Устройство для моделирования отказов в электронных схемах Советский патент 1988 года по МПК G06N7/08 

4ib vl

О)

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности низкочастотных электронных схем на стадии проектирования.

Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 - функциональная схема блока управления.

Устройство состоит из блоков l,- задания начальных значений параметров элементов, . элемента ИЛИ 2, дешифратора 3, коммутатора 4, блока 5 управления, датчика 6 равномерно распределенных случайных чисел, генератора 7 импульсов, элемента И 8, распределителя 9 импульсов, счетчиков ,, 11, генераторов импульсов, реверсивных счетчиков 13,-13, .модели исследуемой схемы, состоящей , из наборных полей 14.,-14, блока 15, анализа и блока 16 измерений, блоков памяти, элемента ИЛИ 18 и счетчика 19.

Блок 5 управления (фиг.2) состоит из тактового генератора 20, формирова телей 21-23 импульсов, счетчиков 24 и 25, элементов ИДИ 26-28 и триггеров 29-31.

Распределитель 9 импульсов предназначен для преобразования значения вероятности в количество импульсов, равное числу, соответствующему этой вероятности в сформированном законе распределения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом моделирования в блоки 1,- 1„ заносится информация о законах распределения начальных значений параметров элементов, а в блоки 17,-17п - информация об условных законах распределения скоростей изменения параметров во времени. Устанавливаются рабочие частоты генераторов 12,-12. На наборных полях устанавли Баются упорядоченные ряды элементов с требуемыми параметрами. В блоке 15 анализа собирается исследуемая схема По команде оператора Пуск через блок 3 управления устанавливаются в исходное состояние распределитель 9 импульсов, счетчики 10,-10„, ревер- сивные счетчики 13,-)3„ и коммутатор

5

0

5

0 5

0

5

0

5

4. По следунинеп ко -1анде из Плика i ynpanjieHHH коммутатор 4 устанамлива- ется в первое положение. При этом подготавливается к работе блок 1, задания начальных значений параметров, счетчик 10, и реверсивный счетчик 13,. Они остаются в рабочем положении до перехода коммутатора 4 в следующее состояние.

Из блока 5 управления на датчик 6 поступает команда на формирование первого случайного числа. Это число поступает через дешифратор 3 на вход блока 1. Далее из блока 5 управления подается команда на разрешение работы Блока 1 и реверсивного счетчика 13. Для получения случайного числа, соответствующего начальному значению параметра элемента, равномерно распределенное случайное нисло, преобразованное дешифратором 3 и блоком 1, задания начального значения параметра элемента, поступает .через элемент ИЛИ 2 на элемент И 8 и дается разрешение на прохождение регулярных импульсов от генератора 7 на распределитель 9 импульсов и на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, . При совпадении в блоке 1, сигнала, соответствующего сформированной вероятности, и сигнала, поступающего с распределителя 9 импульсов, снимается разрешение на прохождение импульсов через элемент И 8 на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, и на вход блока

5управления с выхода элемента ИЛИ 2 подается команда о готовности первого случайного числа, соответствующего начальному значению параметра первого элемента. После получения этой команды через блок 5 управления снимается синхросигнал с блока 1, и реверсивного счетчика и подается команда на работу счетчика 10., на счетный вход которого начинают поступать импульсы от генератора 7, при этом в датчике

6формируется новое равномерно распределенное случайное число. По мере поступления этих импульсов содержиг мое счетчика 10 изменяется и в блоке 17 памяти выбираются адреса в области, соответствующей числу, хранящемуся в реверсивном счетчике 13 , По этим адресам производится считывание кодов вероятностей, которые через элемент ИЛИ 18 поступают на счетный вход счетчика 19 до тех пор, пока не наступит . переполнение, что соотпетгтвует формирсжанин) г.лучгппюгч числл, fooTRRTCTHytoiiiero скорости изменения параметра элемента,

С в{,1хода счетчика 19 команда о готовности второго случайного iHciia поступает в блок 5 управления. По этой команде снимается разрешение на работу счетчина 10, производится сброс распределителя 9 импульсов и перевод коммутатора А во второе положение. После этого аналогичным образом во спроизводится вторая пара чисел.

После формирования п пар случайных чисел из блока 5 управления поступает сигнал, запрещающий работу генератора 7 импульсов, а на генераторы 12,- 2 - разрешающий. От генераторов 12д-12„ импульсы поступают на счетные входы счетчиков . На установочные, входы этих сумматоров с выходов счетчиков Ют-Ю поступают чист- ла, соответствующие скоростям изменения параметров элементов. При переполнении счетчиков на их выходах формируются импульсы, которые поступают на вычитающие входы соответствующих реверсивных счетчиков 13,-13ц. Частоты следования импульсов переполнения прямо пропорциональны кодам в соответствующих счетчиках Юд-Юп и частотам соответствующих генераторов ,. В соответствии с числами в реверсивных счетчиках 13i-13n в блок анализа 16 подключаются элементы, установленные на наборных полях 15,-15р. Частоты подключения элементов, а следовательно, скорости изменения параметров прямо пропорциональны числам, хранящимся в счетчиках 10,-10.

