Устройство для контроля и диагностики блоков микроЭВМ Советский патент 1988 года по МПК G06F11/26 

1 .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматизированной проверки функционирования и нахождения неисправностей в цифровых узлах и блоках дискретных объектов в условиях и производства.

Цель изобретения - увеличение глубины контроля.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство контроля; на фиг,2 - блок управления; на фиг,-3 - блок сравнения и индикации; на фиг.4 - блок шинных формирователей; на фиг.5 - пример подключения блока согласования к эталонному блоку.

Устройство (фиг.1) содержит блок 1 управления, блок 2 памяти тестовых команд, блок 3 сравнения, блок 4 шинных формирователей, эталонную микро- ЭВМ 5, эталонный блок 6 .эталонной микроэвм, блок 7 согласования, блок индикации, контролируемый блок 9.

Блок управления (фиг.2) содержит триггер 10 пуска, мультиплексор 11, регистр 12, схему сравнения, образованную элементами 13 сравнения и элементом И-НЕ 14, формирователь 15 импульса сброса, вход 16 начальной установки, элемент ИЛИ 17, элементы НЕ 18 и 19, элемент 20 задержки, бло 21 задания начальных условий, коммутатор 22 с элементами 23 коммутации.

На фиг.2 обозначены: а - выходы задания входов-выходов k-ro контролируемого блока диагностируемой микроэвм; b - группа выходов задания кода управления направлением обмена блок-а задания начальных условий; с - выходы номера конечного oTCiieTa контроля эталонной микроэвм; е - группа выходов задания номера начального адреса тестовой команды; f - выходы задания номера теста.

Блок 3 сравнения содержит элементы 24 сравнения, элементы И-НЕ 25, триггеры 26, элемент ИЛИ 27 с инверсными входами, времязадающие цепи 28, элементы И-НЕ 29 и 30,

Блок 8 индикации образован элементами НЕ 31 и элементами 32 индикации

Блок шинных формирователей (фиг.4 построен на нескольких шинных формирователях 33.

На фиг.5 обозначены отдельные микросхемы эталонного блока: элементы И-НЕ 34-36, элементы НЕ 37, триггер 38.

F

0

Блок 2 памяти тестовых команд предназначен для ввода программы в эталонную микроэвм (объект).

Блок сравнения служит для сравнения сигналов, поступающих с эталонного блока 6 и проверяемого блока 9 через блок 4 шинных формирователей.

Блок 4 шинных формирователей служит для подключения проверяемого блока в процессе контроля к эталонному объекту (это может быть не только микроэвм) и обеспечивает его функционирование даже в слу.чае наличия неисправности в проверяемом блоке.

Эталонная микроЭВМ (объект) предназначена для обеспечения работы эталонного блока 6 в реальном масштабе времени. Эталонный блок 6 предназначен для получения потока эталонных сигналов на своих выходах, а также для получения управляющих сигналов, обеспечивающих переключение схем с высоким импедансом в эталонном бло5 ке 6, и является составной частью эталонного объекта 5.

Блок 7 согласования предназначен для съема сигналов в контрольных точках эталонного блока, где форми0 руются управляюпще сигналы - переключение входов-выходов схем, входящих в состав блока 6.

На фиг.5 представлен пример подключения эталонного блока 6 к уст5 ройству. Блок 6 соединен с устройством, а именно с блоком 4 контактами а, Ь, с, причем контакт может быть как входом, так и выходом в зависимости от значения сигнала в точке М.

0 Если в точке М О, контакт является входным контактом блока 6, при этом элемент И-НЕ 36 находится в состоянии высокого импеданса и по его контакту может поступать в блок

5 6 с эталонного объекта входная информация. Если же в точке М - 1, то контакт является выходом- и информация поступает из блока 6 в эталонный объект 5. Чтобы обеспечить пра-

0 вильйую параллельную работу проверяемого блока, необходимо в проверяемый блок подавать информацию, когда контакт является входом, и запирать шинный формирователь 33Q , когда кон5 такт является выходом. Управление шинным формирователем осуществляется сигналами управления, которые формируются в точке М и через соответствующий щуп с согласующим устрой

ством а блока 7 и через коммутатор 22 блока 1 управления подаются на управляющий вход ВК шинного формирователя 33 q .

