Устройство для контроля цифровых узлов Советский патент 1984 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для проверки исправности цифровых устройств и обнаружения неисправных цифровых узлов и микросхем в них. Известно устройство для контроля цифровых узлов, содержащее генератор тестов, генератор синхросигналов, логический анализатор, коммутатор, блок управления глубиной анализа. Это устройство позволяет выбрать глубину анализа, т.е. осуществить проверку на заданное число тактов. Преобразование потока двоичных контролируемых данных в сигнатуры осуществляет регистр сдвига. Поток контролируемых данных суммируется по модулю два с сигналом на выходе цепи обратной связи регистра сдвига который синхронизируется теми же тактирующими сигналами, что и поток контролируемых данных 1 , Недостатком устройства является малое быстродействие при контроле и поиске неисправности, обусловленное тем, что оператор вручную подклю чает устройство к контролируемым точ кам устройства, визуально считывает сигнатуру и сравнивает ее с эталоннь значением. Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля цифровых устройств, содержащее посл довательно соединенные генератор тестов, проверяемый блок,,мультиплексор, а также сигнатурный анализатор, блок управления мультиплексором, группа информационных выходов которого подключена к входам управл ния мультиплексора и блока коммута 1ЩИ управляющих сигналов, последова тельно соединенные первый триггер РЗ-типа, первый элемент И, элемент ИЛИ, второй триггер RS-типа, второ элемент И. Выход мультиплексора подключен к информационному входу сигнатурног анализатора, группы выходов сигнало останова, запуска и cинxpoнизaцIiи проверяемого блока подключены соответственно к группам входов останов запуска и синхронизации блока комму тации управляющтнх сигналов. Выходы останова и синхронизации блока комму тации управляющих сигналов подключе ны к соответствующим входам сигнату ного анализатора (СА) непосредственно, а выход запуска - через второй элемент И. Первый выход соединен с управляющим входом блока управления мультиплексором, установочные входы СА, блока управления мультиплексором И второй вход элемента ИЛИ подключены к установочному входу устройства. Вход включения шагового режима устройства соединен с вторьм входом элемента И, третий вход элемента ИЛИ подключен к управляющему выходу блока управления мультиплексором. Вход включения режима Пуск устройства соединен с входом сброса первого и входом установки второго триггеров Я5-типа. Второй выход СА подключен к входу установки первого триггера R5 -типа, инверсный выход которого подключен к второму управляющему входу СА. Блок управления мультиплексором содержит последовательно соединенные первый переключатель, счетчик, узел сравнения кодов, группа вторых информационных входов которого подключена к второму переключателю. Управляющий вход и вход начальной установки блока подключены к соответствующим входам счетчика, выход узла сравнения подключен к управляющему выходу блока, а выходы счетчика - к информационному выходу блока, Блок коммутации управляющих сигналов содержит три синхронно управляемых мультиплексора, информационные входы которых подключены соответственно к группам входов запуска, останова и синхронизации блока коммутации управляющих сигналов, а вькоды мультиплексоров являются соответственно выходами запуска, останова и синхронизации блока коммутации управляющих сигналов Г23. Однако в известном устройстве быстродействие существенно повьпвено за счет того, что блоком коммутации управляющих сигналов и мультиплексором обеспечивается автоматическое синхронное подключение к входам СА информахдаонного сигнала и соответствующих ему сигналов запуска, останова и синхрониза1щи. Кроме того, формируется составной последовательный информационный сигнал, сигнатура которого характеризует исправность проверяемого блока в целом. Что же касается визуапизации сигнатур и сравнения их с эталонами, то эти