一種硬件電路的在線檢測(cè)邏輯單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種通過(guò)編碼電路完成對(duì)基本邏輯單元（BasicLogicElement，BLE) 的組合邏輯的在線檢測(cè)以及通過(guò)D觸發(fā)器的雙模結(jié)構(gòu)完成對(duì)基本邏輯單元（BLE)的時(shí)序邏 輯的在線檢測(cè)的新型的基本邏輯單元結(jié)構(gòu)。屬于邏輯單元在線檢測(cè)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 硬件電路的在線檢測(cè)是指在硬件電路正常工作的情況下，可以實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)硬件電 路的工作情況，檢驗(yàn)硬件電路是否發(fā)生故障，而不必影響硬件電路的正常工作。隨著可編程 邏輯器件作為一種通用型器件的迅速發(fā)展，改變了傳統(tǒng)意義上的采用固定功能器件、自下 而上的傳統(tǒng)數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，用戶可以不再依賴于由芯片制造商設(shè)計(jì)制造的專門芯片， 而是通過(guò)編程的方式實(shí)現(xiàn)所需的組合與時(shí)序功能。而邏輯功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)基本邏輯單 元。傳統(tǒng)的基本邏輯單元由一個(gè)N輸入的查找表（LookUp-Table，LUT)和一個(gè)觸發(fā)器實(shí) 現(xiàn)。查找表（LUT)用于存儲(chǔ)邏輯功能的配置信息，從而用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶需要實(shí)現(xiàn)的組合邏輯 功能，而觸發(fā)器則用來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前狀態(tài)的信號(hào)，結(jié)合查找表（LUT)，二者可共同實(shí)現(xiàn)用戶所需 的時(shí)序邏輯功能。根據(jù)查找表（LUT)的輸出是否通過(guò)觸發(fā)器，可以選擇基本邏輯單元實(shí)現(xiàn) 組合邏輯還是時(shí)序邏輯?？梢酝ㄟ^(guò)多個(gè)這樣結(jié)構(gòu)的基本邏輯單元相連接，可共同實(shí)現(xiàn)一個(gè) 功能復(fù)雜的大規(guī)模電路。
[0003] 但是，傳統(tǒng)的查找表加上觸發(fā)器的基本邏輯單元（BLE)的結(jié)構(gòu)并沒(méi)有針對(duì)故障的 應(yīng)對(duì)機(jī)制。用戶難以判斷相應(yīng)的基本邏輯單元（BLE)是否正常工作，尤其是在電路規(guī)模較 大的情況下，會(huì)有數(shù)量極多的基本邏輯單元（BLE)投入使用，一旦發(fā)生故障，想要確定故障 并對(duì)故障進(jìn)行定位將變得極其困難，即使單個(gè)基本邏輯單元（BLE)發(fā)生故障，整個(gè)電路包 括其他正常工作的基本邏輯單元都將被放棄使用，從而造成資源浪費(fèi)，硬件使用率低。因 此，就產(chǎn)生了可以對(duì)故障進(jìn)行在線檢測(cè)的新型基本邏輯單元的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的查找表加上觸發(fā)器的基本邏輯單元的結(jié)構(gòu)缺少判斷基 本邏輯單元故障和對(duì)故障的應(yīng)對(duì)機(jī)制，一旦發(fā)生故障，導(dǎo)致整個(gè)電路包括其他正常工作的 基本邏輯單元都將被放棄使用，從而造成資源浪費(fèi)，硬件使用率低的問(wèn)題。現(xiàn)提供一種硬件 電路的在線檢測(cè)邏輯單元。
[0005] -種硬件電路的在線檢測(cè)邏輯單元，它包括4輸入查找表單元、四組D觸發(fā)器、校 驗(yàn)位生成電路、四個(gè)2選1的多路選擇器、比較器、四個(gè)異或門和一個(gè)或門，
[0006]4輸入查找表單元，用于存儲(chǔ)邏輯單元所要實(shí)現(xiàn)功能的配置信息，實(shí)現(xiàn)所需配置電 路的組合邏輯功能，并根據(jù)輸入的4路地址輸出相應(yīng)的4路信息位和3路正確編碼信息校 驗(yàn)位，同時(shí)輸出四路配置位，所述配置信息包括用于選擇實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能的配置位、與配 置位對(duì)應(yīng)的正確編碼信息校驗(yàn)位和組合時(shí)序功能選擇的信息位；