Контакт b является вькодным контактом элемента И-НЕ 35 по отношению к блоку 6, поэтЬму шинный формирователь ЗЗЬ долЛен быть заперт, чтобы можно было сравнить сигналы с эталонного блока 6 и проверяемого. Режим работы формирователя ЗЗЬ определяется работой коммутатора 22 блока 1 управления. При этом на коммутационный элемент 23Ь подаются следую- щие сигналы. Состояние первого входа безразлично, так как управление элементом 23Ъ осуществляется с блока 1 управления. На второй и четвертый входы подается О, а на третий вход элемента 23Ь - 1.

Контакт с является входным на эле менте ЗА, Состояние шинного формирователя 33с также определяется сигналом, вырабатьшаемым коммутатором 22, В этом случае на элемент 23с подаются следующие сигналы: на первый вход - безразлично какой, на второй вход - О, а на четвертый вход - 1, При этом на управляющий вход ВК шинного формирователя 33с подается О, Шинный формирователь .33с передает сигнал с входа А на выход В. Даже если на проверяемом блоке будет неисправлен этот контакт (например, замыкание с общим проводом), это не вызовет сбоя эталонного объекта 5, так как входы эталонного блока 6 и проверяемого развязаны, но несовпадение сигналов также будет об наружено схемой сравнения. Для контактов b и с соглас5пощие устройства в работе не участвуют.

В зависимости от функционального назначения блока 6 могут быть различные сочетания контактов этого блока. Но устройство позволяет при различных комбинациях контактов обеспечить параллельную работу проверяемого и эталонного блоков, причем проверяемый блок не будет сбивать работу эталонного объекта даже в том случае, если в проверяемом блоке будут неисправности.

Устройство работает следующим образом.

По команде с блока 1 блок 2 осуществляет ввод команды в эталонный объект 5, К устройству подключаются

0

0

5

5

о д

5

5

0

эталонный блок 6, соответствующий контролируемому блоку, и очередной контролируемый блок того же типа, что и эталонный.

В блоке 1 управления делаются следующие подготовительные операции и подключения: в соответствии с принципиальной схемой проверяемого блока делаются подключения для формирования управляющих сигналов, которые поступают на блок 4 с коммутатора 22 и управляют работой схем, осуществляющих подключение контактов проверяемого блока к одноименньм контактам эталонного объекта 5, если этот контакт блоков является входом, или отключение этого контакта проверяемого блока от контакта объекта, если кон- Такт является выходом блока; в соответствии с принципиальной схемой проверяемого блока формируются цепи для трансляции управляющих сигналов блока 7 на блок 4, который осуществляет либо параллельное подключение контактов проверяемого блока к идентичным контактам эталонного блока 6, либо отключение от них в соответствии с изменением управляющих сигналов , если эти контакты погружены на схемы с высоким импедансом, т.е. могут быть как входами, так и выходами; записьшается стартовый адрес контролируемого теста; записывается номер конца теста.

Щупы блока 7 устанавливаются в точках эталонного блока 6, в которых формируются сигналы, осуществляющие переключение микросхем с высоким импедансом.

По команде с блока 1 управления , осуществляется запуск программы эталонного объекта 5 и начинается диагностика проверяемого блока. Номер текущей команды фиксируется блоком управления и хранится в течение исполнения команды. Проверяемый блок подключается к эталонному объекту -5 и блоку 3 через блок 4 сопряжения, но на проверяемый блок с эталонного объекта 5 поступают только входные сигналы. Сигналы с контактов проверяемого блока через блок 4 поступают на блок 3 сравнения. Если контакты проверяемого блока нагружены на схемы с высоким импедансом, то съем выходных сигналов с этих контактов осуществляется одновременно с приходом управляющих сигналов на блок 4.

