Устройство для контроля микроЭВМ Советский патент 1990 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к вычисли - . тельной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для контроля микроЭВМ, содержащих цифровые и/или аналоговые входы-выходы. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения контроля мик- роЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входами-выходами.

На чертеже представлена структурная схема устройства,

Устройство содержит блок 1 ввода-, вывода информации,- два счетчика 2 и 3, регистры 4-7, блоки 8 и 9 памяти, блок ключей 10, элемент И 11, блок цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 12, блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 13, аналоговые коммутаторы 14 и 15, блок 16 ана.лотовых ключей, блок 17 регистров, цифровой коммутатор 18, схему сравне ния 19, блоки элементов И 20-21, элемент ИЛИ 7.2, контролируемую микроЭВМ; 23, вход Пуск 24, индикатор 25, регистр 26.

Для контроля в реальном масштабе времени по контрольным примерам целевой программы, занесенной в мик- роЭВМ 23,в режиме Ввод на ее цифровые и аналоговые входы необходимо подавать входные воздействия (цифровые и аналоговые соответственно),

10

а в режиме Вывод надо снимать цифро-15 следующим образом.

образователей,вход результат преобра лен в цифровой форм дов микроЭВМ считыв а с него через цифр 18 - в регистр 4. Е и контролируются ци преобразователи мик выходные сигналы им форму. Они преобраз ком АЦП 13, из кото татор 18 переписыва Контроль микроЭВ

20

25

30

35

вую и аналоговую информацию,, Сопоставляя выходную информацию, поступающую с микроЭВМ после обработки ею входных тестовых воздействий, с эталонными значениями, можно судить о правильности функционирования или неисправности контролируемой микроЭВМ«

Блоки устройства, обеспечивающие съем и подачу информации на входы- выходы микроЭВМ 23, подключаются к ним с помощью ключей и коммутаторов0 Для обеспечения контроля микроЭВМ с совмещенными входами-выходами, входные воздействия на них поступают через блок 10 ключей и блок аналоговых ключей 16. Эти ключи находятся в состоянии Обрыв при отсутствии признака Ввод с выхода микроЭВМ 230 При наличии признака Ввод блок ключей 10 передает цифровые воздействия с выхода блока 8 на входы-выходы микроэвм блок аналоговых ключей-16 - аналоговые входные воздействия0 Аналоговые воздействия вырабатываются блоком ЦАП 12 и с помощью аналогового коммутатора 14 через ключи 16 подключаются на контролируемые в данной проверке входы-выходы микроЭВМ0 Применение коммутатора 14 необходимо потому, что число аналоговых входов-вы- ходов микроЭВМ превышает число ЦАП, В каждой проверке входные аналоговые воздействия подаются на часть входов- выходов микроЭВМ 23,

Аналоговый коммутатор 15 служит для подключения входов АЦП 13 к контролируемым входам-выходам микроЭВМ, поскольку их количество может значительно превышать число АЦП Через цифровой коммутатор 18 информация .в регистр 4 может записываться либо с выхода регистра 5, либо с выхода блока АЦП 13. При настройке и контроле аналого-цифровых преИсходную информа для контроля микроЭ первый 8 и второй 9 помощью блока ввода вый блок 8 памяти мационного выхода б 1 заносятся значен аналоговых (в цифро дах) входных тестов которые при контрол даются на ее входытестовых воздействи ти заносятся коды, регистр 7 при предв ке (перед началом п ров) аналоговых уз управления аналогов 14,15, блоком АЦП татором 18, блоком чей, регистрами 17 приближения,, а такж ности выходной инфо при каждом обращени ходам и признак кон записи информации в памяти из блока вво вход установки счет с его выхода на адр ка 9 памяти - пос записываемой инфор менно с блока ввода формационный вход б дается записываемое ляющего разряда, ко

CQ тотипе,характеризуе тельность между об роэвм 23 к входам-в входа Пуск 24 пос Сброс первого 2 и

ч- чиков,регистра 4 и вода 1 для сброс тов предшествующег окончании сигнала 24 происходит зап

40

следующим образом.

