Устройство для диагностики неисправностей периферийных устройств Советский патент 1977 года по МПК G06F11/04 

1

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для программного контроля и профилактического обслуживания цифровых вычислительных систем, содержащих средства программного контроля и диагностики неисправностей.

Известно устройство для контроля каналов ввода-вывода цифровых вычислительных машин, содержащее кодовые щины символа, управляющие щины, блок взаимодействия с каналом ЦВМ, информационный регистр, бло.к имитации режимов и блок формирования информации. Это устройство позволяет в автономном .режиме осуществлять наладку и проверку каналов ввода-вывода без подключения реальных внещних устройств и индикацию сбойных ситуаций как в режиме однократной работы, так и в циклическом режиме. Однако оно не позволяет осуществлять контроль и диагностику неисправностей периферийных устройств. Другим недостатком устройства является низкая разрещающая способность по адресам и по времени, так как оно позволяет считывать состояние только небольшого количества запоминающих элементов и не дает возможности прерывать работу периферийного устройства в промежуточных точках временной диаграммы обмена, что существенно снижает разрещающую способность по времени.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для диагностики неисправностей, содержащее блок элементов PI, первый вход которого соединен с выходом блока памяти периферийного устройства, а выход соединен со входом регистра обмена, выход которого соединен с первым входом блока коммутации, второй вход блока коммутации соединен с первым выходом блока управления, а его выход- со входом регистра обмена периферийного устройства, второй выход блока управления соединен со вторым входом блока элементов И.

Недостатком этого устройства является низкая разрещающая снособность но времени и невозможность использования существующих линий связи между ЦВМ и нериферийным устройством. Другим недостатком устройства является отсутствие средств для изменения масштаба времени при организации временного контроля. Необходимость этого

изменения связана с наличием как высокочастотных, так и низкочастотных процессов при работе периферийного устройства.

Целью изобретения является повыщение эффективности контроля периферийных устройств.

3

Для этого в предлагаемое устройство введены дешифратор режима, блок временного контроля, дешифратор номера регистра, блок усилителей и входной коммутатор, причем второй выход регистра обмена соединен со входом дешифратора режима, выход которого соединен с первым входом блока управления, третий выход регистра обмена соединен с первым входом блока временного контроля, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, третий вход - с выходом связи ,с внешней средой лериферпйного устройства, четвертый вход - с блокиру ош,им выходом периферийного устройства, первый выход блока временного контроля соединен с третьим входом блока элементов И, второй выход через дешифратор номера регистра и блок усилителей соединен с четвертым входом блока элементОВ И, пятый вход KOTQ-рого соеди-неи с выходом регистра обмена периферийного устройства, третий выход блока временного контроля соединен с первым входом блока фиксации, второй вход которого соединен с контролируюп,им выходом периферийного устройства, а выход-со вторым входом блока управления и со входом связи с внешней средой и с блокировочным входом периферийного устройства, первый выход входного коммутатора соединен с управляюшим входом периферийного устройства, второй выход - с третьим входом блока управления, четвертый вход которого соединен с выходом тактовых импульсов периферийного устройства, выход блока коммутации соединен с информационным выходом периферийного устройства.

Кроме того, в предлагаемом устройстве блок временного контроля содержит два -счетчика, два элемента ИЛИ и пять элементов И, причем выход переполнения первого счетчика соединен с первым входом первого элемента И и через первый элемент ИЛИ со входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен ,с первым входом третьего элемепта И, а выходы второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ соединены со входом первого счетчика, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, вход которого соединен со входом пятого элемента И, выход которого через второй элемент ИЛИ соединен со входом первого счетчика.

Это позволяет сушественно повысить глубину локализации неисправностей периферийных устройств за счет возможности останавливать работу периферийного устройства на произвольном такте и считывать состояние его запоминающих элементов.

Иа фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого устройства вместе с символической схемой периферийного устройства, что позволяет иллюстрировать конструктивные

связи между этими устройствами, на фиг. 2 - блок-схема блока временного коитроля.

Иериферийное устройство 1 содержит блок 2 управления периферийного устройства, блок 3 контроля, регистр обмена 4 периферийного устройства, блок памяти 5 периферийного устройства. Периферийное устройство 1 взаимодействует с некоторой внешней средой при помощи блока 6 связи с внешней средой, который работает под управлением блока 7 управления блоком связи. В частности, если под периферийным устройством иметь в виду устройство ввода с перфоленты, то блок 6 осуществляет перемещение перфоленты, поиск необходимого массива, считывание информации и т. д. Блок 7 осуществляет пуск лентопротяжного механизма, реверсирование и останов. Периферийное устройство (ПУ) также

включает в свой состав генератор тактовых импульсов 8 и узел блокировки 9. Выходные сигналы узла блокировки 9 поступают в блок 2 управления периферийным устройством. При поступлении блокирующего сигнала,