Эти сигналы управления снимаются с эталонного блока 6 блоком 7 и через блок 1 управления подаются на блок 4 С контактов эталонного блока 6 блоком 4 ооуществляется съем сигналов и передача их на блок 3 сравнения. В блоке 3 сравнения происходит попарное сравнение и оценка временных сдвигов фронтов импульсов. Если временной сдвиг больше определенного интервала-допуска, то В блоке 3 вырабатывается сигнал, который поступает в блок 1 управления, где вырабатывается сигнал останова эталонного объекта 5. Блоком 8 индикации отображается номер команды, на которой произошло несравнение, и номера контактов, на которых это несравнение произошло.

Если проверяемьм блок исправен, то программа эталонного .объекта 5 выполняется до конца. Номер останова фиксируется блоком 1 управления на входах элементов 13 и вырабатывается сигнал останова устройства, после чего можно приступить к проверке блока другим тестом или окончить проверку,

Блок 1 управления (фиг.2) работае следующим образом.

Перед началом контроля произведен подготовительные операции, которые осуществлены следующими элементами схемы. Блок 21 задания начальных условий выполнен на кнопках и переключателях. С шины f осуществляется подача на блок 2 сигнала о номере теста, который будет вводиться в эталонный объект 5.

С шины е устанавливается стартовы номер тестовой программы эталонного блока. Сигналы с переключателей поступают на вход А мультиплексора 11. С выхода Б мультиплексора 11 код номера команды старта поступает на управляющие шины эталонного объекта 5, так как на управляющий вход ВК подается нулевой потенциал, который снимается с элемен та 20 задержки. С шины с устанавливается номер конечной команды тестового набора. С шины а устанавливается вид проверяемого контакта. Здесь in - максимальное число контактов на раз ъеме любого из проверяемых блоков. О соответствует входному проверяемому контакту, а 1 - выходному (имеется ввиду вход и выход по отношению к проверяемому

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

блоку). с шины b коммутатора 22 устанавливается направление управления работой шинных формирователей блока 4. Управление возможно либо от шины блока 1 управления, либо от блока 7. При поступлении с шины b единичного потенциала - управление от блока 7, при изменении потенциала на шине b - управление осуществляется сигналом, приходящим с шины а . При этом нулевой потенциал на шине а будет соответствовать вькодному контакту на проверяемом блоке, а единичный потенциал на шине а - входному контакту.

Работа блока 1 управления в режиме контроля блоков осуществляется следующим образом.

Взводится триггер 10. Сигнал с единичного выхода триггера 10 одновременно дает разрешение на запуск программы эталонного объекта 5 и переключает входы мультиплексора 11 через элемент 20 задержки. Мультиплексор 11 принимает сигналы по входам Ь, и на выходах С появляется код номера исполняемой команды. С выходов С код номера исполняемой команды подается на входы регистра 12 и на первые входы элементов 13 сравнения. На вторые входы элементов сравнения подаются сигналы с шины С. Таким образом, происходит постоянное сравнение номера исполняемой команды с номером конца теста, занесенной с шины С. Если проверяемый блок исправен и тестовая программа исполняется без остановов, то по достижении Номера конца теста на выходе элемента И -НЕ 14 появляется нулевой перепад напряжения, который запускает формирователь 15 импульса; Импульс сброса через элемент ИЛИ 17 и элемент НЕ 19 поступает на R-вход триггера 10 ц сбрасывает его. На эталонный объект поступает сигнал оста- - нова, а на мультиплексор 11 через элемент 20 задержки - сигнал пере-, ключения.

Если проверяемый блок неисправлен, то сигнал сбоя приходит с блока 3 сравнения на элемент НЕ 18, с выхода которого сигнал поступает на один из трех входов элемента ИЛИ 17 и через элемент НЕ 19 производит сброс триггера 10 по входу сброса, тем самым останавливая работу эталонного объекта 5. Номер команды несрав нения фиксируется регистром 12 с помощью синхросигнала, приходящего с эталонного объекта 5. Таким образом, регистром 12 будет зафиксирован код номера команды, на которой произошло несравнение, С выходов регистра 12 код номера команды несравнения подается на блок 8 индикации. Работа эталонного объекта 5 прекращается, а на мультиплексор 11 через элемент 20 задержки подается сигнал для переключения входов мультиплексора 11. Элемент 20 задержки нужен для того, чтобы надежно записать код номера KO манды несравнения в регистр 12,

После включения питания устройств должно находиться в исходном состоянии, для этого триггер 10 должен быть сброшен. Поэтому в блоке 1 уп- равления имеется формирователь 16 начальной установки, формирующий кратковременный импульс в момент вклчения питания.

