Устройство для контроля мультиплексора Советский патент 1992 года по МПК G06F11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться для контроля работоспособности и поиска неисправности в мультиплексорах.

Известно устройство для контроля коммутации информационных каналов, содержащее (1+1) мультиплексоров на п разрядов каждый, п блоков сравнения кодов, распределитель импульсов, два дешифратора, счетчик делитель частоты, п элементов И, триггер, формирователь импульсов и два элемента ИЛИ, которое контролирует I информационных каналов на п разрядов каждый и определяет сбои Обрыв, Короткое замыкание, Ошибка коммутации.

Недостатком известного устройства является большая сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля мультиплексора, содержащее генератор тактовых импульсов, четыре счетчика, распределитель импульсов, дешифратор, два блока индикации, три элемента И, элемент ИЛИ и элемент НЕ, выходы распределителя импульсов являются информационными выходами устройства для подключения к информационным входам контролируемого мультиплексора, выходы первого счетчика являются адресными выходами устройства для подключения к управляющим входам контролируемого мультиплексора.

Устройство предназначено для контроля мультиплексоров с небольшим числом ка- налов FNJ. При увеличении числа N увеличивается число выходов распределиМ

4

GO О

теля импульсов и соответственно число связей между контролируемым мультиплексором (КМП) и устройством. Поэтому оно наиболее употребимо для контроля мультиплексоров с небольшим числом каналов N, т.е. ИМС типа 155 КП1, 155КП5, 555КП12 и т.д. Эти ИМС используются также для реализации КМП с числом каналов на основе многоступенчатой (пирамидальной) схемы, состоящей из m элементарных мультиплексоров (ЭМП). Устройство позволяет определить годность токового КМП, хотя для этого необходимо увеличить объем оборудования.

Недостатком является то, что устройство не позволяет определить место отказа - в какой ступени и какой ЭМП отказал.

Целью изобретения является расширение области применения за счет возможности определения неисправного элемента в многоступенчатых мультиплексорах.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля мультиплексора, содержащее генератор тактовых импульсов, четыре счетчика, распределитель импульсов, два блока индикации, три элемента И, первые элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем информационный .вход первого счетчика является в ыходом устройства для подключения к адресному входу контролируемого мультиплексора, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом второго элемента И, входом пуска распределителя импульсов и счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с входом сброса второго и третьего счетчиков, счетным входом первого счетчика и первым входом третьего элемента, выход переполнения первого счетчика соединен с входом сброса первого счетчика, выход третьего элемента И соединен со счетным входом четвертого счетчика, выход переполнения которого соединен со своим входом сброса и входом первого блока индикации, выход первого элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, введены два коммутатора, регистр сдвига, блок сравнения, третий блок индикации, триггер, формирователь импульсов, с четвертого по шестой элементы И, вторые элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем выход первого коммутатора является выходом устройства для подключения к информационному входу контролируемого мультиплексора, информационный и управляющий входы первого коммутатора соединены соответственно с выходом распределителя импульсов и информационным выходом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход Больше блока сравнения соединен с

вторым входом четвертого элемента И и первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И и первым входом пятого элемента И,

выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого и первый вход шестого элемента И соединены

с выходом переполнения первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с синхровходом регистра сдвига, группа выходов которого соединена с группой входов второго блока индикации и управляющими

входами соответствующих каналов второго коммутатора, информационные входы каналов которого являются группой входов устройства для подключения к выходам соответствующих ступеней контролируемого мультиплексора, выход второго коммутатора соединен с вторым входом второго элемента И, информационный выход третьего счетчика соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого

подключен к кодовому входу устройства, выход Равенства блока сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И, информационный выход первого счетчика соединен с входом третьего блока индикации,

выход последнего разряда группы выходов регистра сдвига соединен с вторым выходом шестого элемента И и через второй элемент НЕ-с вторым входом пятого элемента И, выход переполнения четвертого счетчика

соединен с третьим входом шестого элемента И, выход которого соединен с синхровходом триггера, вход установки в 1 которого через формирователь импульсов соединен с выходом первого разряда группы выходов

регистра сдвига, выход триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема коммутатора 12; на фиг. 3-функциональная схема коммутатора 13.

Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, элементы И 2 и 3, распределитель 4 импульсов, счетчик 5, элементы И 6 и 7, счетчики 8 и 9, контролируемый мультиплексор 10, блок 11 индикации, коммутаторы 12 и 13, блок 14 сравнения, элемент И 15, элемент ИЛ И 16, регистр 17 сдвига, блок 18 индикации, счетчик 19, блок 20 индикации, элемент И 21, триггер 22, элемент ИЛИ

23, элементы НЕ 24 и 25, кодовый вход 26, формирователь 27 импульсов.

