Устройство для обнаружения сбоев синхронизируемой цифровой системы Советский патент 1985 года по МПК G06F11/16 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для диагностирования цифровых систем по сбоям.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет определения количества переходов при сбоях, вызванных логическими состязаниями сигналов.

На чертеже приведена структурная схема устройства для обнаружения возникнования сбоев синхронизируемой цифровой системы.

Предпагаемое устройство для обнаружения возникновения сбоев содержит элемент ИЛИ-НЕ 1, узлы 2 контроля, блок 3 синхронизации контролируемой систэмы, блоки 4 контролируемой системы, два одноврибратора 5 и 6, двоичный счетчик 7, триггер 8, элементы И 9 и 10, первый элемент ИПЕ 11, второй элемент И-НЕ 12, блок индикации 13, вход 14 синхронизации узла 2 контроля, вход 15 управления узла 2 контроля, информационный вход 16 узла 2 контроля, вход 17 начальных установок узлов 2 контроля выход 18 устройства, вход 19 начальной установки устройства.

Предлагаемое устройство предназначено для обнаружения сбоев, возникающих, в частности, из-за логических состязаний в. цифровых синхронизируемых системах. Они в случае их критичности сопровождаются крат ковре мен ными изменениями выходных сигналов блоков во время действия синхроимпульса, т.е. выходной сигнал не остается неизменным во время действия синхроимпульса, а изменяется либо как 1-0-1, либо 0-1-0. Принцип действия предлагаемого устройства основан на обнаружении таких переходов и подсчете их числа.

Устройство работает следукщим образом.

Вначале работы по входу 17 начальной установки устройства все узлы 2 контроля устанавливаются в начальное положение. Счетчик сбрасывается в ну левое состояние. На прямом выходе триггера устанавливается О, а на инверсном выходе и разрешающем входе V устанавливается 1, переводящая триггер в открытое состояние. На выкоде элемента Н-НЕ 11 устанавливается 1, на выходе элемента И-НЕ 12 л счетном входе триггера устанавливается О. Посредством элемента ИЛИНЕ 1 на всех входах 15 управления узлов 2 контроля устанавливаются сигналы 1.

Если в цифровой системе нет сбоев то устройство функционирует следующим образом.

С блока 3 синхронизации контролируемой системы на один из рабочих блоков 5 контролируемой системы и на один из узлов 2 контроля поступает синхроимпульс. На выходе блока 4 устанавливается сигнал 1 или О пусть по переднему фронту синхроимпульса. Это переключение в исправной системе происходит возможно с некоторой задержкой, но далее в процессе действия синхроимпульса изменения на выходе не происходит. Поступление синхроимпульса (уровень сигнала 1) на вход 14 синхронизации узла контроля вызывает появление.сигнала 1 на выходе элемента И 9, который переводит счетчик 7 в открытое состояние. По этой причине становится возможной реакция счетчика 7 на изменение сигнала на счетном входе, который подключен через элемент ИНЕ 11 и два одновибратора к информационному входу 16 узла 2 контроля. При исправном функционировании блока 5 на счетном входе счетчика 7 присутствует сигнал О, поскольку сигналы 1, поступающие на входы элемента И 10 с выходов одновибраторов 5 и 6 не появляются одновременно, так как один одновибратор вьщает сигнал 1 определенной длительности fco по переключению сигнала на входе из О в 1, а другой - Гсо из 1 в о. Д так как длительность СсоСИГ нала на выходах одновибратора выбирается из зависимости С «Т ,

f длительность синхросигнагде

ла, что достигается соответствующей настройкой одновибраторов путем подключения к соответствующим выводам конструкции элементов RC-цепочек, то при исправной работе блока 4 на выходе одной части сдвоенного одновибратора появляется сигнал 1 длительностью Т(;р« при переключении выхода блока 4 по переднему фронту синхросигнала, когда переключается сигнал на выходе блока 4, например из 1 в О, а на другом в некоторый другой момент времени также при появлении переднего фронта синхроимпульса переключение из О в 1 возможно в следующем такте или через несколько тактов воздействия синхроимпульсов, что зависит от логики работы блока 4.

Таким образом, нормальные измене-, ния сигналов на выходе блока 4 при исправной работе, происходящие под действием тактирующих синхросигналов на счетный вход счетчика 7 не поступают, так как длительность fj.p синхросигналов намного больше длительности сигналов на выходах одновибраторов 5 и 6. Отсюда видно, что при отсутствии сбоев в цифровой сиеW -

теме состояние всех узлов 2 контроля не изменяется.

