СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ИСПЫТАНИЙ АППАРАТУРЫ С МУЛЬТИИНТЕРФЕЙСНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ Российский патент 2020 года по МПК G05B23/00 G06F11/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу построения вычислительного процесса испытаний электронных устройств ввода/вывода.

Известен способ построения вычислительного процесса испытаний электронных устройств в процессе производства, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что вычислительный процесс испытаний электронных устройств реализуется в вычислительном модуле, а аппаратура контроля осуществляет его индикацию и управление. («Тестопригодный блок управления и процедуры его тестирования» / В.Б. БРОДИН, А.В. КАЛИНИН - Научная сессия МИФИ-2007. Т.1 Автоматика. Микроэлектроника. Электроника. Электронные измерительные системы. Компьютерные медицинские системы, стр. 94-96).

Недостатком в данном способе является выполнение тестов в вычислительном модуле, что не позволяет осуществлять быстрый и гибкий переход между различными тестовыми наборами, а соответственно увеличивает продолжительность процесса испытаний его подготовкой, а не самими испытаниями. Так же использование вычислительного модуля в такой схеме не допускает расширения возможности подключения устройств ввода/вывода с другими интерфейсами, кроме тех, что реализованы в нем, что делает данное рабочее место не универсальным, а специализированным.

Известен способ построения вычислительного процесса испытаний электронных устройств в процессе производства, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно, формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода/вывода транзитом через вычислительный модуль, который содержит программное обеспечение, реализующее обмен между аппаратурой контроля и устройством ввода/вывода, при этом обмен информацией от аппаратуры контроля с устройством ввода/вывода осуществляется по определенным алгоритмам (патент RU №2480807 С2 «Способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры»).

В данном способе в качестве транзитного устройства используется вычислительный модуль. С одной стороны его использование оправдано, т.к. тестовые последовательности реализуются на аппаратуре контроля, и переход между ними не связан с перепрограммированием вычислительного модуля. С другой стороны он позволяет обеспечить подключение устройств ввода/вывода по конечному числу интерфейсов, что и ограничивает его расширение и использование при подключении интерфейсов не реализованных в нем.

Ограничения данного способа могут быть сняты путем использования в качестве транзитного устройства - многофункционального крейта, включающего модули обмена для поддержки различных приборных интерфейсов и вычислительное устройство или персональный компьютер, и введения идентификатора приборного интерфейса, для передачи данных от аппаратуры контроля в многофункциональный крейт и дальнейшему обмену по соответствующему интерфейсу с устройством ввода/вывода, на основе полученного идентификатора, что позволит организовывать мультиинтерфейсный обмен с устройствами ввода/вывода на универсальных средствах испытаний с возможностью их расширения без доработки базовых функций взаимодействия.

«Способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры» (патент RU №2480807 С2) по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является:

- ограниченные возможности использования средств испытаний, т.е. только для устройств ввода/вывода с конкретным приборным интерфейсом;

- не универсальность средств испытаний, характеризующаяся невозможностью расширения для нового приборного интерфейса, из-за конкретного аппаратного исполнения вычислительного модуля с определенным набором интерфейсов, устранимая только его доработкой или сопоставимой заменой.

Целью изобретения является:

- повышение надежности и применяемости средств испытаний за счет унификации и универсализации средств испытаний путем использования в качестве транзитного устройства многофункционального крейта с модулями обмена и возможностью их расширения и введения идентификатора приборного интерфейса для передачи данных от аппаратуры контроля по любому подключаемому приборному интерфейсу в устройства ввода/вывода;

- сокращение времени испытаний за счет оперативной модификации средств испытаний для нового приборного интерфейса с добавлением соответствующего идентификатора.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве транзитного устройства выступает многофункциональный крейт содержащий модули обмена и вычислительное устройство или персональный компьютер, а вычислительный процесс тестирования устройств ввода/вывода, выполняется на аппаратуре контроля, осуществляя обмен с устройством ввода/вывода транзитом через многофункциональный крейт на основе идентификатора интерфейса по определенным алгоритмам.

