СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА Российский патент 2023 года по МПК G05B23/02 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу информационного взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств ввода/вывода и организации вычислительного процесса испытаний электронных устройств ввода/вывода.

Известен способ информационного взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств в процессе производства, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что информационное взаимодействие осуществляется путем реализации вычислительного процесса испытаний электронных устройств 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.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению (прототипом) является способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с диагностикой обмена, используя диагностические тесты (Патент RU 2750109 C1), заключающийся в том, что вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно, формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на электронное устройство ввода/вывода транзитом через транзитное устройство, которое содержит программное обеспечение, реализующее обмен между аппаратурой контроля и электронным устройством ввода/вывода, а обмен информацией от аппаратуры контроля с устройством ввода/вывода осуществляется по определенным алгоритмам, при этом аппаратура контроля перед передачей пакета определяет время выполнения путем сложения времени обмена между транзитным устройством и электронным устройством ввода/вывода и времени диагностики обмена и формирование диагностической информации, и производит чтение информации от транзитного устройства.

В данном способе на аппаратуре контроля происходит вычисление времени обмена между транзитным устройством и устройством вывода/вывода и по его истечении осуществляется чтение информации от транзитного устройства, которая содержит данные от электронного устройства ввода/вывода и диагностическую информацию. Нарушения обмена транзитного устройства и электронного устройства ввода/вывода приведут к непрогнозируемому увеличению времени их взаимодействия (включая возможные повторы обмена, несвоевременный ответ и др.) и может быть причиной преждевременного чтения информации аппаратурой контроля от транзитного устройства. Также возможен некорректно заложенный подсчет времени на аппаратуре контроля, не учитывающий особенности обмена с тем или иным электронным устройством ввода/вывода, что может также привести к раннему запросу данных аппаратурой контроля от транзитного устройства, и эти данные не будут полностью получены, или получены с нарушением их целостности, т.е. прием данных транзитным устройством от электронного устройства ввода/вывода не завершен, а аппаратура контроля запросила их.

Ограничения данного способа могут быть устранены путем синхронизации обменов транзитного устройства с электронными устройствами ввода/вывода и аппаратуры контроля с транзитным устройством с помощью прерывания. Данное прерывание организуется на отдельной линии связи между аппаратурой контроля и транзитным устройством. Информационное взаимодействие осуществляется путем формирования прерывания транзитным устройством по завершении обмена с устройством ввода вывода, которое передаётся в аппаратуру контроля и сигнализирует о наличии данных, полученных от электронного устройства ввода-вывода и возможности их чтения, включая диагностическую информацию. Использование прерывания гарантирует наличие актуальных данных и их целостность.

Недостатками прототипа являются:

Увеличение продолжительности тестирования, за счет потенциального некорректного расчета времени на аппаратуре контроля, без учета особенностей обмена с конкретным электронным устройством ввода/вывода, что может привести либо к преждевременному чтению информации, либо к позднему чтению, когда данные от электронного устройства ввода/вывода уже готовы к считыванию, а аппаратура контроля продолжает ожидать расчетное время чтения;

Снижение надежности информационного взаимодействия аппаратуры тестирования за счет чтения неполных или недостоверных данных аппаратурой контроля от транзитного устройства при увеличении реального времени обмена транзитного устройства и электронных устройств ввода/вывода от расчетного в аппаратуре контроля.

Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ обеспечения информационного взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств ввода/вывода, заключающийся в том, что при тестировании электронных устройств ввода/вывода формируют диагностические тесты; исполняя тесты, реализуют вычислительный процесс испытаний и формируют пакеты данных в электронное устройство ввода/вывода; с помощью электронного устройства ввода/вывода формируют сигналы на выходах; с помощью аппаратуры контроля осуществляют индикацию и управление вычислительным процессом и вычислительный процесс, формируя диагностические тесты, производя вычислительный процесс испытаний и отправляя пакеты данных на электронное устройство ввода/вывода через транзитное устройство; с помощью транзитного устройства после передачи пакетов в электронное устройство ввода/вывода или считывания информации от электронного устройства ввода/вывода проводят диагностику обмена и формируют диагностическую информацию; запись информации от аппаратуры контроля в электронное устройство ввода/вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируют пакеты в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, которые передают в транзитное устройство и по получению пакетов, при помощи транзитного устройства, идентифицируют приборный интерфейс и формируют пакет в формате его протокола и передают полученный пакет в электронное устройство ввода/вывода; чтение информации аппаратурой контроля от электронного устройства ввода/вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируют пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, который передается в транзитное устройство и по получению пакета, при помощи транзитного устройства идентифицируют приборный интерфейс и формируют пакет его протокола и передают его в электронное устройство ввода/вывода, считывая информацию.

Техническими проблемами изобретения являются:

Сокращение продолжительности тестирования;

Повышение надежности информационного взаимодействия аппаратуры тестирования.

