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

1 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля и диагностики неисправностей логических узлов ЦВМ, каналов УВВ, интерфейса, устройств сопряжения, содержащих комбинационные и последовательностные схемы на элементах СИС и БИС. Известна система для контроля электронных уствойств, содержащая цифровую вычислительную машину, блок сравнения, сдвиговый регистр, счетчик, тактовый генератор и распре делитель импульсов. Система вьщает на контролируемый объект тестовой набор кода, состоящий из единиц и нулей, сравнивает ответные сигналы контролируемоно объектас эталонным набором кода. Формирование очередного тестового набора происходит при обращении к ЦВМ по сигналам Прерыва ние после сравнения результатов 1 Однако данная система не обеспечи вает проверку и диагностику логических узлов на рабочих частотах из-за низкого быстродействия. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для автоматического контроля объектов, содержащее цифровую вычислительную машину, регистры об мена и готовности, регистр блокировки, элемент И, дешифратор и генератор тактовых импульсов (блок связи) при этом к информационным шинам цифровой вычислительной машины через регистр обмена подключены входи и вькоды объекта контроля, дешифратор соединен с первым выходом цифровой вычислительной машины и предназначен для управления подключения регистра обмена к информационным шинам, регистр готовности, входы соответствующего разряда которого соединены с вторыми выходами объекта конт роля, регистр блокировки, один вход которого соединен с входом регистра готовности, вторые входы соответствующего разряда регистра блокировки соединены с соотвётстсующими выходами дешифратора, выходы регистра блокировки соединены с управляющим входом элемента И, информационный вход которого соединен с генератором тактовых импульсов, выход элемента И соединен с вторым входом объекта контроля. ЦВМ задает тестовые комбинации стимулирующих воздействий в 162 объект контроля, а также считывает из него информацию через регистр обмена. На время обмена информацией блокируется прохождение тактовых импульсов на контролируемый объект. По окончании обмена блокировка тактовых импульсов снимается и далее объект работает в реальном режиме . Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности ввиду формирования однотипных стимулирующих воздействий. Кроме того,, введение блокировки тактовых импульсов не обеспечивает динамики контроля и снижает частоту смены тестовых комбинаций стимулу- рующих воздействий. Цель изобретения - повышение глубины контроля и производителькости. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля логических узлов, содержащее регистры обмена, блок памяти, соединенный информационным и адресным входами и информационным выходом с первыми информационным и адресным выходами и первым информационным входом блока ввода-вывода, вторые информационньй и адресный выходы которого соединены с информационными входами первого регистра обмена и блока индикации, выход второго регистра обмена соединен с вторым информационным входом блока ввода-вывода, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с синхровходом блока ввода-выводй, введены группа формирователей импульсных сигналов, преобразователь двоичного кода в биполярный последовательный код, преобразователь биполярного последовательного кода в двоичный код, две группы элементов И,.три коммутатора, элемент И, элемент ИЛИ, причем разрядные выходы первого регистра обмена соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп, первого, второго и третьего коммутаторов и элемента И, вторые входы элементов И первой группы соединены с выходами формирователей импульсных сигналов группы, синхровходы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а входы частоты и формы сигнала соответственно с вторыми адресным и информационным выходами блока ввода-вывода, выход преобразователя 3 двоичного кода в биполярный последовательный код соединен с вторым входом первого коммутатора, а синхро низирующий, разрешаюп1ий и информационный входы - соответственно с вых дом генератора тактовых импульсов, адресным и информационным выходами блока ввода-вывода, выход преобразователя биполярного последовательного кода в двоичный код соединен с вторым входом элемента И, а разрешающий, прямой и инверсный информационные входы - соответственно с адресным выходом блока ввода-вывода и выходами второго и третьего коммутаторов, вторые входы которых соеди нены с выходами биполярных ответных реакций койтролируемого логического узла, группа выходов контрольных точек точек которого соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группы под ключены к группе входов стимулирующ воздействий контролируемого логического узла, вход последовательного стимулирующего кода которого .сое динен с выходом первого коммутатора, выход элементов И второй группы и выход элемента И через элемент ИЛ соединены с входом второго регистра обмена. На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 схема блока ввода-вывода; на фиг.З схема блока обмена с контролируемым узлом. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 памяти, блок 3 ввода-вывода, блок индикации, 5 и 6 блока ввода-вывода адресный 7 и информационный 8 выходы блока 3, группа 9 формирователей 10 импульсных сигналов, преобразователь 11 двоичного кода в биполярный последовательный код, преобра-, зователь 12 биполярного последовательного кода в двоичный код, блок ,13 обмена с контролируемым узлом, группа входов 14 стимулирующих воздействий, выход 15 последовательного стимулирующего кода, выходы 16 и 17 биполярных ответных сигналов, группа входов 18 контрольных точек блока 13, контролируемый узел 19. Блок 3 ввода-вывода предназначен для производства математических и логических вычислений, а также для управления работой всех блоков уст164ройства согласно программе контроля. Блок 3 выполняет арифметические и логические операции, операции запоминания, передачи управления, ввода- вывода. Блок 3 (фиг. 2) содержит счетчик . 20 команд, элемент 21 ИЛИ, регистр 22 адреса, регистр 23 команд, дешифратор 24 кода операций, триггер 25 , числа, первый элемент 26 И, сумматор 27, регистр-накопитель 28, второй элемент 29 И. Блок 3 содержит также дешифратор 30 адреса и регистр 31 числа. Блок 3 работает следующим образом. Тактовые импульсы с синхрониз1фующего входа 5 поступают на счетный вход счетчика 20 команд и вход сброса триггера 25 числа. Счетчик команд определяет последовательность адре сов, по которьм из блока 2 памяти выбираются команды программы контроля Адрес из счетчика 20 команд через элемент 21 ИЛИ с первого выхода блока 3 поступает в блок 2 памяти. Из блока 2 памяти выбирается команда, которая поступает в блок 3 наинформационные входы регистра 23 команд и элемента 26 И... Единичный сигнал с инверсного : выхода триггера 25 числа разрешает прием команды в регистр 23 команд. Команда состоит из кода операции, адреса и признака числа. Адрес с первого выхода регистра 23 команд поступает на вход регистра 22 адреса, код операции с третьего выхода регистра 33 поступает.в дешифратор 24 кода операций, признак числа с второго выхода . регистра 23 - на триггер 25 числа. : Дешифратор 24 вырабатьюает управляющие сигналы, поступающие на управляющий вход счетчика 20-команд при операции передачи управления, на управляющий вход элемента 29 И и на i управляющий вход регистра-накопителя 28 при операциях запоминания, на вход сумматора 27 при арифметических и логических операциях, а при операциях ввода и вьшода - на четвертый выход блока 3. При выполнении арифметических и логических операций признак числа с выхода регистра 23 команд устанавливает триггер 25 числа в единичное состояние.Адрес константы с выхода регистра 22 адреса через элемент .21 ИЛИ поступает в блок памяти. Из блока 2 памяти выбирается конс анта которая поступает на информационный вход элемента 26 И, на управляющий вход которого приходит разрешающий сигнал с прямого выхода триггера 25 числа, С выхода элемента 26 И конст та поступает на первый информационный вход сумматора 27, а на второй информационный вход поступает константа с выхода регистра-накопителя 28. При наличии управляющих сигнало соответствующих коду операции, на сумматоре 27 производится арифметическая или логическая операция, результат которой запоминается в регистре-накопителе 28 или через эл мент 29 И проходит на второй выход блока 3 и запоминается в блоке 2 памяти При вьшолнении операции передачи управления изменяется последователь ность вьшолнения программы контроля На управляющий вход счетчика 20 команд поступает код операции с выхода дешифратора 24, а на информацион ный вход счетчика 20 - адресная часть с выхода регистра 22 адреса, и выполнение программы начинается с нового адреса. При вьшолнении операций Ввод и Вывод код операции из дешифратора 24 и адрес из регистра 22 адреса поступает на дешифратор 30 адреса для вьфаботки адресных сигналов на выход 7, Информация при операции Ввод из регистра-накопителя 28 поступает на регистр 31 числа для передачи в другие узлы устройства информационных сигналов на выход 8. При опе рации Вьгоод информация из блока 13 обмена поступает для запоминания в регистр-накопитель 28, Блок 4 индикации предназначен дл индикации состояния исправности объекта контроля. Управляющий и информационный входы блока индикации подключены соответственно к адресно му 7 и информационным 8 выходам бло ка 3, Управляюпщй сигнал появляется на входе блока 4 при вьшолнении сог ласно программе контроля операции Ввод с адресом, присвоенным блоку 4. Код числа, поступающий на информационный вход блока 4, содержит признак исправности контролируемого узла, номер контролируемого элемент В конкретном исполнении осуществляется световая индикация признака Исправность и цифровая индикация номера неисправного элемента. Группа 9 формирователей импульсных сигналов предназначена для формирования стимулирующих воздействий в одиночных импульсов, серий Импульсов и сигналов, длительность которых определяется программой контроля. Группа 9 состоит из группы одинаковых формирователей 10. Блок 13 обмена (фиг. 3) содержит регистр 32 обмена, предназначенньй для маскирования стимулирующих воздействий и контролируемых сигналов, группу элементов 33 И для передачи из формирователей 10 на выходы 14 стимулирующих воздействий в виде . импульсных