Устройство контроля электропитания процессора Советский патент 1984 года по МПК G06F1/30 

которого я формиропателя номера источника соединены с одиннадцатым выxo;toM блока задания , дЕи-над,цатый выход которого соединен с пятым входом формирователя признаков

СОСТОЯ)ИЯ .

2. Устройство по Г., о т л м ч аю щ е е с я тем, что блок задания режимов содержит регистр, три триггера, два элемента -111И, шесть элементов И, причем вход регистра является третьим входом блока, группа выходов регистра является третьим вьсходом блока, первый вькод регистра является двенадцатьгм выходом блока, второй выход регистра является девятым выходом блока н соединен с входами первого элемента ЯПИ и первого и второго элементов И третий выход регистра является четвертым выходом блока, соед, с входами первых триггера н элемента НЛИ третьего и четвертого элементов И и через первый элемент И - с первым выходом блока выход первого э.пемента ИЛИ соедчг- ; : с первым и вторым входами второго т-риггера к nepni iM входом грстьего триггера, тько.ц кото;5ого со ;днкеп с одяккйдцатым выходом бло.-.ка, нхо;1ами второго ;элемс -1га ИЛИ, четвертого л лятого элемснгов И и третьим Бходом второго тригтера. 1зыход которого соединен с вторым и третьам входам третьего триггера через аторой элемент ИЛИ с входами .стч и шестогс; элементов И, пятый вход блока через первый триггер сое,:1инен с вторым выходом блока зходом третьего элемйнта И, второй вход блока соединен с си11Хронизирую-1ц 1ми входами первого- и второго , УХОДОМ пятого элемента И и чере четвертьй элемент И - с восьмым выходом i jOiia. первый зход блока соедине с синхрог лзирую1цим входом третьего триггера, входом шестого элемента И и через третий элсдмент И - с седьмым выходом блока, шестой вход блока соединен с входом шестого элемента И,

ис-твертый вход блока соединен с входо второго элемента И, выход которого является шестым выходом блока и через пятый и пестой элементы И соответственно соедиь-ен с пятым и десятым в ьк од а м и б И о к а.

3. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ f е с я тем, что формирователь номера источника содержит регистр, счетчик, тригтер коммутатор, элемент И, причем первьгй вход формирователя через соединенные последовательно регистр и коммутатор соединен с вторым выходом формирователя и входом элемента И, второй вход формироватепл соединен с входами триггера и коммутатора, третий вход формирователя соединен с входом счетчика и через соединенные последовательно элемент И и триггер - с первым выходом (зормирователя,, четвертый вход которого через счетчик соединен с входом комдмутатора.

4, УСТРОЙСТВО по

о т д и ч а10 Ц -а е с я тем, что формирователь признаков состояния содержит счетчик, до; -триггера, четыре элемента И, причем первый вход формирователя сосдипен с входом первого элемента И, втоPI : Exo;i формирователя соединен с входог- первого элемента И и через В1орой элегЕСьт И - с входом счетчика, зь-ход которого соединеи с входами первого , третьего элемента И и через четв(-, элемент И - с входом второго эле:мента И, третий вход формирователя соединен с входами первого и второго грпггеров, четвертый вход формирователя соединеь; с входом второго элемента И f-s через первый триггер - с входами четвёртого элемента li, второго трнг-гера и через третий элемент И с входом второго триггера, выход ICOTOрого соединен с входами счетчика, первого триггера и через первьп1 злеr.jeHT I-J - с входом второго триггера, пятый зход формирователя является входом первого триггера.

