Circuito Contador Tolerante A Fallas

Circuito contador tolerante a fallas
M. A. Duarte Villaseñor, J. M. García Ortega
Facultad de Ciencias de la Electrónica de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

RESUMEN El objetivo del trabajo es realizar un circuito contador, no importando si falla alguna parte de este, su cuenta final seguirá siendo correcta. El circuito en realidad es una caja negra que consistirá en cuatrocontadores para producir un resultado final, aunque falle uno o dos de los contadores, el circuito deberá conservar bien el resultado final, es decir no perderá la cuenta y aparentemente la caja negra es un solo contador. El propósito de este trabajo es ilustrar el funcionamiento de un circuito tolerante a fallas.
I INTRODUCCIÓN Los flip-flops, contadores y registros son los componentes principales delos sistemas lógicos secuénciales como los microcontroladores y microprocesadores. Debido a sus elementos de almacenamiento, un sistema lógico secuencial tiene la característica de que sus salidas y secuencia de operaciones dependen tanto de las entradas presentes como de las pasadas. Aunque los sistemas lógicos secuénciales son más complejos que los combinatorios, en ambos se aplican los mismosprocedimientos básicos de detección de fallas. Los sistemas secuénciales preceden del mismo tipo de fallas que los sistemas combinatorios como son circuitos abiertos, cortocircuitos, fallas internas de algún Circuito Integrado y otras similares. En síntesis un sistema tolerante a fallas es aquel que tiene trabajando en paralelo varios circuitos que realizan la misma función (idénticos) y estánsiendo monitoreados; entre todos forman una caja negra que aparenta ser un solo circuito, si por alguna circunstancia uno de estos dispositivos deja de funcionar adecuadamente no debe existir ningún problema en la salida final de la caja negra, ya que entre los circuitos que aun funcionan correctamente generan la salida correcta de esta. II DESARROLLO Como se menciono anteriormente para realizar unsistema tolerante a fallas se necesitan que trabajen en paralelo varios circuitos idénticos, se ha escogido trabajar con contadores BCD conectados a una misma señal de reloj. El Circuito Integrado utilizado es el 74LS192N, el cual es un contador en BCD, es decir solo cuenta entre 0000b y 1001b (de 0 a 9) y luego

otra vez desde cero o se puede utilizar contando en forma descenderte de 9 a 0.Figura 1. Terminales del Circuito Integrado 74LS192. La figura 1 muestra las terminales del 74LS192, donde output QA, QB, QC y QD son las salidas del circuito contador; input count Down y Up son las entradas del reloj descendente y ascendente respectivamente, clear inicializa al contador en 0000b, input load carga el contador en un número inicial según las entradas input data A, B, C y D; por últimovemos los pines borrow y carry, ambas salidas de sobreflujo en descendente y ascendente respectivamente, estas son utilizadas para poner varios contadores en cascada. El diagrama del trabajo a realizar se ve en la figura 2, en el notamos el propósito del diseño; se tienen trabajando cuatro contadores en paralelo conectados a un mismo reloj, cada cual con una respectiva bomba de tiempo, es deciralgo que hará que los contadores pierdan la cuenta, puede ser un monoestable para que el circuito quede en cero y ya no cambie de cero, existe también la opción de quitar un circuito contador del Protoboard, pero se eligió trabajar con push botón conectados al pin clear de cada circuito contador, es decir el contador que se elija a ‘fallar’ se le aplicara un reset para que pierda la cuenta. Lasalida de los contadores esta conectada a cuatro multiplexores de 4 a 1, controlados por la señal ‘control’ y su vez las salidas de estos se conectan a un circuito decodificador BCD a 7 segmentos y se despliega visualmente. En el recuadro verde de la figura 2 se encuentran cuatro decodificadores y displays, los cuales son agregados al circuito solo para monitorear la secuencia de cada contador, en...