Устройство для определения параметрической надежности радиоэлектронных объектов Советский патент 1991 года по МПК G06F15/46 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано при оценке и обеспечении надежности по постепенным отказам (параметрической надежности) радиоэлектронных объектов,и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1401484.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства за счет уменьшения объема переборных процедур.

На фиг.1 приведен пример трехмерной невыпуклой области безотказной , работы (ОБР) -в пространстве Х,Х2Х5; на фиг.2-4 - отображения ОБР, представленной на фиг.1, полученные с помощью известного устройства, в координатах соответственно Х(Хг, ХГХ, Х2Х3; на фиг.5-7 - безотказные реализации тех же отображений, что и на фиг.2-4; на фиг.8 и 9 - блок-схема устройства; на фиг.10 - блок-схема блока вентилей; на фиг.11 - сечения 6-мерной ОБР, содержащей пустое множество; на фиг.12 - k-й канал; на фиг .13- k-e элементы (группы) .Рабочей областью (РО) называется совокупность всех рабочих точек в n-мерном пространстве входных параметров, т.е. все возможные варианты величин уровней входных параметров . x|(i 1 ,п) в диапазонах допусков

Х5тик xiflj«H$Ha входные параметры, заложенных разработчиком при создании схемы (объекта). ОБР называется п- мерная область в пространстве входных параметров, обладающая тем свойством, что и любая точка, принадлежащая этой области, имеет координаты на осях

о

Ј 1

сд

00

ее

х«хв.

,x.j,...x, соответствующие i безотказному состоянию исследуемого устройства (объекта). То есть кон- кретные реализации (набор) х, хг)...,

х случайных величин

Х1Х2.

,х таковы, что выходной(ые)

параметр(ы) изделия -находится в пределах установленных допусков ,

Устройство содержит наборное поле 1, блок 2 перебора реализаций, блок 3 управления, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 тест-сигналов, блок 6 физических моделей, блок 7 допусков, накопитель 8, задатчик 9 количе- ства отказов, управляемый пороговый элемент 10, блок 11 уставок допусков, дешифраторы I2, элементы И 13, триггеры 14, блоки 15 индикации, блоки 16 вентилей, элемент И 17, ключи 18, счетчики 19 количества отказовых реализаций, вентили 20 и элемент ИЛИ 21.

На фчг.12 и 13 представлены блок- схемы общих (m-го и z-ro) блоков отображения (т ф z; т; z ), на ко- торых показаны k-й канал и k-e элементы (группы), m и z - порядковые номера блоков отображения; j, r, i-номера входных параметров х;, х , - - . .

x (j t r i i; j, г, i Т, n); Ij - число уровней входного параметра х.1; 1г - число уровней входного параметра xp(k I, lr); 1; - число уровней входного параметра х.

На фиг.12 показан общий k-й канал: 13 -m-k- ...; 14 -m-k- ...; 15-m-k- ...; 1 9 - m - k - ... . На фиг.13 показаны общие k-e элементы (группы): 13-z-... - k; 14 - z - ... -k; 15 - z -... - k; 19 - z - ... - k.

Устройство работает следующим образом.

Первый этап работы, состоящий в определении уровней каждого из параметров с наименьшим числом отказов, состоит в следующем. После запуска импульсы от генератора 4 тактовых импульсов поступают в блок 3 управления Блок 3 выдает команду на замыкание реле наборного поля 1 в соответствии с кодом реализаций, выработанным в блоке 2 перебора реализаций. Например в цикле из N реализаций при р-й реализации (р 1,М) на выходе блока реализаций имеется код - n - декадное число 548...62, что соответствует пятому уровню х, четвертому х, восьмому Xj,....шестому хп,и второму х„.