Блок 3 сравнения (фиг,3) работает следующим образом.

Сигналы с выходов эталонного 6 и проверяемого блоков через блок 4 поступают на элементы 24 сравнения, где происходит их попарное сравнение. На выходе каждого элемента 24 при несравнении появляется импульс, длительность которого пропорциональна временному расстоянию между двумя фронтами сравниваемых импульсов. При этом безразлично, какой именно импульс запоздал - с проверяемого блока или с эталонного. Сигналы несравнения поступают на группу схемы определения допусков, каждая из которы состоит из одновибратора (элементы 29 и 30) и элемента И-НЕ 25.

Рассмотрим работу схем определения допуска, С появлением сигнала

несравнения одновибратор (элементы 29 и 30) вырабатьшают импульс отри- цательнйй полярности, длительность которого равна возможному сдвигу фронта импульса на конкретном выходе эталонного блока 6 при устойчивой работе эталонного объекта 5 в целом, Длительность этих импульсов, которую назовем допуском, определяется в процессе настройки устройства и задается и задается времязадающими конденсаторами в одновибраторах. Далее, импульс несравнения и отрицательный импульс с выхода одновибратора (элементы 29 и 30) поступают на входы

J

0 5

0 п

5

5

0

5

элемента 25, На выходе элемента 25 выходной импульс появится в том случае, если длительность импульса несравнения больше длительности импульса одновибратора, т.е. допуска.

Выходы схем определения допусков подключаются к входам элемента ИЛИ 27 и к единичным входам триггеров 26. При появлении на выходе какой-либо схемы определения допуска сигнала на выходе элеме 1та ИЛИ 27 формируется сигнал, который подается в блок 1 управления и в дальнейшем используется для останова эталонного объекта 5, При появлении импульса на выходе какой-либо из схем определения допусков взводится соответствующий ей триггер 26, К прямым выходам триггеров подключен индикатор. Под действием сигнала с триггера происходит срабатывание конкретной схемы индикации в блоке В индикации, сигнализирующей о номере контакта, на котором произошло несравнение. Установочные входы сброса триггеров объединены и на них перед началом работы с блока 1 управления подается сигнал сброса, приводящий в исходное состояние триггеры 26, На группу 32 индикации при останове эталонного объекта 5 лocтyпaeт код номера команды останова. Таким образом, при несравнении оператор имеет информацию о номерах контактов проверяемого блока, на которых произошло несравнение, и номер команды, на котором оно произошло.

Блок 4 (фиг,4) работает следующим образом,

К входам А шинных формирователей подключаются контакты эталонного объекта 5, эталонный блок 6 и первые входы элементов 24 в блоке 3 сравнения , К выходам В подключены проверяемый блок и другие входы элементов 24 в блоке 3 сравнения. Управляющие входы ВК соединены с выходами коммутатора 22 в блоке 1 управления, С приходом нулевого потенциала на вход ВК (это соответствует входному контакту на проверяемом блоке) шинный формирователь 33 передает информацию с входа А на выход В, При этом сигнал с эталонного объекта 5 передается как на эталонный 6, так и на проверяемый блоки без каких-либо из менений. При поступлении единичного потенциала на вход ВК (это соответствует выходному контакту на проверяемом блоке) шинный формирователь находится в выключенном состоянии и выходы имеют высокое выходное сопротивление (третье состояние). При этом выходные сигналы с проверяемого блок не влияют на работу эталонного объекта 5.