Техническими результатами изобретения являются:

исключение нефункциональных задержек ожидания информации аппаратурой контроля от транзитного устройства, которое может быть вызвано некорректным расчетным временем ожидания информации;

синхронный обмен информацией, исключающий преждевременное считывание данных от транзитного устройства в случае нарушения обмена транзитного устройства с электронным устройством ввода/вывода и необходимостью повторного обмена информацией с ним.

Технические проблемы решаются, а технические результаты достигаются тем, что аппаратура контроля после передачи пакетов в транзитное устройство ожидает сигнала прерывания от транзитного устройства; при этом посредством транзитного устройства после формирования диагностической информации обмена формируют сигнал прерывания для аппаратуры контроля; по получению сигнала прерывания для чтения информации посредством аппаратуры контроля считывают информацию от электронного устройства ввода/вывода и диагностическую информацию, для записи информации посредством аппаратуры контроля считывают диагностическую информацию. При этом перед ожиданием прерывания в аппаратуре контроля задают максимальное время его ожидания, и по превышению максимального времени посредством аппаратуры контроля повторяют передачу посылки в транзитное устройство; количество повторов задают на аппаратуре контроля перед началом тестирования.

Аппаратура контроля подключается к транзитному устройству по протоколу магистрального интерфейса для передачи данных, и отдельной выделенной линией для передачи сигнала прерывания. Транзитное устройство подключается к электронному устройству ввода/вывода по приборному интерфейсу. Аппаратура контроля содержит программное обеспечение, обеспечивающее поддержку вычислительного процесса испытаний. Транзитное устройство содержит программное обеспечение, осуществляющее единую информационно-логическую связь аппаратуры контроля и электронных устройств ввода/вывода для их двухстороннего обмена информацией и диагностику обмена между транзитным устройством и электронными устройствами ввода/вывода. Транзитное устройство на основе передаваемого идентификатора транслирует принятую посылку в электронное устройство ввода/вывода, выполняет диагностику обмена, формирует диагностическую информацию и формирует прерывание на аппаратуру контроля.

На случай отсутствия прерывания на аппаратуре контроля осуществляется задание максимального времени ожидания, что устраняет бесконечное ожидание (зависание). Истечение максимального времени и отсутствие прерывания свидетельствует, что данные от транзитного устройства не получены и аппаратура контроля повторяет выдачу данных в транзитное устройство до нескольких раз. Количество повторов задают на аппаратуре контроля перед началом тестирования.

На чертеже (фиг. 1) представлена функциональная схема организации единой информационно-логической связи аппаратуры контроля и электронных устройств ввода/вывода, которая обеспечивает полный доступ вычислительного процесса, реализуемого на аппаратуре контроля и транзитном устройстве, к электронным устройствам ввода/вывода. Вычислительный процесс испытаний, выполняющий диагностические тесты, реализуется в едином программном обеспечении, на аппаратуре контроля.

Инициатор обмена между аппаратурой контроля и транзитным устройством - аппаратура контроля. Инициатор обмена между транзитным устройством и электронным устройством ввода/вывода - транзитное устройство.

В ходе выполнения диагностических тестов на аппаратуре контроля происходит формирование пакетов в формате протокола приборного интерфейса, предназначенных непосредственно для электронного 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 транзитное устройство. На основе полученного идентификатора транзитное устройство преобразует пакеты магистрального интерфейса в соответствующий пакет приборного интерфейса и передает в электронное устройство ввода/вывода.

Каждый тип приборного интерфейса кодируется своим уникальными номером (идентификатором) и записывается в первое информационное слово данных (ИСД) магистрального интерфейса. Например, для 8 разрядных слов данных (СД) магистрального интерфейса можно идентифицировать 256 типов приборного интерфейса 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).

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)+(h*2)) / (h*M[ID])) )+1

M - 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 M);

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

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

y - номер разряда ИСД по протоколу приборного интерфейса (от 1 до k);

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

Аппаратура контроля после передачи пакета (ов) в транзитное устройство ожидает прерывание от транзитного устройства для чтения информации обмена с электронным устройством ввода/вывода.

Запись информации от аппаратуры контроля в транзитное устройство (фиг. 3) 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 транзитное устройство. По получению F пакетов транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает полученный пакет в электронное устройство ввода/вывода и проводит диагностику обмена с формированием диагностической информации. После формирования диагностической информации транзитное устройство формирует сигнал прерывания на аппаратуру контроля. Аппаратура контроля по прерыванию осуществляет чтение диагностической информации и вывод на экран.

Чтение информации аппаратурой контроля от электронного устройства ввода/вывода (фиг. 3) реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируется 1 пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса по алгоритму 1 (фиг. 2), который передается в транзитное устройство. По получению пакета, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает его в электронное устройство ввода/вывода, считывая информацию, и проводит диагностику обмена с формированием диагностической информации. В случае неуспешного обмена, в рамках диагностики обмена, транзитное устройство повторяет чтение информации от электронных устройств ввода/вывода несколько раз или проводит диагностический обмен в различных режимах. После формирования диагностической информации транзитное устройство формирует сигнал прерывания на аппаратуру контроля. Аппаратура контроля по прерыванию осуществляет чтение диагностической информации и чтение данных обмена транзитного устройства с электронным устройством ввода/вывода и вывод на экран.