0

5

0

5

0

5

При этом замкнутся 5, 4, 8, ..., 6 и 2 реле соответствующих групп наборного поля 1 таким образом, что в блоке 6 физических моделей подключены те детали,которые соответствуют пятому, четвертому, восьмому...шестому и второму уровням входных- параметров х, х„, х,. . . ,Xjj,j , х. По команде блока 3 блок 5 тест-сигналов подает на этот р-й вариант исследуемой схемы все тест-сигналы и все виды питания. В результате на выходе блока 6 появится 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 допусков у/иии У макс выходного параметра О . Сигнал от блока 3 разрешает срабатывание блока 7, он же поступает на вход всех триггеров 14, подготавливая их к приему информации, т.е. разрешая переход триггеров 14 в состояние Единица в случае поступления на них сигналов от элементов И 13. При несоответствии данной реализации установленным допускам блок 7 срабатывает, разрешая прибавление единицы в накопитель 8 отказовых реализаций. Сигнал разрешения прибавления единицы к содержимому накопителя 8 поступает также на первые входы всех элементов И 13, тем самым реализуя на выходе одно из трех необходимых условий для осу- ществления логики И.

В этот момент на выходах дешифраторов 12 имеется информация. В нашем примере расшифрованными окажутся: шина 5 дешифратора 12-1, шина 4 дешифратора 12-2, шина 8 дешифратора 12-3,..., шина 6 дешифратора 12-(п-1) и шина 2 дешифратора 12-п. Если данная реализация отказо- вая, то при этом срабатывают все ключи 18, так как на выходе элемента И 17 будет сигнал, разрешающий поступление информации через ключи 18. Отличие первого этапа работы устройства от второго состоит в том, что в блоках 16 вентилей на все вентили 20 подают разрешение. Поэтому каждый блок 16 пропускает любой поступающий на него уровень (т.е. элемент ИЛИ 21 имеет на выходе сигнал при поступлении на блок вентилей любого числа). Поэтому логика И осуществляется элементом И 17 при поступлении на блок 16 любого кода реализации. Сработают

13-1-5-4 ,...,1 3-С JJ-6-2,

элементы И 1 3:

Соответственно сработают триггеры

14- 5-4,..., 1 4-Сг)6-2 и индикаторы

15-1-5-415-CJJ-6-2. Будет добав- 5

лена единица к содержимому счетчиков 19-1-5-4,...,. Каждая последующая реализация анализируется таким же образом.

Отметим, что триггеры 14 и блоки JQ 15 сработают в первый же раз при возникновении описанной ситуации, и дальнейшее поступление сигналов от соответствующих элементов И 13 не нарушает их состояние. Поступление сигналов |$ триггер 14-3-2-3, индикатор 15-3-2-3 от элементов И 13 в общем случае про- и к содержимому счетчика 1 9-3-2-3

мому счетчика 19-1-4-2 прибавляется единица), фиг.5и - точка 42 Лс.Одно временно сработает элемент Иво втор блоке отображения - четвертом канале третьей группе: 13-2-4-3 (соответственно, сработает триггер 14-2-4-3, индикатор 15-2-4-3 и к содержимому счетчика 19-2-4-3 прибавляется едини ца), фиг.бк - точка 4 . Одновременно сработает элемент И в третьем блоке отображения (при п 3 их всег три) - втором канале - третьей группе 13-3-2-3 (соответственно сработает

триггер 14-3-2-3, индикатор 15-3-2-3 и к содержимому счетчика 1 9-3-2-3

мому счетчика 19-1-4-2 прибавляется единица), фиг.5и - точка 42 Лс.Одновременно сработает элемент Иво втором блоке отображения - четвертом канале - третьей группе: 13-2-4-3 (соответственно, сработает триггер 14-2-4-3, индикатор 15-2-4-3 и к содержимому счетчика 19-2-4-3 прибавляется единица), фиг.бк - точка 4 . Одновременно сработает элемент И в третьем блоке отображения (при п 3 их всего три) - втором канале - третьей группе: 13-3-2-3 (соответственно сработает

Изобретение относится к вычислительной технике, и может быть использовано для оценки надежности по постепенным отказам радиоэлектронных объектов и является усовершенствоваг нием устройств а по а. с. СССР № 1401484. Цель изобретения - повышение быстро- действия за счет уменьшения объема переборных процедур. Введение в уст- - ройство группы счетчиков обеспечивает определение и последующую реализацию сечений пространства входных параметров с наименьшим количеством отказов по наиболее информативным уровням. 3 ил.