При возникновении сбоя в цифровой системе с блока 3 синхронизации контролируемой цифровой системы на один из рабочих блоков 4 и на один из узлов 2 контроля поступает синхроимпульс, как и прежде. Но в этом случае на выходе блока 4 сигнал не устанавливается в однозначное состояние по переднему фронту синхроимпульса, а изменяется от О к 1,либо наоборот, возможно многократно. При этом изменении сигналов из О в 1 первый одновибратор 5 на своем выходе вьщает сигнал 1 длительностью fco а при изменении сигнала из 1 в О другой одновибратор 5 вьздает сигнал 1 длительностью f , при этом, поскольку сигналы сбоев появляются в виде бросков сигнала, или другими словами в виде игл и имеют как передний фронт, так и срез, то сигналы 1 с прямых выходов одновибраторов 5 и 6 перекрываются во времени, и на время перекрытия на выходе элемента И 10 появляется сигнал 1 с длительностью, равной времени перекрытия сигналов 1 с прямых выходов одновираторов. Сигнал 1 поступает на счетный вход счетчика 7, который отсчитывает число переходов 0-1-0 либо 1-0-1. Первый такой переход вызывает появление 1 на одном из выходов счетчика (в младшем разряде), это вызывает переключение элемента И-НЕ 11, и на его выходе появляется сигнал О. С этого момента дальнейшие изменения состояния счетчик 8

при подсчете числа переходов, рассмотренных ранее, не могут изменить .состояние элемента Н-НЕ 11, так как хотя бы на одном из его входов присутствует сигнал 1 при любом состоянии счетчика 7 в режиме счета С выхода элемента Н-НЕ 11 сигнал О поступает на первый вход элемента И-НЕ 12, однако переключения элемента И-НЕ 12 не происходит, так как на втором его входе присутствует сигнал 1 синхроимпульса. По этой причине триггер 8, вход которого соединен с выходом элемента И-НЕ 12 не может переключиться и находится в начальном состоянии. Как только заканчивается синхроимпульс, что равносильно появлению сигнала 1 на входе 14 синхронизации узла 2 контроля, на выходе элемента И 9 появляется сигнал О, который поступает на разрешающий вход счетчика 7, в результате чего счетчик 7 перестает реагировать на сигналы, поступакщие на его счетный вход. Одновременно сигнал О со входа 14 синхронизации узла 2 контроля поступает на второй вход элемента ИНЕ 12 и вызывает срабатывание триггера 8, на прямом его выходе появляется сигнал 1, а на инверсном Так как инверсный выход триггера 8 соединен с его управляющим входом V, то триггер переходит в закрытое состояние и перестает реагировать на сигналы, поступаюпо1е на его вход Т. Сигнал 1 с прямого выхода триггера 8 поступает на соответствующий вход элемента ИГШ-НЕ 1 и вызывает его переключение, при , этом сигнал О с его выхода поступает на вход 15 управления узлов 2 контроля. На выходах элементов И 9 устанавливается сигнал О, который поступает на управляющие входы счетчиков 7, в результате чего они перестают реагировать на сигналы, поступающие на их счетные входы. Состояния счетчиков 7 отображают блокр индикации 13.

С выхода 18 устройства сигнал о воз шкновенни сбоя Может передавать ся в блок управления цифровой сие- темой для фиксации такта, на котором произошел сбой.

УСТРОИСТЮ ДЛЯ ОБНАРУ«(ЕНИЯ СБОЕВ СИНХРОНИЗИРУЕМОЙ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ, содержащее элемент ИЛИ-НЕ, h. узлов контроля, каждый из которых содержит триггер, первый элемент И-НЕ, первый элемент И, элемент индикации, причем в каждом блоке контроля входы первого элемента И являются соответственно синхронизирующим и управляющим входами блока контроля, выход первого элемента И-ПЕ связан с тактовым входом триггера, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет определения количества переходов при сбоях, вызванных логическими состязаниями, в каждый узел контроля введены второй элемент И, второй элемент И-НЕ, счетчик, два одновибратора, причем входы одновибраторов объединены и подключены к выходу соответствующего блока контроля, выходы первого и второго одновибра- торов связаны с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, сбросовый вход которого связан с входом начальной установки устройства, синхронизирующий вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, выходы разрядов счетчика подключены к соответствующим i входам второго элемента И-НЕ и к входам элемента индикации, выход вто-г (Л рого элемента И-НЕ связан с первым С входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого связан с синхронизирующим входом соответствующего блока контроля, сбросовый вход триггера свя.зан с входом начальной установки устройства, установочный вход триггера связан с инверсным выходом триггера, прямой выход которого подключен к соответствующему входу элемента ИПИ-НЕ, выход которого является управлякхцим выходом устройства.