一種硬件電路的在線檢測邏輯單元的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種通過編碼電路完成對基本邏輯單元（BasicLogicElement，BLE) 的組合邏輯的在線檢測以及通過D觸發器的雙模結構完成對基本邏輯單元（BLE)的時序邏 輯的在線檢測的新型的基本邏輯單元結構。屬于邏輯單元在線檢測領域。
【背景技術】
[0002] 硬件電路的在線檢測是指在硬件電路正常工作的情況下，可以實時的監測硬件電 路的工作情況，檢驗硬件電路是否發生故障，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展，改變了傳統意義上的采用固定功能器件、自下 而上的傳統數字系統設計方法，用戶可以不再依賴于由芯片制造商設計制造的專門芯片， 而是通過編程的方式實現所需的組合與時序功能。而邏輯功能的實現離不開基本邏輯單 元。傳統的基本邏輯單元由一個N輸入的查找表（LookUp-Table，LUT)和一個觸發器實 現。查找表（LUT)用于存儲邏輯功能的配置信息，從而用來實現用戶需要實現的組合邏輯 功能，而觸發器則用來存儲當前狀態的信號，結合查找表（LUT)，二者可共同實現用戶所需 的時序邏輯功能。根據查找表（LUT)的輸出是否通過觸發器，可以選擇基本邏輯單元實現 組合邏輯還是時序邏輯。可以通過多個這樣結構的基本邏輯單元相連接，可共同實現一個 功能復雜的大規模電路。
[0003] 但是，傳統的查找表加上觸發器的基本邏輯單元（BLE)的結構并沒有針對故障的 應對機制。用戶難以判斷相應的基本邏輯單元（BLE)是否正常工作，尤其是在電路規模較 大的情況下，會有數量極多的基本邏輯單元（BLE)投入使用，一旦發生故障，想要確定故障 并對故障進行定位將變得極其困難，即使單個基本邏輯單元（BLE)發生故障，整個電路包 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，硬件使用率低。因 此，就產生了可以對故障進行在線檢測的新型基本邏輯單元的需求。
【發明內容】
[0004]本發明是為了解決現有的查找表加上觸發器的基本邏輯單元的結構缺少判斷基 本邏輯單元故障和對故障的應對機制，一旦發生故障，導致整個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，硬件使用率低的問題。現提供一種硬件 電路的在線檢測邏輯單元。
[0005] -種硬件電路的在線檢測邏輯單元，它包括4輸入查找表單元、四組D觸發器、校 驗位生成電路、四個2選1的多路選擇器、比較器、四個異或門和一個或門，
[0006]4輸入查找表單元，用于存儲邏輯單元所要實現功能的配置信息，實現所需配置電 路的組合邏輯功能，并根據輸入的4路地址輸出相應的4路信息位和3路正確編碼信息校 驗位，同時輸出四路配置位，所述配置信息包括用于選擇實現組合邏輯功能的配置位、與配 置位對應的正確編碼信息校驗位和組合時序功能選擇的信息位；
[0007] 四組D觸發器分別接收四路信息位，所述每組D觸發器包括兩個D觸發器；
[0008]D觸發器，用于根據接收的一路信息位，存儲配置電路的工作狀態，實現所需配置 電路的時序邏輯功能，并輸出給一個異或門；
[0009] 四組D觸發器分別輸出給四個異或門；
[0010] 每個異或門，用于判斷輸入的兩個D觸發器的輸出是否一致，確定時序邏輯功能 是否發生故障，如果兩個D觸發器的輸出相同，輸出高電平，時序邏輯功能發生故障，如果 兩個D觸發器的輸出不同，輸出低電平，時序邏輯功能沒有故障；
[0011] 所述四路配置位分別輸入至四個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，則輸出查找表中對應的一路信息位；若配置位選擇時序邏輯輸出，則輸出 與所述一路信息位對應的一個D觸發器的輸出，所述一個D觸發器為與所述一路信息位相 對應的一組D觸發器中的一個；
[0013] 檢驗位生成電路，用于將4路信息位變換為3路伯格碼校驗位；
[0014] 比較器，用于比較正確編碼信息校驗位和伯格碼校驗位來判斷組合邏輯功能是否 產生故障，如果相同，輸出低電平，組合邏輯功能沒有故障，如果不同，輸出的是高電平，時 序邏輯功能發生故障；