[0007] 四組D觸發(fā)器分別接收四路信息位，所述每組D觸發(fā)器包括兩個(gè)D觸發(fā)器；
[0008]D觸發(fā)器，用于根據(jù)接收的一路信息位，存儲(chǔ)配置電路的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需配置 電路的時(shí)序邏輯功能，并輸出給一個(gè)異或門；
[0009] 四組D觸發(fā)器分別輸出給四個(gè)異或門；
[0010] 每個(gè)異或門，用于判斷輸入的兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出是否一致，確定時(shí)序邏輯功能 是否發(fā)生故障，如果兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出相同，輸出高電平，時(shí)序邏輯功能發(fā)生故障，如果 兩個(gè)D觸發(fā)器的輸出不同，輸出低電平，時(shí)序邏輯功能沒(méi)有故障；
[0011] 所述四路配置位分別輸入至四個(gè)2選1的多路選擇器的配置端；
[0012] 2選1的多路選擇器，用于根據(jù)輸入的配置位，確定邏輯單元的輸出，若配置位選 擇組合邏輯輸出，則輸出查找表中對(duì)應(yīng)的一路信息位；若配置位選擇時(shí)序邏輯輸出，則輸出 與所述一路信息位對(duì)應(yīng)的一個(gè)D觸發(fā)器的輸出，所述一個(gè)D觸發(fā)器為與所述一路信息位相 對(duì)應(yīng)的一組D觸發(fā)器中的一個(gè)；
[0013] 檢驗(yàn)位生成電路，用于將4路信息位變換為3路伯格碼校驗(yàn)位；
[0014] 比較器，用于比較正確編碼信息校驗(yàn)位和伯格碼校驗(yàn)位來(lái)判斷組合邏輯功能是否 產(chǎn)生故障，如果相同，輸出低電平，組合邏輯功能沒(méi)有故障，如果不同，輸出的是高電平，時(shí) 序邏輯功能發(fā)生故障；
[0015] 或門，用于接收四個(gè)異或門輸出的時(shí)序邏輯功能故障檢驗(yàn)結(jié)果和比較器輸出的組 合邏輯功能故障檢驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行或邏輯，判斷邏輯單元是否發(fā)生故障，如果四個(gè)異或 門中的一個(gè)輸出的時(shí)序邏輯功能發(fā)生故障，或者比較器輸出的組合邏輯功能發(fā)生故障，輸 出高電平，邏輯單元發(fā)生故障；如果四個(gè)異或門輸出的時(shí)序邏輯功能均沒(méi)有故障和比較器 輸出的組合邏輯功能沒(méi)有故障，輸出低電平，邏輯單元沒(méi)有故障。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明將4路地址輸入到4輸入查找表單元中，根據(jù)4輸入 查找表單元內(nèi)存儲(chǔ)的邏輯單元所要實(shí)現(xiàn)功能的配置位、與配置位對(duì)應(yīng)的正確編碼信息校驗(yàn) 位和組合時(shí)序功能選擇的信息位輸出相應(yīng)的4路信息位、3路正確編碼信息校驗(yàn)位和4路配 置位，
[0017] 4輸入查找表輸出的4位信息位通過(guò)伯格碼校驗(yàn)位生成電路生成與輸出信息位相 對(duì)應(yīng)的校驗(yàn)位；通過(guò)比較器將通過(guò)伯格碼校驗(yàn)位生成電路產(chǎn)生的校驗(yàn)位與存儲(chǔ)在4輸入查 找表單元中的正確的編碼信息校驗(yàn)位進(jìn)行比較，根據(jù)兩者的比較結(jié)果判斷4輸入查找表單 元是否發(fā)生故障：若兩者的結(jié)果相同，則4輸入查找表單元的組合邏輯功能正確，輸出的4 輸入查找表單元故障信號(hào)為高電平；若兩者的結(jié)果不同，則4輸入查找表單元的組合邏輯 功能不正確，輸出的4輸入查找表單元故障信號(hào)為高電平。將比較結(jié)果輸出給或門。