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПРОЦЕССОРА, содержащее группу масштабных блоков, входы которых являются группой входов устройства, а выходы через соответствующие компараторы группы соединены с группой входов блока сравнения, блок задания эталонного напряжения, выход которого соединен с входами компараторов группы, формирователь тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности устройства в работе, в него введены блок задания режимов, блок синхронизации, формирователь кода напряжения, формирователь номера источника, формирователь признаков состояния, причем выходы формирователя тактовых импульсов соединены с первыми входами блока задания режимов и формирователя признаков состояния и с вторым входом блока задания режимов, третий вход которого и первый вход формирователя номера источника соединены с первым входом устройства, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя признаков состояния, выходы которого 1 -.i . ..--, соединены с четвертым входом блока задания режимов и первым входом блока синхронизации, другие входы которого соединены соответственно с третьим входом устройства, первым и вторьлч выходами блока задания режимов, первым и вторым выходами блока сравнения, -ВЫХОДЫ блока синхронизации яв-, ляются первым и вторым выходами устройства, чвыходы формирователя кода напряжения соединены с третьим выходом устройства, пяты входом блока задания режимов и первым входом блока задания эталонного напряжения, другие входы юоторого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока задания режимов и первым выходом формирователя номера источника, соединенного также с первым входом блока сравнения, другие входы которого соединены соответственно с пятым и шестым выходами блока задания режимов и вторым выходом формирователя номера источника, соединенного Я-акже с четверти выходом устройстО ва, седьмой и восьмой выходы блока :о задания режимов соединены с перв1Л4 9) и вторым входами фop 0ipoвaтeля кода зь напряжения, девятый выход блока заi :о дания режимов соединен с вторым входом формирователя номера источника и с третьим входом формирователя признаков состояния, четвертый вход IcoToporo соединен с третьим выходом блока сравнения и шестым входом блока задания реж1О{ов, десятый выход которого соединен с третьим входом формирователя номера источника, четвертый выход блока сравнения соединен с третьим входом формирователя кода напряжения,, четвертые входы