узел блокировки 9 прекращает работу электронной части ПУ,

Выходные сигналы блока памяти 5 и регистра обмеиа 4 поступают на соответствующие входы блока элементов И 10, выходы которого соединены с установочными входами регистра обмена 11, представляющего собой полноразрядиый сдвиговой регистр. Выходы определенной группы разрядов этого регистра соединены со входами дешифратора режима

12, выход которого соединен со входом блока управления 13, который связан со всеми ;блоками устройства и реализует отработку всех его режимов работы. Другая группа разрядов регистра сдвигов 11 подключена ко входам

блока временного контроля 14. Выход крайнего правого разряда регистра обмена И через блок коммутации 15 соединен со входами регистра обмена 4 периферийного устройства, а также с информационными входами 16

ЦВМ. Выход схемы контроля периферийного устройства 3 и выход переполнения блока временного контроля 14 соединены со входами блока фиксации 17, выход которого соединен со входом блока 7 управления блоком

связи, блокирующим входом узла блокировки 9 и со входом блока управления 13. Выход блока фиксации 17 соединен также с шиной сигнала неисправности 18, по которой сигнал неисправности (СН) поступает в ЦВМ.

Выходы блока временного контроля соединены со входами дешифратора 19 номера регистра, выход которого соединен со входом блока усилителей 20. Выходы блока усилителей 20 соединены со входами блока элементов И 10. Со входом устройства соединен входной коммутатор 21.

Па фиг. 2 изображена блок-схема блока

временного контроля. Этот блок содержит

два счетчика 22 и 23, сигналы на счетные

входы которых поступают через элементы ИЛИ 24 и 25.

Входы элемента ИЛИ 24 соединены с выходами элементов И 26-28. Выход элемента И 29 соединен со входом элемента ИЛИ 25. Выходной сигнал блока временного контроля формируется на выходе элемента И 30. Состояние счетчиков 22 и 23 устанавливается по шине 31, путем переписи состояния определенных разрядов .регистра обмена 11. Выходы триггеров счетчиков 22 и 23 соединены со входами блока элементов И 10.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Из ЦВМ на входной коммутатор 21 поступает адресное слово вместе с набором управляющих сигналов в соответствии с принятой в системе временной диаграммой обмена. Блок управления 13 содержит известные средства, реализующие обмен с ЦВМ, в результате работы которых адресное слово поступает на регистр обмена 11, а в ЦВМ выдаются все необходимые по временной диаграмме обмена ответные сигналы. Цри этом в зависимости от состояния внутренних триггеров блока управления 13 входной коммутатор 21 передает поступающие из ЦВМ управляющие ,сигпалы либо в регистр обмена 11, либо непосредственно в периферийное уст- ройСтво 1. В этом случае обмен проходит между ЦВМ и периферийным устройством, которое после принятия определенного адресного слова начинает отработку режима, запрещенного ЦВМ.

После принятия на регистр обмена И адресного слова происходит дещифрация запрощенного .работы при помощи дещифратора режимов 12, который соответствующим образом активизирует блок управления 13.

Предлагаемое устройство имеет несколько режимов работы.

Режим подготовки. В этом режиме после принятия адресного слова и дешифрации требуемого режима работы блок управления 13 осуществляет параллельную передачу кода адресной части адресного слова в счетчики 22 и 23 блока временного контроля 14. Кроме того, возбуждаются некоторые триггеры блока управления 13 и .производится гашение ПУ. Кроме управляющей и адресной частей адресное слово содержит разряды признаков, определяющих вид импульсных сигналов, используемых для заполнения счетчиков 22 и 23 блока временного контроля 14. Из периферийного устройства 1 в устройство для диагностики периферийных устройств поступают импульсы генератора тактовых сигналов 8, прошедшие через узел блокировки 9. Эти сигналы являются высокочастотными сигналами основиой частоты, используемой в применяемой системе элементов. Кроме этой частоты из ПУ поступают низкочастотные сигналы, получаемые в ПУ либо электронным, либо электромеханическим путем. В последнем

случае эти сигналы могут получаться в блоке 6 взаимодействия со средой.

Примером таких импульсов могут являться синхроимпульсы при движении перфоленты или более медленные сигналы - признаки массивов на носителе информации. В конкретной реализации устройства для задания вида частоты использовано два разряда адресного слова обозначаемых Т1 и Т2. Выходы этих разрядов регистра обмена 11 поступают в блок временного контроля 14 и открывают в нем соответствующие цепи. На этом режим подготовки заканчивается. Блок управления 13 извещает ЦВМ об окончании

режима обмена. Универсальным способом оповещения об окончании Обмена является выдача в ЦВМ сигнала неисправности.