операции остаются неавтоматизпированными и выполняются оператором 3 вручную, чем и определяется недостаточное быстродействие устройства, что особенно ощутимо при локализации места неисправности. Кроме того, достоверность классификации сигнатур (правильная - неправильная) снижена. Это связано с формированием последовательного составного контролируемого сигнала из сигналов на различных выходах проверяемого блока. При этом возможна компенсация ошибок на одном из выходов проверяемого блока за счет ошибок на другом из его выходов. Вероятность ошибки возрастает приблизительно в и раз, где h - чи ло контролируемых сигналов, объединяемых в составной последовательньм сигнал. Недостатком устройства также являются его ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью автоматического и достовер ного получения единого сигнала испра ности. Цель изобретения - повышение быстродействия и глубины контроля. Поставленная цель достигается тем что устройство для контроля цифровых узлов, содержащее генератор тестов, мультиплексор, сигнатурный анализатор, блок управления мультиплексором, группа информационных выходов которого соединена с группой управля щих входов мультиплексора и блока ко мутации управляющих сигналов, вход начальной установки устройства соединен с установочными входами СА и блока управления мультиплексором, информационный выход и синхровход генератора тестов соединены соответственно с входом и синхровыходом контролируемого узла, группа информацион ных выходов которого соединена с группой информационных входов мульти плексора., выход которого соединен с информационным входом СА, входы Пуск, Стоп и синхронизации которого через блок коммутации управляющих сигналов соединены с соответствующими -выходами контролируемого узла, элемент И, триггер, содержит . блок индикации номера параметра, блок сравнения сигнатур и элемент задержки, причем стробируюш 1й выход СА, соединен с С-входом триггера и через элемент задержки с первым входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока управления мультиплексором, выход 38 триггера является выходом неисправности устройства и подключен к второму входу элемента И R-вход триггера соединен с входом начальной установки устройства, а D-вх5Д - с выходом блока сравнения сигнатур, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группой информационных выходов СА и блока управления мультиплексором, соединенной также с группой входов блока индикации номера параметра. Блоком сравнения сигнатур, реализуемым на базе постоянного запоминающего устройства, обеспечивается не только хранение эталонных значений сигнатур, но автоматическое сравнение сигнатуры контролируемого параметра с эталоном. В результате после Фиксации сигнатуры очередного контролируемого параметра, т.е. по заднему фронту измерительного интервала, с выхода блока сравнения сигнатур снимается 1 или О в случае правильной сигнатуры соответственно. Это значение сигнала по заднему фронту измерительного интервала переписывается в триггер. Таким образом, триггер находится в состоянии 1 до тех пор, пока сигнатуры контролируюпр1х параметров соответствуют эталоном. Как только сигнатура некоторого параметра не соответствует эталону, триггер переключается в состояние нулевое и запрещает прохождение через элемент И счетных импульсов на вход счетчика блока управления мультиплексором. Блоком индикации индицируется код на выходе счетчика, т.е. номер отказавшего параметра. Сигнал на выходе триггера является единым сигналом исправности контролируемого блока. Элемент задержки между выходом формирователя измерительного интервала и входом элемента И обеспечивает задержку счетных импульсов счетчика для того, чтобы состояние триггера могло измениться раньше, чем счетчик переключится. Если требуется локализация места неисправности с точностью до отказавшей микросхемы, то в области ПЗУ блока сравнения сигнатур, соответствующей i-му контролируемому параметру, по адресам, соответствующим значениям сигнатур, вырабатываемым в случае неисправности, в разрядах втором, третьем и т.