Устройство для определения параметрической надежности радиоэлектронных объектов Советский патент 1988 года по МПК G06F11/07 

4;i

00

4;

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при оценке параметрической надежности радиоэлектроннь1х объектов. Целью изобретения является расширение функционапьшлх возможностей устройства путем повышения его информативности. Устройство содержит наборное поле 1 реле, блок перебора реализаций, блок управления, генератор тактовых импульсов, блоки тестовых сигналов, физических моделей и допусков, накопитель, задатчик количества отказов, управляемый пороговый элемент, блок уставок допусков, дешифраторы, злементы И, триггеры,, блоки индикации и вентилей и ключи. Устройство распознает.области безотказной работы контролируемого объекта сложных структур - невыпуклые, многосвязные, несепарабельные и содержащие пустые множества. 1 з.п. ф-лы, 14 ил. (Л с

ГЧ)

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при оценке и обеспечении надежности по постепенным отказам радиоэлектронных объектов и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1259290.

Цель изобретения - расширение функциональных -возможностей устройства за счет отображения невыпуклых многосвязных, несепарабельных областей безотказной работы, а также областей, содержащих пустые множества Устройство целесообразно использовать в тех случаях, когда исследователь имеет дело с невыпуклой областью безотказной работы (областью Б) либо неодносвязной, либо несепа- рабельной, либо содержащей пустое множество., так как необходима информация, позволяющая обнаружить эту область и определить ее конфигурацию для последующего бложения в нее рабочей области, что позволяет обеспечить заданный уровень безотказности исследуемого радиоэлектронного объекта. Исследователь получает возможность визуального рассмотрения искомой области в любых заданных сечениях, фиксируя любой набор из (п-2) координат п-мерного рассматриваемого пространства.

На фиг.1 и 2 показано соответственно формирование первой точки и двух последующих точек, не принадлежащих области Bj на фиг.З - невыпуклая область Б и ее отображения, получаемые с помощью известного устройства) на фиг.4 - несепарабельная область и ее отображения, получаемые с помощью известного устройства; на фиг.5 - отображения трехмерной невыпуклой области, представленной на фиг.З на фиг.6 - отображения трехмерной несепарабельной области, показанной на фиг.4; на фиг.7 - отображение шестимерной области, содержащей пустое множество; на фиг.8-10 - блок-схема устройства; на фиг.11 - k-и каналу на фиг.12 - k-e элементы на фиг.13 - схема блока вентилей; на фиг.14 - вложение рабочей области в заданную невыпуклую область Б.

Рабочей областью называется совокупность всех рабочих точек в п-мер- ном пространстве входных параметров, т«е. все возможные варианты величин уровней входных параметров х- (i

1, 2,,,.,п) в диапазонах допусков .(мин маке входные парамет1м |, заложенных при создании схемы. Областью безотказной работы (областью Б) назьшается п-мерная область-в пространстве входных параметров, обладающая тем свойством, что любая точка, принадлежащая этой области, имеет координаты на осях х, х

г

X;,,..,х, соответствующие безотказному состоянию исследуемого устройства. Конкретные реализации х,, х,. .

X.

х случайных величин

5

15 X,

2 °

1

х таковы,

что

выходной параметр изделия находится в пределах установленных допусков.

Устройство содержит наборное поле 1 реле, блок 2 перебора реализа-

20 ций, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 тест-сигналов, блок 6 физических моделей, блок 7 допусков, накопитель 8, за- датчик 9 количества отказов, уп25 равляемый пороговый элемент 10, блок 11 уставок допусков, дешифраторы 12, элементы И 13, триггеры 14, блоки 15 индикации, блоки 16 вентилей, дополнительный элемент И 17 и ключи 18.

