Устройство для контроля цифровых узлов Советский патент 1990 года по МПК G06F11/22 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в системах встроенного Диагностирования конвейерных цифровых устройств.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет обнаружения неисправностей ли- ний связи и сбойных ситуаций в режиме передачи информации.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для контроля цифровых узлов, на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства на фиг.З - схема использования устройства.

Устройство (фиг.1) содержит первы 1 и второй 2 регистры, первую 3 и вторую 4 группы элементов И-НЕ, первую 5 и вторую 6 группы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 7 и второй 8 сумматоры по модулю два, первый 9 и второй 10 мультиплексоры, группу нов торителей 11, одновибратор 12, дешифратор 13, первый 14 и второй 15 элементы И, элемент ИЛИ 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17, контролируемые линии 18.1-18.П связи группу инфор- мационных входов 19.1-19.п, тактовый вход 20, первый 21 и второй 22 входы задания режима, вход начальной установки 23,- группу информационных вырсодов 24.1-24.п, 25 устройства выход 2Ь ошибки устройства.

Выходы последних разрядов регистров 1 и 2 могут использоваться для сканирования их содержимого.

При использовании двух устройств для контроля цифровых, узлов (фиг.З) схема содержит первый 27, второй 28 и третий 29 модули, соединенные межд собой линиями связи, первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов, многофункциональные регистры 32 и 33.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от управляющих сигналов, поступающих на первый 21 и втрой 22 входы задания режима функционирования устройства, оно может работать в четырех различных режимах.

Первый режим - передача информаци с информационных входов 19,1-19.п устройства на его информационные выходы 24.1-24.П и обнаружение сбойных ситуаций и неисправностей линий 18.1-18.п связи.

В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются сигналы, соответствующие уровню логической единицы, при этом разрешается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логического нуля, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго Ю мультиплексоров передает информацию с вторых информационных входов на их выходы и обеспечивает таким образом циклический сдвиг первого 1 и второго 2 регистров. Разрешается передача информации через элементы И-НЕ 3 второй группы. На входе 23 начальной установки устройства установлен уровень логического нуля.

Синхроимпульсы, поступающие на тактовый вход устройства, являются сигналами сопровождения информации, поступающей на информационные входы 19.1-19.п устройства. При этом по фронту синхроимпульса оцновибратор 12 вырабатывает импульс, который через второй элемент И 15 и элемент ИЛИ 16 поступает на входы сброса первого 1 и второго 2 регистров и устанавливает их в нулевое состояние. Кроме того, на выходе первого элемента И 14 появляется уровень логической единицы, который разрешает прохождение информации, поступившей на инфоэ5

мационные входы 19.1-19.п устройства, через элементы И-НЕ 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные вход

первого регистра 1 и далее через группу повторителей 11, линии 18.1- 18.п связи, элемента И-НЕ 4 второй группы, элементы ИСАЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы на информационные вход второго регистра 2. При этом на информационных входах первого регистра 1 устанавливается обратный код информационного слова, на информационных входах второго регистра 2 - прямой код информационного слова, через линии связи проходит обратный код информационного слова.

По спаду синхроимпульса, поступающего на тактовый вход 20 устрой- ства, в первый регистр 1 записывается обратный код информационного слова, во второй регистр 2 - прямой код информационного слова. Кроме того, на выходе первого элемента И 14 ус- танавливается уровень логического нуля, который запрещает прохождение информации через элементы И-НЕ 3 первой группы, на выходах которых устанавливаются уровни логических единиц

Обратный код информационного слов записанный в первый регистр 1, с циклическим сдвигом на один разряд поступает на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы, на вторых входах которых установлены уровни логической единицы. В результате на выходах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы устанавливается прямой код информационного ело- ва, циклически сдвинутый на один разряд. Этот код через группу повторителей 11, линии 18.1-18.п связи поступает на первые входы элементов И-НЕ 3 второй группы, на выходах ко- торых получается обратный код информационного слова, циклически сдвинутый на один разряд. Этот код поступает на вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы, на первые входы которых поступает прямой код информационного слова, записанный во второй регистр 2, с циклическим сдвигом на один разряд. Таким образом, вторая группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 производит поразрядное сравнение прямого и обратного кодов с циклическим сдвигом на один разряд в одном и том же направлении.

