Устройство для диагностики неисправностей цифровых блоков Советский патент 1983 года по МПК G06F11/26 

ISD

4

to

СЛ

2. Устройство по п. 1, о т,л и 7 чающееся тем, что блок управления содержитRS-триггеру, тактовый генератор, сдвиговый регистр, счетчик импульсов, дешифратор адреса, регистс управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммутатора, причем нулевой входR5-триггера является первым входом блока управления, нулевой выход RS-триггера соединен с управляющим входом тактового генератора, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена

с первой группой входов дешифратора адреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов дешифраjTOpa адреса, выходы которого являются первой группой выходов блока управления, пбр1зая группа входов блока управле чия соединена с входами регистра управляющего слова коммутатора, выхЪды которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора /выходы которого являются второй группой выходов блока управления.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть испряьзовано для контроля и диагностики неисправностей цифровых логических схем. Известно устройство для контроля цифровых блоков, содержащее блок в во да, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управления и два регистра контроля Недостатком известного устройства является локализация неисправностей с помощью диагностических словарей или таблиц, что требует значительных затрат времени. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для. контроля цифровых блоков, содержащее блок ввода, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блонс индикации, блок управления, первый и вто рой регистры контроля, примем первый и второй выходы блока ввода соединёны соответственно с первым входом блока памяти и с первыми входами первого и второго регистров .контроля первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с входом блока ввода и с вторым входом блока памяти, первый и второй выходы блока памяти соединены соответственно с первым входом коммутатора и с первым входом блока сравнения первый выход коммутатора соединен с вторым входом блока сравнения, второй вход и второй выход коммутатора являются соответственно выходом и входом устройства, выход первого и второго регистров контроля соединены с входами блока индикации, первый и второй выходы блока сравнения соединены соответственно с вторыми входами регистров контроля, третий и четвертый выходы блока управления соединены соответственно с третьим входом блока сравнения и с третьим входом, коммутатора, третий выход блока ввода соединен с вто-рым входом блока управления L2J . Это устройство позволяет определить исправность проверяемого узла и локализовывать его неисправность. Контроль исправности проверяемого узла осуществляется подачей на его ,входы тестовой последовательности и проверкой правильности реакции проверяемого узла. Локализация неисправностей осуществляется путем обработки специальной диагностической информации и выделения по реультатам контроля возможных С подореваемых) неисправностей проверяеого узла. Причем на вход проверяеого узла подаются все тестовые поледовательности независимо от резульатов диагностики на различных этаах проверки, т.е. реализуется безсловная диагностическая процедура. Оптимальными по времени локализаии неисправностей являются условные иагностические процедуры, характеизующиеся тем, 4fo на каждом шаге (к0оме первого) таких процедур вид 1 входного воздействия определяется в зависимости от реакции диагностиру емого узла на предыдущем шаге. Оптимальность условной процедуры диагностирования достигается целенаправленным поиском места неисправности. При этом протекание процесса диагно стирования зависит от конкретной неисправности, имеющейся в диагности руемом узле. Целью изобретения является сокращение времени локализации неисправностей путем реализации условной процедуры диагностирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагности ки неисправностей цифровых блоков, содержащее блок ввода информации, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управления, причем первая и вторая группа выходов блока ввода информации соединены с первыми группами входов блока памяти и блока управления соответственно, первая и вторая группы выходов которого соединены с первыми группами входов коммутатора и блока сравнения соответственно, первая и вторая группы выходов блока управления соединены с вторыми группами входов блока памяти и коммутатора соответственно, первая группа выходов коммутатора соединена с BTO рой группой входов блока сравнения, вторая группа выходов и третья группа входов соединены с входами и выходами диагностируемого блока, допол нительно первый и второй входы блока управления соединены с выходами коммутатора и блока сравнения соответственно,третья группа выходов ком мутатора соединена с входами блока индикации. Кроме того, ёлок управления устро ства содержит RS-триггер, тактовый генератор, сдвиговый регистр, счетчи импульсов, дешифратор адреса, регист управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммутатора, причем нулевой входR5-триггера является первым входом блока управления, нулевой выход RS-триггера соединен с управляющим входом тактового генератора, выход которого соея динен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена с первой группой входов дешифратора адреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового 5: группа выходов которого регистра соединена с второй группой входов дешифратора адреса выходы которого образуют первую, группу выходов блока управления, первая группа входов блока управления соединена с входами регистра управляющего слова коммутатора, выходы которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора, выходы которого образуют вторую группу выходов блока управления. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 блок-схема блока управления; на фиг. 3 - блок-схема коммутатора. Устройство содержит блок 1 ввода информации, блок 2 памяти, коммутатор 3, блок k сравнения, блок 5 индикации, блок 6 управления и диагностируемый блок 7Блок 1 ввода информации предназначен для ввода с перфоленты кодов , тестовых воздействий, правильных реакций на них исправного диагностируемого узла, кодов номеров неисправностей и информации о входных и выходных контактах диагностируемого узла. Блок 2 памяти предназначен для хранения кодов тестовых воздействий реакций на них исправного диагностируемого узла и номеров его неисправностей. Коммутатор 3 обеспечивает передачу входных воздействий с блока 2 памяти на диагностируемый блок 7 прием с диагностируемого блока 7 его реакций и передачу их в блок 1 сравнения. Кроме того коммутатор 3 формирует и передает в блок 6 управления сигнал окончания процесса диагностирования, а в блок 5 индикации - код номера локализованной неисправности. Блок k сравнения предназначен для сравнения реакции диагностируемого блока 7 с кодом правильной реакции, получаемой с блока 2 памяти, и выдачи единичного сигнала в блок 6 управления в случае несовпадения этих кодов. Блок 5 индикации предназначен для индикации номеров локализованных неисправностей. Блок 6 управления синхронизирует работу всего устройства (цепи синхронизации не показаны), в зависиМОСТИ от реакции диагностируемого , блока 7 формирует адрес ячейки блока 2 памяти, в которой Записано оче редное тестовое воздействие и правильная реакция на него диагностируемого блока 7 а также хранит и дешифрирует код входных и выходных кон.тактов диагностируемого блока 7. В состав блока 6 управления (фиг. 2) входит КЗ-триггер 8, тактовый генератор 9, сдвиговый регистр 10, счетчик 1.1 импульсов, дешифратор 12 адреса, регистр 13 управляющего слова коммутатора и дешифратор 14 управляющего слова коммутатора, RS -триггер 8 предназначен для запуска и останова тактового генератора 9(цепи установки RS-триггера в единичное состояние на фиг. 2 не показаны). Тактовый генератор 9 осуществляет синхронизацию работы всего устройства и перед каждой подачей тестового воздействия на диагностируемый блок 7 подает импульс на вход счетчика 11 импульсов. Сдвиговый регистр 10предназначен для запоминания ре зультатов сравнения в блоке k сравнения реакций диагностируемого блока 7 с правильными реакциями, получаемыми с блока 2 памяти. Счетчик 11 импульсов предназначен для получе. и хранения числа поданных на вход диагностируемого узла тестовых воздей ствий. Дешифратор 12 адреса совместно со сдвиговым регистром 10 и сметчиком 11импульсов выбирает ячейку блока 2 памяти, в которой записан код требуемого тестового воздействия и правильной реакции на него диагностируемого узла. Дешифратор 1 управляющего слов коммутатора совместно с регистром 13 управляющего слова коммутатора осуществляет формирование сигналов управления коммутационными элементами коммутатора 3, осуществляющими сортветствующие подключения входных и выходных каналов диагностируемого блока 7 к устройству. L..lL.J...,1,.,L 1 25б 8 состав коммутатора 3 (фиг. 3) Входит регистр 15 тестовых воздейстВИЙ, первая группа элементов И 16, вторая группа элементов И 17, элет мент НЕ 18 и группа коммутационных элементов 19Регистр 15 тестовых воздействий предназначен для приема с блока 2 памяти тестового воздействия, его хранения и передачи на вход диагностируемого блока 7, приема с блока 2 памяти, хранения и передачи на блок 5 индикации кода номера локализованной неисправности, а также для формирования сигнала управления группами элементов И 16 и 17 и сигнала окончания процесса локализации неисправнрсти. Первая группа элементов И 16 предназначена дляпередачи кода номера локализов.анной неисправности в блок 5 индикации. Вторая группа элементов И 17 предназначена для передачи тестового воздействия .через коммутационные элементы 19 на вход ; диагностируемого блока 7. Элемент НЕ 18 осуществляет управление элементами И 17 второй группы. Коммутационные элементы 19 подключают в соответствии с управляющей командой блока 6 управления входные и выходные каналы диагностируемого блока 7 к устройству. Для пояснения работы устройства рассмотрим организацию условной диагностической процедуры. Для диагностируемого узла строится диагностическая таблица, которая представляет собой прямоугольную матрицу, сто.лбцы которой обозначены номерами тестовых воздействий, а строки номерами неисправностей диагностируемого узла, подлежащих локализации. а пересечении / -и строки и j-ro столб а матрицы ставится 1, если i-я несправность обнаруживается j-ым тесовым воздействием, и О - если не бнар.уживается. В качестве примера рассмотрим табл. 1. Таблиц а 1 4