На чертеже (фиг. 1) представлена функциональная схема организации единой информационно-логической связи аппаратуры контроля и устройств ввода/вывода, которая обеспечивает полный доступ вычислительного процесса, реализуемого на аппаратуре контроля и многофункциональном крейте, к устройствам ввода/вывода.

Аппаратура контроля подключается к многофункциональному крейту с помощью протокола магистрального интерфейса. Многофункциональный крейт подключается к устройству ввода/вывода по приборному интерфейсу, через соответствующий модуль обмена. Аппаратура контроля содержит программное обеспечение, обеспечивающее поддержку вычислительного процесса испытаний. Многофункциональный крейт содержит программное обеспечение, осуществляющее единую информационно-логическую связь аппаратуры контроля и устройств ввода/вывода для их двухстороннего обмена информацией. Многофункциональный крейт на основе передаваемого идентификатора транслирует принятую посылку через соответствующий модуль обмена в устройство ввода/вывода.

Вычислительный процесс испытаний, выполняющий диагностические тесты, реализуется в едином программном обеспечении, на аппаратуре контроля. Интерфейс связи между аппаратурой контроля и многофункциональным крейтом выбирается по одному критерию: количество передаваемых данных за одну посылку должно быть либо очень большим, либо не ограничиваться.

Инициатор обмена между аппаратурой контроля и многофункциональным крейтом - аппаратура контроля. Инициатор обмена между многофункциональным крейтом и устройством ввода/вывода - многофункциональный крейт.

В ходе выполнения диагностических тестов на аппаратуре контроля происходит формирование пакетов в формате протокола приборного интерфейса, предназначенных непосредственно для устройства ввода/вывода. Для каждого из пакетов в формате протокола приборного интерфейса формируется определенное количество пакетов в формате протокола магистрального интерфейса, каждый из которых содержит идентификатор протокола и пакет приборного интерфейса. Составленные пакеты магистрального интерфейса передаются в многофункциональный крейт. На основе полученного идентификатора многофункциональный крейт преобразует пакеты магистрального интерфейса в соответствующий пакет приборного интерфейса и передает, через соответствующий модуль обмена, в устройство ввода/вывода.

Разрядность информационных слов данных (ИСД) магистрального интерфейса может быть не менее 8 (8, 16, 32 разряда), а соответственно минимум можно идентифицировать 256 типов приборного интерфейса для 8 разрядных слов данных (СД) по предлагаемым алгоритмам, что вполне достаточно для современных средств испытаний, в том числе и на перспективу расширения (включения новых и перспективных приборных интерфейсов в средства испытаний электронных устройств ввода/вывода). Таким образом каждый тип приборного интерфейса кодируется своим уникальными номером (идентификатором) и записывается в первое ИСД магистрального интерфейса.

Во втором ИСД содержится количество пакетов магистрального интерфейса F, составляемое из пакета приборного интерфейса и определяется по следующей формуле:

ID - идентификатор (или номер) приборного интерфейса;

F=(округление в меньшую сторону (((k*P[ID])+(h*2)) / (h*M)))+1

М - максимальное количество информационных слов данных (ИСД) по протоколу магистрального интерфейса;

P[ID] - требуемое количество ИСД по протоколу приборного интерфейса, с идентификатором ID;

h - разрядность информационных слов данных по протоколу магистрального интерфейса;

k - разрядность информационных слов данных по протоколу приборного интерфейса.

Формула используется в алгоритмах 1 и 2 фиг. 2, где

i - номер ИСД по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до М);

j - номер разряда ИСД по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до h);

х - номер ИСД по протоколу приборного интерфейса (от 1 до P[ID]);

у - номер разряда ИСД по протоколу приборного интерфейса (от 1 до к);

z - номер посылки по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до F).

Запись информации от аппаратуры контроля в многофункциональный крейт реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируется F пакетов в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса по алгоритму 1 (фиг. 2), которые передаются в многофункциональный крейт. По получению F пакетов, многофункциональный крейт идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает полученный пакет в устройство ввода/вывода.

