Устройство для контроля цифровых блоков Советский патент 1982 года по МПК G06F11/16 

(5) УСТРОЙСТВО для КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ БЛОКОВ

Изобретение относится к автомати:ке и вычислительной технике и может быть использовано в качестве встроенной системы контроля цифровых блоков в процессе эксплуатации. Известно устройство для обнаружения неисправностей цифровых систем, содержащее постоянный запоминающий блок, блоки управления и вывода инфо мации, счетчик команд, коммутаторы, блоки сравнения и индикации, регистр приема, сумматор и элементы И 1 . Однако в указанном устройстве для проверки цифровых систем требуется эталонная информация, хранящаяся в запоминающем блоке, поэтому для конт роля сложных систем требуется память с большим объемом. Кроме того, для контроля цифровых систем с больи м числом выходов методом сравнения нео ходимы громоздкие блоки сравнения. Эти недостатки делают невозможным применение-указанного устройства для диагностирования сложных систем в процессе эксплуатации в качестве встроенной системы диагностирования. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания логических блоков, содержащее генератор тактов, блок управления, задатчик контрольных кодов, состоящий из генератора случайных кодов, дешифратора и сумматора, эталонное устройство, коммутатор и блок сравнения 2. . Недостатком известного устройства является то, что оно не может осуществлять контроль технического объекта в процессе его эксплуатации из-за того, что для определения таким устройством правильности функционирования контролируемого объекта необходим эталонный объект, выполненный в точном соответствии с контролируемым объектом. Особенно ощутимым этот недостаток становится в случае обеспечения контролем сложных объектов. Использование эталонных блоков в устройствах контроля, предназначенных для контроля цифровых систем в процес се их эксплуатации, не представляется возможным в связи с тем, что введение эталонных блоков в устройство контроля требует периодической перепроверки эталонных блоков, что в процессе эксплуатации не представляется возможным. Введение эталонных блоков не позволяет сделать аппаратуру контроля встроенной, так как существенно увеличивается объем контрольной аппаратуры. Это приводит к снижению надежности контролируемой и контрольной аппаратуры в целом, к увеличению потребляемой энергии и габаритов, что не всегда допустимо. Кроме того, введение эталонного объекта в coctaB устройств контроля существенно ухудшает эксплуатационные характеристики не только самого устройства контроля, но и технического объекта, в состав которого оно введено. Целью изобретения является увеличение быстродействия путем обеспечения автоматического контроля контролируемого блока в процессе его эксплу атации. Поставленная цель достигается тем ЧТО в. устройство для контроля цифровы блоков, содержащее блок управления, генератор тестов, причем первый .выход блока управления соединен с входом генератора тестов, выходы которого со единены соответственно с входами конт ролируемого блока, вход запуска устройства соединен с входом блока управления, введен блок предварительной обработки информации, элемент ИЛИ, счетчик, дешифратор, причем выходы дешифратора являются соответственно первым и вторым выходами устройства, управляющий вход дешифратора соединен с вторым выходом блока управления третий выход которого соединен с управляющим входом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом эле мента ИЛИ, первая группа входов которого соединена соответственно с первой группой выходов блока предвари тельной обработки информации, вторая группа выходов которого соединена . соответственно с второй группой входов элемента ИЛИ, третья группа входов которого соединена соответственно с первой группой выходов проверяемог блока, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов бло ка предварительной обработки информа ции, вторая группа входов которого соединена с третьей группой выходов проверяемого блока, группа выходов счетчика соединена соответственно с группой входов дешифратора. Кроме того, блок предварительной обработки информации содержит группу элементов задержки и группу элементов И, причем выходы элементов задержки являются соответственно первой группой выходов блока, вторая группа выходов которого соединена соответственно с выходами элементов И группы, входы линий задержки являются соответственно первой группой входов блока, вторая группа входов которого соединена с входами элементов И, При этом блок управления содержит два элемента задержки, два триггера, причем вход блока соединен с входом первого элемента задержки, .