образователей,входящих в микроЭВМ 23, результат преобразования представлен в цифровой форме, с входов-выхо-| дов микроЭВМ считывается в регистр 5, а с него через цифровой коммутатор 18 - в регистр 4. Если настраиваются и контролируются цифроаналоговые преобразователи микроЭВМ 23, то ее выходные сигналы имеют аналоговую форму. Они преобразуются в коды блоком АЦП 13, из которого через коммутатор 18 переписываются в регистр 4, Контроль микроЭВМ производится

0

5

0

5

Исходную информацию, необходимую для контроля микроЭВМ 23, заносят в первый 8 и второй 9 блоки памяти с помощью блока ввода-вывода 1. В первый блок 8 памяти с второго информационного выхода блока ввода-вывода 1 заносятся значения цифровых и аналоговых (в цифровой форме - кодах) входных тестовых воздействий, которые при контроле микроЭВМ 23 подаются на ее входывыходы. Кроме тестовых воздействий, в блок 8 памяти заносятся коды, записываемые в регистр 7 при предварительной настройке (перед началом проверки параметров) аналоговых узлов микроЭВМ, коды управления аналоговыми коммутаторами 14,15, блоком АЦП 13, цифровым коммутатором 18, блоком 16 аналоговых ключей, регистрами 17 последовательного приближения,, а также признаки правильности выходной информации с микроЭВМ при каждом обращении к ее входам-выходам и признак конца контроля При записи информации во второй блок 9 памяти из блока ввода-вывода 1 на вход установки счетчика 3 и далее - с его выхода на адресный вход блока 9 памяти - поступает адрес записываемой информации. Одновременно с блока ввода-вывода 1 на информационный вход блока 9 памяти подается записываемое значение определяющего разряда, который, как и в проQ тотипе,характеризует правильную дли- тельность между обращениями микроэвм 23 к входам-выходам,Сигнал с входа Пуск 24 поступает на входы Сброс первого 2 и второго 3 счет- чиков,регистра 4 и блока ввода-вывода 1 для сброса результатов предшествующего контроля. По окончании сигнала на входе Пуск11 24 происходит запуск мнкроЭВМ 23,

0

которая начинает выполнять целевую программу. Контроль информации на цифровых и аналоговых входах-выходах микроЭВМ 23 может про1 изводиться как одновременно, так и последовательно во времени, Управлени режимами работы (Ввод или Вывод) осуществляется микроЭВМ 23 по ее выходным сигнадам - признакам Ввод и Вывод. Элемент И 11 выполняет роль фиксатора возможной неисправности микроЭВМ 23, при которой она выдает одновременно два признака: по выходам Ввод и Вывод. Элемент И II передает признак неисправности в блок ввода-вывода , где фиксируются и отображаются все возможные неисправности микроЭВМ 23. Но сигналу признака Вывод, поступающему из контролируемой -микроЭВМ 23 на синхро- вход регистра 5, в него производится запись информации с цифровых выходов микроЭВМ - результат обработки цифровых и аналоговых входных тестовых воздействий С выдачей признака Вывод или по сигналу с третьего выхода блока 8 памяти через блок 20 элементов запускаются АЦП блока 13, входы которых через аналоговый коммутатор 15 подключены к контролируемым аналоговым выходам микроЭВМ. Результаты аналого-цифрового преобразования аналоговых выходных сигналов микроЭВМ 23 из блока ЛЦП 13 через цифровой коммутатор 18 записываются в регистр 40 Счетчик 2 через элемент Ш1И 22 подсчитывает суммарное число запросов ввода-вывода микроЭВМ и сигналов с регистров 17 последовательного приближения Завершение преобразования, характеризующих окончание очередного этапа настройки аналоговых узлов микроЭВМ, Выходы счетчика 2, регистров 4 и 5 соединены с адресными входами блока 8 памяти,, По сигналу запроса ввода-вывода из микроЭВМ 23, поступающему на вход Чтение блока 8 памяти, по сформированному таким образом адресу происходит считывание информации с перво- го выхода на входы блока ключей 10 - входных цифровых воздействий для режима Ввод, С третьего выхода блока 8 памяти в регистр 6 записывается информация, которая после преобразования в блоке ЦАП 12 определяет входные аналоговые воздействия, а управляющие разряды производят пе0