Чтение информации аппаратурой контроля от устройства ввода/вывода реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируется пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса по алгоритму 1 (фиг. 2), который передается в многофункциональный крейт. По получению пакета, многофункциональный крейт идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает его в устройство ввода/вывода, считывая информацию, которая, считывается аппаратурой контроля от многофункционального крейта, через время, определяемое как максимальное время обмена между многофункциональным крейтом и устройством ввода/вывода.

Повышение надежности и применяемости средств испытаний за счет унификации и универсализации средств испытаний путем использования многофункционального крейта с модулями ввода/вывода, обеспечивающими взаимодействие устройств ввода/вывода по различным приборными интерфейсам, с возможностью расширения их состава.

Сокращение времени испытаний за счет оперативной модификации средств испытаний при подключения нового устройства ввода/вывода с новым приборным интерфейсом, которая обеспечивается лишь добавлением соответствующего модуля в многофункциональный крейт, введением идентификатора для нового приборного интерфейса и реализации работы с ним в программном обеспечении.

Способ был опробован на рабочем месте, состоящем из персонального компьютера, выступающего в роли аппаратуры контроля соединенным по Ethernet с многофункциональным крейтом, в роли транзитного устройства, состоящим из крейта NI PXI-1045 с контроллером шины PXI-8110 для обеспечения вычислительного процесса организации информационно-логической связи аппаратуры контроля и соответствующими модулями обмена (фирмы National Instruments), такими как PXI-C1553M-EF-4 (модуль мультиплексного канала обмена), РХI-8431/4(модуль RS-485/422), PXI-7813R (модуль цифрового ввода-вывода с программируемой логической интегральной схемой) и др., обеспечивающими приборные интерфейсы и соединенные с интерфейсными модулями сопряжения блока управления бортового комплекса управления космических аппаратов, выступающими в роли устройств ввода/вывода.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого способа.

Изобретение относится к способу построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с мультиинтерфейсным взаимодействием. Для построения вычислительного процесса испытаний формируют пакеты данных в электронное устройство ввода/вывода, которое формирует сигналы на выходах, аппаратура контроля осуществляет индикацию и управление вычислительным процессом, формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода/вывода через транзитное устройство, выполненное в виде многофункционального крейта и которое содержит программное обеспечение, реализующее обмен между аппаратурой контроля и устройствами ввода/вывода. Обеспечивается повышение надежности и применяемости средств испытаний, сокращение времени испытаний. 2 ил.

Способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с мультиинтерфейсным взаимодействием, заключающийся в том, что при тестировании электронных устройств ввода/вывода формируют диагностические тесты; исполняя тесты, реализуют вычислительный процесс испытаний и формируют пакеты данных в устройство ввода/вывода; устройство ввода/вывода формирует сигналы на выходах; аппаратура контроля осуществляет индикацию и управление вычислительным процессом и вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно: формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода/вывода через транзитное устройство, которое содержит программное обеспечение, реализующее обмен между аппаратурой контроля и устройствами ввода/вывода, отличающийся тем, что в качестве транзитного устройства связи между аппаратурой контроля и устройствами ввода/вывода выступает многофункциональный крейт, в состав которого входят модули обмена по соответствующему приборному интерфейсу и управляющее ими вычислительное устройство; каждому приборному интерфейсу присваивается идентификатор, на основе которого осуществляется обмен информацией между аппаратурой контроля и устройствами ввода/вывода; запись информации от аппаратуры контроля в многофункциональный крейт реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируется F пакетов в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, которые передаются в многофункциональный крейт, и по получению F пакетов многофункциональный крейт идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола и передает полученный пакет в устройство ввода/вывода; чтение информации аппаратурой контроля от устройства ввода/вывода реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируется пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, который передается в многофункциональный крейт, и по получению пакета многофункциональный крейт идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола и передает его в устройство ввода/вывода, считывая информацию, которая считывается аппаратурой контроля от многофункционального крейта через время, определяемое как максимальное время обмена между многофункциональным крейтом и устройством ввода/вывода.