Устройство для контроля цифровых модулей Советский патент 1983 года по МПК G01R31/3177 G05B23/02 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля цифровых модулей,

Известно устройство для обнаружения неисправностей в логических схемах, содержащее счетчик, эталонный цифровой блок, блок сравнения, блок регистрации, блок индикации, генератор импульсов fj .

Недостатками известного устройства являются ограниченная область применения, вследствие необходимости перестройки при смене типов модулей и низкая полнота контроля изза невозможности прогона всех возмож ных состояний счетных схем.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для контроля цифровых модулей , содержащее первый и второй элементы ИЛИ, эталонный цифровой модуль, генератор импульсов, ключ, блок срав МОДУЛЕЙ

нения, блок индикации, пороговый и интегрирующий элементы 2 .

Известное устройство не обеспечивает необходимой полноты контроля неисправностей модулей, имеет ограниченные функциональные возможности и низкое быстродействие. Так с его помощью невозможно проконтролировать и те элементы, для контроля которых он предназначен (счетчики, регистры), если неизвестно функциональное назначение входов (неизвестно, где какой вход) Невозможно проконтролировать многие оригинальные модули и все те оригинальные модули, временная характеристика функционирования которых неизвестна. Например, для контроля коммутатора необходимо, изменяя код на управляющих входах, проверять появление на выходах сигналов, соответствующих логическим состояниям на коммутируемых входах , мто не обеспечивается известным устройством, Для контроля оригинальных модулей 3iO rf oGxi/u-Mo i-ia :-;X lJXo/i l поливать -:Лi Ь;:l: КОМб И i-I Л i.l И И /О ГИ J в С КИ X Ог-ic-rio i, KOopbiS е -loryr бь1ть сфор .--i;:. h из necinof. уст|)ойс пе . ко,рг;а имеет низкую производительност K,,.ii : ропя тех модулей, контролировать U. .ic ом гтредиазиачеи (счетчики, р rncipb:;. По- контроле этих модулей , 1-:есоходино подключать к 1рототиг,/ месколько раз по разному НаприМ:р для счетчика; первый раз - для контроле; счета., второй раз - для конгроля с параллельных входов :-. д чои этом возникает трудность, н, пре;),.:о;1ечие которой необходимо до -тельнся затрата гзремени , на анаki учет всек аспект-ов функ:|дионироп ни - с 1етчика чтобь; правильно I .;дклю ит ь i;ro к прототипу и подать на остальные входь : необходимые логи. СОСТОЯНИЯ- Необходимая полно - К.О- :;;оля при ЭТОМ нб обе СПб чи вэет.i , ;К как нет возможности ;:)преде . ,,:Ччание цикла работы модуля, cooTse тствуюш.е го дачному зле тричес воздействию на входы, Нес бходи.мость анализа схемы модупей uerioFieKOM и вьтолнения специалькь х icдкл Jмeн й снижает производител i.oco, vi говеет но r(j устройствами:;/: ь 1 лобретения - Г Озыше:- ие пол- ;:L коп о;1ля, расширение функционал г,;.;; ;;)3 юw oстей 1 повышение произ; ; uИ т оЛ . :-К)СТИ уСГ рОЙ СТ ва , floe I го.пенчая 11ель достигается тем чо :j у СТ ро.-1С8о для контроля цифроQbiX модулей , содержащее эталонный шиф роеой модуль, соединенный входами с входами контролируемого цифрового модуля , выходами - с первььуи входами блок) сравнения , соединенного вторы. Бходамд с выходами к нтролируемогс; цифрового модуля, выходами с соответствующими входами блока индикации и Бходам первого элемента ИЛИ, соединенного выходом с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход с первым входом второго элемента ИЛИ соединенного выходом че;рез последовательно соединенные интегрирующий и пороговый элементы с первым входом ключа, введены первый счетчик, коммутатор, по числу выходов эталонного цифрового модуля первые и вторые триг геры s формирователи импульсов, причем вход первого счетчика соединен с выходом кпюча, соединенного вторым входом с первым входом коммутатора, сое54диненного вторыми входами с соответст8уьо1цими выходами первого счетчика, выходами с соответствующими входами эталонного цифрового модуля, каждый выход которого соединен с первыми входаии соответствующих первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с первым входом ключа, выходы через соответствующие формирователи импульсов - с соответствующими вторыми входами второго элемента ИЛИ, Коммутатор содержит первый и второй дешифратор, второй счетчик, первый и второй элементы запрета и третьи элементы ИЛИ, соединенные выходами с выходами коммутатора, первыми и вторыми входами - соответственно с выходами первых и вторых элементов запрета, сигнальные входы первых злеменгов запрета соединены с первым входом коммутатора, информационные входы - с соответствующими выходами первого дешифратора и с инверсными информационными входами вторых з/)ементов .