Изобретение может быть реализовано на основе ИМС серии 155. Все счетчики устройства переключаются по передним фронтам импульсов на счетных входах. Сброс счетчика 8 происходит по заднему фронту импульса на входе сброса. Сдвиг в регистре 17 производится по заднему фронту входного импульса. Исходным состояни- ем регистра 17 является О во всех разрядах кроме последнего, в который записывается 1. Исходным состоянием всех счетчиков и триггеров является нулевое. Установка в исходное состояние производит- ся перед началом контроля установленного КМП, цепи установки условно не показаны,

Устройство работает в двух режимах: в режиме контроля, и в режиме поиска неис- правности.

Рассмотрим работу устройства в режиме контроля. На выходе элемента ИЛИ 23 устанавливается уровень О, на выходе инвертора 24 - 1. При этом элемент И 2 пропускает тактовые импульсы длительностью t™ с частотой fo - с выхода генера10

тора 1 на вход счетчика 5. Длительность t™ выбрана большей, чем суммарное время за- держки импульсов, вносимое элементами 4,9,12,10 и 13, что необходимо для обеспечения формирования на выходе элемента И 3 импульса с длительностью , достаточной для надежного срабатывания счетчика 8. Счетчик 5 делит частоту fo на коэффициент N, гце N - число каналов в КМП, Распре- делитель 4 импульсов запускается тактовыми импульсами с частотой f и формирует на своих выходах К последователь- ностей импульсов с частотой fq/K, сдвинутых друг относительно друга на интервал to. Эти К последовательностей за N тактов коммутатор 12 поочередно подключает к К-входам каждого из гщ элементар- ных мультиплексоров первой ступени КМП в соответствии с кодами адреса, формируемыми счетчиком 5. При этом за время IM-to на каждый из N-входов поступит только один импульс, не совпадающий с импульса- ми на других входах.

Счетчик 9 запускается тактовыми импульсами с частотой fo/N и формирует код адреса с числом разрядов п. Модуль счетчика Ng равен 2П и выбран из условия NgЈN. На выходах счетчика 9 на время N-to устанавливается постоянный код адреса, по которому выбирается один из N каналов КМП. Код адреса разделяется на I групп разрядов в соответствии с числом ступеней в КМП,

Первая группа m младших разрядов подключена к адресным входам гщ ЭМП первой ступени (mi$2n1), вторая группа разрядов п2, начиная с (п+1) подключена к адресным входам та ЭМП второй ступени и т.д. Последняя группа разрядов щ подключена к адресным входам единственного ЭМП последней ступени.

Первая группа разрядов кода адреса ni определяет соответствующей ЭМП из гщ и тот его канал, который должен пропустить входной импульс. Соответственно группы разрядов-П2ni определяют ЭМП в последующих ступенях, в результате чего канал образуется последовательным соединением I ЭМП, через которые входной импульс поступает на выход последней ступени, Проверка одного выбранного канала занимает N тактов, во время которых проверяется этот канал на пропуск входного импульса, а остальные каналы на запрет импульса. В итоге за N тактов на выход КМП должен поступить один импульс, который проходит через коммутатор 13 и элемент И 3 на вход счетчика 8. При исправном КМП состояние счетчика 00...01. Такой же код задается с кодового входа устройства 27 на вход блока 14 сравнения, который формирует уровень 1 на выходе Равенство, что свидетельствует о равенстве кодов. При этом импульс переполнения счетчика 5 проходит через элемент И 6 на вход счетчика 19. За N тактов проверяются все N каналов КМП и счетчик 19 переполняется одновременно с переполнением счетчиков 5 и 9, что обеспечивает прохождение импульса через элемент И 21 и переключение триггера 22 в 1. При этом элемент И 2 закрывается и поступление тактовых импульсов прекращается. Блок 20 индикации сигнализирует оператору об исправности КМП.

Если КМП неисправен, число импульсов а, сосчитанное счетчиком 8 за N тактов, больше 1. При числе импульсов считается отказ типа Ошибка соединения, а при считается отказ типа Обрыв. Таким образом при неисправности в КМП на выходе Больше блока 14 сравнения кодов к моменту окончания N-го такта режима контроля устанавливается уровень 1, поэтому импульс переполнения счетчика 5 проходит через элемент И 7 и элемент ИЛ И 16 на вход регистра 17 сдвига. При этом 1 из старшего разряда I сдвигается влево в(1-1)- й разряд 00...10. Режим контроля оканчивается и начинается режим поиска неисправности.

