Устройство для контроля цифровых узлов Советский патент 1987 года по МПК G06F11/26 

. Изобретение относится к вычис- литепьной технике и предназначено для поиска неисправностей в аппарат- laix средствах цифровой вычислительной техники, в том числе для анализа выходных последовательностей при тестовом контроле цифровых узлов ЭВМ

Цель изобретения - увеличение глубины диагностирования путем выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства на базе сигнатурного анализатора, предназначенного для выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью для и Cf(x) 1+х +х +х +х ; на фиг, 2 - схема блока синхронизации; на фиг, 3 - схема проверяемого цифрового узла, состоящего из элементов, охваченных обратной связью.

Устройство содержит генератор 1 тестов, проверяемый цифровой узел 2 группу из m элементов ИСКЛЮЧАНХЦЕЕ ИЛИ 3, группу из m элементов ИЛИ 4, т-входовый элемент И 5, первый 6 и второй 7 блоки элементов коммутации первый 8 и второй 9 элементы коммутации, 6-входовый сумматор 10 по модулю два, Т-триггеры 11, п-входовый элемент RFIH 12, элемент 13 индикации, D-триггеры 14, образующие п- разрядный сдвиговый регистр, и блок 15 синхронизации.

Блок 15 синхронизации образуют первый 16 и второй 17 формирователи одиночного импульса, генератор 18 тактовых импульсов, счетчик 19, элемент И 20 и элемент 21 задержки,

Проверяе1Фш тдифровой узел содержит элемент ЗИЛИ-НЕ 21, двухвходо- вый сумматор 22 по модулю два (элемент М2), D-триггер 23, элемент ЗИ 24, элемент 2ИЛИ 25, элемент НЕ 26, Позициями 27-40 обозначены внутренние точки проверяемого цифрового уз.па,

I

Устройство работает следующим

образом.

Работа начинается с подачи сигнала Пуск (положительный потенциал), на вход блока 15 синхронизации (фиг. 2), по которому вырабатываетс одиночный импульс на шине 15,1, Это импульс поступает на установочные входы триггеров 14 и через второй элемент 9 коммутации на установочны

0

5

0

5

0

5

0

5

входы триггеров I1, Под действием этого импульса все триггеры устанавливаются в нулевое состояние. Кроме того, все элементы проверяе- . мого цифрового узла 2 и генератора 1 тестов устанавливаются в первоначальное, строго определенное состояние.

Одиночный и myльc, сформированный на шине формирователя 16, подается на R-вход счетчика 19 блока 15 синхронизации, устанавливая на счетчике нулевой код, который формирует на выходе 16-входового элемента И 20 (16 - количество разрядов счетчика) нулевой уровень, подавае- емый на вход управления генератора 18 тактовых импульсов. Генератор 18 тактовых иьтульсов состоит из трех последовательно включенных элементов НЕ, резистора и емкости. Генератор 18 начинает генерировать последовательность синхронизирующих импульсов при наличии нулевых уровней на двух входах разрешения выходного элемента ИЛИ-НЕ, Через промежуток времени , определяемый элементом 21 задержки, на втором входе управления элемента ИЛИ-НЕ формируется нулевой разрешающий уровень, после чего генератор 18 тактовых импульсов Начинает генерировать серию импульсов, количество которых определяется емкостью счетчика 19, Допустим,блок 15 генерирует серию из (2 - 1) импульсов, так как под действием ( 1)-го импульса на счетчике 19 устанавливается код 1111111111111110, подавае « 1й на 16- входовый элемент И 20, на выходе которого форми(уется единичный уровень, подаваемый на управляющий вход генератора 18 тактовых импульсов. После этого генератор 18 прекращает генерирование тактовых импульсов. При этом формирователем 17 на шине формируется одиночный импульс, который подается на вход с Т-триггеров 11. При этом на Т-триг- герах 11 происходит суммирование по модулю два содержимого D-триггеров 14 с содержимым соответствующих Т-триггеров 11,

Под действием каждого тактового импульса генератор 1 тестов выдает тест, который поспутает на входы проверяемого цифрового узла 2,

Рассмотрим работу устройства на примере диагностирования неисправности в цифровой схеме (фиг, 3),