30 k-я выходная шина г-го ключа 18 соединена с первыми входами элементов И 13 k-x каналов тех групп отображения, которые соответствуют попарным сочетаниям параметров, где параметр с номером г - первый, и вторыми входами k-x элементов И 13 всех каналов групп отображения, соответствующих попарным сочетаниям параметров, в которых параметр с номером г - второй. tНа блок-схемах (фиг.11 и 12) общих (га-го и z-ro) групп отображения (т j z, m, z 1,2,...,c) показаны k-й канал и k-e элементы, m и 2 - 5 порядковые номера групп отображения5 J, г, i - номера входных параметров XJ, х, х; (, j,r,,2,...,n), Ij - число уровней входного параметра xj; If, - число уровней входного параметра х (,2,... ,1), 1; - число уровней входного параметра х. На фиг.11 показан общий k-й канал . 13-m-k-..., 14-m-k-..., 13-m-k-..,, на фиг.12 - общие k-e элементы 13- z-...-k, 14-z-...-k, 15-Z-...-k.

Блок 16 вентилей (фиг.13) содержит 1.J вентилей 19 и элемент ИЛИ 20„ Когда параметр х; попадает в рассматриваемую пару (например, xj, х,.,

0

0

5

3

i,r 1,2,...,n), для анализа должны

поступать все числа (номера уровней элемента х). Все вентили разрешают прохождение любого числа, и на выходе элемента ИЛИ 20 присутствует сигнал о наличии сигнала на любом из входов. Когда следует зафиксировать какой-либо уровень параметра Х; (т.е когда он попадает в число п-2 фиксируемых параметров), например на уровне 4, разрешение подается на управляющий вход только четвертого вентиля. Сигнал на выходе элемента ИЛИ 20 присутствует только в том случае когда в данной i-й декаде кода реализации исследуемого объекта будет 4.

Устройство работает следующим образом.

После запуска импульсы от генератора 4 тактовых импульсов поступа эт в блок 3 управления. Блок 3 выдает команду на замыкание реле наборного поля 1 в соответствии с кодом реализации, выработанным в блоке 2. Например, при цикле испытаний из N реализаций при р-й реализации (р 1,2,...,N) на выходе блока 2 перебора реализаций имеется код - п-де- кадиое число 548...62, что соответствует 5-му уровню X,, 4-му х,-в-му

i.j , .)

6-му х-., и 2-му х. При

этом замыкаются 5, 4, 8,..., 6 и 2-е

реле Соответствующих групп наборного лишь заданных уровней, когда только

один вентиль 19 в каждом блоке- 16 получает разрешение на прохождение сигнала.

В этом случае (т.е. когда рассмот- Хи., , х„. По команде бло- Q рению подлежит отображение ) в

остальных декадах числа фиксируются, например, по выбору исследователя. Например для п 3 (фиг.З и 5) фикполя 1 так, что в блоке 6 физических моделей подключены те детали, которые соответствуют 5, 4, 8,„.., 6 и 2-му уровням входных параметров х,

n-t ка управления блок 5 тест-сигналов

подает на этом р-й вариант исследуемой схемы все тест-сигналы и все виды питания.

В результате на выходе блока 6 появляется р-я реализация выходного параметра Ур. Этот сигнал поступает на вход блока 7 допусков, где сравнивается с установленными с помощью блока 11 уставок допусков величинами долус- ° УМНИ У«о1(е ВЫХОДНОГО параметра Y. Сигнал от блока управления разрешает срабатывание блока допусков, а также поступает на вход всех триггеров 14, подготавливая их к приему информации, т.е. разрешая переход триггеров 14 в состояние единицы в случае поступления на них сигналов от элементов И 13.

сируют Xj на уровне

1-1И „о ,. -а

J , т.е. Kj - о..

50

«с Это означает, что блок 16.1 реагирует только на тройку (разрешение подается на третий вентиль 19-3), а блоки 16-2 и 16-3 срабатьтают при поступлении на, них любых чисел. Таким образом, входная логика И на дополнительном элементе И 17 имеет место только при , следуклдих кодах: 300, 301,... ,398, 399 (однако, поскольку в примере согласно фиг. 3 и 5 , а 1з и отсчет уровней идет от номера 1, то 311, 312,...,373, 374).