д. записывается код номера отказавшей микросхемы, который индицируется блоком индикации, входяпщм в состав блока сравнения сигнатур. Достоверность контроля повышается за счет того, что классифицируются сигнатуры отдельных Параметров, а не сигнатура последовательного составного параметра. В результате в предлагаемом устройстве обеспечивается автоматизация процессов подключения к СА информационных и управляющих сигналов, сравнения сигнатур и формирования единого сигнала исправности устройст ва. При этом быстродействие устройст ва повьппается и функциональные возмо ности его расширяются. Достоверность контроля повышается за счет того, что с эталоном сравнивается сигнатура каждого контролируемого сигнала в отдельности, а не единого составного последовательного сигнала. Функциональные возможности и быст родействие устройства увеличивается и за счет того, что в случае неиспра ности обеспечивается локализация и индикация неисправности с точность до номера отказавшего параметра и да же до номера отказавшей микросхемы. Единый сигнал неисправности устройства во многих случаях может использоваться для контроля функционирования устройства в работе, На чертеже представлена структурная схема устройства. Устройство содержит последователь но соединенные генератор 1 тестовj, контролируемый узел 2, мультиплексор 35,блок 4 коммутации управляющих сигналов СА 5, блок 6 управления мул типлексором, блок 7 индикации номера параметра, блок 8.сравнения сигнатур триггер 9 D -типа, элементы 10 и 11 задержки, элемент ИЛИ 12 и элемент И 13, входы Пуск 14 Стоп 15 и синхронизации 16 блока 4, входы Пуск 17 и Стоп 18 и синхронизации 19 СА 5, информационньш вход 20 вход 21 установочный СА 5, вход 22 начальной установки устройства, вход 23 начальной установки, управляющий выход 24, стробирующий выход 25 СА 5, управляющий вход 26 блока 6 ynpas ления мультиплексором, группа информационных выходов 27 блока 6 управления мультиплексором, вторая группа 28 входов блока 8 сравнения сигнатур, группа информационных выходов 29 СА 5, первая группа 30 входов блока 8 сравнения сигнатур, выход 31 блока 8, выход 32 неисправности устройства. Блок 6 управления мультиплексором содержит последовательно соединенные переключатель 33, счетчик 34, блок 35 сравнения кодов, второй информационный вход которого подключен к второму переключателю 36, Выход блока 35 через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 подключен к входу сброса счетчика 34.СА5 включает формирователь 37 измерительного интервала, входы Пуск, Стоп и синхронизации которого подключены соответственно к входам 17-19 СА 5, регистр 38 сдвига с обратной связью, входы начальной установки и синхронизации которого подключены к выходу формирователя 37, а его информационный вход - к информационному входу 20 СА 5. Управляющий выходформирователя 37 подключен к стробирующему выходу 25 СА 5. Выходы регистра 38 подключены к группе информационных выходов СА 5. Устройство работает следующим образом. На заранее заданные входы контролируемого узла 2 поступают стимулирующие сигналы с выхода генератора 1 тестов, при этом указанные сигналы подаются только на те входы узла 2, которые находятся в статическом состоянии. Для обеспечения синхронности стимулирующих сигналов с остальными сигналами, формируемыми узлом 2у из последнего в генератор 1 тестов поступает опорный синхронизирующий сигнал. При этом на всех выходах контролируемого узла 2 вырабатываются определенные двоичные последовательности. Проверка исправности узла 2 проводится путем контроля двоичных последовательностей на его выходах, подключенных к входам мультиплексора 3. Переключателем 33 (начального номера параметра) устанавливают номер первого проверяемого выхода контролируемого узла 2, а -переключателем 36 (конечного номера параметра) - номер последнего проверяемого выхода узла 2. Если переключатель 33 начального номера