Язобретение отпосчтся к вычислильчой технике и может быть использовано ддя контроля и измерения апряжения вторичнь х источнн :ов системы электропитания процессора ЭВМ. Известно устройство динамического контроля источника питания, содержащее регистр состояния, пороговые детекторы, фильтры, дешифратор, адресный регистр ГЛ . Недостатками этого устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные отсутствием режима измерения. Кроме того, следует отметить, что устройство в своем составе содержит специальные элементы (частотные фильтры, детекторы), что усложняет технологию производства, а следовательно, и повышает стоимость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст ройство контроля электропитания, содержащее группу масштабных блоков, входы которых являются группой входов устройства, а выходы через соответствующие компараторы группы соеди нены с группой входов блока сравнения, блок задания эталонного напряжения, выход которого соединен с вхо дами компараторов группы,формирователь тактовых импульсов 2J . Недостатком известного устройства является низкая точность измерения напряжения при ограниченном объе ме оборудования и при ограниченном времени измерения, что снижает надеж ность работы устройства. Кроме того, в известном устройстве не предусмотр ны средства обнаружения кратковременного выхода контролируемого напря жения за допустимые пределы. Это сни жает помехоустойчивость известного устройства. Цель изобретения - повьшение поме хоустойчивости и надежности устройст ва в работе. Поставленная цель достигается тем что в устройство контроле электропитания процессора, содержащее группу масштабных блоков, входы которых являются группой входов устройства, а выходы через соответствующие компа раторы группы соединены с группой входов блока сравнения, блок задания эталонного напряжения, выход которог соединен с входами компараторов груп пы, формирователь тактовых импульсов введены блок задания режимов, блок синхронизации, формирователь ко напряжения, формирователь номера ис6494точника, формирователь признаков состояния, причем выходы формирователя тактовых импульсов соединены с первыми входами блока задания режимов и формирователя признаков состояния и с вторым входом блока задания режимов, третий вход которого и первьй вход формирователя номера источника соединены с первым входом устройства, второй вход которого соединен с вторым входом формирователя признаков состояния, выходы которого соединены с четвертым входом блока задания режимов и первым входом блока синхронизации, другие входы которого соединены соответственно с третьим входом устройства, первым и вторым выходами блока задания режимов, первым и вторьм выходами блока сравнения, выходы блока синхронизации являются первым и вторым выходами устройства, выходы формирователя кода напряжения соединены с третьим выходом устройства, пятым входом блока задания режимов и первым входом блока задания эталонного напряжения,другие входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока задания режимов и первым выходом формирователя номера источника, соединенного также с первым входом блока сравнения, другие входы которого соединены соответственно с пятым и шестым выходами блока задания режимов и вторым выходом формирователя номера источника, соединенного также с четвертым выходом устройства, седьмой и восьмой выходы блока задания режимов соединены с первым и вторым входами формирователя кода напряжения, девятый выход блока задания режимов соединен с вторым входом формирователя номера источника и третьим входом формирователя признаков состояния, четвертый вход которого соединен с третьим выходом блока сравнения и шестым входом блока задания режимов, десятый выход которого соединен с третьим,входом формирователя номера источника, четвертый выход блока сравнения соединен с третьим входом формирователя кода напряжения, четвертые входы которого и формирователя номера источника соединены с одиннадцатым выходом блока задания режимов, двенадцатый выход которого соединен с пятым входом формирователя признаков состояния. При том блок задания режимов содержит регистр, три триггера, два элемента ИЛИ, шесть элементов И при чем вход регистра является третьим входом блока, группа выходов регистр является третьим выходом блока, первьм выход регистра является двенадцатым выходом блока, второй вы ход регистра является девятым выходом блока и соединен с входами перво го элемента ИЛИ и первого и второго элементов И, третий выход регистра является четвертым выходом блока, соединен с входами первых триггера и элемента ИЛИ, третьего и четвертого элементов И и через первый элемент И с первым выходом блока, вькод первого элемента ИЛИ соединен с первым и вто,рым входами второго триггера и первым- входом третьего триггера, выход которого соединен с одиннадцатым ныхо дом блока, входами второго элемента ИЛИ, четвертого, и пятого элементов И и третьим входом второго триггера, выход которого соединен с вторым и третьим входами третьего триггера и через второй элемент ИЛИ - с входами третьего и шестого элементов И, пятый вход блока через первый триггер соединен с вторым выходом блока и входом третьего элемента И, второй вход блока соединен с синхронизирующими входами первого и второго триггеров, входом пятого элемента И и через четвертьш элементы И - с восьмым выходом блока, первьй вход блока соединен с синхронизирующим входом третьего триггера, входом шестого элемента И и через третий элемент И - с седьмым выходом блока, шестой вход блока соединен, с входом шестого элемента И, четвертый вход блока соединей с входом второго элемента И, выход которого является шестым выходом блока и через пятый и шестой элементы И соответственно соединен с пятым и десятым выходами блока. Причем формирователь номера источника содержит регистр, счетчик, триггер, коммутатор, элемент И, причем первый вход формирователя через соединенные после довательно регистр и коммутатор соединен с вторым выходом формирователя и входом элемента И, второй вход фор мирователя соединен с входами триггера и коммутатора, третий вход формирователя