5

0

5

реключения аналоговых коммутаторов (14 и 15. В выбранной ячейке блока 8 памяти, кроме тестовой и управляющей информации, содержится значение определяющего разряда, которое поступает с второго выхода блока 8 памяти в блок I ввода-вывода информации0 Если по адресу, сформированному с выходов счетчика 2 и регистров 4,5, считанное значение определяющего разряда равно единице, то эта ситуация характеризует правильную работу мик- роЭВМ 23.В случае прихода неверной информации с выходов регистров 5 и/или 4 (т.е„ с цифровых выходов микроЭВМ 23 и неверных результатов преобразования информации аналоговыми узлами микроЭВМ),не соответствующей эталонной таблице тестов, происходит считывание нулевого значения определяющего разряда и блок ввода- вывода 1 фиксирует неисправность микроэвм. При появлении признака Ввод производится считывание из блока 8 : памяти через блок 10 ключей входных цифровых воздействий и подача с выходов блока ЦАП 12 через аналоговый коммутатор 14 и блок 16 аналоговых ключей аналоговых воздействий на входы микроЭВМ 23. Для обеспечения контроля микроЭВМ с совмещенными входами-выходами блок 10 ключей и блок 16 аналоговых ключей находятся в состоянии Обрыв при отсутствии призна- 5 ка Ввод с выхода микроЭВМ 23. Те аналоговые ключи блока 16, которые должны постоянно в течение проверки подавать аналоговые сигналы на входы микроЭВМ 23 (например опорные и регулировочные сигналы), включены управляющими сигналами с выхода блока 8 памяти через блок 21 элементов И0 Длительность цикла обращения к входам-выходам микроЭВМ 23 подсчитывает счетчик 3 по импульсам, поступающим с его тактового выхода. Совпадение значения циклов с эталонным проверяется блоком 9 памяти, на вход Чтение которого поступает сигнал с выхода запроса ввода-вывода мик- роЭВМ 23„По адресу, поступающему в блок 9 памяти с выхода счетчика 3, в блок ввода-вывода 1 считывается значение определяющего разряда, характеризующего правильную длительность между обращениями микроЭВМ 23. При считывании нулевого зкачения, определяющего разряд в блоке ввода-выво0

0

5

0

5

10

да 1, фиксируется неисправность микроэвм. Особенность контроля аналоговых узлов микроЭВМ 23 состоит в том, что перед проверкой параметров проводится настройка этих узлов, например настройка опорных напряжений и направлений смещения цифроаналоговых преобразователей. Режим настройки задается очередным сигналом запроса ввода-вывода микроЭВМ 23, по которому с третьего информационного выхода блока 8 памяти поступает сигнал Пуск в блок регистров 17 последовательного приближения, под управлени- 15 ем которых производится настройка всех аналоговых узлов, С этого же выхода блока 8 памяти через блок элементов И 21 выдаются управляющие сигналы на блок аналоговых ключей 16, через блок элементов И 20 - на блок АЦП 13, а также на цифровой коммутатор 18, аналоговые коммутаторы 14,15, В регистр 6 записываются коды, определяющие на входах микроЭВМ 23 знало- 25 говые напряжения, при которых провод дится настройка, а в регистр 7 зано-. сятся коды настройки, по которым ведется подстройка аналоговых узлов. С первого выхода блока 8 памяти через блок 10 ключей в микроЭВМ 23 заносится информация, необходимая для настройки. Например, при установке внешнего опорного напряжения цифро- аналогового преобразователя, входяще-, го в микроЭВМ 23, выход ЦАП из блока 12, задающего опорное напряжение, через аналоговый коммутатор 14 и блок аналоговых ключей 16 подключает15787168

напряжение с аналогового выхода ЦАП 12 через аналоговый коммутатор 14 и блок 16 аналоговых ключей подается , на вход микроЭВМ 23,задаюы й опорное напряжение. Выходной аналоговый сигнал ЦАП микроЭВМ 3 с ее выхода через аналоговый коммутатор 15 подается на аналоговый вход блока АЦП 13, в котором преобразуется в цифровую форму. Полученный код через цифровой коммутатор 18 записывается в регистр 4, Зна-. чение этого кода в схеме сравнения 19 сопоставляется со значением кода настройки, хранящимся в регистре 7, (Результат сравнения с выхода схемы сравнения 19 передается на вход дан- ,ных регистра 17 последовательного приближения, который на основании этого сигнала вырабатывает на цифровом выходе код следующего шага последовательного приближения. После окончания всех шагов последовательного приближения блок 17 регистров последовательного приближения вырабатывает сигнал Завершение преобразования который через элемент ИЛИ 22 поступает на счетный вход счетчика 2, формирующего на первом адресном входе блока 8 памяти зону адресов следующей тестовой проверки,; Найденное значение опорного напряжения подается на вход микроЭВМ 23 в течение последующего контроля.