параметра отсутствует,то проверка всегда начинается с нулевого параметра. При подаче импульса на вход 21 сигнала начальной установки устройс ва триггер 9 сбрасывается, формирователь 37 измерительного интервала СА 5 устанавливается в исходное сос тояние ожидания запускающего сигнал Задним фронтом сигнала начальной установки в блоке 6 управления нуль типлексором в счетчик 34 записывает ся начальный код, поступающий с первого переключателя 33 (начального номера параметр) и соответствующий этому номеру код с выхода счетчика 34 поступает на группу информационных выходов 27 блока 6 управления мультиплексором. На выходе блока 35 сравнения кодов при этом сигнал отсутствует. Для четкой работы устройства длительность сигнала начальной установки должна быть больше величины задержки элемента 10 задержки. При этом в мультиплексоре 3 открыт первый канал, а к входам 17-19 формирователя 37 измерительного интервала СА 5 подключаются соответствующие сигналы узла 2, относящиеся к сигналу на первом проверяем выходе контролируемого узла 2. При поступлении сигнала на вход 17СА5о проходит на формирователь 37 измери тельного интервала, который вырабатывает импульс установки, поступающий на вход начальной установки регистра 38 и переходит в состояние измерения. В этом состоянии в форми рователе 37 измерительного интервал блокируется воздействие импульсов, поступающих на вход 17 и разрешается воздействие (прием) импульсов, поступающих на вход 18. В состоянии измерения формирователь 37 измерительного интервала вы рабатьгоает измерительный строб, раз решающий прохождение синхронизирующих сигналов на вход синхронизации регистра 38. I Синхронизирующими сигналами в регистр 38 записывается первый конт ролируемый сигнал, поступающий ; с выхода мультиплексора 3 на информационный вход 20 СА 5. В конце интервала проверки первого контролиру мого сигнала узла 2 на вход 18 формирователя 37 с соответствующего выхода блока 4 коммутации управляющих сигналов поступает импульс, переводящий формирователь 37 в состояние 88 ожидания запускающего сигнала. При этом прекращается формирование измерительного строба, в связи с чем запрещается прохождение импульсов на синхронизирующий вход регистра 38. После/окончания измерительного интервала код состояния регистра 38, так называемая сигнатура (к-разрядное двоичное число) поступает на группу входов 30 блока 8 сравнения сигнатур, реализуемого на основе запоминающего устройства. Вторая группа входов 28 блока 8 подключена к информационным вьЬсодам блока 6 управления мультиплексором. Для каждого контролируемого сигнала (параметра) отведено поле памяти, содержащее 2 ячеек (К-разрядность сигнатуры). В блоке 8 в ячейке, адрес которой соответствует правильной сигнатзФе первого параметра,записана 1, а в остальньк ячейках поля памяти, соответствующего первому параметру, записаны О. Если исправному состоянию первого параметра соответствует несколько возможных сигнатур, то 1 записана в нескольких соответствующих ячейках. Соответственно, если сигнатура правильная, то с выхода 31 блока 8 сравнения сигнатур считьгоается сигнал 1, в противном случае О. Этот сигнал поступает на Р -вход триггера 9. Запись информации в триггер 9 производится задним фронтом измерительного строба. Если сигнатура первого параметра правильная, то триггер 9 переключится в состояние 1 и на вход элемента И 13 и на выход 32 устройства поступает разрешающий потенциал. В противном случае в триггер 9 записывается О и на вход элемента И 13 и на выход 32 устройства поступает запрещающий потенциал. В первом случае задним же фронтом измерительного строба через элемент 10 задержки счетчик 34 блока 6 управления мультиплексором переключается в следующее состояние, соответствуюее следующему контролируемому параетру, код которого устанавливается на группе информациоцных выходов 7 блока 6 управления мультиплексором. мультиплексоре 3 и блоке 4 коммуации управляющих сигналов первые аналы закрываются, вторые каналы ткрываются,