Предположим, что в результате анализа выходных реакций цифровой схемы оказалось, что сигнатура S. , полученная на шине 40, отличается от эталонной сигнатуры S, , В.результате последовательного анализа сигнатур по шинам 39, 38, 37, 36, 34, 35, 33, 32, 31, 30, 29, 28,

27 оказалось, что только сигнатуры ,Р Р оР оР Р -Р

40 Э« 44 32 S

30

И S

Z9

отличаются от соответствующих эталон- нь1х сигнатур S , , -S , S,, , SjjjH . Таким образом можно заключить, что неисправный элемент ил элементы находятся среди элементов ЗИЛИ-НЕ, М2, ЗИ, НЕ и D-триггер. При Помощи предлагаемого устройства можно определить, какой или какие из этих элементов неисправны, т.е. можно провести диагностирование с точностью до элемента, входящего в кольцо указанщ 1х элементов.

Вначале получим сигнатуру s как результат сжатия последовательности состоящей из (2 - 1) единиц. Для этого первый элемент коммутации группы 6 подключен к шине 1, первый элемент коммутации группы 7 - .к шине О, а остальные элементы коммутации группы 7 - к шине 1. Первый элемент 8 коммутации подключен к шине О, а второй элемент 9 коммутащ1и установлен в замкнутое состояние. Щуп сигнатурного анализатора закреплен на шину питателя, Необходимо подать сигнал Пуск на блок 15. Через (2 - 1) тактов на D-триггерах 14 формируется сигнатура S , которая с появлением импульса на шине блока 15 синхронизации записывается на Т-триггерах 11, Затем, .не меняя положения элементов 6-8 коммутации, элемент 9 коммутации подключают к шине О, Первый щуп закрепляют в точке 38, Подавая сигнал Пуск на И-тртлгтеры блока 14 получают сигнатуру , которая с появлением импульса на шине 15.3 программируется по модулю два с содержимым Т-триггеров П, Таким образом, на Т-триггерах 11 располагается сумма S © В случае нера венства сигнатур S Ф на выходе элемента ИЛИ 12 находится единичный сигнал и при этом лампочка блока 13 индикации горит, В. противном случае

837724

ког далампочка ие горит, , следовательно, в точке 38 схемы присутствует неисгфавность типа тождественная 1, которую необходимо

с. устранить. Сравнивая аналогичным

рР р

способом сигнатуры S,, , S , S.,Q и 829 с сигнатурой S , определяется наличие неисправностей типа тождественная 1 и устраняют их. Далее

О получают сигнатуру S путем сжатия последовательности из (2 - 1) нулей. Сигнатура S содержит все нули, ПОЭТОМУ она получается при подаче сигнала Пуск на Т-триггерах,

15 когда/элемент 9 коммутации находится в замкнутом состоянии. Оставляя элементы 6-8 комм тации в прежнем состоянии и подсоединяя щуп при зажима к точке 38 схемы

20 (фиг, 3), подают сигнал Пуск блока 15, При этом получают сигнатуру , которая с появлением импульса на шине блока 15 записывается на Т- триггерах 11, В случае неравенства

сигнатур f S° на выходе элемента 12 формируется единичный ур-овень и лампочка блока индикации 13 загорается, В противном случае, когда

Q Ч 38

лампочка блока 13 индикации не горит, следовательно в точке 38 схемы присутствует неисправность тождественный О, которую необходимо устранить. Получая аналогичным

РРР

образом сигнатуры S,,, Sj и sL и сравнивая их с сигнатурой S, . определяют неисправности типа тождественный О и устраняют их,

Если после проведения описанных

процедур зя Диагностирование проводят следующим образом,

Проверим исправность элемента 24, Дпя этого первые три элемента коммутации групп 6 и. 7 соединяют с ши

ной О, а остальные элементы коммутации этик групп - с шиной 1, Элемент 8 коммутации соединен.с пи- ной О, а элемент 9 коммутации устанавливают в замкнутое состояние,

Первые три щупа подсоединены соответственно к точкам схемы 36, 34 и 37 (фиг, 3), Подав сигнал Пуск на блок 15, получают на Т-триггерах li сигнатуру , Состояние элементва 8

