Устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин Советский патент 1980 года по МПК G06F11/00 

I

Изобретение относится к области вычислительной техники и может бьггь использовано в функциональных блоках цифровых вычислительных машин.

Известно устройство для контроля линейных последовательностных машин (ЛПМ содержацее элементы И, И/1И, триггеры в схемы управления l.

Его недостатком является большая аппаратурная избыточность.

Наиболее близким техническим решением к Данному является устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин, содержащее (m+l) сумматоров по модулю 2 и m элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю два соединен с информационным входом соответствующего j -го элемента задержки, выход которого соединен с первым входом ( j + 1 ) сумматора по модулю два, синхронизируклций вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки 2.

Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет обнаружить лишь факт неисправной работы одного из контролируемых регистров, номера неисправного регистра определить нельзя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет локализации неисправной линейной по- следовательностной машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первая и вторая группы элементов И и блок определения номера неисправной последователь-. ностной машины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входов устройства, выходы первой группь элементов И являются первой группой выходов устройства, выход каждого j -го элемента И первой группы элементов И соединен с ( j + +1 )-fciM входом всех сумматоров по модулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второй группой входов устройства, выход каждого -j -го элемента И второй группы элементов И соединен с (h+ j+ 1)-ым входом всех сумматоров по модулю два, выход (h1+ l)-го сумматора по модулю два сое динен с первым входом блока определе ния номера неисправной последователь- ностной машины, первый выход которого соединен с управляющими входами первой и второй групп элементов И группа выхо дов блока определения помера неисправной поспедовательностной машины является второй группой выходов устройства, синхронизирующий и установочный входы блока определения номера неисправной по следовательностной машины являются соответственно вторым и третынм входом устройства, а также тем, что блок опреде ления номера неисправной последователь- ностной машины содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, третий,четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий элементы И/1И, счет чик, регистр и дешифратор, причем выходы дешифратора являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом бло ка и с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера сое динен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соеди ней со вторыми входами первого и второ- го элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с нулевым входом второго триггера и с первыми входами первог(5 и второгх) элементов ИЛИ, синхронизационный вход блока соединен с первым входом пятого элемен та И и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с сив- хронизируклцим входом регистра, выход второго элемента И соединен с информационным входом регистра, выходы которого соединены с информадионными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которо го соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом тре тьего триггера, второй выход счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами четвертого и шггого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со втор-oiM входом третьего элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора. Рассмотрим процесс образования связей входов сумматоров по модулю два с информационными входами и выходами контролируемых последовательностных машин. Контролируемые последовательностные машины относятся к классу дискретных устройств, функционирование которых описывается с помощью передаточной функции вида ,(T))EU-..Б (1 J-O (J / jro (здесь и далее: S - знак суммирования по модулю два; D - оператор задержки; i - передаточная функция ,, X 1о,1 При этом на каждую передаточную функцию налагается следующее требование: по крайней мере, один из ко- эффищ1ентовС1| -; (-) ) в знаменателе передаточной функции не должен равняться нулю. {Попутно заметим, что из условия физической реализуемости . Если у некоторых передаточных функций знаменатели одинаковы, то ди.