с входом установки первого триггера, с входом установки второго триггера, выход первого триггера является первым выходом блока, второй выход блока соединен с выходом первого элемента задержки, с входом сброса первого триггера, с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, выход которого является третьим выходом блока. На фиг. 1 показана структурная схема устройства для контроля цифровых блоков; на фиг. 2 - то же, блок управления; Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 тестов, проверяемый блок 3, блок k предварительной обработки информации, элемент ИЛИ 5, счетчик 6 и дешифратор 7. Блок k предварительной обработки информации содержит элемент 8 задержки и элементы И 1 управления триггеры 10, 11 и элементы 12, 13 задержки. Блок 1 ,управления предназначен для выработки по сигналу Контроль управляющих сигналов Начало контроля и Режим контроль в начале контроля и сигнала Конец контроля по окончании контроля. ,Устройство работает следующим образом. Устройство может работать в режиме проверки цифровых блоков в процессе их производства, в процессе эксплуатации и в процессе профилактических работ в эксплуатации. Во всех указан59ных режимах оно работает по одному и тому же алгоритму. Различие может су ществовать только в конструктивном исполнении предлагаемого устройства- встроенное в систему или внешнее. В режиме Контроль, когда на вход любого объекта контроля подают тестовые воздействия, на его выходах возникают единичные импульсы или последовательности импульсов. При правильной работе контролируемого объек та за время, отведенное для контроля суммарное число импульсов в последовательностях всегда является постоянным числом, которое известно для определенного блока. При отказах или сбоях в контролируемом блоке число импульсов на его выходах изменяется. Поэтому, опрашивая в конце контроля счетчик, подсчитывающий эти импульсы можно определить в исправном или неисправном состоянии находится проверяемый объект. Рассмотрим более подробно работу устройства в процессе эксплуатации. В этом режиме для контроля отводится некоторое время, по истечении которого устройство диагностирования дол но выдать информацию о состоянии блока 3 Исправен или Неисправен. r.pi: включении блока 3 и устройств все элементы в них устанавливаются в исходное состояние. (Цепи установки в исходное -состояние не показаны) После этого на вход блока 1. управления поступает сигнал Контроль -, в р зультате чего на его втором выходе на все время контроля появляется сигнал Режим контроль, который раз решает работу счетчика 6. Одновремен но на первом выходе блока 1 управления появляется сигнал Начало контро ля, который поступает на вход генератора 2 тестов. По этому сигналу ге нератор 2 тестов начинает вырабатывать последовательность контрольных мпульсов (тестовые воздействия), которые поступают на входы блока 3. На выходах блока 3, в ответ на контрольные импульсы, появляются импульс или последовательности импульсов, ко торые поступают на входы блока . В общем случае импульсы или импульсные последовательности на отдел иых выходах блока 3 могут совпадать и поэтому могут быть неразличимы на входах элемента ИЛИ 5, так как перекрываются во времени. 6 Введенные элементы задержки в блоке предварительной обработки информации позволяют сдвинуть импульсные последовательности, чтобы они не перекрывались во времени. Введенные элементы И в блоке предварительной обработки информации позволяют сократить число входов элемента ИЛИ, так как если на выходах объекта контроля присутствуют одинаковые комбинации, то их целесообразно объединить на входах элемента И. При этом на выходе элемента И будет уже одна кодовая комбинация, повторяющая входные. Для любого контролируемого блока 3 число импульсов, появляющихся на выходе элемента ИЛИ 5, при правильной работе в процессе контроля заранее известно. На это число и настраивают счетчик 6, который по истечении времени контроля устанавливается в заранее определенное состояние, которое дешифрируется дешифратором 7- В конце контроля на третьем выходе блока 1 управления появляется сигнал Конец контроля, который опрашивает дешифратор 7. Если блок 3 исправен, на выходе дешифратора 7 появляется сигнал Исправен, который переводит цифровую систему в режим рабочего функционирования. В случае отказа объекта контроля 3 на вьходе де;11ифратора 7 появляется сигнал Неисправен. Таким образом, указанная совокупность признаков позволяет использовать устройство для контроля цифровых блоков не только в процессе производства, но и в процессе эксплуатации, например по каждому включению. Для выбора объектов контроля, соединяемых с входами элементов задержки, элементов И и ИЛИ можно использовать следующее правило. Выходы объекта контроля, на которых одиночные импульсы или импульсные последовательности не перекрываются во времени (т. е. различимы на входах элемента или), соединяются непосредственно с входами элемента ИЛИ. Выходы объекта контроля, на которых выходные одиночные импульсы или импульсные последовательности перекрываются во времени (т. е. неразличимы на входах элемента ИЛИ), соединяются с входами различных элементов задержек для до стижения сдвига импульсов или последовательностей импульсов во