Формула изобретения

Устройство для контроля и диагностики блоков микроэвм, содержащее бло памяти тестовых команд, блок шинных формирователей, блок сравнения, эталонную микроэвм, k-й эталонный блок эталонной микроэвм (,...,n, п - число блоков, входящих в состав диагностируемой микроэвм), блок управления, содержащий регистр, причем первая группа входов-выходов блока шинных формирователей соединена с первой группой информационных входов блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения глубины контроля, устройство содержит блок согласования и блок индикации, а блок управления содержит блок задания начальных условий, коммутатор, схему сравнения, элемент задержки, мультиплексор, формирователь импульса сброса, два элемент НЕ и триггер пуска, причем выходы задания входов-выходов k-ro контролируемого блока диагностируемой микроЭВМ блока задания начальных условий соединены с первой группой управляющих входов коммутатора, информационные входы которого через блок согласования соединены с контрольными точками k-ro эталонного блока эталонной мик- роЭВМ, группа инверсных выходов коммутатора соединена с группой входов управления направлением коммутации блока шинных формирователей, вторая группа входов-выходов которого соединена с второй группой информационных входов блока сравнения и является группой входов-выходов устройства для подключения к входам-выходам k-ro контролируемого блока диагностируемой микроэвм, командные входы эталонной микроэвм соединены с выходами блока памяти тестовых команд, адресные входы которого соединены

0

5

0

5

0

5

0

5

0

с выходами задания номера теста блока задания начальных условий, выход синхронизации эталонной микроЭВМ соединен с входами синхронизации регистра управления, причем в блоке управления группа информационных входов регистра соединена с группой выходов мультиплексора и первой группой входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с группой выходов задания номера конечной команды тестовогЬ набора блока задания начальных условий, выход Неравно схемы сравнения соединен через формирователь импульса сброса с первым инверсным входом элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с инверсным входом сброса триггера пуска, инверсный единичный вход которого соединен с входом пуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом пуска эталонной микроэвм и через элемент задержки - с инверсным управляющим входом мультиплексора, первая и втог- рая группы информационных входов которого соединены с группами выходов задания номера начального адреса тестовой команды блока задания начальных условий и адресными шинами эталонной микроэвм блока задания, начальных условий соответственно, группа вькодов регистра соединена с первой группой входов, блока индикации, вторая группа входов которого соединена с группой выходов результатов сравнения по всем разрядам блока сравнения, выход Неравно которого соединен с входом второго элемента НЕ, вход начальной установки устройства соединен с вторым инверс- ным входом элемента ИЛИ, третий инверсный вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ при этом группа входов-выходов k-ro эталонного блока эталонной микроЭВМ соединена с первой группой входов-выходов блока шинных формирователей и группой входов-выходов эталонной микроЭВМ, вторая группа управляющих входов коммутатора соединена с группой выходов задания кода управления направлением обмена блока задания начальных условий.

ff6/f.5

С фие.2

фиЛЗ

П111

/

2Sc

J ,1 I II

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматизированной проверки функционирования и нахождения неисправностей в цифровых узлах И блоках в условиях их производства. Цель изобретения - увеличение глубины кон троля. Устройство содержит блок 1 управления, управляюпщй работой устройства в целом, блок па яти тестовых команд, предназначенный для ввода программ с носителя информации в эталонный объект, блок 3 сравнения, блок 4 шинных формирователей, служащий для подключения эталонного блока 6 и проверяемого блока в процессе контроля к эталонному объекту, эталонный объект 5, обеспечивающий работу эталонного блока 6 в реальных условиях, и предназначенного для получения потока эталонных сигналов с его выходных контактов, а также для съема контрольных сигналов, обеспечивающих переключение схем с высоким импедансом в эталонном блоке. Блок 7 согласования предназначен для съема сигналов с эталонного блока 6 в точках, где формируются управляющие сигналы, обеспечивающие работу схем с высоким импедансом (т.е. переключение входа-выхода), и передачи этих сигналов в блок 1 управления. Устройство также содержит блок 8 индикации и контролируемый блок 9. 5 ил. rh i (Л 00 4; to САЭ 49M.f

Ir