Вели настройка выполнена неправильно, то после ее окончания с выхода цифро-аналогового преобразователя микроЭВМ 23 поступает аналоговый сигнал, отличающийся от заданного

20

30

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для контроля микроЭВМ, содержащих цифровые и/или аналоговые входы-выходы. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения контроля микроЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входами-выходами. Устройство содержит блок ввода-вывода информации, пять регистров, схему сравнения, блок регистров, блок цифроаналоговых преобразователей и блок аналого-цифровых преобразователей, два блока памяти, блок аналоговых ключей, цифровой коммутатор, блок ключей, два аналоговых коммутатора, два блока элементов И, элемент И и элемент ИЛИ. В процессе контроля микроЭВМ выполняет целевую программу, занесенную в ее запоминающее устройство. На входы-выходы микроЭВМ поступают цифровые и аналоговые воздействия, которые в цифровой форме записаны в памяти устройства. Для формирования входных аналоговых воздействий и контроля аналоговых выходов микроЭВМ использованы цифроаналоговые преобразователи. Настройка аналоговых узлов микроЭВМ, предшествующая их контролю, проводится под управлением блока регистров. Результаты обработки микроЭВМ входных воздействий сопоставляются с эталонными значениями, записанными в памяти устройства. 1 ил.

ся к входу микроЭВМ, на котором надо о значения более чем на допустимое от45

установить опорное напряжение. Поскольку опорное напряжение подается на вход микроЭВМ 23 при последующем ее контроле, соответствующий ключ в блоке 16 включается через блок 21 управляющим, сигналом из блока 8 памяти, В регистр микроЭВМ 23, управляющий работой ее цифроаналогового преобразователя, к в регистр 7 записывается один и тот же код, по которо- „ му будет проводиться настройка опорного напряжения (например, код полной шкалы 111...1)о В ходе настройки блок регистров 17 последовательного приближения в соответствии с алгоритмом iпоследовательного приближения вырабатывает коды, которые поступают в блок ЦАП 12 и преобразуются в аналоговое напряжение. Выработанное аналоговое

клонение. После преобразования этого сигнала блоком АЦП 13 в регистр 4 будет записан код, отличающийся от точного значения, которое хранится в регистре 7, более чем на допустимую погрешность. Поэтому при следующем после окончания настройки сигнале запроса ввода-вывода микроЭВМ 23 по адресу, сформированному с выходов гистров 4,5 и счетчика 2, из блока 8 памяти в блок ввода-вывода 1 будет считано нулевое значение определяющего разряда, фиксирующее ошибочный результат настройки. При настройке ана- „ лого-цифровых преобразователей, входящих в микроЭВМ 23, по признаку Выг вод, который поступает на синхровход регистра 5, в него записывается цифровая информация с выходов мик

клонение. После преобразования этого сигнала блоком АЦП 13 в регистр 4 будет записан код, отличающийся от точного значения, которое хранится в регистре 7, более чем на допустимую погрешность. Поэтому при следующем после окончания настройки сигнале запроса ввода-вывода микроЭВМ 23 по адресу, сформированному с выходов гистров 4,5 и счетчика 2, из блока 8 памяти в блок ввода-вывода 1 будет считано нулевое значение определяющего разряда, фиксирующее ошибочный результат настройки. При настройке ана- лого-цифровых преобразователей, входящих в микроЭВМ 23, по признаку Выг вод, который поступает на синхровход регистра 5, в него записывается цифровая информация с выходов мик,915

роЭВМ 23 - результат аналого-цифровой обработки сигналов, поступающих на входы микроЭВМ 23, Через цифровой коммутатор 18 результат обработки записывается в регистр 4, с выхода которого в схеме 19 сравнения сопоставляется с кодом настройки, хранящимся в регистре 7. Результат сравнения пере- дается на вход данных блока регистров 17 последовательного приближения, с помощью которого через блок ЦАП 12, аналоговый коммутатор 14 и блок 16 аналоговых ключей организована наст- ройка АЦП микроЭВМ 23 аналогично настройке ЦАП. Возможна организация настройки аналоговых узлов с использованием только аналоговых сигналов ввода-вывода микроЭВМ 23. При этом

на микроЭВМ 23 из блока ЦАП 12 подают входные аналоговые воздействия, а результаты их аналого-цифровой обработки снимают с аналоговых выходов микроЭВМ. результаты обработки пре- образуются в блоке АЦП 13 в цифровой код на основании сравнения в схеме сравнения 19 полученного кода с заданным в регистре 7 значением, блок регистров последовательного приближе- ния 17 выполняет настройку аналоговых узлов микроЭВМ 23.