запрета, соединенных сигналь ными входами с соответствующими вторыми входами коммутатора и с первыми входами второго дешифратора, соединенного выходом через второй счетчик с п.кодзми первого дешифратора. На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема коммутатора. Устройство содержит генератор 1 импульсов, блок 2 сравнений, контролируемый цифровой модуль 3, приведенный для пояснения принципа действия устройства, эталонный цифровой модуль А, блок 5 индикации, второй элемент ИЛИ 6, ключ 7, второй 8 и первый 9 входы ключа 7, пороговый 10 и интегрирующий 11 элементы, блок 12 триггеров, первые 13 и вторые IV триггеры, формирователи 15 импульсов, коммутатор 1б, первый счетчик 17, вход 18 счетчика 17, первый нход 14 комм татора 1б, первый вход 20 второго элемента ИЛИ 6, выход 21 первого элемента ИЛИ 22, второй счетчик 23, второй 2 и первый 25 дешифраторы, первый 2б и второй 27 элементы запрета, третьи элементы ИЛИ 28. Устройство для проверки цифровых модулей работает следующим образом. Импульс с генератора 1 поступает на вход 19 коммутатора 16, через открытый ключ 7 на счетный вход 18 счетчика 17 и на вход 20 элемента ИЛИ 6, В результате двоичное число 51 на выходах счетчика 7 изменяется на единицу. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЛИ 6, заряжает конденса тор интегрирующего элемента 11. На его выходе появляется напряжение высокого уровня, вызывающее срабатывание порогового элемента 10. Напряжение с выхода порогового элемента 10 подается на управляющий вход 9 ключа 7 и закрывает его, Б результате еледующий импульс с генератора 1 не поступает на счетный вход 18 счетчика 17. На входах коммутатора 1б (на выходах счетчика 17) двоичное число остается неизменным Импульсы с гене ратора 1 (с входа 19) поступают на один из выходов коммутатора 16 (на выход, определяемый самим коммутатором 1б, например входящим в его соета в счетчиком, в зависимости от числа циклов счета счетчика 17, пример исполнения коммутатора 16 приведен на фиг„ 2, ниже дается подробное его описание) . Логические состояния всех остальных выходов коммутатора 16 соответствуют логическим .состояниям выходов счетчика 17 и неизменны во времени, когда ключ 7 закрыт. Таким образом, на один из входов эталонного и на аналогичный вход проверяемого 3 модулей (модули 3 и своими входами включены параллельно) поступают импульсы с генератора 1, а на остальные - логические состояния (потенциальные сигналы) со счетчика 17. На указанные входные электрические воздействия модули 3 и реагируют определенным образом (если они оба исправны- то одинаково). Сигналы с выходов эталонного модуля k поступают на входы триггеров 13 и блока 12, Триггеры 13 устанавливаются в единичное состояние по полоиительному перепаду напряжения (с логического О в логическую 1) Триггеры 1 - по отрицательному (с логической в логический О). Положительный перепад напряжения (с логического О в логическую 1) на выходе триггера блока 12 приводит к формированию короткого импульса соответствующим формирователем (дифференцирующей цепью) блока 15 Про-йдя через элемент ИЛИ 6, этот, -импульс подзаряжает конденсатор интег ратора 11 , что продлевает время нахождения ключа 7 в закрытом состоянии. Следовательно, продление нахож56дения ключа 7 в закрытом состоянии вызывают только первые перепады напряжения на каждом выходе эталонного модуля, котбрые возникают, когда цикл работы, соответствующий данному воздействию сигналов на входы модуля, еще не закончен,, Последующие перепады напряжения на каждом выходе эталонного модуля (второй, третий и т.