Для получения двумерного отображения при п 3 (фиг.5 а-е) в сечении, параллельном плоскости . (фиг.ба.

55

При несоответствии данной реализации установленным допускам блок допусков срабатывает, разрешая прибавление единицы в накопитель 8 отка-- зовых реализаций. Сигнал разрешения прибавления единицы к содержимому накопителя 8 поступает также на третий вход всех элементов И 13, тем

самым реализуя на входе одно из трех необходимых условий для осуществления логики И. В этот момент на выходах дешифратора 12 имеется информация. В данном примере расшифрованными оказыв аются шины 5 дешифратора 12-1, 4 дешифратора 12-2, 8 дешифратора 12-3,..., 6 дeшифpatopa 12-(п-1) и 2 дешифратора 12-п. Если данная реализация оказывается отказовой и во всех блоках 16 на все вентили 19 подано разрешение, то при этом срабатывают все ключи 18 (на выходе элемента И 17 сигнал, разрешающий поступление информации через

ключи 18). При этом срабатывают элементы И 13-1-5-4,...,. .Соответственно срабатывают триггера 14-1-5-4,..., и индикаторы 15-1-5-4,...,. Однако все

вентили открыты только на двух блоках 16 вентилей, например на 16-3 и 16-п, подлежащих рассмотрению параметров х и х. Остальные п-2 вентилей настраиваются на пропускание

сируют Xj на уровне

1-1И „о ,. -а

J , т.е. Kj - о..

0

с Это означает, что блок 16.1 реагирует только на тройку (разрешение подается на третий вентиль 19-3), а блоки 16-2 и 16-3 срабатьтают при поступлении на, них любых чисел. Таким образом, входная логика И на дополнительном элементе И 17 имеет место только при , следуклдих кодах: 300, 301,... ,398, 399 (однако, поскольку в примере согласно фиг. 3 и 5 , а 1з и отсчет уровней идет от номера 1, то 311, 312,...,373, 374).

Для получения двумерного отображения при п 3 (фиг.5 а-е) в сечении, параллельном плоскости . (фиг.ба.

5

5б)5 достаточно зафиксировать какой- либо уровень одного параметра, для п 4 - двух, а для п параметров следует зафиксировать уровней, т,е . по одному уровню каждого из п-2 нерассматриваемых параметров. При этом получают двумерное отображение, параллельное плоскости двух рассматриваемых параметров„ На фиг,6 показаны отображения несепарабельной области Б, приведенной на фиг,4, на фиг.7 отображения 6-мерной области, соде.р жащей пустое множество при различных фиксированных уровнях одних и тех же параметров. Причем (фиг,7) элемент И 17 открывает ключи 18 только при поступлении кодов 23 Xj 4 Xj- I

(фиг. 7 а)

и 23 X J 6 Хг

3 (фиг,7 б).

на останов устройства. Полученная информация выводится на табло рассматриваемой парыо Неиндицированно с пространство - двумерное отображени области Б в сечении, параллельном плоскости рассматриваеьй1х параметров, в том числе и невыпуклой облас ти, и многосвязной, и несепарабель10 ной, и содержащей пустые множества.

Перед очередным запуском информа ция с табло может быть стерта сброс в ноль триггеров 14s например, с по мощью кнопки Начальный сброс (цеп

15 сброса не показаны), Рассматривае мы диапазоны S i,2,,,,,n под бираются исследователем так, чтобы с явным .запасом перекрывать имеющий ся диапазон рабочей области f Гх;, ,„

ч . . - Мг|г(

Индикация при этом будет только тка- 20 x;,,i 1 ,2,.. „ п), В этом слузовых реализаций (фиг.7 а); 23 { 4 ф U 23 @ 4 (D 1, 23 0 4 d) 1 23 ® 4 © 1 23 (Z) А (Z) 1, 23 ® 4 ® 1,..., 23 () 4 (§) 1,

