СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 1999 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике, в частности к средствам автоматизации контроля и поиска неисправностей в устройствах с дискретным характером функционирования, и может быть использовано в автоматизированных комплексах отладки и ремонта цифровых устройств.

Известна "Система для контроля электронных устройств". А.С. N 1348838, М.КЛ. 6 G 06 F 11/26. Система содержит ЭВМ 1, регистр сдвига 2, блок сравнения 3, счетчик 4, тактовый генератор 5, распределитель импульсов 6, шину связи с объектом контроля 7, первый вход 8 прерывания, шину адреса 9, информационную шину 10, шину запуска 11 тактового генератора, вход останова 12, дешифратор нуля 13, элемент ИЛИ 14, мультиплексор 15, элемент сравнения 16, второй вход 17 прерывания. Структурная схема данной системы представлена на фиг. 1.

Система работает следующим образом. На каждом шаге тестовой последовательности ЭВМ 1 выдает контрольный код, состоящий из единиц и нулей, на контролируемый объект по шине 7, затем по шине 10 ЭВМ 1 передает в блок 3 сравнения эталонный код, соответствующий ответным сигналам исправного контролируемого объекта. По окончании переходных процессов в контролируемом объекте ЭВМ 1 по шине 11 запускает тактовый генератор 5, который начинает вырабатывать последовательность тактовых импульсов, поступающих на вход распределителя 6 импульсов, который обеспечивает выдачу одиночных импульсов с первого и второго выходов и последовательность импульсов с третьего выхода. По импульсу с первого выхода распределителя 6 в блоке 3 сравнения происходит фиксация результата сравнения эталонного кода с кодом контролируемого объекта. Зафиксированный код результата сравнения с выходов блока 3 сравнения поступает на информационные входы регистра 2 сдвига и импульсом с второго выхода распределителя 6 импульсов переписывается в регистр 2 сдвига.

В случае, если в зафиксированном коде отсутствуют единицы, что свидетельствует об исправности контролируемого объекта, то сигнал с выхода дешифратора 13 нуля через элемент ИЛИ 14 по шине 12 поступает на вход останова ЭВМ 1 и вход блокировки тактового генератора 5, иначе по каждому тактовому импульсу с третьего выхода распределителя 6 импульсов производится сдвиг кода на один разряд в сдвиговом регистре 2 и прибавление единицы к коду счетчика 4. Код счетчика определяет номер разряда на последовательном выходе регистра 2 сдвига. Если код последовательного выхода регистра сдвига равен единице, то он поступает по шине 8 как сигнал прерывания в ЭВМ, и в то же время выходы счетчика 4, управляя мультиплексором 15, обеспечивают коммутацию на выход мультиплексора кода разряда выходов схемы 3 сравнения, идентичного номеру разряда на последовательном выходе регистра 2 сдвига. Таким образом, при правильной работе регистра 2 сдвига и счетчика 4 на входы элемента 16 сравнения поступают коды идентичных номеров разрядов схемы 3 сравнения и регистра 2 сдвига. Коды единицы на последовательном выходе регистра 2 сдвига как сигнал прерывания поступают на первый вход элемента 16 сравнения. Если на выходе также присутствует код единицы, что свидетельствует о правильной работе счетчика 4, то по первому сигналу прерывания, поступившему в ЭВМ 1 по шине 8, производится фиксация в ЭВМ 1 по шине 9 кода счетчика 4. Процесс анализа кода регистра 2 сдвига продолжается до переполнения счетчика 4, и при появлении новых несовпадений их фиксация производится аналогично. Недостатком вышеописанной системы являются высокие аппаратурные затраты, отсутствие возможности определения неисправного элемента объекта контроля, а также низкая нагрузочная способность шины связи с объектом.

Цель изобретения - снижение аппаратурных затрат, расширение функциональных возможностей системы за счет обеспечения программного поиска неисправного элемента объекта контроля и повышения нагрузочной способности шины связи с объектом контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в отличие от известной системы изобретения предлагаемая система в своем составе не имеет регистра сдвига, блока сравнения, счетчика, тактового генератора, распределителя импульсов, информационной шины, шины запуска тактового генератора, входа останова, дешифратора нуля, элемента ИЛИ, элемента сравнения, второго входа прерывания, при этом в нее введены шина подачи тестовых воздействий, шина снятия отклика, шинный формирователь, входы которого соединены с выходом ЭВМ посредством шины подачи тестовых воздействий, а выходы предназначены для соединения со входом объекта диагностирования посредством шины связи с объектом диагностирования, первый вход прерывания ЭВМ используется как информационный, информационные входы мультиплексора предназначены для соединения с контрольными точками объекта диагностирования через шину снятия отклика, выход мультиплексора соединен с информационным входом ЭВМ, адресный выход которой по шине адреса соединен с адресными входами мультиплексора.

На фиг. 2 изображена структурная схема системы диагностирования цифровых устройств. Система содержит ЭВМ 1, шинный формирователь 2, мультиплексор 3, шину подачи тестовых воздействий с ЭВМ на шинный формирователь 4, шину связи шинного формирователя с объектом диагностирования 5, шину снятия отклика мультиплексором с контрольных точек объекта диагностирования 6, шину подачи кода адреса 7, информационный вход 8.

