1 1 0 1 0 0
14\8 1 - - 0 - S0 D+
8 1 0 0 0 0 0 1

Трехзначная логика. Динамический риск сбоя

Рис. 7. Временные диаграммы

Как видно по временным диаграммам работы схемы, при переключении из cостояния 0010 в 1101 возникает сбой D.

Устранение

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент "логическое И".

Рис. 8. Метод стробирования

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 0010 в 1101 устранен.

Рис. 9. Метод стробирования. Временные диаграммы

Метод тактирования. Добавим на выход схемы запоминающее устройство – D триггер.

Рис. 10. Метод тактирования

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 0010 в 1101 устранен.

Рис. 11. Метод тактирования. Временные диаграммы

Трехзначная логика. Статический риск сбоя

Рис. 12. Временные диаграммы

Как видно по временным диаграммам работы схемы, при переключении из cостояния 0011 в 1101 возникает сбой S.

Устранение

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент "логическое И".

Рис. 13. Метод стробировавния

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 0011 в 1101 устранен.

Рис. 14. Метод стробирования. Временные диаграммы

Метод тактирования. Добавим на выход схемы запоминающее устройство – D триггер.

Рис. 15. Метод тактирования

Рассмотрим временные диаграммы. Как видно из временных диаграмм риск сбоя при переходе из состояния 0011 в 1101 устранен.

Рис. 16. Метод тактирования. Временные диаграммы

Восьмизначная логика. Динамический риск сбоя

Рис. 17. Временные диаграммы.

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент И.

Рис. 18. Метод стробирования.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 19. Временные диаграммы.

Как видно из временных диаграмм риск сбоя D+ при переходе из состояния 1100 в 1011 устранен.

Метод тактирования. Добавим на выходе D-триггер.

Рис. 20. Метод тактирования.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 21. Временные диаграммы.

Как видно из диаграмм, динамический риск сбоя D+ при переходе из состояния 1100 в 1011 был удален.

Статический риск сбоя S

Рис. 22. Временные диаграммы.

Как видно из временных диаграмм, получаем статический риск сбоя S1 при переходе из состояния 1110 в состояние 1000.

Устранение.

Метод стробирования. Добавим на выходе элемент И.

Рис. 23. Метод стробирования.

Построим временные диаграммы.

Рис. 24. Временные диаграммы.

Как видно из диаграмм, статический риск сбоя S1 при переходе из состояния 1110 в состояние 1000 был устранен.

Метод тактирования. Добавим на выходе D-триггер.

Рис. 25. Метод тактирования.

Получаем следующие временные диаграммы:

Рис. 26. Временные диаграммы.

Как видно из диаграмм, статический риск сбоя S1 при переходе из состояния 1110 в состояние 1000 был устранен.