Для измерения выходного параметра исследуемой схемы в требуемые моменты времени с блока 5 управления подается запрет на прохождение импульсов от генераторов 12,-12г, на соответст- вующие счетчики на время измерения. При этом переключение элементов, установленных на наборных полях 14,-14f,, прекращается и к блоку 15 анализа оказываются подключенными те элементы, параметры которых соответствуют параметрам элементов схемы в данный момент времени. На исследуемую схему в блок 15 анализа подается напряжение питания и производится измерение требуемого выходного пэра- иетра. После измерения параметров

5

5

0

5

0

5

0

5

через блок 5 упраплония снимается запрет с генераторов и процесс моделирования прид лжпртся. В зависимости от требуемых покаяателей надежности моделированир 11рг)должается до тех пор, пока выходной параметр не достигнет одной из границ поля допуска или до зпдннного времени.

Многократное повторение описанного цикла моделирования позволяет получить совокупность реализаций случайного процесса изменения выходных параметров исследуемой схемы, а также статистические данные об отказах. Эта информация позволяет известными методами рассчитать показатели наг дежности схемы.

Формула изобретения

Устройство для моделирования отказов в электронных схемах, содержащее п блоков задания начальных значений параметров элементов (п - число моде- пируемых параметров), первый элемент ИЛИ, дешифратор, коммутатор, блок управления, датчик равномерно распределенных случайных чисел,(п+1) генераторов импульсов, элемент И, распределитель импульсов, (2п+1) счетчиков, п реверсивных счетчиков, п блоков памяти и модель исследуемой схемы, выход которой является информационным выходом устройства, вход логической единицы которого соединен с информационным входом коммутатора управляющий вход которого соединен с выходом кода числа циклов блока управления, выход команды на формирование слу- чайного числа которого соединен с входом запуска датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с входом дешифратора, выход которого соединен с информационными, входами блоков задания начальных значений параметров элементов, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с суммирующими входами реверсивных счетчиков и тактовым входом распределителя импульсов, выход которого соединен с входами значения разрешающего сигнала с первого по п-й блоков задания начальных значений параметров элементов, первые синхровходы которых соединены с синхровходами суммирования с первого по п-й реверсивных счетчиков соответственно и разрешающим выходом блока управления, выход начала интервала формирования очередного случайного числа которого соединен с первыми синхровходами с первого по п-й счетчиков, выходы которых соединены с входами установки

сов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик, в него введен второй элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом (2n-t-1)-ro счетчика, вход начальной установки которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, вход

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности низкочастотных электронных схем на стадии проектирования. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик. С этой целью в устройство, содержащее блоки , задания начальных значений параметров элементов, элемент ИЛИ 2, дешифратор 3, коммутатор 4, блок 5 управления, датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел, генераторы 7, 12,- 12,, им- пульсов, элемент И 8, распределитель 9 импульсов, счетчики 10,-10, 11„, 19, реверсивные счетчики 13,- 13, наборные поля 14,-14р, блок 15 анализа, блоки 17,-17 памяти, введен элемент ИЛИ 18. 2 ил.

с (п+1)-го по. 2п-й счетчиков соответ- -|Q пуска устройства соединен с входом

ственно, счетные входы которых соединены с выходами с первого по п-й генераторов импульсов соответственно, выход (n-fl)-ro генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выходы с первого по п-й разрядов коммутатора соединены с вторыми синхровходами с первого по п-й блоков задания начальных значений параметров, вторыми синхровходами с первого по п-й счетчиков и синхровходами вычитания с первого по п-й реверсивных счетчиков соответственно, выходы которых соединены с первого по п-й входы сот ответственно модели исследуемой схемы, выходы переполнения с (п+1)-го по 2п-й счетчиков соединены с вычитающими входами с первого по п-й реверсивных счетчиков соответственно, выход переполнения (2п+1)-го счетчика соединен с .входом признака конца цикла моделирования блока управления: отличающееся тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет воспроизведения процеспуска блока управления, выход окончания интервала которого соединен с входами сброса распределителя импульсов, с первого по п-й счетчиков и с

первого по п-й реверсивньгх счетчиков выходы которых соединены с первыми адресными входами с первого по п-й блоков памяти соответс.твенно, выходы которых соединены с первого по п-й

входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с входом признака начала интервала формирования очередного случайного числа блока управления, выход начальной установки которого соединен с входом запуска (п+1)-го генератора импульсов, выход которого соединен с счетными входами с первого по п-й счетчиков, выходы которых соединены с вторь1ми адресными входами с первого по п-й блоков памяти соответственно, выхдд значения сигнала основного интервала работы блока управления соединен с входами запуска с первого по п-й генераторов импульсов.

/j.

W,

Wi-rOn VJr/J/7

Фиг.2