(сканирование по строкам сверху вниз).25 нений параметров каждого из элемен- В результате N реализаций фикси- тон). Рассматриваемые уровни (сечечае j если область Б целиком не индицируется,, можно расширять рассматри- ваемьш диапазон х;, х; сколь угодно широко (в пределах возможных измеруется в рассматриваемом пространстве д, X; (фиг,1) некоторое количество отказовых реализаций. Вид получаемой информации представлен на фиг„5- 7о Неиндицированное пространство - двумерные отображения области в сечениях, параллельных плоскостям рассматриваемых пар. На этом заканчивается малый цикл из N реализаций исследуемого объекта. Дальнейшая работа устройства соответствует работе известного устройства.

Однако, поскольку cepийнoпригодность для данного режима не имеет значения (например, факт недостаточной вероятнсэсти попадания рабочей области в область Б зафиксирован ранее, что и вызвало необходимость исследований с целью обеспечения заданного уровня серийноспособности или надежности по постепенным отказам путем получения информации о кон- фигурации ОБР), в задатчик 9 количества отказов- вводится максимальное количество отказов (например, NU N). в этом случае, в соответствии с конструкцией устройства происходит останов, так как число в накопителе 8 оказывается меньше числа заданного задатчиком 9. В этом случае происходит срабатывание управляемого порогового элемента 10, кото рый. иода(гт команду на генератор 4

на останов устройства. Полученная информация выводится на табло рассматриваемой парыо Неиндицированное пространство - двумерное отображение области Б в сечении, параллельном плоскости рассматриваеьй1х параметров, в том числе и невыпуклой области, и многосвязной, и несепарабельной, и содержащей пустые множества.

Перед очередным запуском информация с табло может быть стерта сбросом в ноль триггеров 14s например, с помощью кнопки Начальный сброс (цепи

сброса не показаны), Рассматривае мые диапазоны S i,2,,,,,n подбираются исследователем так, чтобы с явным .запасом перекрывать имеющийся диапазон рабочей области f Гх;, ,„.

ч . . - Мг|г(

x;,,i 1 ,2,.. „ п), В этом слунений параметров каждого из элемен- тон). Рассматриваемые уровни (сечечае j если область Б целиком не индицируется,, можно расширять рассматри- ваемьш диапазон х;, х; сколь угодно широко (в пределах возможных измения) могут быть выбраны либо подряд (сплошной перебор), либо по соображениям исследователя (например, по

минимуму отказов).

Получаемая с помощью устройства информация - двумерные отображения области Б в том числе сложных конфигураций, позволяет на этапе проектирования установить номинальные зна чения и допустимый разброс входных параметров. В N реализациях, по результатам которых получается информация, участвз от все п входных парамет-

ров (комплектующих элементов) поэтому построение отображений области выполняется с учетом взаимодействия :; всех параметров. Показанные на фиг,1,, 2, 5-7 отображения областей -являются дискретной аппроксимацией истинных (фиг.14, линии В), При этом аналитическое описание области Б не всегда возможно и, не всегда точно ввиду отсутствия на практике независимости между входны 1И параметра и.

На фиг.14 представлены трехмерные рабочая и область Б сложной конфигурации. Диапазон изменения входных параметров (фиг.14 б, в) известны исследователю, конфигурация области Б получена устройством, изображена также рабочая область (фиг.Нг, д), вложенная в область безотказной работы. Визуальная ин |хэрмация, получа

емая с помощью устройства, является достаточной для принятия мер по корректировке рабочей области с целью вложения ее в область безотказной работы.

Формула

зобретения

10

о т

(J сличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воз- можностей устройства за счет отобра- ей и элемент ИЛИ, выход которого

««ттлиа П-УППМ г

ключей И дополнительный элемент И, входы которого соединены с выходам блоков вентилей, а выход - с управ ляющими входами ключей, информацио ные входа которых связашл с выхода ми дешифраторов, подключенными так к информационным входам блоков вен тилей, управляющие входы блоков ве тилей являются группой управляинцих входов устройства.

