Сигнатурный анализатор Советский патент 1985 года по МПК G06F11/26 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быт использовано при наладке, кчнтроле и диагностике цифровых устройств и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. Jf 962962.

Цель изобретения - увеличение диагностических возможностей за сче фиксации всех ошибок кратности, меншей восьми, при обеспечении возможности определения порядковых номеро искаженных символов в случае двойной ошибки, .

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого сигнатурнога анализатора; на фиг. 2 - временная диаграмма сигналов на выходе мультиплексора для различных циклов контроля при , -1; на фиг. 3пример процесса формирования сигнатур в случае, если ошибки происходят на 7 и 19 тактах.

Процесс локализации ошибок для случая, изображенного на фиг. 3, иллюстрируется, таблицей. Сигнатурньш анализатор (фиг. 1) содержит п-тзазрядный двоичный счетчик 1, группу из (п+1) элементов И 2, группу из (п+1) триггеров 3, второй (log, п)-разрядный двоичный счетчик 4, триггер 5,.мультиплексор 6, регистр 7, группу 8 из (п+1) элементов ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, синхровход 9,первый управляющий вход 10, первый информационный вход 11, второй управлякщий вход 12, установочный вход 13, группу информационных входов14, первую группу 15 информационных выходов,, вторую группу 16 информационных выходов.

Сигнатурный сигнализатор работает следующим образом.

Перед началом работы положительным импульсом- (Сброс), формируем мым на входе 13 анализатора, триггер 5 и счетчик 4 устанавливаются в начальное (нулевое ) состояние. Затем на входах 14 анализатора;устанавливается код сигнатуры SQ двоичной последовательности X без ошибок соответствующий начальному циклу контроля, который аписьюается в триггеры 3 с приходом по входу 10 анализатора положительного импульса Старт. Этим импульсом устанавливается в исходное (нулевое ) состояние счетчик 1. Сигналом логического нуля с выхода триггера .посту93680 . 2

пающего на вход стробирования мультиплексора 6j запрещается прохождение сигналов с входа данных на выход мультиплексора, при этом на

5 третий вход всех элементов И 2 на протяжении всего начального цикла - контроля поступает сигнал логической единицы.

Двоичный счетчик 1 осуществляет:

to счет синхроимпульсов анализируе МОЙ двоичной последовательности и, присваивая тем самым порядковый номер каждому двоичному символу этой последовательности. Каждый символ

f5 последовательности, равньш единице, открывает логические-элементы И 2, разрешая прохождение кода, соответствующего порядковому номеру этого символа, в накапливающий сумматор

2Q по модулю два, выполненный на триггерах 3. Таким образом, после прохода последнего синхроимпульса последовательности в триггерах 3 хранится результат суммирования по модулю

25 два сигнатуры последовательности без- ошибок и сигнатуры анализируемой последовательности, представляющий собой сумму по модулю два номеров тактов, на которых происходит искажение символов последовательности, т.е.

V Sox®So2 Sl®Ayi®,..;,®A,.

ч

где К - кратность ошибок в анализируемой последовательности,

Окончание анализируемой последовательности задается положительным импульсом Стоп, поступающим на вход 12 анализатора от объекта контроля. Этот сигнал записывает

1 в триггер 5, разрешая прохождение сигналов с входа на выход мультиплексора 6 на протяжении всех остальных п циклов контроля, и переписывает в регистр 7 код из триггеров 3. Этот код хранится в регистре 7 также на протяжении всех остальных п циклов контроля. Кроме того, сигнал Стоп , поступая на счетный вход счетчика 4, наращивает содержимое последнего на единицу.

В каждом из п последующих циклов .контроля определяется сигнатура для определенной части исходной последовательности Z подпоследовательности Z. ZR., где - функция Радемахера i-ro порядка (, 2,. ...,п). Из исходной последовательности для получения i-x сигнатур S вырезают3

ся только те такты, на которых значения i-x функций равны 1, Например, при сигнатура образуется из символов последовательности Z, расположенных на нечетных тактах, при - из символов, рас-/ положенных на четных парах тактов, при - на второй половине последовательности Z. Если не совпадает ХОТЯ бы одна пара сигнатур S и , то ошибки обнаруживаются даже, при S(( (S - сигнатура соответствующей подпоследовательности образцовой последовательности). .