сигналов, коммутатор 34 для передачи из преобразователя 11 последовательного кода по выходу 15, коммутаторы 35 и 36 для приема разнополярного последовательного кода по входам 16 и 17, группу элементов 37И, предназначенную для приема контролируемых сигналов по входам 18 из контролируемого узла, элемент 38И для приема преобразованного последовательного кода от преобразователя 12 через элемент 39 ИЛИ и регистр 40 хранения, предназначенный для приема и хранения информации о контролируемых сигналах и передачи ее в блок 3, Контролируемым узлом 19 могут быть логические узлы ЦВМ каналов УВВ, устройств сопряжения,интерфейса, содержащие комбинационные и последовательные схемы, построенные на элементах СИС и БИС. Устройство работает следующим образом, В процессе автоматизированного контроля логического узла устройство выполняет следующие операции: формирует и выдает в проверяемый узел стимулирующие воздействия; принимает контролируемые сигналы; сравнивает контролируемую информацию с эталонной; формирует по результатам сравнения и выдает в блок 4 индикации сигналы Исправность или Неисправность и Номер неисправного элемента, Вьтолнение указанных операций производится с помощью команд и конст тант, храня11ихся. в блоке 2 памяти. Последовательность команд составляет программу контроля. 7 Программа контроля представляет собой описание алгоритма контроля в системе команд вычислительного блока и предназначена для взаимодействия блоков предлагаемого устройства. Зна чения стимулирующих воздействий и ожидаемых ответных реакций в виде 1 массива информации хранятся в блоке 2памяти. Контроль логического узла осурдествляется путем последовательной проверки отдельных функциональных схем узла, конструктивно доступ ных контролю. Алгоритм контроля состоит из п частей, число которых зависит от количества элементов узла. Каждая часть состоит из пJecт.и идентичных операторов. 1-й оператор. Информация о виде стимулирующего сигнала, формируемого на выходе 14, при выполнении команды блока 3 поступает на вход 8 блока 9 и устанавливает его в соответствующие состояния. 2-й оператор. Информация, содержащая маски, разрешающие вьщачу стимулирующих сигналов, формируемьк на выходах 14 и 15, в контролируемы узел и прием ответных реакций (конт ролируемые сигналы на входы 16, 17 и 18), поступает по команде блока 3на вход блока 13 и запоминается в регистре 32 обмена. 3-й оператор. Информация, содержащая значения стимулирующих сигналов на выходах 14 и 15, при выполнении команды блока 3 поступает на входы формирователей 10 и преобразо вателя 11 для формирования. Стимули рующие сигналы через элементы 33-1, 33-2, ... 33-N и коммутатор 34 проходят в контролируемый узел 19. 4-1 оператор. Ответные реакции контролируемого узла (контролируемы сигналы) поступают на входы 16 и 17 в виде двуполярного последовательного кода через коммутаторы 35 и 36 в преобразователь 12 для преоб разования в двоичный код. Ответные реакции в вида импульс ных сигналов поступают на входы 18 блока 13, где запоминаются в регист ре 40 обмена. 5-й оператор. При выполнении команды блока 3 контролируемая информация из регистра 40 или из преобра зователя 12 поступает в блок 3, где производится сравнение с константой, хранящейся в блоке 2 памяти 168 . В случае сравнения (Да) команда, блока 3 передает управление на выполнение проверки следующей части алгоритма. 6-й оператор. В случае неисправности в проверяемой части произойдет, несравнение (Нет), блок 3 формирует признаки Неисправность и Номер неисправного элемента и выдает в блок 4 индикации. Подобным образом производится проверка следующих схем узла (части 2, ...,п алгоритма). 7-й оператор. По завершении проверок всех функциональных схем узла , в блоке 3 формируется признак Исправность, который поступает в блок 4 индикации, и управление передается на начало программы контроля. Взаимодействие блока 3 с формирователями 10 и преобразователем 11 и блоком 4 индикации производится по команде .Ввод. Прием контролируемых сигналов из узла 19 преобразователь 12 в блок 13 обмена производится по команде Вывод. Адресная часть указанных команд определяет канал, к которому происходит обращение при формировании стимулирукицих воздействий и приеме контролируемых сигналов. При подаче на устройство питающих напряжений начинает работать генератор 1 тактовых импульсов. Тактовые импульсы с синхронизирующего выхода поступают в блок 3 (на счетный вход счетчика 20 команд), в формирователи 10 импульсных сигналов и преобразователь 11. По сравнению с известными предлагаемое устройство обладает большими функциональными возможност.ями, так как обеспечивает проверку и диагностику неисправностей логических узлов, содержащих последовательные и ком-, бинационные схемы путем задания на их входах сигналов необходимой длительности и частоты повторения, позволяющих контролировать работу эле- ментов в динамических режимах на задаваемых частотах. Глубокая проверка и диагностика логических узлов, содержащих схемы обмена последовательными кодами, производится путем задания стимулирующих воздействий ввиде биполярного 32-разрядного последовательного кода и преобразования последовательного кода, поступающего из проверяе9.