Vav/Jixukvx . ч,-..

женин невыпуклых, многосвязных, несе- парабельных областей безотказной работы, а также областей, содержащих пустые множества, в устройство вве- ,дены группа блоков вентилей, группа

20

является выходом блока, а входы с динены с выходами вентилей, инфор ционные входы которых образуют ин мационный вход блока, а управляющ входы - управляющий вход блока.

10

ей и элемент ИЛИ, выход которого

ключей И дополнительный элемент И, входы которого соединены с выходами блоков вентилей, а выход - с управляющими входами ключей, информационные входа которых связашл с выходами дешифраторов, подключенными также к информационным входам блоков вентилей, управляющие входы блоков вентилей являются группой управляинцих входов устройства.

««ттлиа П-УППМ г

является выходом блока, а входы соединены с выходами вентилей, информационные входы которых образуют информационный вход блока, а управляющие - входы - управляющий вход блока.

/

4f

Vj V/f 7

nУг h

a

,.- . f/r-r.

0 9 S 1 S 5 « 3 2

iM-j I,

1 2 Z i s 6 f

lZ3fS61t90i3lf

8 фиг.2

X

f,

.0 9 8 Л

«Kl

s

0 3

/

Z i s 6 7 °,Xi f

8 фиг.2

X

OSfloc/nt S

/,«j

- чL-JI

; г J « J 7

г г 3 X,

S

г г 3 1 S е f Xg

.S

, г

1 г 3 i, 5 6 7 Xt

X,

х,-6

л

1 2 3 it S S Xf

t J

7 J 4 5 7 Ai

/,-

г г 3 « S S 7 ff

-ж

/,«

г j и f 7 }

Л1

/,--

2S

f J 4 5 I г Д

Xj

х,--г б

Xi-Ъ 5

V 4

агг 3

7 Xj

a

X

ЛГ2--3

f 2 3 б 7 5 Xs 0

Фиг7

XX

X

ЧШг.8

лп/ от

/Л-;

am W-f fin lS-t

---.1 f

11-Ж II |T . I ,. 1,1 I, „ 1I I- I fj-f-f-/ Ы /4-f-M )-2 r- - -/-/}- ® 113-1 t-tt - Г4.Г-мЛ- ®

.. у , и 1 . д, , J ar-f-r-r 1 .,, I L--- tf..f., i, - J I :, .1 ,.,.,

/.. i. Т . i I i . .. - I ,;, ,, -I . ;

J .... J-..« ,1II I. I JL . .---3BE

,4 r

( H /-2-f| ® Tj-TTTW -TTTf- ® .je-r-rtrf- | -f-/-« l-

,,,,,r t. ,„ ..g.f./ . I и I ftf.J 11 Л y VAj-t,

Г i

M

JL , , , ,1 I, ,.., .-Ц

И -1 -«г/|- в - « -/-«f- o trtlM - v I j. - I ff-r-trf I I -I H S

XX

if«fr

#«

ipuiS

втЗ ami

1 I r

л

-

КД / . I i. . 1. ..

и hpTclV.,, |t f VиЙ «H W И -r- I Г5-Тд-у„.,;Л-y-J lc/-W-,

am W-f fin lS-t

---.1 f

I

113-1 t-tt

Aj-t,

Г i

«nl8 (H-f) wnfgit

--/fc5- }- 8 -.. j/j-c -y- U -cl-r d- ®

. , I.I I..-.. Л fC rt.f. f -J..

r . тf ff-fiJ-f- 13-С 2-1„: I--r

-

.

втЗ om

Kl t «13

I I

S-a Jf-m-if-ti

ir«/v

IT r

4 u3.ff

tmie-f

fuz:i2

W-/

Рабйчоя овюсп ,

,-3

Обсосан, S 9 QJUl.ii

Составитель В,Воронков Редактор В.Петраш Техред М.ДидыкКорректор С.Черни

7f-i I

фиги

iffB f

srt