коммутации не изменяется, состояние первых элементов коммутации групп 6 и 7 также не изменяется, а остальные элементы коммутации группы 7 подключают к шине 1, Элемент

9 подключают к шине

Подав сигнал Пуск, ма В-тригг(рах 14 получают сигнатуру Sjj; , которая с. почв- пением импульса на шине блока 15

cyMNrapyrorcH по модулю два с сигнаэр

турой Sjj и результат S,g загатсывается в Т-триггеры 11, В случае равенства сигнатур и на выходе элемента 12 имеется нулевой уровень и лампочка блока 13 индикации не горит, что свидетельствует с5 исправности элементов 24 (фиг, 3 В противном случае лампочка горит и элемент 24 неисправен.

Проверим исправность D-триггера 23.

Первые элементы коммутации группы 6 подключены к шине О коммутации группы

-;

К шине

элементы Ч.

Элемент 8 коммутации подключен к шине 1, а элемент 9 коммутации установлен в замкнутое состояние. Первый щуп закреплен в точке 34. Подав сигнал Пуск, получают сигнатуру , которая записывается на Т-триг- герах 11. Состояние элементов коммутации групп 6 и 7 не изменяется , а элемент 9 переводят в положение О, Первый щуп закреплен в точке 35. Подав сигнал Пуск на блок 15, через (2 - Птактов на D-триггерах 14

рл

получают сигнатуру S , которая с появлением импульса на шине 15.3 блока 15 суммируется по модулю два с сигнатурой 5з4 и записывается в Т-триггеры И, Таким образом, в Т-триггерах записывается S,® 35® 0S . Если лампочка блока 13 индика- горит, то S,,,® S, У: S , т.е. триггер неисгфавен. В противном случае ®5з5 S , триггер исправен и лампочка блока 13 индикации не горит.

Проверим элемент М2.

Для этого состояние элементов коммутации групп 6 и 7 не изменяют, элемент 8 переводят в состояние О, элемент 9.находится в замкнутом положении. Щуп подключают к точке 30 схемы (фиг. 3). Подав сигнал Пуск, получают сигнатуру , Не изменяя состояния элементов 6,7 и 8, элемент 9 переводят в положение О. Щуп подключают к точке 31 схемы (фиг. 3) Подав сигнал Пуск, получают сигнатуру Sjo® S:) . Подключив щуп к точке 32 и не меняя положения всех элементов ком1-1утации, получают сиг

,

на гуру S ® S(+) Sf , Если лямпоч- ка блока 13 ин;щкации горит, то , S , т.е. элемент М2 неисправен. В противном случае © 5 ®S.j| w лампочка блока 13 индикации не горит и элемент М2 исправен. Проверим элемент ЗЙЛИ-НЕ. Для этого первые три элемента группы 6 устанавливают в I, а

Ш три первых элемента группы 7 - в О. Элемент 8 устанавливают в 1, а элемент 9 - в замкнутое положение. Первые три щупа подключают соответственно к точкам 27 - 29. Подав

J5 сигнал Пуск, получают на Т-триггерах 11 сигнатуру Ззд . Состояние первого элемента группы 7 не изменяется, а остальные переводятся . Элемент 9 переводится в О. Первый

20 щуп подключают к точке 30. Подав

сигнал Пуск, на Т-триггерах 11 получают сигнатуру 8,о@8зп« Если

30 ЪО

при этом лампочка блока 13 индикации не горит, то , т.е. мент ЗИЛИ-НЕ исправен. В противном

р 1 случае, S 4 и элемент ЗИЛИ-НЕ

неисправен.

Проверим элемент НЕ.

Для этого не изменяя состояния 30 элементов 6 - 8, элемент 9 переводят в замкнутое положение. Первый щуп подключают к точке 29 и подают сигнал Пуск. В результате получают сигнатуру 829 Затем элемент 8 35 переводят в 1, а элемент 9 - в О. Первый щуп подключают к точке 38 и подают сигнал Пуск. В результате получают сигнатуру S,.®S,., .

Если лампочка блока 13 индикации го- 4Q рит, то © y S и элемент НЕ неисправен. В противном случае 82, © s , лампочка блока индикации не горит и элемент НЕ исправен.