должается, так как повторяются координаты Хв нашем примере х 5; х2

4;

6, хп 2) в различных отказовых кодах (кстати, именно это и говорит о вероятности участия двумерного кванта х 5, х 4, т.е. 54 в отказовых реализациях). При этом при каждом последующем срабатывании элементов И 13 и к содержимому соответствующих счетчиков 19 прибавляется единица. Например, к содержимому счетчика 19-1-5-4 единица прибавляется при поступлении таких отказовых кодов: 541... И, 541... 38, 548...45 и т.п. В результате N реализаций исследуемого объекта в исследуемом пространстве (i Т7п)(фиг.1, Х|Х2Ха хехгх э) будет зафиксировано некоторое количество отказовых реализаций. В счетчиках 19 будет накоплена информация (фиг.5и, 6к, 7ж).

Получение информации 6 сечениях с наименьшим количеством отказов для трехмерной ОБР сложной конфигурации. На фиг.1 представлено рассматриваемое пространство с числом поддиапазонов по каждой координате 1 6; 1% 9; lj 8. На фиг. 2-4 показаны (отмечены крестиками) отказовые реализации во всех сечениях рассматриваемого пространства XiX2x3x,x2x3. Информация, получаемая с помощью предлагаемого устройства, приведена на фиг.5и, бк,

7ж. Пусть очередная реализация иссле- 50 рогового элемента 10, который подает

команду на генератор 4 на остановку устройства. Полученная информация представлена в виде содержимого счетчиков 19 (фиг.5и, 6к, 7ж). Исследовадуемого объекта с кодом 423 (т.е. х { 4, х2 2, х- 3) окажется от- к.азовой. В этом случае сработает элемент И в первом блоке отображения четвертом канале - второй группе (или 55 тель по минимуму сумм в строках и второй элемент четвертого канала пер- столбцах двумерных матриц определяет вого блока отображения): 13-1-4-2 (соответственно сработает триггер 14-1- 4-2, индикатор 15-1-4-2, и к содержиинтересующие его уровни (слоя) рассматриваемого пространства. В примере это х j 4, х2 4, х3 5.

прибавляется единица), фиг.Уж - точка (хТ) 23.

Устройство продолжает работать и

всего к содержимому счетчика 19-1-4-2 будет прибавлено четыре единицы (Јиг.5) во время поступления отказовых кодов (фиг.5-7,-для наглядности безотказовые реализации представлены

номерами кодов): 421, 422, 423, 428 (точка 42 /х, фиг.5и). К содержимому счетчика 9-2-4-3 прибавляется пять единиц (см.фиг.6) во время поступления отказовых кодов: 413, 423,

463, 473, 493 (точка 4 (хТр, фиг.бк). К содержимому счетчика 1т 3-2-3 прибавляется шесть единиц - во всех шести сечениях по х. - только отказовые реализации: 123, 223,. 323, 423, 523, 623 (точка 23 ), фиг.7ж).

Аналогичным образом заполняются остальные (6-9 + 6«8 + 98 - 3) 171 счетчики 19.

Остановка предлагаемого устройства

происходит так же, как и известного: в задатчик 9 количества отказов ввог- дится максимальное количество отказов (например, NOTI N). В этом случае произойдет остановка, так как по истечении малого цикла иэ N реализаций исследуемого объекта число в накопителе 8 окажется меньше числа, заданного задатчиком 9. В этом случае произойдет срабатывание управляемого nor

тель по минимуму сумм в строках и столбцах двумерных матриц определяет

интересующие его уровни (слоя) рассматриваемого пространства. В примере это х j 4, х2 4, х3 5.

I

Второй этап работы предлагаемого устройства ничем не отличается от работы известного. Однако нет необходимости сплошного перебора всех уровней каждого входного параметра. Проводят п (например, п « 3) экспериментов, теперь известно на каком уровне следует фиксировать каждый из входных параметров (в примере это х( 4, х г 4, х& 5). Работа устройства на втором этапе дает искомую информацию, т.е. отображения ОБР на уровнях с наименьшим числом отказовых реализаций,