В качестве генератора функций Радемахера используется счетчик 1 (1 в данном случае представляет собой номер разряда этого счетчика). В каждом из п циклов контроля на третий вход элементов И 2 через мультиплексор 6 подключается один из выходов счетчика 1,. номер которого (1) соответствует адресу, сформированному на выходе счетчика 4. Наращивание счетчика 4 на единицу к третьим входам элементов И 2 осуществляется в момент окончания предьщущего цикла контроля Импульсом Стоп.

Таким образом, перед началом 1-го цикла контроля () сигналом

Стоп содержимое счетчика 4 наращивается на единицу, и к третьим входам элементов И 2 через мультиплексор 6 подключается выход 1-го разряда счетчика 1. Затем сигналом Старт, формируемым на входе 10 анализатора, в триггеры 3 по входам

14 записывается сигнатура S., и устанавливается в исходное состояние счетчик 1.

Далее (до прихода очередного импульса Стоп ) работа происходит так же, как и на начальном цикле контроля однако S- представляет собой сумму по модулю два уже не всех номеров тактов, на которых происходит искажение символов последовательности и, а только тех, которые совпа- дают с единичным значением R. (например, при il суммируются номера только нечетных искажений тактов). Таким образом получают п сигнатур

8„ -Siv.Процесс формирования этихсигн

тур представлен на фиг. 2,где показаны сигналы на выходе мультиплексора

6,представляющие. собой функцииРаде махера для различных циклов контроля при и .

36804

На фиг. 3 приведен конкретный пример процесса формирован11я подпоследовательностей Z. и Х при , -1 и ошибках на седьмом

5 (00111) и девятнадцатом (10011)

такта х, а в таблице - соответствующие им С1|гнатуры. Сигнатуры S . и S,2 являются суммами по модулю два номеров тактов, на которых символы

0 последовательностей Х,- и Z равны единице, а ,,; S,-. равно также сумме по модулю два номеров тактов искаженных символов.

Если S(,S,...S,,0, де)5 лается вывод об отсутствии ошибок в двоичной последовательности Z.

Противоположная ситуация указывает на наличие ошибок. При этом, если число ошибок в первой или второй

20 половине анализируемой последовательности, входящих в , нечетно, то п-й и (п+1)-и триггеры 3 соответст-г венно устанавливаются в единичное состояние,

25 Таким образом, использование прямого и инверсного выходов старшегоразряда счетчика 1 позволяет осуществлять контроль на четность двоичной последовательности на всей ее

30 длине, что дает возможность обнаружения всех ошибок нечетной кратное-j ти. Если происходит одна ошибка, то S представляет собой двоичное число, являющееся номером такта, на котором происходит эта ошибка. Если

35 происходят две ошибки , то SQ есть сумма по модулю два номеров тактов, на которых они происходят. И, когда после окончания некоторого 1-го цикла контроля на второй группе 16 ин40формационных выходов в результате сложения по модулю два SQ и S- -у появляется код, не равный нулю и не равный Sp , этот код является номе-

, ром такта одной из ошибок. Код номечЛ

. ра такта, на котором происходит другая ошибка, в это время присутствует на первой груТппе 15 информационных выходов.