Режим рабочий. После получения сигнала неисправности ЦВМ, реализующая диагностическую программу, организует один из рабочих обменов с ПУ. В этом случае управляющая информация, приходящая из ЦВМ через входной коммутатор 21, направляется в соответствующие цепи периферийного устройства, которое осуществляет прием адресного слова и отработку режима точно также, как оно это делает в рабочих рел-симах без использования предлагаемого устройства. Однако по одному из .первых управляющих сигналов этого обмена (например «Иачало адреса) блок управления выдает разрещающий потенциал по щине 32 и одновременно с отработкой режима в ПУ, по шинам 33 и (или) 34 в соответствии с видом используемой частоты в счетчики 22 и (или) 23 начинают поступать импульсы. Сигнал переполнения, возникающий на выходе элемента И 30, пройдя через блок фиксации 17 вызывает останов работы ПУ путем подачи сигнала на узел 9

блокировки татсговой частоты и сигнала «Стоп на блок 7, который прекращает .перемещение механических блоков периферийного устройства. Кроме того, этот сигнал приводит в исходное состояние блок управления

13 и поступает в ЦВМ в качестве сигнала неисправности для извещения об окончании обмена. Если за время отработки режима в ПУ, которое может содержать неисправные элементы, .возникает сигнал неисправности в

блоке 2 управления периферийным устройством или фиксируемый в блоке 3 контроля, то пройдя через блок фиксации 17, он вызывает те же воздействия, что и сигнал переполнения счетчиков блока временного контроля 14.

Рассмотрим более подробно работу этого блока. Сигналы Т1 и Т2 задают три режима заполнения счетчиков 22 и 23. В первых двух режимах оба эти счетчика объединяются в

один счетчик большей разрядности. Заполнение объединенного счетчика осуществляется либо высокочастотными сигналами, поступающими по шине 33 (код Т1-Т2 01), либо низкочастотными сигналами, поступающими

по шине 34 (код Т1-Т2 10).

В первом случае импульсы проходят через элемепты И 27 и ИЛИ 24 при наличии разрешающего потенциала на шине 32. Сигнал переполнения счетчика 22 через элемент ИЛИ 25 поступает на вход счетчика 23. Выходной сигнал на элементе И 30 формируется после переполнения счетчика 23, установки в «1 его старшего разряда и повторного иереполнения счетчика 22.

Во втором случае работа происходит аналогично, с тем лишь отличием, что импульсы проходят через элемент И 28.

В третьем сл -чае (код Т1-Т2 И) сигнал на выходе элемента И 30 появляется по прошествии определенного числа высокочастотных импульсов, после того как было пройдено определенное число низкочастотных импульсов. В этом случае импульсы с шины 34 проходят на счетный вход счетчика 23 через элементы И 29 и ИЛИ 25 при наличии разрешаюш;его потенциала на шине 32. После переполнения счетчика 23 высокочастотные импульсы по шине 33 начинают проходить на счетный вход счетчика 22 через элемент И 26. Сигнал переполнения этого счетчика вызовет появление выходного .сигнала.

Считывание состояния ПУ. Иосле получения сигнала неисправности диагностическая программа организует цикл обменов третьего тина-обменов приема в ЦВМ информации о состоянии ПУ на момент переполнения счетчиков блока временного контроля или выработки сигнала неисправности в ПУ. В этих режимах адрес-команда вновь через входной комментатор 21 поступает в регистр обмена 11, так как блок управления был приведен в исходное состояние. Код режима работы дешифрируется дешифратором режимов 12, который возбуждает блок управления 13, в результате чего содержимое адресных разрядов регистра обмена 11 переписывается в счетчики блока временного контроля 14 и дешифрируется дешифратором 19 номера регистра. Потенциалы практически всех триггеров ПУ через специальные разъемы соединены с блоком элементов И 10. На эти элементы выведены регистры ПУ, а также управляющие триггеры, СО-бранные в фиктивные регистры. Дешифратор номера регистра определяет номер запрашиваемого ЦВМ регистра и возбуждает соответствующий усилитель в блоке усилителей 20, который осуществляет перепись содержимого фиктивного регистра в регистр обмена И. После этого блок управления 13 переходит к режиму выдачи содержимого регистра 11 в ЦВМ. Выдача производится путем сдвигов информации в регистре, а выдвигаемая информация через блок коммутации 15 поступает в ЦВМ. Поскольку выдаваемая информация не содержит контрольных разрядов, то обмены этого тила должны производиться с блокировкой контроля. Обмены третьего типа проводятся столько раз, сколько имеется адресуемых регистров, при чтом каждый раз изменяется номер регистра.

При получении сигнала неисправности из ПУ для локализации неисправности может оказаться полезным содержимое счетчиков схемы временного контроля 14. Для полученпя этой информации предусмотрен специальный режим, в котором не производится переписи адресной части регистра 11 в счетчики 22 и 23, а наоборот содержимое этих счетчиков нереиисывается в регистр обмена 11 и

включается режим выдачи информации в ЦВМ. Для сокращения количества элементов в блоке 10 можно осуществлять передачи между регистрами ПУ в том случае, если аппаратура для таких передач имеется в самих

ПУ.