Система работает следующим образом. На первом шаге тестовой последовательности s = 1(s ∈ [1;n], где n - длина тестовой последовательности) ЭВМ 1 выдает контрольный код P₁ разрядностью N, состоящий из единиц и нулей, по шине 4. С шинного формирователя 2, осуществляющего повышение нагрузочной способности выхода 4 ЭВМ 1, контрольный код P₁ подается по шине 5. По истечении времени переходных процессов τ в объекте диагностирования ЭВМ 1 подает по шине 7 двоичный код разрядностью M, соответствующий номеру i контрольной точки объекта диагностирования (i ∈ [1;k], где k - количество контрольных точек объекта диагностирования). При этом осуществляется коммутация сигнала с i-й контрольной точки объекта диагностирования по i-й линии шины 6 через i-й информационный вход мультиплексора 3 на его выход. Сигнал с выхода мультиплексора 3 подается на вход 8 ЭВМ 1. Значение принятого сигнала заносится в память ЭВМ 1 в ячейку A_1i, где 1 - значение s (номер шага тестовой последовательности), i - номер контрольной точки объекта диагностирования. После фиксации значения сигнала в ячейке памяти ЭВМ 1 подает по шине 7 следующий код, соответствующий номеру i+1 контрольной точки объекта диагностирования. При этом осуществляется коммутация сигнала с i+1 контрольной точки объекта диагностирования по i+1 линии шины 6 через i+1 информационный вход мультиплексора 3 на его выход. Сигнал с выхода мультиплексора 3 подается на вход 8 ЭВМ 1. Значение принятого сигнала заносится в память ЭВМ 1 в ячейку A_1i+1. Таким образом производится считывание сигнала на первом шаге тестовой последовательности со всех контрольных точек объекта диагностирования. При этом в памяти ЭВМ 1 сохраняется двоичная последовательность
A₁₁A₁₂...A_1iA_1i+1...A_1k.

На втором шаге тестовой последовательности s = 2 ЭВМ 1 выдает следующий контрольный двоичный код P₂ по шине 4. С шинного формирователя 2 контрольный код P₂ подается по шине 5. По истечении времени переходных процессов τ производится снятие отклика с контрольных точек объекта диагностирования способом, рассмотренным выше. В результате в памяти ЭВМ 1 сохраняется двоичная последовательность.

A₂₁A₂₂...A_2iA_2i+1...A_2k.

На каждом последующем шаге s тестовой последовательности в системе протекает процесс, аналогичный вышеописанным. Данный процесс повторяется n раз. В результате в памяти ЭВМ 1 сохраняется матрица данных
A₁₁A₁₂F₁₃ ... A_1i ... A_1k
A₂₁A₂₂A₂₃ ... A_2i ... A_2k
............

A_s1A_s2A_s3 ... A_si ... A_sk
..........

A_n1A_n2A_n3 ... A_ni ... A_nk
ЭВМ 1, моделируя работу сигнатурного анализатора, преобразует двоичные последовательности, начиная с A₁₁A₂₁...A_s1...A_n1 и заканчивая A_1kA_2k...A_sk.. .A_nk, в сигнатуры U₁, U₂, ..., U_i,..., U_k. Данные сигнатуры представляют собой реакции объекта диагностирования на тестовые воздействия, снятые с контрольных точек. Далее производится сравнение каждой сигнатуры U_i контрольной точки i с ее эталонной сигнатурой U0i

, хранящейся в памяти ЭВМ 1. В случае совпадения реальных сигнатур с эталонным ЭВМ 1 выдает сообщение об исправности объекта диагностирования. В противном случае в памяти ЭВМ 1 фиксируются номера i-х контрольных точек объекта диагностирования, реальные сигнатуры которых не совпали с эталонными. Данные номера объединяются в набор 1.

В памяти ЭВМ 1 имеются наборы I₁, I₂, ... I_j, ..., I_m (m - число элементов объекта диагностирования), определенные заранее путем анализа топологии схемы объекта диагностирования. В наборе I_j содержатся номера тех контрольных точек, реальные сигнатуры которых не будут совпадать с эталонными в случае выхода из строя j-го элемента объекта диагностирования.

Далее в ЭВМ 1 производится сравнение набора I с набором I₁, I₂, ..., I_j, ..., I_m. При совпадении набора I с набором I_j ЭВМ 1 выдает сообщение о неисправности j-го элемента объекта диагностирования. На данном этапе процесс работы системы заканчивается. Алгоритм программы работы ЭВМ 1 представлен на фиг. 3.

Преимущества предлагаемой системы следующие. По сравнению с базовой системой удалось снизить аппаратуре затраты, расширить функциональные возможности, заключающиеся в способности системы определять неисправный элемент объекта диагностирования, а также в повышении нагрузочной способности шины связи системы с объектом диагностирования.

Преимущества предлагаемой системы достигаются изменением связей между ЭВМ, объектом диагностирования и мультиплексором, введением шинного формирователя. Таким образом, отмеченные преимущества выгодно отличают предлагаемую систему от базовой.

Система диагностирования цифровых устройств относится к цифровой вычислительной технике, в частности к средствам автоматизации контроля и поиска неисправностей в устройствах с дискретным характером функционирования, и может быть использована в автоматизированных комплексах отладки и ремонта цифровых устройств. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей системы, т. е. обеспечение программного поиска неисправного элемента объекта контроля и повышение нагрузочной способности шины связи с объектом контроля, что достигается изменением связей между ЭВМ, объектом диагностирования и мультиплексором и введением шинного преобразователя. 3 ил.

Система диагностирования цифровых устройств, содержащая ЭВМ, мультиплексор, шину связи с объектом диагностирования, шину адреса, отличающаяся тем, что в нее введены шина подачи тестовых воздействий, шина снятия отклика, шинный формирователь, входы которого соединены с выходом ЭВМ посредством шины подачи тестовых воздействий, а выходы предназначены для соединения со входами объекта диагностирования посредством шины связи с объектом диагностирования, первый вход прерывания ЭВМ используется как информационный, информационные входы мультиплексора предназначены для соединения с контрольными точками объекта диагностирования через шину снятия отклика, выход мультиплексора соединен с информационным входом ЭВМ, адресный выход которой по шине адреса соединен с адресными входами мультиплексора.