Устройство для контроля цифровых систем Советский патент 1984 года по МПК G06F11/16 

Изобретение относится к вычислительной Технике и может быть использовано для поиска дефектов, ошибок и сбоев в работе аппаратных средств электронного цифрового оборудования. Известно устройство для контроля цифровых систем, содержащее компаратор запуска по коду, блок индикации, элемент ИЛИ, генератор. цифровой задержки, две груйпы элементов И, формирователь синхросигнала, блок памяти, два триггера, элемент И, генера тор импульсов, амплитудные компараторы 1 Недостатком данного устройства является жесткая привязка запоминаемой информаияи к запускающему коду, что не позволяет одновременно регистрировать предшествующие и последующие запускающему коду слова. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для контроля цифровь1х систем, содержащее блок сравнения кодов, амплитудные компараторы, группу элементов И, формирователь синхросигналов, два элемента И, группу регистров сдвига, два триггера, элемент цифровой задержки, причем установочный вход устройства соединен с первыми установочными входами первого и второго триггера, .второй установоч ный вход которого соединен с выходом элемента цифровой задержки и с первыми входа ми группы элементов И, а выход соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхросигналов, а выход соединен с первым входом второго элемента И и с тактовыми входами регистров сдвига, информаодонные входы которых соединены с выхрдами амплитудных компа;раторов, входы которых являются группой информационных входов устройства и соединены с входами блока сравнения кодов, выход которого соединен . с вторым установочным входом второго триггера, выход которого соединен с вторым вхо дом второго элемента И, выход которого соединен с входом элемента цифровой задержки, синхровход устройства соединен с входом формирователя синхросигналов. Устройство регистрирует информацию, появляющуюся на выходах контролируемого объек та в моменты сзшцествования синхроимпульсов Устройство позволяет запоминать для индикации информацию, последующую запускающему слову или предшествующую запускающему слову на любое число тактов 2. Недостатком известного устройства является ограниченность регистрируемой информации, что не позволяет достоверно диагностировать цепи, с асинхронными элементами, цепи с помехами или паразитной генерацией. Это объясняет ея тем, что, в известном устройстве никак не фиксируются события, которые могут происходить в контролируемом объекте в промежутках времени между синхроимпульсами. Цель изобретения - рас1пирение функциональных возможностей njnreM обеспечения возможности регистрации изменений логического состояния в промежутках времени между синхроимпульсами. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля цифровых систем, содержащее блок сравнения кодов, группу формирователей напряжения, формирователь напряжения, два триггера, два элемента И, группу элементов И, счетчик, первую группу регистров сдвига, блок переключателей, элемент ИЛИ, причем первая группа входов блока сравнения кодов соединена с группой выходов блока переключателей, синхровход устройства соединен с входом формирователя напряжения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с единичным входом второго триггера и с установочным входом устройства, rpyinia информационных входов которого соединена с входами формирователей напряжения группы и с второй группой входов б.пока сравнения кодов, вькод которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с счетны. входом счетчика, выход переполнения которого соединен с нулевым входом первого триггера и с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами формирователей напряжения группы, выход первого элемента И, соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с информационными входами регистров сдвига первой группы, введены элемент задержки, группа счетчиков, вторая группа регистров сдвига, причем установоч- ный вход устройства соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с установочными входами счетчиков группы, счетные входы которых соединены соответственно с выходами элементов И группы, выход первого элемента И соединен с синхровходами регистров сдвига первой группы, с втсц)ым входом второго элемента И и с синхровходами регистров сдвига второй группы, информационные входы которых соединены соответственно с выходами разрядов счетчиков группы. На фиг. 1 .представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема формирователя напряжения; ка фиг, 3 - схема

блока сравнения кодов; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит блок 1 переключателей формирователь, 2 напряжения, блок 3 сравнения кодов, грзтшу 4 формирователей напряжения, триггер 5,элемент 6 И, элемент 7 И, , группу 8 элементов И, счетчик9, триггер 10, группу 11 регистров сдвига, элемент 12 ИЛИ, группу 13 счетчиков, элемент 14 задержки, группу 15 регистров сдвига, установочный вход 16 устройства, синхровход 17 устройства, группу 18 информационных входов устройства.