Рассмотрим работу устройства в режиме поиска неисправности, В режиме контроля коммутатор 13 подключал к входу

счетчика выход КМП (выход последней 1-й ступени КМП). В режиме поиска коммутатор подключает к входу счетчика 8 выходы тм ЭМП (Ы)-й ступени. Это подключение обеспечивается подачей 1 с выхода (1-1)-го раз- ряда регистра 17 на вход управления (1-1)-й группы входов коммутатора 13. В этом режиме счетчики 5 и 9 формируют коды адресов, а распределитель 4 импульсов и шинный коммутатор 12 - N последователь- ностей входных импульсов также как в режиме контроля. При обнаружении неисправности уровень 1 с выхода Больше блока 14 сравнения проходит через элемент И 15, элемент ИЛИ 23 на вход элемента НЕ 24 и элемент И 2 прекращает пропуск тактовых импульсов. При этом блок 11 индикации индицирует код номера неисправного канала, а блок 20 индикации - номер ступени КМП, в котором обнаружена неисправность. По этим данным устанавливается неисправный КМП. Если за N тактов неисправность в (1-1)-й ступени не будет обнаружена, импульс переполнения счетчика 9 пройдет через элемент ИЛИ 16 и про- изведет сдвиг 1 из(1-1)-го разряда в (-2)-й разряд. Начнется поиск неисправности в (-2)-й ступени КМП,

Таким образом, последовательно, начиная с предпоследней (1-1)-й ступени и до первой ведется поиск неисправности. Если в 1-(1-1) ступенях неисправности не обнаружено, но в режиме контроля была зафиксирована неисправность, значит неисправность в последней ступени. После поиска неисправности в I ступени импульс переполнения счетчика 9 сдвигает 1 из первого разряда регистра 17 в последней. Блок 18 индицирует неисправность в последней ступени КМП. По перепаду из 1 в О первого разряда регистра 17 формирователь 27 импульсов выдает импульс, устанавливающий триггер 22 в 1. Счетчики 5 и 9 перестают считать импульсы и блок 11 индицирует нулевое состояние счетчика 9.

Устройство для контроля мультиплексора по сравнению с устройством прототипом имеет более широкую область применения за счет возможности определять неисправные элементы в многоступенчатых мульти- плексорах с большим числом каналов.

Формула изобретения Устройство для контроля мультиплексора, содержащее генератор тактовых им- пульсов, четыре счетчика, распределитель импульсов, два блока индикации, три элемента И, первый элемент ИЛИ и первый элемент НЕ, причем информационный выход первого счетчика является выходом устройства для подключения к адресному входу контролируемого мультиплексора, выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, входом пуска распределителя импульсов и счетным входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с входами сброса второго и третьего счетчиков, счетным входом первого счетчика и первым входом третьего элемента И, выход переполнения первого счетчика соединен со своим входом сброса, выход третьего элемента И соединен со счетным входом четвертого счетчика, выход переполнения которого соединен со своим входом сброса и входом первого блока индикации, выход первого элемента ИЛИ через первый элемент НЕ соединен с вторым входом первого элемента И, выход второго элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения за счет возможности определения неисправного элемента в многоступенчатых мультиплексорах, оно содержит два коммутатора, регистр сдвига, блок сравнения, третий блок индикации, триггер, формирователь импульсов, три элемента И, второй элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем выход первого коммутатора является выходом устройства для подключения к информационному входу контролируемого мультиплексора, информационный и управляющий входы первого коммутатора соединены соответственно с выходом распределителя импульсов и информационным выходом второго счетчика, выход переполнения которого соединен с первым входом четвертого элемента И, выход Больше блока сравнения соединен с вторым входом четвертого элемента И и с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого и первый вход шестого элемента И соединены с выходом переполнения первого счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с синхровходом регистра сдвига, группа выходов которого соединена с группой входов второго блока индикации и управляющими входами соответствующих каналов второго коммутатора, информационные входы каналов которого являются группой входов устройства для подключения к выходам соответствующих ступеней контролируемого мультиплексора, выход второго коммутатора соединен с вторым входом второго элемента И, информационный выход третьего счетчика соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к кодовому входу устройства, выход Равенство блока сравнения соединен с вторым входом третьего элемента И, информационный выход первого счетчика соединен с входом третьего блока индикации, выход последнего разряда регистра сдвига соединен с вторым входом шестого элемента И и через

0

второй элемент НЕ - с вторым входом пятого элемента И, выход переполнения четвертого счетчика соединен с третьим входом шестого элемента И, выход которого соединен с синхровходом триггера, вход установки в 1 которого через формирователь импульсов соединен с выходом первого разряда регистра сдвига, выход триггера соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ.

Изобретение может использоваться в устройствах автоматики и вычислительной техники для контроля работоспособности и поиска неисправностей в мультиплексоре с большим числом каналов, состоящем из множества элементарных мультиплексоров, соединенных по многоступенчатой схеме. Цель изобретения состоит в расширении области применения за счет определения неисправного элемента в многоступенчатых мультиплексорах. Цель достигается введением регистра сдвига, двух коммутаторов, блока сравнения, блока индикации, триггера, формирователя импульсов, трех элементов И, элементов ИЛИ и НЕ, обеспечивающих работу устройства поочередно в режиме контроля и в режиме поиска неисправности. Если в режиме контроля обнаруживается неисправность, поиск неисправности ведется поочередно по всем каналам, начиная с предпоследней ступени. Неисправный элемент определяется по номеру канала и номеру ступени, 3 ил. сл С

C$7

ml

щ

&

CSI+

/77/

ss

I

S

j

фиг. 2

Г

Выход

-