д.) не вызывают изменение состояния триггера блока 12 (так как каждый триггер подключен к выходу эталонного модуля входом S и уже установлен в единичное состояние первым перепадом напряжения), а .следовательно не вызывает формирование блоком 15 коротких импульсов, продлевающих время нахождения ключа 7 в закрытом СОСТОЯНИИ После прогона эталонного модуля по всему его циклу работы, соответствующему данному электрическому воздействию на его .входы с коммутатора 1б, на выходах эталонного модуля первые перепады напряжения заканчиваются (идут вторые, третьи ит„дперепады напряжения). Это означает окончание цикла работы модуля, соответствующего данному воздействию сигналов на его входы с коммутатора 16, Напряжение на выходе интегратора 11, самопроизвольно снижаясь, становится меньше порога срабатывания элемента 10« На выходе элемента 10 появляется логический :0. В результате ключ 7 открьшается, а триггеры 12 обнуляются (по обнулению короткие импульсы формирователями блока 15 не формируются). Импульс, прошедший через открытый ключ 7, изменяет двоичное число на выходе счетчика 17 на единицу, и зарядив конденсатор интегратора 11, вновь вызывает закрытие ключа 7, Далее прогон модулей 3 и осуществляется при другой комбинации логических состояний на их входах до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 17. К этому моменту времени на входах модулей 3 и l осуществлен перебор всех возможных комбинаций логических состояний при задании импульсов с генератора 1 на один и тот же вход модуля АО Переполнение счетчика 17 вызывает изменение коммутации импульсов, поступающих с выхода генеоатора 1 на вход 19 коммутатора 16. Эти импульсы в течение времени до очередного переполнения счетчика 17 поступают на следующий вход модуля k, а подается логическое соет оя е (потенц и;1пьиый сигнал) со счеТ1-1ика 17. i/ считает дале циклы модулей, намиг)ая со своего нулевого состояния, Прогон модулей проходит до тех пор J пока импульсы с генератора .не побыва1.)т на всех входах модуля 4.. После чего проверка считается закончечной. Об этой можно судить, например, по срабатыванию индикатора импульсов, подключенного к последнему выходу коммутатора 1б (этот индикатор условно не показан) . .Блок 2 срав нения сравнивает срабатывания (логичес кие состояния на выходах) модулей 3 и н. Различие в срабатываниях приводит к включению блоком 2 сравнения ичдикатора 5 (соответствующей лампы и -|дикатора 5, указывающей на неисправность проверяемого модуля З) и к останову всего устройства сигналом (закрывающим ключ 7) по цепи 21 с злемеита ИЛИ 22, Таким образом, какими бы функциональными во,зможностя ми не обладал проверяемый и какое бы не было назначение входов модуля- коммутатор 16 обеспечит установку на них таких комбинаций элек трических (воздействий, которые ПОЗБО ляют провести проверку всех его функ iii-ioManbHbix возможностей при одном по ключении его входов (т..в по сравнению с прототипом экономится время благодаря изменениям подключения вхо дов модуля). Контроль будет достоверным, если триггеры, входящие в состав модулей 3 и k, предварительно перед началом контроля будут установлены в одинако вое положение. Коммут-атор 16 работйс.) следугацим образом, /1ешифратор 25 преобразует двоичны код со счетчика 23 в пози1(ионный, На одном из выходов ,„.,к устаиавлива ется логическая в зависимости от двоичного числа на выходах счетчикэ 23, Эта логическая 1 открывает соответствующий элемент 26 запрета и закрывает соответствующий элемент 27 запрета.. На всех остальных выходах де шифратора 25 устанавливаются логичес кие О, в результате чего все остал ные элементы 26 закрыты, а все остал ные элементы 27 открытыСледовательно, через элемент 2б, на вх1д которого подана лог ическая 1 г (|)злтора 25, проходят ,cb со входа 15, а через элемент 27, на вход которого подана логическая 1 с дешифратора 23 - логическое со; тояиие (потенциальный сигнал) со счетчика 17 не поступает. Через все остальные элементы 26 импульсы с входа 19 не. проходят, тогда как через все остальные элементы 27 проходятлогичес