Каждый формирователь, напряжения содержит преобразователь 19 уровня напряжения и триггер 20 Шмидта.

Блок 3 сравнения кодов содержит элементы 21 сравнения, элемент 22 И.

Формирователи 2 и 4 напряжения предназначены для того, чтобы уменьшить влияние входных цепей устройства, повысить помехозащищенность входных цепей, согласовать уровни.

При этом эталонное значение сигналов задается жестко уровнем порога срабатывания входного элемента. Такой подход оправдан тем, что система, в состав которой входит предлагаемое устройствр, ориентирована на конкретный набор объектов диагностирования, выходные сигналы которых имеют уровни . ТТЛ, за исключением небольшого количества цепей, работающих в уровнях ЭСЛ-логики. Поэтому для большинства каналов вырождается в единственный элемент триггер Шмидта, в качестве которого может быть использована интегральная микросхема 155ТЛ1. Преобразователи уровня ЭСЛ-ТТЛ (может быть использована интегральная микросхема 500ПУ125) включаются в случае необходимости при помощи специального выносного блока

Блок 3 сравнения кодов предназначен

для вьщеления момента проявления на шинах Проверяемой системы заданной логической комбинации.

Причем заданная комбинация задается блоком 1 переключателей.

Счетчик 9 предназначен для формирования временного сдвига процесса регистрации состояннй выходов проверяемой системы относительно момента появления заданного кодового слова. Причем в счетчик предварительно записывется число тактов, на которое должен быть задержан импульс синхронизации. Импульс переполнения счетчика будет сигнало по которому останавливается запись в регистры сдвига и соответственно фиксируются логические состояния, сдвинутые относительно заданного кодового слова на нужное число тактов.

Группа счетчиков 13 предназначена для подсчета по каждой выходной шине объекта контроля числа переходов сигнала из одного логического состояния в другое за период синхронизации. Разрядность счетчиков 13 и, следовательно, общее количество регистров сдвига выбирается с учетом характера сигна- . лов объекта (наличие асинхронных сигналов, вероятности помех и паразитной генерации), требований к диагностическим возможностям, сложности и стоимости аппаратуры.

Устройство работает следующим образом.

До начала контроля сигнал с установочного входа 16 устройства устанавливает, в еди- и ничное состояние первый триггер 5, второй триггер 10 и через элемент ИЛИ 12 и элемент 14 задержки счетчики 13 в исходное состояние. В процессе диагностирования контролируемые сигналы поступают через группу 4 формирователей напряжения и группу 8 элементов И на информационные входы груп пы 11 регистров сдвига и счетные входы счетчиков 13 группы, а также непосредственно на входы блока 3 сравнения, который по определенному заданному состоянию блока переключателей переводит триггер 5. в нулевое состояние. При этом закрывается элемент 7 И через который поступали тактовые импульсы на вход счетчика 9, так как по отработке заданной задержки триггер 10 закрывает злемент 6 И, через который поступали синхроимпульсы на тактовые входь регистров сдвига и через элемент 12 ИЛИ и элемент 14 задержки на счетные входы счетчиков 13. При этом в регистрах сдвига будет находиться информация, предшествующая заданному в блоке 3 сравнения кодов и последующая. Количество предшествуннцих и последующих слов информации зависит от разрядности регистров сдвига и задержки, заданной счетчиком 9.

Выход каждого разряда счетчиков 13 соединен с информационным входом одного из регистров 15 сдвига группы. Таким образом, содержимым группы регистров 11 сдвига являются состояния выходов проверяемой систем в моменты появления синхроимпульсов, а соджимым группы регистров 15 сдвига является код, соответствующий количеству переходов сигнала из одного логического уровня в другой за период между двумя синхроимпульса ми, так как каждый очередной синхроимпульс поступая через злемент 12 ИЛИ и элемент 14 задержки на установочные входы счетчиков 13 приводит их в исходное состояние. Величина задержки выбирается минимальной при услови надежной записи информации в регистры сдвига до того, как содержимое счетчиков 13 будет сброшено.