Во многих ПУ, таких как пульты индикации, устройства печати, всевозможные исполнительные устройства, имеется память, выходные сигналы которой уже не выводятся

на регистры, доступные для ЦВМ, а непосредственно нодаются на выходные элементы. Для увеличения полноты контроля такого рода устройств .предусмотрена специальная группа элементов в составе блока 10 для

приема импульсных сигналов. Проверка цепей выработки этих сигналов осуществляется в .конце диагностической программы и предполагается, что обменная часть ПУ уже проверена и работает .правильно.

Обмен первого типа в режиме проверки импульсных сигналов аналогичен описанному выше, за исключением того, что блок управления 13 подает разрешающий потенциал на элементы приема импульсных сигналов и подает управляющий потенциал на блок коммутации 15. Обмен второго типа идет точно также, как было описано, т. е. по существу организуется обмен между ЦВМ и ПУ. Во время отработки режима в ПУ возникают

им1пульсные сигналы, которые записываются на регистр обмена 11. Обмен третьего типа ведется с номером регистра, соответствующим регистру обмена 4 периферийного устройства. При поступлении адрес-команды в регистр 11

выдвигаемые разряды через блок коммутации 15 вдвигаются в регистр обмена 4. Затем во время отработки этого режима содержимое регистра 4 передается в регистр И и выдается в ЦВМ.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет останавливать работу ПУ на любом такте и считывать состояние практически всех запоминающих элементов, т. е. разрешающая способность ло адресам и по времени с применением предлагаемого устройства становится столь же высокой как и в ЦВМ. При этом во время диагностики ПУ практически не возникает проблем самодиагностики, т. е. ядро системы мало. Кроме того, возможно запоминание некоторых импульсных сигналов и выдача полученного слова в ЦВМ. При этом в ПУ затрачивается незначительное количество дополнительной аппаратуры (построение входных депей для нескольних сигналов и вывод на разъемы выходов

9

запоминающих элементов). Путем незначительного усложнения конструкции ПУ можно устранить необходимость расстыковки рабочих разъемов ПУ.

Это открывает возможности для создания эффективных диагностических программ для периферийных устройств с глубиной локализации до одной сигнальной цепи.

Формула изобретения

1. Устройство для диагностики неисправностей периферийных устройств, содержащее блок элементов И, нервый вход .которого соединен с выходом блока памяти периферийного устройства, а выход соединен со входом регистра обмена, выход которого соединен с первым входом блока коммутации, второй вход блока коммутации .соединен с первым выходом .блока управления, а его выход - со входом регистра обмена периферийного устройства, второй выход блока управления соединен со вторым входом блока элементов И, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности контроля периферийного устройства, в устройство введены дешифратор режима, блок временного контроля, дещифратор номера регистра, блок усилителей и входной коммутатор, причем второй выход регистра обмена соединен со входом дешифратора режима, 1выход которого соединен с первым входом блока управления, третий выход регистра обмена соединен с первым входом блока временного контроля, второй вход которого соединен с третьим выходом блока управления, третий вход - с выходом связи с внешней средой периферийного устройства, четвертый вход - с блокирующим выходом периферийного устройства, первый выход блока временного контроля соединен с

10

третьим входом блока элементов И, второй выход через дешифратор номера регистра и блок зсилителей соединен с четвертым входом блока элементов И, пятый вход которого соединен с выходом регистра обмена периферийного устройства, третий выход блока временного контроля соединен с первым входом блока фиксации, второй .вход .которого соединен с контролирующим выходом периферийного устройства, а .выход - со вторым входом блока упра-вления и со входом связи с внешней .средой и с блокировочным входом периферийного устройства, первый выход входного коммутатора соединен с управляющим входом периферийного устройства, второй выход - с третьим входом блока управления, четвертый вход которого .соединен с выходом тактовых импульсов периферийного устройства, выход блока коммутации соединей с информационным выходом периферийного устройства.

2. Устройство по л. 1, отличающееся тем, что в нем блок временного контроля /содержит два счетчика, два элемента ИЛИ и

иять элементов И, лричем выход переполнения первого счетчика соединен с первым входом первого элемента И и Через первый элемент ИЛИ со входом второго счетчика, выход переполнения которого соединен со вторым входом первого элемента И и с первым входом второго элемента И, второй вход которого соедине.н с первым входом третьего элемента И, а выходы второго и третьего элементов И через второй элемент ИЛИ соедийены со входом первого счетчика, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, вход которого соединен со входом пятого элемента И, выход которого через второй элемент ИЛИ соединен со входом первого счетчика.

оотЛ