Сокращение продолжительности тестирования обеспечивается взаимодействием транзитного устройства и аппаратуры контроля в реальном времени через прерывание, что позволяет полностью избежать задержек при информационном взаимодействии аппаратуры.

Повышение надежности информационного взаимодействия аппаратуры тестирования обеспечивается путем синхронизации взаимодействия, а именно исключению преждевременного считывания данных от транзитного устройства и тем самым обеспечению целостности передаваемых данных на аппаратуру контроля и их актуальности.

Способ был опробован на рабочем месте, состоящем из универсального шасси NI PXI-1045 с контроллером PXI-8110, выступающего в роли аппаратуры контроля, включающий модуль обмена PXI-C1553M-EF-4 (мультиплексный канал обмена) по магистральному интерфейсу, соединенный с вычислительным модулем выступающим в роли транзитного устройства и обеспечивающий информационное взаимодействие аппаратуры контроля и электронных устройств ввода/вывода в качестве которых выступают имитаторы функциональных устройств окружения приборов управления и интерфейсных модулей сопряжения приборов управления бортового комплекса управления космического аппарата (КА). Для регистрации прерывания используется модуль обмена PXI-6509 установленный в шасси и подключенный к транзитному устройству. Тестирование имитаторов проводится для их последующего использования на этапах наземно-экспериментальной отработки приборов управления КА производства АО «ИСС».

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

Изобретение относится к вычислительной технике, к способу информационного взаимодействия аппаратуры между устройствами. В способе синхронизируются обмены транзитного устройства с устройствами ввода/вывода и аппаратуры контроля с транзитным устройством с помощью прерывания. Аппаратура контроля после отправки пакета данных в транзитное устройство ожидает прерывание. Транзитное устройство по получению данных от устройства ввода/вывода и формированию диагностической информации формирует прерывание в аппаратуру контроля. Аппаратура контроля по приему прерывания выполняет чтение информации от транзитного устройства. Осуществляется задание максимального время ожидания. Аппаратура контроля повторяет выдачу данных в транзитное устройство до нескольких раз. Технический результат изобретения - исключение нефункциональных задержек ожидания информации аппаратурой контроля от транзитного устройства, которое может быть вызвано некорректным расчетным временем ожидания информации; синхронный обмен информацией, исключающий преждевременное считывание данных от транзитного устройства в случае нарушения обмена транзитного устройства с устройством ввода/вывода и необходимостью повторного обмена информацией с ним. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обеспечения информационного взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств ввода/вывода, заключающийся в том, что при тестировании электронных устройств ввода/вывода формируют диагностические тесты; исполняя тесты, реализуют вычислительный процесс испытаний и формируют пакеты данных в электронное устройство ввода/вывода; с помощью электронного устройства ввода/вывода формируют сигналы на выходах; с помощью аппаратуры контроля осуществляют индикацию и управление вычислительным процессом и вычислительный процесс, формируя диагностические тесты, производя вычислительный процесс испытаний и отправляя пакеты данных на электронное устройство ввода/вывода через транзитное устройство; с помощью транзитного устройства после передачи пакетов в электронное устройство ввода/вывода или считывания информации от электронного устройства ввода/вывода проводят диагностику обмена и формируют диагностическую информацию; запись информации от аппаратуры контроля в электронное устройство ввода/вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируют пакеты в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, которые передают в транзитное устройство, и по получению пакетов при помощи транзитного устройства идентифицируют приборный интерфейс и формируют пакет в формате его протокола и передают полученный пакет в электронное устройство ввода/вывода; чтение информации аппаратурой контроля от электронного устройства ввода/вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируют пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, который передается в транзитное устройство, и по получению пакета при помощи транзитного устройства идентифицируют приборный интерфейс и формируют пакет его протокола и передают его в электронное устройство ввода/вывода, считывая информацию, отличающийся тем, что аппаратура контроля после передачи пакетов в транзитное устройство ожидает сигнала прерывания от транзитного устройства; при этом посредством транзитного устройства после формирования диагностической информации обмена формируют сигнал прерывания для аппаратуры контроля; по получению сигнала прерывания для чтения информации посредством аппаратуры контроля считывают информацию от электронного устройства ввода/вывода и диагностическую информацию, для записи информации посредством аппаратуры контроля считывают диагностическую информацию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед ожиданием прерывания в аппаратуре контроля задают максимальное время его ожидания, и по превышению максимального времени посредством аппаратуры контроля повторяют передачу посылки в транзитное устройство; количество повторов задают на аппаратуре контроля перед началом тестирования.