1846

В случае правильного прохождения информации через линии 18.1-18.п связи, т.е. при отсутствии неисправностей и сбойных ситуаций, результатом сравнения должно быть информационное слово на выходах элементов 6 состоящее из логических единиц 11...1. В противном случае, т.е. при появлении хотя бы одного нуля в результате сравнения на выходах эле- ментов 6, на выходе дешифратора 13, который является выходом 26 ошибки устройства устанавливается сигнал, сигнализирующий об ошиРке при передаче информации.

Сигнал о наличии или отсутствии ошибок при передаче информации может быть считан с выхода 26 устройства п спаду синхроимпульса, поступающего на вход 20 устройства, задержанного на время переходных процессов в первой группе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5, группе повторителей 11, линиях 18.1-18.П связи, второй группе элементов И-НЕ 4, второй грулпе элементов исключающее или 6 и дешифраторе 13. В этот же момент времени информация, записанная во второй регистр 2, может быть считана с информационных выходов 24.1-24.П устройства.

Далее устройство повторяет изложенные операции и может передавать очередное информационное слово.

На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства на примерах передачи информационных слов 00...О и 11... Г ,

Обнаружение сбойных ситуацийtвозможно благодаря тому, что информация через линии связи передается дважды. Обнаружение неисправностей линий связи типа константных неисправностей, коротких замыкании и перепутывания обеспечивается тем, что во второй раз информационное слово передается с циклическим сдвигом на один разряд по отношению к тому слову, которое передавалось в первый раз.

В таблице приведены примеры обнаружения устройством встроенного контроля сбойных ситуаций и неисправs

ностей линии связи.

Второй режим - первый регистр 1 работает в качестве сигнатурного анализатора, второй регистр 2 - в ка

честве генератора псевдослучайной последовательности.

В этом режиме на первом входе 21 задания режима функционирования устройства устанавливается уровень логической единицы, на втором входе 22 задания режима функционирования уст-i ройства - уровень логического нуля. При этом запрещается прохождение I импульсов с выхода одновибратора |12 через второй элемент И 15, на ( выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию из первых информационных входов на их выходы и обеспечивает таким образом работу первого 1 и второго 2 регистров в качестве регистров сдвига с линейными обратными связями. Запрещается прохождение информации через элементы И-НЕ 4 второй сруппы.

В этом режиме перед началом работы устройство устанавливается в исходное состояние с помощью импульса, который поступает на вход 23 начальной установки устройства и через элемент ИЛИ 16 проходит на входы сброса первого 1 и второго 2 регистров.

После этого информация, поступающая на информационные входы 19.1- 19.п устройства, при появлении синхроимпульса на входе 20 устройства передается через элементы И-НЕ 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные входы первого регистра 1. По спаду синхроимпульса информация, установив- шаяся на информационных входах первого регистра 1, записывается в него. При этом первый регистр 1, первая группа элементов ИСКЛЙЧА10ЩЁЕ ИЛИ 5 и первый сумматор 7 по модулю два образуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который производит сжатие поступающей на его входы информации в сигнатуру.

о-горой регистр, 2, вторая группа цементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и второй сумматор 8 по модулю два также образуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который работает в режиме генерации псевдослучайной последовательности, так как на его входах, т.е. на вторых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй

10

20

25 -JQ

...

35

5

0

5

группы, постоянно установлены уровни логических единиц.

Таким образом, первый регистр 1 работает в качестве сигнатурного анализатора, второй регистр 2 - в качестве генератора псевдослучайной последовательности.

Третий режим - первый регистр 1 работает в качестве генератора псевдослучайной последовательности, второй регистр - в качестве сигнатурного анализатора.

В этом режиме на первом входе 21 задания режима функционирования устройства устанавливается уровень логического нуля, на втором входе 22 задания режима функционирования устройства - уровень логической единицы. При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию первых информационных входов на их выходы и обеспечивает, таким образом, работу первого 1 и второго 2 регистров в качестве регистров сдвига с линейными обратными связям. Запрещается прохождение информации через элементы И-НЕ 3 первой группы. /

Работа устройства в третьем режиме аналогична работе во втором режиме за исключением того, что в этом режиме первый регистр 1 работает в качестве генератора псевдослучайной последовательности, а второй регистр 2 - в качестве сигнатурного анализатора.

Четвертый режим - режим сканироЕа- ния первого 1 и второго 2 регистре.