соединен с входом счетчика и через соединенные последова тельно элемент И и триггер - с первым выходом формирователя, четвертый вход которого через счетчик соединен с входом коммутатора. Кроме того, формирователь признаков состояния содержит счетчик, два триггера, четыре элемента И, причем первьй вход формирователя соединен с входом первого элемента И, второй вход формирователя соединен с входом первого элемента И и через второй элемент И - с входом счетчика, выход которого соединен с входами первого триггера, третьего элемента И и через четвертый элемент И - с входом второго элемента И, третий вход формирователя соединен с входами первого и второго триггеров, четвертый вход формирователя соединен с входом второго элемента И и через первый триггер - с входами четвертого элемента И,, второго триггера и через третий элемент И - с входом второго тригг-ера, выход которого соединен с входами счетчика, первого триггера и через первый элемент И - с входом второго триггера, пятьш вход формирователя является входом первого триггера . На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройстваj на фиг.2 - схема блока задания режимов; на фиг.З - схема формирователя номера источникаj на фиг.4 - схема формирователя признаков состояния. Устройство содержит формирователь 1 тактовых импульсов, блок 2 задания режимов, формирователь 3 кода напряжения, (формирователь 4 номера источника, блок,5 сравнения, формирователь 6 признаков состояния, блок 7 синхронизации, блок 8 задания эталонного напряжения, компараторы 9, масштабные блоки 10. Блок задания режимов (фиг.2) содержит регистр 11, триггеры 12-14, элементы ИЛИ 15 и 16, элементы И 17-22. Формирователь номера источника (фиг.З) содерлсит регистр 23, счетчик 24, коммутатор 25, триггер 26, элемент И 27. Формирователь признаков состояния (фиг,4) содержит счетчик 28, триггеры 29 и 30, элементы И 31-34. Формирователь 1 предназначен для формирования двух тактовых последовательностей, синхронизирующих работу устройства. Блок 2 предназначен для за,дания режимов функционирования и управления работой устройства. Формирователь 3 предназначен для формирования цифрового кода измеряемого напряжения вторичного источника элек ропитания. Формирователь 4 предназна чен для хранения и модификации адрес контролируемых вторичйых источников Электропитания и для управления форм рованием опорного напряжения. Блок 5 предназначен для обработки результатов сравнения напряжения вторичных источников электропитания с опорным напряжением. Формирователь 6 предназначен для формирования сигналов, обеспечивающих.установку соответствующих признаков при выходе значения контролируемого напряжения допустимые пределы по истечении заданного интервала времени. Блок 7 предназначен для синхронизации процесса передачи информации состояния, формируемой устройством, с работой процессора. Блок 8 предназна ен для формирования аналогового опорного сигнала в соответствии с цифровыми кодами граничных I значений допустимых напряжений, а та же в соответствии с кодами, формируемыми блоком измерения. Компараторы 9 предназначены для сравнения напряжения вторичных источников электропитания с напряжением опорного аналогового сигнала. Компараторы вырабатывают сигнал единичного уровня при превьпиении значением контролируемого напряжения значения опорного аналогового сигнала. Масшта ные блоки 10 предназначены для приве дения напряжений вторичных источников электропитания, имеющих различные номинальные значения, к едино му универсальному значению напряжения. Устройство в режиме оперативного контроля работает следующим об разом. При отсутствии признаков режимов оперативного контроля и измерения в регистре 11 блока 2 отсутствуют си налы на его выходах, на выходах эле ментов ИЛИ 15 и 18, что вызывает ус новку в исходное состояние триггеров 12-14 в блоке 2, триггера 26 в формирователе 4, триггеров 29, 30 в формирователе 6. Для установки режима оперативного контроля в регистр t1 из процессора заносится признак режима оперативного контроля. Сигнал единичного ур ня с выхода регистра 11 через элемент ИЛИ 15 поступает на входы триггера 13, разрешая его установку в единичное состояние. Так как в это время триггер 14 сброшен, то установится второй триггер 13, наличие сигнала, на выходе которого разрешает установку триггера 1 по .заднему фронту второго тактового сигнала, поступающего с формирователя 1. По следующему тактовому сигналу триггер 13 сбрасывается и отсутствие сигнала на его выходе запрещает изменение состояния триггера t4 по следующим тактовым сигналам. Сигнал с выхода триггера 14 поступает на вход счетчика 24 формирователя 4, коэффициент пересчета которого равен числу {сонтролируемых вторичных источников электропитания.. При отсутствии данного сигнала устанавливается .режим сброса счетчика 24. Первый синхроимпульс сбрасывает счетчик 24 н нулевое состояние, так как в это время еще отсутствует признак модификации на его входе. Контроль источников электропитания начинается с нулевого адреса. Адрес вторичного источника электропитания с выхода счетчика 24 через коммутатор 25 поступает на вход блока 5. На входы блока 5 поступают сигналы с компараторов 9. Туда же подается сигнал с триггера 26 формирователя 4. Триггер 26 предназначен для управления выборкой констант, соответствующих верхим и нижним граничным значениям напряжений в блоке 8. При единичном уровне сигнала на выходе триггера 26 контролируется превьшение верхних граничных значений, при нулевом уровне сигнала - нижних граничных значений. Эти ситуации анализируются в блоке 5. Сигнал единичного уровня с выходов блока 5 устанавливает триггер 29 формирователя б, так как счетчик 28 находится в нулевом состоянии и отсутствует сигнал на его выходе. Единичный сигнал с выхода триггера 29 устанавливает триггер 30, а также поступает на блок 7. Единичный сигнал с выхода триггера 30 формирователя 6 разрешает прохояадение тактовых сигналов через элемент И 31, устанавливает режим модификации счетчика 28, который начинает отсчитывать заданный временной интервал. Сигнал с выхода элемента И 18 поступает в блок 5,