агностика в таком случае будет осуществляться с меньшей точностью. Запишем выражение (1) в виде системы уравнений m -(а. ..1 ,. J-0 И СЛОЖИМ ЭТИ уравнения й ;Е s: са,,®ъ, ,х,в--о. 0-0 Для реализавди данного соотношения требуется дополнительная последователь- ностная машина с Itl состояниями. На ее входы подаются текущие значения сигналов )) выходе вырабатывается контрольный сигнал Д . Если все последовательностные машины (их число равно ) исправны, то сигнал Д в каждом такте будет равен нулю. Появление сигнала 1 будет говорить о возникновении неисправности. Дополнительная последовательностная машина состоит из ( Hi+ 1) сумматоров по модулю два и W регистров, причем, ее111 - Ь - для всех in j , то конт57рольные регистры являются одноразрядны ми, если при-}: k,C(.((r один из контрольных регистров содержит два разряда, а количество сумматоров по модулю два сокращается на один. Рассмотрим процесс локализаЩ1И неисправностей. Для этого предположим,что в е-ой последовательностной машине может произо ти сбой. Запишем выражение для выходного сиг нала этой ЛПМ в виде + uVg и подставим его в выражение (2). Тогда, опуская слагаемые, сумма которых по мо дулю два равна нулю, получим ,...,(4 (01 где в скобках заключен анаменатель пере даточной функции W о (D) (см. выражение (li). Для выяснения принципа работы предла гаемого устройства, отметим два момент 1.Сигнал 1 в том же такте, в котором произошел сбой на выходе 6 -ой последовательностной машины. Это явпя- ется следствием того, что для всех физически реализуемых последовательностных машин Qi о 12.Сигнал Л пропорционален только ошибкам той последовательностной машиИы, у которой изменилась передаточная функция. Общность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства. Шины входных (.М и вьсходных сигналов контролируемых последовательных машин (, ..., 1- П) соединены со входами сумматоров по модулю два через первую группу элементов И t (2-1, 2-2 2- П) и через вторую груп пу элементов И (3-1, 3-2 3-М). Выход сумматора 4-1 соединен с информационным входом элемента задержки 5-1, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два 4-2, вы ход которого соединен с информационным входом элемента задержки 5-2. Наконец, выход сумматора по модулю два 4- УН соединен с информационным входом эле- мецта задержки 5- VTI выход которого сое динен с первым входом сумматора по модулю два 4-(Ш+1). Выход сумматора по модулю два 4- (.щ+1).соединен со входом блока определения номера неисправной последовательной машины, который соединен, соответ 546 стпенпо,со входами первого, второг-о и четвертого элементй И 6, 7, 8о Выход первого элемента 6 соединен с единичным входом триггера 9, единичный выход кото рого соединен соответственно со входами второго и третьего элементов 7 и 10. Нулевой выход триггера 9 соединен с управляющими входами первой группы элементов И входов 2-1 ..., 2- ) к второй группы элементов И выходов (3-1, ..., 3- VI) последовательностных машин к со входом первого элемента И 6. Выход второго элемента И 7 соединен с информационным входом регистра 11. Выход четвертого элемента И 8 соединен с единичным входом второго триггера 12, выход третьего элемента И 10 соединен со входом третьего элемента ИЛИ 13 и с синхронизационным входом для импульсов сдвига регистра 11. Единичный выход первого разряда регистра 11 соединен с первым входом дешифратора 14, единичный выход второго разряда регистра 11 соединен со вторым входом дешифратора 14, наконец, единичный выход tri -го разряда регистра 11 соединен с hl-ым входом дешифратора 14. Единичный выход триггера 12 соединен с управляющим входом ДВ шифратора 14. Выход третьего элемента 13 соединен со входом счетчика 15, первый выход которого соединен со входом второго элемента ИЛИ 16 в с единичным входом третьего триггера 17. Второй выход счетчика 15 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 18. Выход второго элемента ИЛИ 16 соединен с нулевым входом триггера 9, выход первого элемента ИЛИ 18 соединен с нулевым входом триггера 17. Единичный выход триггера 17 соединен,соответственно со входом четвертого и пятого элементов И 8 и 19, а его нулевой выход соединен со входом первого элемента И 6. Выход пятого элемента И 19 соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 13. Вход импульсов сдвига устройства соединен с синхронизационными входами элементов задержки (5-1, ..., 5-h) и со входами блока 20 определения номера не- исправной последовательностной машины. Установочный вход устройства соединен со входом блока 2О. Рассмотрим работу устройства в динамике. Перед началом работы устройства первый, второй и третий триггеры 9, 12, 17 специальным сигналом сброса устанавливаются в нулевое состояние. Сигналы на выходах контролируемых последовательностных машин должны равняться нулю (нулевые начальные условия). Несоблюдение последнего условия приведет к тому, что во время работы устройства на выходе сумматора 4-{ П +1) будет постоянно присутствовать последовательность из нулей и единиц даже при исправной работе всех контролируемых ЛПМ, что, в свою очередь исказит информацию на выходе устройства.