времени. Сдвинутые относительно друг друга импульсы или импульсные последовательности (ставшие различимыми на входах элемента ИЛИ) с выходов элементов задержек подаются на входы элемента ИЛИ Кроме того, на некоторых выходах объекта контроля могут быть одиночные импульсы или последовательности импульсов, совершенно одинаковые, т. е, полностью перекрывающиеся во времени. Поэтому с целью экономии раз рядов счетчика эти выходы соединены с входами элемента ИЛИ, на выходе которого последовательностей импульсов во столько раз меньше, сколько одинаковых последовательностей на выходах объекта контроля. Формирование сигнала на входе Контроль устройства зависит от области использования предлагаемого устройства. Например, при использовании устройства в качестве встроенного устройства контроля цифровой системы контроль осуществляется по включении питания, при этом система еще не выполняет свои основные функции. В этом случае на вход .Контроль поступает импульсный сигнал, который может быть задержан сигналом начальной установки или общего сброса. Обычно такой сигнал формируется по включении питания системы. Сигнал Режим контроль появляется только на время проведения контроля. Его отсутствие блокирует только работу счетчика, и, таким образом, устройство не мешает работе объекта контроля в режиме выполнения объектом своих основных функ ций. В случае использования предлагаемого устройства для профилактических работ в процессе эксплуатации сиг нал, поступающий на вход Контроль устройства, также является импульсным Только в этом случае он может формироваться, например, он кнопки, установленной на пульте блока управления Технико-экономический эффект испол зования предлагаемого устройства заключается в повышении эксплуатационной надежности цифровых систем за счет возможности диагностирования их в процессе эксплуатации, что существенно уменьшает эксплуатационные расходы. Особую актуальность надежность имеет в случае использования устройст ва при управлении технологическими процессами, когда неисправность может привести к большим материальным убыткам. Поэтому введение в состав устрой ства встроенного контроля позволяет своевременно выявлять отказы в системе, что дает возм ожность предусмотреть последствия отказов и своевременно устранять обнаруженные отказы. Формула изобретения 1.Устройство для контроля цифровых блоков, содержащее блок управления, генератор тестов, причем первый выход блока управления соединен с входом генератора тестов, выходы которого соединены соответственно с входами контролируемого блока, вход запуска устройства соединен с входом блока управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличения быстродействия путем обеспечения автоматического контроля контролируемого блока в процессе его эксплуатации, в него введен блок предварительной обработки информацй.и, элемент ИЛИ, счетчик, дешифратор , причем выходы дешифратора являются соответственно первым и вторым выходами устройства, управляющий вход дешифратора соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с управляющим входом счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первая группа входов которого соединена соответственно с первой группой выходов блока предварительной обработки информации, вторая группа выходов которого соединена соответственно с второй группой входов элемента ИЛИ, третья группа входов которого соединена соответственно с первой группой выходов проверяемого блока, вторая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока предварительной обработки информации, вторая группа входов которого соединена соответственно с третьей группой выходов проверяемого блока,, группа выходов счетчика соединена соответственно с группой входов дешифратора. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок предварительной обработки информации содержит группу элементов задержки и группу элементов И, причем выходы элементов задержки являются соответственно первой группой выходов блока, . вторая группа выходов которого соединена соответственно с выходами элементов И группы, входы линий задержки являются соответственно первой груп99пой входов блока, вторая группа входов которого соединена соответственно с входами элементов И. 3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что блок управления содержит два элемента задержки, два триггера, причем вход блока соединен с входом первого элемента задержки, с входом установки первого триггера, с входом установки второго триггера, выход первого триг гера является первым выходом блока, второй выход блока соединен с выходо 6 первого элемента задержки, с входом сброса первого триггера, с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом сброса второго триггера, выход которого является третьим выходом блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 561965, кл. G 06 F 11/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР (f 551573, кл. G01 R 31/02, 1975.

/ ъУ i

ш

ем

J