Получаемая с помощью устройства информация - двумерные отображения ОБР в сечениях n-мерного пространст-{ ва входных параметров х,х2...хи с наименьшим числом отказов (с наимень- шей вероятностью отказов), в том числе ОБР сложных конфигураций, позволяет на этапе проектирования установить номинальные значения и допустимый разброс входных параметров (т.е. опреде- лить РО), исходя из соображений надежности радиоэлектронных объектов по постепенным отказам (параметрической надежности) . При этом такая информация получается ускоренно за счет опреде- ления одного или нескольких сечений, параллельных плоскости рассматриваемой пары, с наименьшим количеством отказовых реализаций, а затем реализации только этих сечений. В приведенном примере ускорение составляет (6+ +9+8) (3+1) 5,75 раза. Если рас- смотрению дополнительно подвергнуть

|

еще по два уровня, например х - 3, 4, 5; хг 3, 4, 8; х 4, 5, 6, то выигрыш составит (6+9+8) : (): 2,3 раза. При увеличения мерности пространства и числа поддиапазонов 1{ ускорение круто возрастает. При п 5 1|° 1 j я ... § Ю, если принять к рассмотрению по три сечения, параллельных плоскости каждой пары, то ус- корение составит 322 раза. В общем виде ускорения получения информации г

Спп--г

21П

1

составляет V при фиксируемых

1Я

5

- | 5Qd;+l

1 j. . 1 f J г f r, i, j, i

с {ч где

I

d 4 - число сечений рассматриваемого пространства, параллельное

ПЛОСКОСТИ XjXf,.

Формула изобретения

Устройство для определения параметрической надежности радиоэлектронных объектов по авт.св. f I401484, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства за счет уменьшения объема переборных процедур, во все группы каждого из каналов блоков отображения введены счётчики, счетные входы которых соединены с выходами соответствующих элементов

И этих групп.

г

af& з

Фиг.1

б)

В)

л

г)

3

в)

«Л7 «7

/Vй

«;-

ж)

г.а

з)

f ср ш г-.

vT

О

V

0

ъ

ч

Iх

.

я

г

J

г

ее

/

в

tf

ч

I

V

.

tv. t

Oi tk

н

-.

&

Й

W

90

CTN

Ul

do ы

N

со

J«H

«

а)

f

б)

л,«з

««

в)

46 Я S

Л 9

лг.«

Г)

К).

Д)

з)

в)

Х4

а)

(39 отказ.) Хд«5(27 отказ.)

к Фиг.б

со cd к н о

и

Чи

1Л

т

}

н

5 о

«

х1

IHjMi Mlllil М1Ц11

tl-Ml

W Z+ei

N Т ..

® ЕЈШч 13Ё|0

1, ,.T-

го oo in 1.

-aчС

ggg:g

t-n-6i

n-t-m

-f-J-ZZ-T .Т-,. .... IJ . ..--«.

8H 2-/-/- re-/ /-gl (SH.-/ /- ynjy-Ag ® / A/-«rT/-/Wl

.- у. .- f

4-f

J

«I

.

/-/-/-#

Z Z-I St

, /-//-#

1ШЖ1

- J T ..... У .Т.

Е ШгШ±Ш /-г-щм г-/ &

I j

t-n-6i

n-t-m

.Т-,. .... IJ . ..--«.Т

(SH.-/ /- ynjy-Ag ® / A/-«rT/-/

v ЕШЩ ,..&.„ -f-&-

( f-f-ft-f) 6fo/- - - /J /WP- «I

. Tf ..;

„-&-„ -

6fay- -f - Ну-/-Д7- /Й - -Ь-г/1 -f--- Г- .,

.... ai Л

. . . П .

J

}V-.-y-gyf

8KZZ

г

er-if-s-f

f-f-Z-Јf

i-e-r-st

7 --z-ft

f/) ®4/v-V- /jli/-gg-yj

-/ -г-#/

-/-z-ti

t-f-t-ft

®«j г-/-У- / -/ - г-г/j ($) У - / - г - wjJj / - -а-й

WJ

er-if-s-f

f-f-Z-Јf

i-e-r-st

7 --z-ft

f/) ®4/v-V- /jli/-g -/-z-ti

t-f-t-ft

-/ - г-г/j ($) У - / - г - wjJj / -

H

fM

esezvyi

Xfl

Ъ

ж,. V

г з f s e ч в

XfZ

V

Фиг.//

|- Ј