[0015] 或門，用于接收四個異或門輸出的時序邏輯功能故障檢驗結果和比較器輸出的組 合邏輯功能故障檢驗結果，并對其進行或邏輯，判斷邏輯單元是否發生故障，如果四個異或 門中的一個輸出的時序邏輯功能發生故障，或者比較器輸出的組合邏輯功能發生故障，輸 出高電平，邏輯單元發生故障；如果四個異或門輸出的時序邏輯功能均沒有故障和比較器 輸出的組合邏輯功能沒有故障，輸出低電平，邏輯單元沒有故障。
[0016] 本發明的有益效果為：本發明將4路地址輸入到4輸入查找表單元中，根據4輸入 查找表單元內存儲的邏輯單元所要實現功能的配置位、與配置位對應的正確編碼信息校驗 位和組合時序功能選擇的信息位輸出相應的4路信息位、3路正確編碼信息校驗位和4路配 置位，
[0017] 4輸入查找表輸出的4位信息位通過伯格碼校驗位生成電路生成與輸出信息位相 對應的校驗位；通過比較器將通過伯格碼校驗位生成電路產生的校驗位與存儲在4輸入查 找表單元中的正確的編碼信息校驗位進行比較，根據兩者的比較結果判斷4輸入查找表單 元是否發生故障：若兩者的結果相同，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為高電平；若兩者的結果不同，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為高電平。將比較結果輸出給或門。
[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完全相同的D 觸發器相連接，兩個D觸發器都有輸出；通過異或門對兩個完全相同的D觸發器的輸出的結 果進行比較；根據兩者的比較結果判斷D觸發器是否發生故障：若兩個D觸發器輸出的結 果不一致，則存在D觸發器出現故障，輸出的D觸發器故障信號為高電平；若兩個D觸發器 輸出的結果相同，則D觸發器均正常工作，輸出的D觸發器故障信號為低電平，比較結果輸 出給或門，
[0019] 最后由或門根據輸入的組合邏輯功能和時序邏輯功能，判斷邏輯單元是否出現故 障。
[0020] 采用該裝置實現了對組合邏輯功能和時序邏輯功能的在線檢驗，檢驗結構簡單， 硬件資源利用率高。
【附圖說明】
[0021] 圖1為【具體實施方式】一所述的一種硬件電路的在線檢測邏輯單元的原理示意圖，
[0022] 圖2為【具體實施方式】五所述的一種硬件電路的在線檢測邏輯單元中檢驗位生成 電路的原理不意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0023] 一：參照圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種硬件電 路的在線檢測邏輯單元，它包括4輸入查找表單元1、四組D觸發器3、校驗位生成電路4、四 個2選1的多路選擇器9、比較器6、四個異或門8和一個或門7，
[0024] 4輸入查找表單元1，用于存儲邏輯單元10所要實現功能的配置信息，實現所需配 置電路的組合邏輯功能，并根據輸入的4路地址輸出相應的4路信息位和3路正確編碼信 息校驗位，同時輸出四路配置位，所述配置信息包括用于選擇實現組合邏輯功能的配置位、 與配置位對應的正確編碼信息校驗位和組合時序功能選擇的信息位；
[0025] 四組D觸發器3分別接收四路信息位，所述每組D觸發器3包括兩個D觸發器3 ;
[0026] D觸發器3,用于根據接收的一路信息位，存儲配置電路的工作狀態，實現所需配 置電路的時序邏輯功能，并輸出給一個異或門8 ;
[0027] 四組D觸發器3分別輸出給四個異或門8 ;
[0028] 每個異或門8,用于判斷輸入的兩個D觸發器3的輸出是否一致，確定時序邏輯功 能是否發生故障，如果兩個D觸發器3的輸出相同，輸出高電平，時序邏輯功能發生故障，如 果兩個D觸發器3的輸出不同，輸出低電平，時序邏輯功能沒有故障；
[0029] 所述四路配置位分別輸入至四個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中對應的一路信息位；若配置位選擇時序 邏輯輸出，則輸出與所述一路信息位對應的一個D觸發器3的輸出，所述一個D觸發器3為 與所述一路信息位相對應的一組D觸發器3中的一個；
[0031] 檢驗位生成電路4,用于將4路信息位變換為3路伯格碼校驗位；
[0032] 比較器6,用于比較正確編碼信息校驗位和伯格碼校驗位來判斷組合邏輯功能是 否產生故障，如果相同，輸出低電平，組合邏輯功能沒有故障，如果不同，輸出的是高電平， 時序邏輯功能發生故障；
[0033] 或門7,用于接收四個異或門8輸出的時序邏輯功能故障檢驗結果和比較器6輸 出的組合邏輯功能故障檢驗結果，并對其進行或邏輯，判斷邏輯單