При этом к информационному входу 20, синхронизирующему входу 19 СА 5, а также к его входам Пуск 17 и Стоп 18 подключаются сигналы контролируемого узла 2, соответствующее следующему контролируемому параметру. Цикл измерения повторяется и если сигнатура второго контролируемого параметра правильная, то аналогичным образом устройство переходи к проверке следующего параметра и т.д. Если сигнатуры всех следзпощих параметров правильные, то счетчик

34от начального состояния последовательно проходит через все состояни до последнего. После проверки сигнала на последнем выходе узла 2, если сигнатура правильная, счетчик 34 перпереключается в состояние, когда на его выходах устанавливается код, равный коду, набранному на втором переключателе 36 (номера последнего параметра). При этом на выходе блока

35сравнения кодов выработан сигнал который через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 поступает на вход

23 начальной установки счетчика и цикл повторяется сначала.

В течение всего этого времени на личие единичного сигнала на выходе 32 устройства свидетельствует об его исправности с достоверностью, определяемой количеством /с разрядов регистра 38.

Если же в процессе контроля сигнатура одного из параметров оказывается неисправной, то с зоны памяти блока 8, соответствующей этому параметру считывается нулевой сигнал, которьй записывается в триггер 9. Прохождение счетных импульсов через элемент И на счетчик 34 запрещено и на выходе счетчика 34 остается код номера.параметра, который классифицирован как неисправный. Этот код индицируется блоком 7 и служит исходной посылкой для замены отказавшего узла или более детальной диагностики. Одновременно на выходе 32 устройства устанавливается нулевой потенци ал, свидетельствующий о неисправности узла 2, Если узел состоит из нескольких съемных узлов, то блоком 7 может индицироваться не номер параметра, а непосредственно номер отказавшего блока узла 2. Если от устройства требуется лркализация неисправности с точностью до микросхемы, то в поле памяти соответствующего парамера, в ячейках, адреса которых равны сигнатурам, вьфабатываемым при отказах соответствующего узла, в первом разряде, связанном с выходом 31 блока 8, записывается О, а в остальных разрядах - код номера отказавшей микросхемы, который отображается блоком индикации. Во всех режимах работы устройства блок 4 коммутации управляющих сигналов осуществляет подключение к соответствующим входам СА 5 сигналов Пуск, Стоп синхронизации, относящихся к тому контролируемому .сигналу, который в данный момент поступает с выхода мультиплексора 3 на информационный вход СА, а блок 8 сравнения сигнатур обеспечивает оперативное автоматическое сравнение сигнатур (одной или нескольких) соответствующих контролируемому сигналу с эталоном (эталонами).

В случае неисправности обеспечираеся оперативная информация о месте повреждения, вплоть до номеров отказавших узлов и микросхемы.

Выбор требуемых сигналов управления определяется кодом, поступающим из блока управления мультиплексором. Количество сигналов Пуск и Стоп определяется количеством групп контролируемых сигналов, имеющих различный период следования Количество сигналов синхронизации определяется количеством групп контролируемых сигналов, сформированных на базе различных тактирующих сигналов.

Таким образом, изобретение позволяет повысить быстродействие и глубину контроля.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ К01|ТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ УЗЛОВ, содержащее генератор тестов, мультиплексор, сигнатурный анализатор, блок управления мультиплексором, группа информационных выходов которого соединена с грулпой управляющих входов мультиплексора и блока коммутации управляющих сигналов, вход начальной установки устройства соединен с установочными входами сигнатурного анализатора и блока управления мультиплексором, информационный выход и синхровход генератора тестов соединены соответственно с входом и синхровыходом контролируемого узла, группа информационных вькодов которого соединена с группой информационных входов мультиплексора, выход которого соединен с информационньм входом сигнатурного анализатора, входы Пуск, Стоп и синхронизации которого через блок коммутации управляющих сигналов соединены с соответствующими выходами контролируемого узла, элемент И, триггер, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и глубины контроля, устройство содержит блок индикации номера параметра, блок сравнения сигнатур и элемент задержки, причем стробирующий выход сигнатурного анализатора соединен с С-входом триггера и через элемент задержки с первым входом элемента И, выход которого i соединен с управляющим входом блока управления мультиплексором, выход (Л триггера является выходом неисправности устройства и подключен к втоС рому входу элемента И, R -вход триггера соединен с входом начальг ной установки устройства, а D -вход с выходом блока сравнения сигнатур, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группой информационных выходов сигнатур00 ного анализатора и блока управления : эо мультиплексором, соединенной также с группой входов блока индикации номера параметра.