В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются уровни логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логического нуля, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию, поступающую на их вторые информационные входы, на их выходы и обеспечивает, таким

10

15

образом циклический сдвиг содержимого первого 1 и второго 2 регистров. Запрещается прохождение информации как через элементы И-НЕ 3 первой, так и через элементы И-НЕ 4 второй групп. На входе 23 начальной установки устройства постоянно установлен уровень логического нуля.

Синхроимпульсы, поступающие на вкод 20 устройства и, таким образом, на входы синхронизации первого 1 и. второго 2 регистров, обеспечивают циклический сдвиг их содержимого через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 и 6 соответственно первой и второй групп и первый 9 и второй 10 мультиплексоры. Считывая информацию с выходов 25 и 24yi/ первого и второго регистров, можно определить содержимое первого и второго регистров.

Устройство обеспечивает контроль и диагностирование конвейерных цифровых устройств, состоящих из нескольких модулей, соединенных между 25 собой последовательно линиями связи. На фиг.З изображен пример использования двух устройств для контроля цифровых узлов в конфейерном цифровом устройстве. Когда конвейер выполняет свои функции, т.е. находится в рабочем режиме, первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов производят обнаружение сбойных ситуаций и неисправностей линий связи 35Когда конвейер переводится в ре-

жим тестирования, первое 30 и второе 31 устройства контроля цифровых узлов позволяют произвести его контроль и диагностирование с локализацией,мес- 40 та неисправности с точностью до модуля или группы линий связи. Вначале первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов переводятся во второй режим работы, первый много- 45 функциональный регистр 32 - в режим генератора псевдослучайной послеовательности, второй многофункциональный регистр 33 - в режим сигнатурного анализатора. После этого 50 необходимо произвести сканирование егистров, работающих в качестве сигнатурных анализаторов. Для этого все встроенные средства конвейера ереводятся в режим сканирования, „ равнивая полученные и эталонные сигатуры, можно судить о наличии или тсутствии неисправностей в первом 7, втором 28 или третьем 29 модуле.

30

0

5

5 5

0

Используя третий режим первого 30 и второго 31 устройств для контроля, цифровых узлов, производят контроль групп линий связи о

Формула изобретения

Устройство для контроля цифровых узлов, содержащее два регистра разрядностью п, где п - степень образующих многочленов, две группы из п элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, два мультиплексора, два сумматора по модулю два, причем выходы j-x элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соединены с j-ми информационными входами соответственно первого и второго регистров, где j 1,п, выходы разрядов первого и второго регистров, соответствующие ненулевым коэффициентам образующих многочленов, подключены к входам соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, выходы которых соединены с первыми информационными входами соответственно первого и второго мультиплексоров, тактовые входы первого и второго регистров объединены и являются тактовым входом устройства, п выходов второго регистра и п-й выход первого регистра образуют группу информационных выходов устройства, первые входы первого и второго элементов И объединены и образуют первый вход задания режима устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит две группы элементов И-НЕ, группу повторителей, дешифратор, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход дешифратора является выходом ошибки устройства, вход од- новибратора и второй вход первого элемента И объединены и подключены к тактовому входу устройства, выход первого элемента И соединен с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, вторые входы которых образуют группу информационных входов устройства, выход одновибратора соединен с вторым входом второго элемента И, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому входу задания режима устройства, третий вход второго . элемента И объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с первыми входами элементен И-НЕ второй труп11

пы и образует второй вход задания режима устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого является входом начальной установки устройства, входы сброса первого и второго регистров объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, управляющие входы первого и второго мультиплексоров объединены и подключены к выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы j-x элементов И-НЕ первой и второй групп соединены с первыми входами j-x элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы 1-х разрядов пер- врго и второго регистров, где , (п-1), соединены с вторыми входами

5218412

(1+1)-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы n-х разрядов первого и второго регистров соединены с вторыми информационными входами первого и второго мультиплексоров соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы соединены с входами соответствующих повторителей группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ второй группы, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы соединены с входами дешифратора.

10

15

Фиг2

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах встроенного диагностирования конвейерных цифровых устройств. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит два регистра 1, 2, две группы 3, 4 элементов И-НЕ, две группы 5, 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два сумматора по модулю два 7, 8, два мультиплексора 9, 10, группу 11 повторителей, одновибратор 12, дешифратор 13, два элемента И 14, 15, элемент ИЛИ 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17. Цель изобретения достигается за счет обнаружения сбоев и неисправностей линий связи в режиме передачи информации между цифровыми узлами. 3 ил. 1 табл.