По диагностической таблице строится алгоритм локализации неисправности который может быть представлен деревом. Существует целый ряд методов построения и оптимизации алгоритмов

lozjsas

iлокализации неисправностей. Одним из алгоритмов локализации неисправностей, построенных по табл. 1, является алгоритм, представленный деревом

1-й ранг

2-й ранг

3-й ранг

© 0

Ц-й ранг Для. локализации неисправности по этому алгоритму на вход диагностируе мого узла необходимо подать тестовое воздействие W(. Если реакция на него диагностируемого узла совпадает с правильной (на дереве ветвь обозначена цифрой О) , то следующим тесто вы воздействием должно быть воздействие W, если не совпадает (ветвь обозначена цифрой О - воздействие W4 и т.д. Согласно рассматриваемого алгоритма для локализации любой неисправности необходимо на диагностир емый узел подать не более 3-х тестовых воздействий ( wj, w), а ее ли в диагностируемом узле появилась неисправность i или Q, то достаточно двух W иW4. Реализация безусловной диагностической процедуры, которую осуществлт ет известное устройство, прёдусматр вает подачу всех тectoвыx воздействий (w, w, wy..w) независимо от конкретной неисправности, возникшей в диагностируемом узле, что удлиняет процесс диагностирования. В устройстве сдвиговый регистр 10, счетчик 11 импульсов, дешифра тор 12 адреса и блок 2 памяти моделируют двоичное дерево, описывающее условную диагностическую процедуру. При этом счетчик 11 импульсов обеспечивает выбор ранга ветвей дерева, сдвиговый регистр 10 - выбор ветви данного ранга, а дешифратор 12 адреса - обращение к определенной ячейке блока 2 памяти, соответствующей выбранной ветви дерева данного ранга. В ячейке блока 2 памяти записываются коды тестовых воздействий и правильных реакций на них диагностируемого блока 7, а также коды номеров неисправностей диагностируемого блока 7, соответствующих оконечным ветвям дерева. При этом для отличия кодов тестовых воздействий от кодов номеров неисправностей в старший разряд каждой ячейки, в которой хранится код тестовых воздействий и правильных реакций, записывается О, а в старший разряд каждой ячейки, а которой хранится код номера неисправ ности, записывается 1. В табл 2 для рассматриваемого примера представлено соответствие между состояниями сдвигового регистра 10, счетчика 11 импульсов, номерами ячеек блока 2 памяти и содержанием этих ячеек.

Состояние сдвигового регистра 10

000 000 001 000 001 010 011 000 001

010 011

100 101 110

111

В табл. 2 символами Y обозначены правильные реакции диагностируемого блока 7 на тестовые воздействияW.

Устройство работает следующим образомb

В исходном состоянии блок 2 памяти,RS -триггер 8, сдвиговый регистр 10, счетчик 11 импульсов, регистр 13 управляющего слова коммутатора и регистр 15 тестовых воздействий находятся в нулевых состояниях.

По команде Загрузка блока 6 управления (цепи команды не показаны ) с блока 1 ввода информации в бло 2 памяти поступает информация о тестовых воздействиях, правильных реакциях на них диагностируемого блока

Т a б ли ц а 2

Содержание ячейки памяти

о v,Y,

О

О Л

° г,

1f

1 а 1 с

l.b

1 е

1 d

7 и номерах неисправностей, а также на регистр 13 блока 6 управления управляющее слово коммутатора. Управляющее слово коммутатора дешифруется дешифратором 14. С выхода дешифратора 14 в коммутатор 3 поступает сигнал, где в соответствии с этим сигналом коммутационные элементы 19 группы подключают входные и выходные сигналы диагностируемого блока 7 к устройству.