Сущность процесса регистрации поясняют Временные диаграммы и таблица состояний, записанных для каждой временной диаграммы в регистрах сдвига, показанные на фиг. 4. На в|ремешюй диаграмме фиг. 4 а показаны сянхроимпулыгы, б -.и - восемь возможных вариантов изменения состояний выходных сигналов )Е(иагностируемой системы.

Чтобы различить зти временные диаграммы достаточж) иметь одноразрядные счетчики 13 и по одному дополнительному регистру сдвига на каждый канал.- В таблице состояний показаны данояые, записанные в регистр 11 сдвига по первому синхроимпульсу (первый столбец) по второму импульсу (второй столбец) и данHbie, записанные в регистр 15 сдвига в конце (третий столбец). Предполагается, что счетчик срабатывает по переходу логического уровня из низкого в высокий: Как видно из временных диаграмм и таблицы

состояний, запоминаемая информация позволяет зафиксировать восемь различных ситуаций на информаююнИых входах. Это дает возможность устройству регистрировать асинхронные процессы, протекакнцие в объекте контроля в промежутках времени между синхроимпуль-и сами, что косвенным образом повьпцает разрешающую способность системы.

Опираясь на информацию о состоянии проверяемого выхода в предыдущем синхроимпулсё, в текущем синхроимпульсе и зная число переходов из одного логического состояния в другое в промежутке времени между синхроимпульсами, можно восстановить квазивременную диаграмму на анализируемом. выходе.

Такая организация процесса регистрации оказывается особенно продуктивной при диагностировании цепей с обратными связями, позволяя обнаружить различия в реакции элементов кольца обратной связи на внещнее воздействие. Кроме того, предлагаемый метод регистрации дает возможность более качественно диганостировать цепи, находящиеся под влиянием импульсных помех и цепи с паразитной генерацией.

Таким образом, устройство позволяет за счет введения дополнительных злементов счета н запоминания расширить функциональные воз южности устройства, осуществляя помимо регистрации логических состояний объекта контроля по синхроимпульсам еще и подсчет числа переходов нз одного логического состояния в другое в промежутках времени между синхроимпульсами.

Фиг. 2

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТГОЛЯ ЦИФЮВЫХ СИСТЕМ, содержащее блок сравнения кодов, группу формирователей напряжения, формирователь напряжения, два триггера, два элемента И, группу элементов И, счетчик, первую rpymiy регистров сдвига, .блок переключателей, элемент ИЛИ, причем первая группа входов блока сравнения кодов .соединена с группой выходов блока переключателей, синхровход устройства соединен с входом формирователя напряжения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соеданен с выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с единичным входом второго триггера н с установочным входом устройства, группа информационных входов которого соеданена с входами формирователей напряжения группы и с второй группой взводов блока сравнения кодов, выход которого соединен с нулетым входом второго трйггера, выход которого соединен с первым входом . второго элемента И, выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с нулевым входом первого трштера и с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соот- ветственно с выходами формирователей напряжения группы, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с информационньшш входами регистров сдвига первой группы, Отличающееся тем, что, с целью расширения его функциональных воэможностей путем обеспечения воэможности регистрации изменений логического состояния в промежутках времени между синхроимпульсами, в О) устройство введены элемент задержки, группа счетчиков, вторая группа регистров сдвига, причем установочный вход устройства соединен с вторым входом (Элемента ИЛИ, эыход которого соединен с входом элемента задержки, выход которого соединен с установочными входами счетчиков группы, счетные &0 входы которых соединень соответственно с выходами элементов И группы, выход перо tx вого элемента И соединен с синхровходами регистров сдвига первой группы, с вторым -ч1 входом второго элемента И и синхровходами регистров сдвига второй группы, информационные входы которых соединены соответствен но с выходами разрядов счетчиков группы. i

Фиг.З

л

S

ш

гл.

ж

и

Л

п

- t

t