запрещая прохождение тактового сигнала из формирователя t, на элемента И 21 блока 2, а также блокирует синхросигналы модификации счетчика 28 через элементы И 22.

В счетчике 24 формирователя 4 сохраняется адрес вторичного источника электропитания, напряжение которого вышло за граничные значения, а также сохраняется состояние триггера 26 в течение заданного интервала времени, отсчитываемого счетчиком 28, Единичное состояние триггера 29 является признаком возможного кратковременного зхода напрял ения вторичного источника электропитания за граничны значения и определяется как самовосстанавливаемый сбой в системе электр питания. Если по истечении заданного временного интервала значение напряжения вторичного источника электропитания остается за граничными значениями, фиксируется постоянное нарушение граничных значений.

По истечении заданного временного интервала на выходе счетчика 28 на входах элементов И 33 и 3 триггера 29 появляется сигнал единичного уровня. Если до этого не обработан запрос на прерыэание и не сброшен триггер 29, то сигнал нулевого уровня на выходе элемента И 34 заблокирует прохождение синхросигналов на выход элемента И 32 и на вход счетчика 28. В счетчике 28 сохранится код отсчита него временного интервала до тех пор пока не будет сброшен триггер 29. Нулевой уровень сигнала с выхода триггера 30 блокирует прохождение тактового сигнала на выход элемента И 31, устанавливает режим сброса счетчика 28, сброс которого происходит по заднему фронту импульса с выхода элемента И 32, а также разрешает прохождение признака И 18 на входы блока 5 и на входы элементов И 21 и 22 блока 2. Если условия нарушения граничных значений на заданный интервал времени исчезают, т.е. фиксируется кратковременный уход напряжения вторичного источника электропитания, то блок 5 не выдает соответствующие сигналы.

По второму тактовому сигналу на выходе элемента И 22 появляется сигнал модификации счетчика 24 формирователя 4, где устанавливается адрес следующего контролируемого вторичного источника электропитания. При возникновении нарушения граничных значений при контроле г} -го источника повторится описанная последовательность.

Если же условия нарушения граничных значений за заданный интервал Ефемени не исчезают, то сигнал с Б;ыхода блока 5 поступает на вход элемента И 22 блока 2 и заблокирует синхросигнал модификации счетчика 24. Триггер 29 формирователя 6 в этом случае неустановится, так как на выходе счетчика 28 имеется единичный уровень сигнала. Сигнал с выхода счетчика 28 запрещает повторную установку триггеров 29 и 30, обеспечивая тем самым установку блока 5. Устройство переходит к режиму измерения .