кие состояния (потенциальные сигналы логический О или логическая 1) со счетчика 17. Такимобразом на один из выходов коммутатора 1б, определяемый двоимИый числом, установленным на выходе счетчика 23, поступают импульсы со входа 19, а на все остальные выходы коммутатора 1б - логические состоянии со счетчика 17При возникновении переполнения счетчика 17 на счетный вход С счетчика 23 поступает сигнал с дешифратора 2, Который изменяет двоичное число на выходах счетчика 23 на единицу, В результате на другом выходе дешифратора 25 появляется логическая 1, а на всех остальных - логический . Теперь уже на другой выход коммутат©ра 1б поступают импульсы с входа 19, а на все остальные - логические -состояния со счетчика 17. Чтобы проконтролировать с помощьо предлагаемого устройства, например счетчик, его достаточно только один раз подключить к предлагаемому устройству и будут проконтролированы все его режи.: счет, установка в О, установка всех его триггеров в 1, запись с параллельных входов и др, В прототип, как отмечено выше, счетчик необходимо подключить несколь ко раз по разному: сначала счетным входом, затем входом установки в О и 1, затем управляющим входом для записи с параллельных входов и т.д., и все равно контроль неисправностей будет далек от полного. Коммутатор, дешифратор и др , а также оригинальные гЮдули невозможно проверить с помощью прототипа, а с noMoiHbto предлагаемого устройства можно, причем все его режимы, подключив входы к предлагаемому устройству только один раз (т.е. сэкономив время на переключениях Таким образом, предлагаемое устройство расширяет область применения, повышает производительность контроля и полноту контроля временной характеристики функционирования модулей. формула изобретения К Устройство для контроля цифровых модулей f содержащее эталонный цифровой модуль, соединенный входами с входами контролируемого цифрового модуля, выходами - с первыми входами блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходами контролируемого цифрового модуля, выходами - с соответствующими входами блока индикации и с входами первого элемента ИЛИ, соединенного выходом с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход с первым входом второго элемента ИЛИ соединенного выходом через последовательно соединенные интегрирующий и пороговый элементы с первым входом ключа, отличающееся тем что, с целью повышения полноты контроля, расширения функциональных возможностей и повышения производительности, в него введены первый счетчик коммутатор и по числу выходов эталонного цифрового модуля первые и вторые триггеры, формирователи импульсов, причем вход riepBoro счетчика соединен с выходом ключа, соединенного вторым входом с первым входом коммутатора, соединенного вторыми входами с соответствующими входами эталонного цифрового модуля, каждый выход которого соединен с первыми входами соответствующих первого и второго триггеров 510 вторые входы которых соединены с первым входом ключа, выходы через соответствующие формирователи импульсов с соответствующ ик 1 вторыми входами второго элемента ИЛИ. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что коммутатор содержит первый и второй дешифратор, второй счетчик, первый и второй элементы запрета и третьи элементы ИЛИ, соединенные выходами с выходами коммутатора, первыми и вторык входами соответственно.с выходами первых и вторых элементов запрета, сигнальные входы первых элементов запрета соединены с первым входом коммутатора, информационные входы - с соответствующими выходами первого дешифратора и с инверсными информационными входами рторых элементов запрета, соединенных сигнальными входами с соответствующими вторыми входами коммутатора и с первыми входами второго дешифратора, соединенного выходом через второй счетчик с входами первого дешифратора, Источники и нформации, принятые во внимание при экспертизе . 1,Авторское свидетельство СССР № . кл. G 01 R 31/28, 197. 2,Авторское свидетельство СССР № 570055, кл. G Об F 11/02, 1977 (прототип).

Фаг.7

,- ул

//f/ffifvu/e ft flu0//f/ffifvu/e fi

1.

s

J

РЪ

KJ

I

«si

I

H vttn/fwaM щ