50 Обнаружение всех ошибок кратности, меньшей восьми, обеспечивается за счет того, что предлагаемый сиг натурный анализатор получает не одну, а (п+1) сигнатур, представляющих собой Jcигнaтypы разложения анализируемой двоичной последовательности по системе функций Радемахера. При этом все ошибки нечетной крат- ности обнаруживаются.благодаря конт ролю на четность, осуществляемому при помопщ п-го и (п+1)-го триггеро группы, ошибки кратности два - за счет того, что не существует двух различных двоичных векторов, кото рые в сумме по модулю два дают ноль ошибки кратности четыре и щесть за счет специфики разложения по сис теме функций Радемахера, которая приводит к такому распределению оши бок между получаемыми сигнату15ами, которое всегда обнаруживается. Определение адресов ошибочных тактов в случае двойной ошибки основывается на том, что при разложении по системе функций Радемахера найдется хотя бы одна сигнатура, представляющая собой адрес юдной из ошибок а так как ошибок две, то адрес второй ошибки может быть полу чен при помощи сложения по модулю два этой сигнатуры с сигнатурой начального цикла контроля, содержащей обе ошибки. Кроме того, уменьшается количество необнаруживаемых конфигураций ошибок для . Пусть контролируемая последовате ность содержит ровно четыре ошибки. т.е. имеет место ситуация v Ф ©A, . Тогда, если , ошибки обнаружены, если о, то наличие ошибок обнаружено некоторой сигнатурой Sjv, , У которой хотя бы один разряд равен единице. Так как .все векторы A-J-I - А. различны (они представляют собой номера тактов , на которых происходят ошибки ), то найдутся по меньшей мере два разряда 1 и J, в которых различаются все векторы ошибок. Эти четыре двухкомпонентные вектора (с точностью до несущественно здесь перестановки ) в разрядах 1 и | имеют вид При разложении по системе. функций Радемахера соответствукицие разряды 1 и j для сигнатур имеют вид Sj (1, j)0 А ,, (1, j)©0 А, (1, j) Ф ГА(1,3)©1 Ay(l,.1); S....,,(lo)0Av, (1о)Ф1 A«,2( ® О А,з(1Л®1 Ay4(l.j), т.е. S.|v, (1,з)А.э(1,з)ФА(1.j) ()®(-f )( S;,,(l,j)A-,,(l,j)©Aj(lo) ()Ф(-|-)(4-). Таким образом, поскольку имеются разряды част-ных сигнатур S gy и S -, неравные 0 происходит обнаружение ошибок кратности 4 При доказательство проводится аналогично. В случае, если происходит одино - ная ошибка все сигнатуры S. - S принимают только два значения, равные О или , а состояние п-го и (п+1)-го т иггеров 3 указывает на нечетное количество ошибок, т.е. S явлйётся двоичным кодом номера такта, на котором происходит одиночная ошибка. То же лроисходит в слу-; чае, если ошибок К, но при этом (К-1)i ошибки компенсируются, т.е. при A,j,®A,,j®,...,®A,(,, 0, Если хотя бы одна из ошибок А,) не компенсируется в какой-либо из.сигнатур, то это приводит к появлению. , -fSay и не равной 0. В случае двойной .ошибки все сигнатуры могут принимать только четыре различных значения, а именно: ov vi® « -v А,2;-0 (при этом сумма по модулю два значений двух частных сигнатур, не. равных S у, О, должна быть равна Spy). Анализ ситуации и принятие решения о наличии одной, двух и большего числа ощибок или об их отсутствии осуществляются оператором, эти функции можно выполнить и на ЭВМ, вводя в не информацию с выхода триггеров 3. 7 . С помощью предлагаемого анализатора можно локализовать и некоторые ошибки, кратностью не более п. В частности, это возможно, если коды номеров тактов последовательности на которых происходят ошибки, отличаются один от другого хотя бу в од ном разряде. 808 Возможность обнаружения с помощью предлагаемого анализатора всех ошибок кратности, меньшей восьми, и нечетной кратности а также опреде- i ления местоположенияодиночной или двойной ошибки существенно сокращает время отладки и испытания сложных цифровых устройств иповьштает ихкачество.

«о

li

СИГНАТУРНЫЙ АНАЛИЗАТОР по авт.св. № 962962, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения диагностических возможностей за счет фиксации всех ошибок кратности, меньшей восьми, при обеспечении возможности определения порядковых номеров искаженных символов в случае двойной ошибки, в него введены второй счетчик, триггер, мультиплексор, регистр и группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вход уста- новки в о второго счетчика соединен с входом установки в О триггера и является входом сброса анализатора, счетный вход второго счетчика соединен с единичным входом триггера и является управляющим входом анализатора, единичный выход каждого разряда второгосчетчика соединение соответствующим входом адреса мультиплексора, прямой выход триггера соединен с входом стробирования мультиплексора и входом записи регистра, выход мультиплексора .соединен с третьими входами всех элецентов И группы, каждый вход данных .мультиплексора с оединен с единичным выходом соответствующего разряда перi вого счетчика, выход каждого триггера группы соединен с первым вхо-« (Л дом соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и с соответствующим входом данных регистра, каждый выход которого соединен с вторым входом соответствующего;, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, выходы которых являются второй группйй со информационных выходов анализатора. Од (Х