[0018] 4輸入查找表單元輸出的4路信息位的每一路信息的輸出都與兩個(gè)完全相同的D 觸發(fā)器相連接，兩個(gè)D觸發(fā)器都有輸出；通過(guò)異或門對(duì)兩個(gè)完全相同的D觸發(fā)器的輸出的結(jié) 果進(jìn)行比較；根據(jù)兩者的比較結(jié)果判斷D觸發(fā)器是否發(fā)生故障：若兩個(gè)D觸發(fā)器輸出的結(jié) 果不一致，則存在D觸發(fā)器出現(xiàn)故障，輸出的D觸發(fā)器故障信號(hào)為高電平；若兩個(gè)D觸發(fā)器 輸出的結(jié)果相同，則D觸發(fā)器均正常工作，輸出的D觸發(fā)器故障信號(hào)為低電平，比較結(jié)果輸 出給或門，
[0019] 最后由或門根據(jù)輸入的組合邏輯功能和時(shí)序邏輯功能，判斷邏輯單元是否出現(xiàn)故 障。
[0020] 采用該裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)組合邏輯功能和時(shí)序邏輯功能的在線檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 硬件資源利用率高。
【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為【具體實(shí)施方式】一所述的一種硬件電路的在線檢測(cè)邏輯單元的原理示意圖，
[0022] 圖2為【具體實(shí)施方式】五所述的一種硬件電路的在線檢測(cè)邏輯單元中檢驗(yàn)位生成 電路的原理不意圖。
【具體實(shí)施方式】
【具體實(shí)施方式】 [0023] 一：參照?qǐng)D1具體說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種硬件電 路的在線檢測(cè)邏輯單元，它包括4輸入查找表單元1、四組D觸發(fā)器3、校驗(yàn)位生成電路4、四 個(gè)2選1的多路選擇器9、比較器6、四個(gè)異或門8和一個(gè)或門7，
[0024] 4輸入查找表單元1，用于存儲(chǔ)邏輯單元10所要實(shí)現(xiàn)功能的配置信息，實(shí)現(xiàn)所需配 置電路的組合邏輯功能，并根據(jù)輸入的4路地址輸出相應(yīng)的4路信息位和3路正確編碼信 息校驗(yàn)位，同時(shí)輸出四路配置位，所述配置信息包括用于選擇實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能的配置位、 與配置位對(duì)應(yīng)的正確編碼信息校驗(yàn)位和組合時(shí)序功能選擇的信息位；
[0025] 四組D觸發(fā)器3分別接收四路信息位，所述每組D觸發(fā)器3包括兩個(gè)D觸發(fā)器3 ;
[0026] D觸發(fā)器3,用于根據(jù)接收的一路信息位，存儲(chǔ)配置電路的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)所需配 置電路的時(shí)序邏輯功能，并輸出給一個(gè)異或門8 ;
[0027] 四組D觸發(fā)器3分別輸出給四個(gè)異或門8 ;
[0028] 每個(gè)異或門8,用于判斷輸入的兩個(gè)D觸發(fā)器3的輸出是否一致，確定時(shí)序邏輯功 能是否發(fā)生故障，如果兩個(gè)D觸發(fā)器3的輸出相同，輸出高電平，時(shí)序邏輯功能發(fā)生故障，如 果兩個(gè)D觸發(fā)器3的輸出不同，輸出低電平，時(shí)序邏輯功能沒(méi)有故障；
[0029] 所述四路配置位分別輸入至四個(gè)2選1的多路選擇器9的配置端；
[0030]2選1的多路選擇器9,用于根據(jù)輸入的配置位，確定邏輯單元10的輸出，若配置 位選擇組合邏輯輸出，則輸出4輸入查找表單元1中對(duì)應(yīng)的一路信息位；若配置位選擇時(shí)序 邏輯輸出，則輸出與所述一路信息位對(duì)應(yīng)的一個(gè)D觸發(fā)器3的輸出，所述一個(gè)D觸發(fā)器3為 與所述一路信息位相對(duì)應(yīng)的一組D觸發(fā)器3中的一個(gè)；
[0031] 檢驗(yàn)位生成電路4,用于將4路信息位變換為3路伯格碼校驗(yàn)位；
[0032] 比較器6,用于比較正確編碼信息校驗(yàn)位和伯格碼校驗(yàn)位來(lái)判斷組合邏輯功能是 否產(chǎn)生故障，如果相同，輸出低電平，組合邏輯功能沒(méi)有故障，如果不同，輸出的是高電平， 時(shí)序邏輯功能發(fā)生故障；
[0033] 或門7,用于接收四個(gè)異或門8輸出的時(shí)序邏輯功能故障檢驗(yàn)結(jié)果和比較器6輸 出的組合邏輯功能故障檢驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行或邏輯，判斷邏輯單