Таким образом, предлагаеьялй сиг- 45 натурный анализатор позволяет определять исправность элементов, входящих в кольцо элементов, охваченных обратной связью.

50 Формула изобретения

1. Устройство для контроля цифровых узлов, содержащее п-разрядный сдвиговый регистр на D-триггерах, 55 сумматор по модулю два и блок синхронизации, причем группа выходов п-разрядного сдвигового регистра, соответствующая образующему полиному, соединена с группой входов сум

мя.тора no модулн) два, пыход которого соединен с. инфррмацнонным входом первого D-триггера, входа сброса всех D-триггеров объединены и подключены к первому выходу блока син- хронизации, синхровходы всех Б-триг геров объединены и подключены к второму выходу блока синхронизации, отличающее ся тем, что, с целью увеличения глубины диагнос- тирования путем выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью, оно содержит п Т-триггеров, группу из m элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ, где m - максимальное количеств входов элементов внутренней структуры проверяемого цифрового узла, групу из m элементов ИЛИ, т-входовый элемент И, п-входовый элемент ИЛИ, два блока элементов коммутации, два элемента коммутации и элемент индикации, причем первый вход сумматора по модулю два соединен с выходом первого элемента коммутации, первый и второй входы которого соединены

соответственно с шинами О и 1 устройства, второй вход сумматора по модулю два соединен с выходом щ-входового элемента И, входа которого соеданены с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, первые входы элементов ИЛИ соединены с выходами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ.ИЛИ группы, первые входы которых образуют группу информа- ционных входов устройства для подключения к группе выходов проверяв- мого узла, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ И1Ш группы и элементов ИШ группы подключены к соответству- ющим выходам первого и второго блоков коммутации соответственно, пер

8

вые и вторые входы блоков коммутации подключены к шинам О и устройства соответственно, выходы каждого из D-триггеров соединены со счетными входами соответствующих Т-триггеров, синхровходы которых объединены и подключены к третьему выходу блока синхронизации, входы сброса Т-триггеров объединены и через второй элемент коммутации подключены к первому выходу блока син хронизации, выходы всех Т-триггеров соединены с соответствующими входами п-входового элемента ИЛИ, выход которюго соединен с входом элемента индикации.

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок синхронизации содержит два формирователя одиночного импульса, генератор тактовых импульсов, счетчик, элемент И и элемент задержки, вход которого соединен с входом первого формирователя одиночного импульса и является входом Пуск блока, выход элемента задержки соединён с первым разрешающим входом генератора тактовых импульсов, второй разрешающий вход которого соединен с входом второго формирователя одиночного импульса и выходом элемента И, группа входов которого соединена с группой разрядных выходов счетчика, вход сброса счетчика соединен с выходом первого формирователя одиночного импульса и является первым выходом блока, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовых импульсов и является вторым выходом блока, выход второго формирователя одиночного импульса является третьим выходом блока.

liqj

ФИг.2

36

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для поиска неисправностей в аппаратных средствах цифровой вычислительной техники, в том числе для анализа выходных последовательностей при тестовом контроле цифровых узлов ЭВМ. Целью изобретения является увеличение глубины диагностирования за счет выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью. Устройство содержит генератор тестов, n-paзpяднt й сдвиговый регистр на D-триггерах, сумматор по модулю два и блок синхронизации, а также п Т-триггеров, группу из m элементов ИСКПЮ ШаДЕЕ ИЛИ, где m - максимальное количество входов элементов . внутренней структуры проверяемого цифрового узла, m двухвходовых элементов ИЛИ, т--входовый элемент И, п-входовый элемент ИЛИ, две группы элементов коммутации, два элемента коммутации и элемент индикации. Предлагаемое устройство кроме обеспечения свертки выходных реакций проверяемого цифрового узла методом сигнатурного анализа позволяет дополнительно реализовать функции различных логических элементов, количество входов которых не превышает та (И, ШЖ, НЕ, М2, И-НЕ и др.)., а также проверять элементы памяти (D-триггера), что позволяет, в свою очередь, локализовать неисправность в проверяемом узле с точностью до указанных элементов, даже в случае, если они охвачены кольцом обратной связи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. с $ (Л

W ipaz.3