В этом режиме устройство работает следующим образом.В регистр 11 блока 2 заносится признак режима измерения. Сигнал единичного уровня с выхода регистра 11 поступает на вход элемента ИЛИ 15 и блока 8. В регистр 23 формирователя 4 заносится адрес вторичного источника электропитания который передается в блок 5 через коммутатор 25. В блоке 2 по признаку режима измерения и тактовым сигналам устанавливаются триггеры 13 и 14 и сигналы единичного уровня с их выходов через элемент ИЛИ 16 поступают на вход элемента И 19, разрешая прохождение тактового сигнала в формирователь 3.

При установленном триггере 14 блока 2 на входе элемента И 20 установится сигнал единичного уровня, разрешающий прохождение тактового сигнала на формирователь 3, куда также поступает сигнал с блока 5.

El последнем цикле измерения единица сдвинется в младший разряд одного из регистров сдвига формирователя 3, сигнал с выхода которого поступает в блок 2, на вход триггера 12, который установится в единичное состояние по тактовому сигналу и заблокирует синхросигналы сдвига на выходе элемента И 19, а также поступает на вход блока 7.

Микропрограмма обработки результатов измерения, определив по информаци на выходе блока 7, что для заданного вторичного источника электропитания двоичный код напряжения сформирован, 111 сбрасывает режим измерения в регистр режимов 11 блока 2. Устройство переходит в исходное состояние. После эт го устанавливается адрес следующего вторичного источника электропитания и режим измерения. Повторяется описан ный процесс измерения. Если на двух выходах регистра 11 жимов блока 2 появятся одновременно единичные уровни, что соответствует наличию признаков режима оперативног контроля и измерения одновременно, то на выходе элемента И 17 появится единичный уровень сигнала, который п ступает на блок 7 и с его выхода далее вызывая запрос на микропрограммное прерывание. При обработке запроса фи сируется сбой в оборудовании устройства . Введение устройства обеспечивает организацию контроля уровней напряжения источников электропитания процессора ЭВМ. Эта дает возможность поддерживать уровни напряжений, питающие электрорадиоэлементы процессора, главным образом интегральные микросхемы, являющиеся основным компонентом процессора, максимально при ближенными к их номинальньЕм значения Выполнение этого условия обеспечиваВТ оптимальные условия эксплуатации электрорадиоэлементов 5 а в особеннос ти микросхем, параметры которых (в частности помехоустойчивость) наи более сильно зависят от величин пита щих напряжений, что в свою очередь, способствует повышению помехоустойчивости процессора, увеличивает срок службы микросхем. Эти факторы повышают надежность функционирования основной электронной части ЭВМ процессора, а тем самым и ЭВМ в цело Наличие контроля уровней питающих напряжений позволяет исключить необ49ходимость регулярного проведения циклов технического обслуживания устройства электропитания процессора и проводить его только по мере необходимости в зависиомсти от технического состояния устройства.Это сокращает потери полезного времени и повышает эффективность использования ЭВМ. Кроме того, средства контроля системы электропитания обеспечивают возможность регистрации случаев ухудшения параметров системы электропитания в регистрационном файле. Наличие в предлагаемом устройстве блока, выделяющего кратковременные нарушения контролируемыми напряжениями допустимых уровней, позволяет регистрировать помехи в сети первичного электропитания ЭВМ. Эти возможности позволяют обслуживающему персоналу проводить глубокий анализ причин возникновения сбоев и отказав в процессоре, проанализовароть из появление и своевременно принимать меры по предупреждению сбоев и отказов. Устройство обеспечивает возможность измерения выходного напряжения источников электропитания и выдачу в процессор результата в виде двоичного кода. При помощи специальной микропрограммы процессора результат измерения может быть вьщан на экран пультового дисплея в цифровом виде. Причем, благодаря высокой скорости измерения (время измерения одного источника составляет приблизительно 180 мкс), на экран пультового дисплея одновременно могут быть вьщаны результаты измерения напряжений всех источников. Эта процедура занимает время менее 2 с.

I I i У Ь-Г

тт

/«

22

1риг.2

Фиг.З

32

28

30

n

31

л