мого узла в двоичный, соответствует мировым стандартам.

Автоматизированная и широкая по номенклатуре проверка различных по сложности и принципу действия логических узлов обеспечивается за счет применения ряда однотипных узлов в блоке импульсных сигналов и в блоке обмена.

Устройство контроля построено с возможностью программного изменения вида стимулирующих воздействий и их моментов вьщачи, что обеспечивает проверку логических узов при отработке схем на этапе опытного производства.

Многократное автоматическое повторение программы контроля обеспечивает проведение климатических и других ВИДОВ1 испытаний логических

129616

10 1

узлов на этапе серийного производства.

В отличие от известных предлагаемое устройство позволяет обнаруживать неисправные элементы, обрывы цепей, замыкания и отклонение параметров контролируемых сигналов от нормальных и помимо глубокой диагностики ускоряет поиск неисправностей в проверяемом узле, обеспечивая локализацию места неисправности.

Устройство обеспечивает увеличение производительности контроля (в 10 раз) и получение экономической

эффективности по сравнению с базовым комплексом, включающим ЦВМ, контрольно-поверочную аппаратуру и телеграфньй аппарат РТА-60, за счет снижения общих затрат наоборудование и эксплуатационных затрат.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЛОГИЧЕСКИХ УЗЛОВ, содержащее регистры обмена, блок памяти,.соединенный информационным и адресным входами и информационным выходом с первыми информационным и адресным выходами и первым информационным входом блока ввода-вывода, вторые информационный и адресный выходы которого соединены с информационными входами первого регистра обмена и блока индикации, выход второго регистра обмена соединен с вторым информационным входом блока ввода-вывода, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с синхровходом блока ввода-вывода, отличающееся тем, что, с целью повьппения глубины контроля и.производительности, в устроит ство введены группа формирователей импульсных сигналов, преобразователь двоичного кода в биполярньй последовательный код, преобразователь биполярного последовательного кода в двоичный код, две группы элементов И, три коммутатора, элемент И, элемент ИЛИ, причем разрядные вы-ходы первого регистра обмена соединены с первыми входами элементов И первой и второй групп, первого, второго и третьего коммутаторов и элемен та И, вторые входы элементов И первой группы соединены с выходами формирователей импульсных сигналов группы, синхровходы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а входы частоты и формы сигнала - соответственно с вторыми адресным и информационным вькодами блока ввода-вывода, выход преобразователя двоичного кода в бипо:1яГрный последовательный код соединен с вторым входом первого коммутатора, а синхронизирующий, разрешающий и инI формационный входы - соответственно с выходом генератора тактовых им(Л пульсов, адресным и информационным выходами блока ввода-вывода, выход преобразователя биполярного последовательного кода в двоичньй код соеS динен с вторым входом элемента И, « Nnb а разрешающий, прямой и инверсный ,информационные входы - соответственно с адресным вькодом блока вводаю о вывода и выходами втйрого и третьего коммутаторов, вторые входы кото-, О5 рых соединены с выходами биполярных ЮвД ответных реакций контролируемого Од логического узла, группа выходов контрольных точек которого соединена с вторыми входами элементов И второй группы, выходы элементов И первой группь1 .подключены к группе входов стимулирую щих воздействий контролируемого логи ческого узла,вход последовательного стимулирующего кода которого соединен б выходом первого коммутатора,выходы эле ментов И второй группы и выход элемента И через элемент ИЛИ соединен с Входом второго регистра обмена.

Фиг.1 f W nj2...fn. Г

От блока 2

Фиг.г

33-1

1

OmSnoKoll Om6nixaS

I

Ofn 5лока12

1

п

f

ч

Фиг.