После настройки аналоговых узлов микроЭВМ 23 проводится контроль их параметров: погрешностей преобразователей, диапазонов аналоговых входных- выходных сигналов, нелинейностей амплитудных характеристик или вида зависимости функционального преобразования, времен преобразований,

Таким образом, в устройстве обеспечивается контроль микроЭВМ 23 в реальном масштабе времени путем подачи на ее входы цифровых и аналоговых воздействий и съема с выходов цифровой и аналоговой информации, являющейся результатом обработки входных воздействий. Организация контроля позволяет провести проверку микроЭВМ с совмещенными и/или раздельными входами-выходами. После окончания всех тестовых проверок по очередному запросу ввода-вывода, поступающему из микроЭВМ 23 в блок 8 памяти, с его второго выхода в блок 1 ввода- вывода считывается и фиксируется признак конца контроля. Если в ходе контроля в блок 1 ввода-вывода из блоков 8 и 9 памяти не поступило ни од

.« j, 20

25 э«

35

45

50

5

6Ю

но го нулевого значения определяющих разрядов, то микроЭВМ 23 функционирует правильно. Если в блоке 1 ввода-вывода зафиксировано нулевое значение определяющего разряда, то по номеру теста, в котором получено это значение, мотшо определить неработоспособный узел микроЭВМ 23

Формула изобретения

Устройство для контроля микроЭВМ, содержащее блок ввода-вывода информации, два счетчика, два регистра, индикатор, два блока памяти, блок ключей, элемент И, причем вход Пуск устройства соединен с входами Сброс первого и второго счетчиков, блока ввода- вывода информации первого регистра и является выходом устройства для подключения микроЭВМ, первый выход блока ввода-вывода соединен с входом установки второго счетчика и информационным входом первого блока памяти, а второй выход блока ввода-вывода информации - с входом ввода информации второго блока памяти, первый информационный выход которого через блок ключей подключен к входам-выходам устройства для подключения микроЭВМ и информационному входу второго регистра, адресный вход первого блока памяти соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого подключен к тактовому входу устройства для подключения микроЭВМ, вход Чтение первого блока памяти соединен с входом Запрос ввода-вывода устройства для подключения микроЭВМ, вход признака Ввод которого подключен к первому входу элемента И и управляющему входу блока ключей, вход признака Вывод устройства для подключения микроэвм соединен с вторым входом элемента И и синхровходом второго регистра, информационный выход первого блока памяти и второй информационный выход второго блока памяти подключены к соответствующим информационным входам первого регистра, выходы первого счетчика и второго регистра подключены к соответствующим адресным входам второго блока памяти, вход Чтение которого соединен с входом запроса ввода-вывода устройства для подключения микроЭВМ, выход элемента И соединен с входом управления записью первого регистра, вы-vll

ход которого соединен с входом индикатора, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения контроля микроЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входами- выходами, введены три регистра, блок цифроаналоговых преобразователей, блок аналого-цифровых преобразователей, два аналоговых коммутатора, блок аналоговых ключей, блок регистров, цифровой коммутатор, схема сравнения, элемент ИЛИ и два блока элементов И, причем вход Пуск уст-; ройства соединен с входами Сброс третьего, четвертого и пятого регистров, выход третьего регистра подклю4- чен к третьему адресному входу второго блока памяти третий информационный выход которого подключен к управляющим входам цифрового коммутатора, первого и второго аналоговых коммутаторов, к информационным входам четвертого и пятого регистров, к входу Пуск блока регистров, к первым входам первого и второго блоков элементов И, информационный вход третьего регистра соединен с выходом цифрового коммутатора, выходы второго регистра и блока аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствующими информационными входами

цифрового коммутатора, первый и вто- | рой входы схемы сравнения подключены соответственно к выходам третьего и четвертого регистров, выход схемы сравнения подключен к входу данных ,. блока регистров, цифровой выход которого соединен с первым информационным входом блока цифроаналоговых преJQ образователен, выход Завершение пре образования блока регистров соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход пятого регистра соединен с. вторым информационным входом блока цифроана15 лотовых преобразователей, аналоговый выход которого через первый аналоговый коммутатор и блок аналоговых ключей подключен к входам-выходам уст- .ройства для подключения микроэвм,

20 которые через второй аналоговый коммутатор подключены также к аналоговому входу блока аналого-цифровых преобразователей, вторые входы первого и второго блоков элементов И и эле25 мента ИЛИ соединены соответственно с выходами Вывод, Ввод и Запрос ввода-вывода устройства для подключения микроЭВМ, а выходы этих блоков соединены соответственно с

30 входом Пуск блока аналого-цифровых преобразователей, управляющим входом блока аналоговых ключей и счетным входом первого счетчика

Составитель М.Кудряшев Редактор М.Циткина (Техред Л.Сердюкова

Заказ 1918

Тираж 569

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Т,Палий

Подписное