Коммутационные элементы 19 группы коммутатора 3 представляют собой электромагнитные дистанционные переключатели, число которых равно числу выходов коммутатора 3, подключаемых к полюсам диагностируемого блока 7. Каждый.из этих выходов коммутатора 3 соединен с подвижным контактом соответствующего дистанционного переключателя, нормально замкнутый контактс одним из входов блока k сравнения Рабочая обмотка каждого из дистанционных переключателей соединена с соответствующим выходом дешифратора I управляющего слова коммутатора, а отбойная - с шиной общего сброса. Коммутация входных и выходных каналов ди агхос тируемо го блока 7 осуществляется следующим образом, i Управляющее слово коммутатора, поступившее с блока 1 ввода информации в регистр 13 блока 6 управления дешифруется дешифратором 1. При это на одном из выходрв дешифратора появляется напряжение, которое подается на рабочую обмотку того дистанционного переключателя коммутатора 3, которыйподключен к этому вы ходу дешифратора 1. Дистанционный переключатель срабатывает, соответствующий канал диагностируемого блок 7 отключает от элемента И 17 второй группы.(источника входных воздействий ) и подключает его к блоку k сравнения. Следующее входное слово включает другой дистанционный переключатель. Управляющие слова выбираются тдКИМ образом, чтобы включить все дистанционные переключатели, соответствующие выходам коммутатора 3, подключенные к выходным каналам диагностируемого блока 7. При этом все выходные каналы диагностируемого бло ка 7 подключены к- блоку сравнения, а еговходные каналы останутся подкт ченными к соответствующим элементам И 17 вtopoй группы, т.е. к источ нику входных воздействий. По команде Диагностика блока 6 управления .(цепи комайды не показаны RS-триггер 8 переключается в единичное состояние, с его выхода снимается сигнал, запрещающий работу тактового генератора 9- .Тактовый генератг 9начинает работать. С его выхода на счетчик 11 импульсов поступает импульс. Дешифратор 12 адреса дешифрует состояние сдвигового регистра 10и счетчика 11 импульсов, формируе код адреса первой ячейки блока 2 памяти и код первого тестового воздей,стеия записывается в регистр 15 тестовых воздействий коммутатора 3. Код .правильной реакции диагностируемого 1 512 блока 7 на это тестовое воздействие поступает на первый вход блока i сравнения. Поскольку в регистре 15 тестового воздействия записан код тестового воздействия, то старший разряд сот держит 0. Нулевой сигнал поступает с выхода старшего разряда регистра 15 тестового воздействия на .входы элементов И 16 группы, закрывает их, а пройдя через.элемент НЕ°1б, поступает на входы элементов И 17 второй группы и открывает их. Тестовое воздействие с выхода регистра Г5 через э.г1ементы И 17 второй группы и коммутационные элементы 19 группы поу ступает на вход диагностируемого блока 7. Реакция диагностируемого блока 7 через коммутационные элементы 19 группы коммутатора 3 поступает на вторую группу входов блока k сравнения , X гд е с ра вн и ва ет с я с кодом п ра -. вйльной реакции, поступившим с блока 2 памяти.. Если реакция диагностируемого блока 7 совпадает с правильной реакцией, то на выходе блока А сравнения появляется нулевой сигнал, если не совпадает - единичный. Сигнал с выхода блока k сравнения поступает на вход сдвигового регистра 10 блока 6 управления. На этом первый шаг процесса локализации неисправности заканчивается Работа устройства на последующих шагах локализации неисправности диагностируемого блока 7 аналогична Процесс диагностирования продолжается до тех пор, пока в регистр 15 тестовых воздействий коммутатора 3 вместо кода тестового воздействия не поступит код номера неисправности диагностируемого блока 7. При этом старший разряд регистра 15 тестовых воздействий содержит 1. Единичный сигнал с выхода старшего разряда регистра 15 .поступит на входы элементов И 16 первой группы, откроет их, а пройдя через элемент НЕ 18, закроет элементы И 17 второй группы. Код номера неисправности с регистра 15 проходит через элементы И 1б-первой группы и поступает в блок 5 индикации j где высвечивается номер локализованной неисправности диагностируеMoro узла. Одновременно единичный сигнал с выхода старшего разряда регистра 15 тестовых воздействий по,3 102i 925

ступает на RS-триггер 8 блока 6 уп-Таким образом, предлагаемое устройравления, RR-триггер 8 переключает-ство осуществляет локализацию неся в нулевое состояние, запрещаяs исправностей диагностируемого узла работу тактового генератора 9. На этомс помощью условной диагностической процесс локализации неисправности диаг-процедуры, которая позволяет сокраностируемого узла заканчивается.тить время диагностирования.

8

9

11

Ю