В качестве выходов устройства используются m выходных шин дешифратора 14 Признаком исправной работы контролируемых последовательностных машин является наличие нулевых сигналов на всех вы- ходах дешифратора.

Все элементы задержки (5-1, ..., 5Yn) я регистр 11, входящие в устройство, а также контролируемые последовательстные машины являются тактируемыми. ПоЭТСЯ4У работа всех этих узлов рассматривается по тактам, т.е. по моментам дискретного времени t, i 2, Д N

Пусть в момент времени -tj на выходе k -ой последовательностной машины

произошел сбой, т.е. .. Р-м з ейм-

fi К

, В тот же момент времени сигнал на выходе сумматора по модулю два 4-(vri+l) -1. Этот сигнал непосредстванно для локализации неисправной последовательностной машины не используется, так как он соответствует тому, что OI|,Q -1 (см. (4)). Данный сигнал поступает на вход блока 20, а затем через первый апемент И 6 устанавливает в единичное состояние первый триггер 9. Сигнал на его нулевом выходе запрещает прохождение сигналов через первую и вторую группу элементов И, в результате чего устройство отключается от сигналов последовательностной машйны. Это необходимо для того, чтобы при возо&1овлении работы устройства для целей диагаостики последовательностных машин на выходах последних имелись бы нулевые начальные условия. Сигнал на единичном выходе первого триггера 9 открывает второй и третье Элементы И 7 и 10. Через второй элемент И 7 начинает поступать на ийформадионный вход регистра 11 последовательность нулей и единиц в соответствии с видом знаменателя передаточной функции К«юй цоследователыюстной машины. Одновременно через третий элемент И 10 на вход импульсов сдвига регистра 11 поступают сигналы от генератора импульсов сдвига. Кроме того, эти сигналы поступают через третий элемент ИЛИ 13 на счетный вход счетчика импульсов 15. Когда число этих сигналов достигнет величины K(fA-niax iTi:, l) r{7i (см. выражение (1)), на первом выходе счетчика появится сигнал, который через второй элемент ИЛИ 16 установит первый триггер 9 опят в нулевое состояние, подключив тем самым входы устройства ко входам и выходам контролируемых последовательностных машин. Езлагодаря этому первый элемент И 6 откроется, а элементы И 7 и 10 закроются. В результате вход регистра 11 будет закрыт для импульсов сдвига, я на его разрядах установится двоичный код, соответствующий знаменателю передаточной функции К-ой ЛЛМ. Тот же сигнал с первого выхода счетчика 15 установит в едт1ичное состояние третий триггер 17 Сигнал на его нулевом выходе закроет первый элемент И 6, исключив тем самым возможность установления в единичное состош1ие первого триггера 9. Сигаал на единичном выходе третьего триггера 17 откроет четвертые и Пятые элементы И 8 и 19. Сигналы от генератора импуль- сов сдвига поступают на счетчик 15 теперь уже через пятый элемент И 19 и третий элемент ИЛИ 13. Счетчик отсчитывает следующие A импульсов, в течение которых производится анализ, был ли сигнал Ь. вызван сбоем или откааом. Если в течение этого промежутка времени опять появится сигнал Л 1, значит это был отказ ( К -ая ЛПМ неисправна). В этом случае сигнал с выхода сумматора по модулю два 4 - ( j +1) через четвертый элемент И 3 устанавливает в единичное состояние второй триггер 12, Таким образом,на входах дешифратора 14 присутствуют сигналы с единичных выходов разрядов регистра 11 и разрешающий сигнал с выхода второго триггера 12. На одном выходе дешифратора, соответствующем номеру неисправной последовательностной машины, появляется единичный сигнал, кшорый может быть подан, например, на индикаторное устройство. На остальных (hi-1) выходах дешифратора имеют место нулевые сигналы.

Если за время второй серии из ЛЛ импульсов сигнал Л О, то последний импульс этой серии со второго выхода счетчика 15 через первый элемент ИЛИ 18 установит опять в нулевое состояние третий триггер 17, сигнал нулевого выхода которого опять откроет первый элемент И 6. о,7 Делается вывод о том, что появление сигнала А 1 было вызвано сбоем, и уст ройство опять rcjTOBo к анализу на случай возможной неисправной работы одной из ЛПМ. Использование устройства предлагаемо го изобретения позволит оперативно производить ремонт оборудования, тем самым сократить время его простоя. В результате повышается коэффициент использования последовательностных машин. формула изобретения 1. Устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин, содержащее ( П1+1) сумматоров по модулю два и элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю два соединен с информационным входом соответствующего j -го элемента задержки, выход которого соединен с первым вхо- дом ( 3 +1)-го сумматора по модулю двя, синхронизируюций вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки, отлич ающееся тем, что, с целью расширения функциональ ных возможностей устройства за счет локализации неисправной линейной последова тельностной машины из группы Н диагностируемых машин, в устройство введены первая и вторая группы элементов И и блок определения номера неисправной последовательностной машины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входов устройства, выходы первой группы элемен тов И являются первой группой выходов устройства, выход каждого j го элемен та И первой группы элементов И соединен с ( j +1 )-ым входом всех сумматоров по модулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второй группой входов устройства, выход каждого -го элемента И второй группы элементов И соединен с (И + j+1)-ым входом всех сумматоров по модулю два, выход (И1+1)-го сумматора по модулю два соединен с первым входом блока определения номера неисправной последователькостной машины, первый управляющий выход которого соединен с управляющими входам и первой и второй групп элементов И, группа выходов блока определения номера неисправной последовательнсютной машины является второй группой выходов устройства, синхрони зирующий и установочный входы блока опреде ления номера неисправной последова тельност ной машины являются соответственно вторым и третьим входом устройства. о41О 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а - ю щ 8 е с я тем, что блок определения номера неисправной последовательностной машины содержит первый, второй и третий триггеры: первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий Элементы ИЛИ, счетчик, регистр и дешифратор, причем выходь дешифратора являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом блока и с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера соединен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с нулевым входом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, синхронизационный вход блока соединен с первым входом пятого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход , которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ- и с синхронизирующим входом регистра, выход второго элемента И соединен с информационным входом регистра, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, -нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом третьего триггера, второй выход счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами четвертого и штгого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со вто- рым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N1239668, КЛ.6 06 F 11/О2, 26.О2.68. 2.Авторское свидетельство СССР К« 528569, кл.а 06 F 11/00, 08.07.74 (прототип).

../ j , ..л : .- . .

ffm генератора импуль coo сдвига

Сброс

708354