Устройство для контроля и диагностики логических схем Советский патент 1982 года по МПК G06F11/26 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для диагностики логических схем. Известно устройство для диагностики неисправностей в логических cxeMak, содержащее та ктовый генератор, счетчик импульсов, блок вычисления синдрома, дешифратор, элементы ИЛИ, счетчики неисправностей, бло идентификации неисправностей, коммутатор, элементы И и дополнительный генератор импульсов,.причем выход та тового генератора соединен с входом счетчика импульсов, выходы которого через коммутатор соединены с входами эталонной и диагностируемой логических схем, а их выходы через блок вычисления синдрома соединены с входами дешифратора, выходы которого чере элементы ИЛИ соединены с входами счетчиков неисправностей, выходы которого через элементы ИЛИ соеда1нены с входами счетчиков неисправностей, выходы которы с соединены с входами блока идентификации неисправностей С Ц Недостатком устройства является низкая разрешающая способность диагностирования, так как идентификация производится только на основе анализ топологии схемы, а также громоздкость и сложность, поскольку для каждой о диагностирует«ой логической схемы необходимо иметь заранее разработанный блок вычисления синдрома. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для диагностики дискретных блоков, содержащее задающий генератор, соединенный с счетчиком, выходы которого через блок коммутации соединены с входами диагностируемого блока и эталона диагностируемого блока, выходы которых соединены с входами схемы сравнения, выходы которой соединены с входс1ми счетчиков ошибок. Выходы счетчиков ошибок соединены с входами блока индикации и блока контроля переполнения счетчиков ошибок. Устройство содержит также блок ручной установки входной последовательности, соединенный с входами, блока коммутации 2). к недостаткам известного устройства следует отнести сравнительно низкую разрешающую дпособность диагностирова ия, так как различное сочетание одинаковой последовательности выходных воздействий на выходе схемы сравнения приводит к одинаковым показаниям счетчиков ошибок. Кроме того, в устройстве низкое быстродействие диагностирования, та как для анализа неисправностей.требуется привлечение оператора и составление карт анализа.

Целью изобретения является повышение точности диагйостики.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля и диагностики логических схем, содержащее задающий генератор, счетчик -импульсов, эталонный блок, первый блок сравнени-я, блок управления причем первый выход блока управления соединен с запрещающим входом зси:(ающего генератора, выход которог соединен с входом счетчика импульсов , первая и вторая группа входов первого блока сравнения соединены соответственно с группами выходовэталонного блока и диагностируемой логической схемы, группы входов эталонного блока и диагностируемой логической схемы соединены между собой, введены группа элементов И, накапливающий сумматор, .второй блок сравнения, постоянный запоминающий блок, причем группа выходов счетчика импульсов соединена с группами входов блока управления, эталонного блока и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединейы с выходом первого блока сравнения, группа выходов которого соединена с первой группой входов накаплвающего сумматора, выходы элементов И группы соединены с соответствующими входами второй группы накапливающего сумматора, группа выходов кторого соединена с первой группой входов второго блока сравнения, вторая группа входов которого соединен с группой выходов постоянного запоминающего блока, второй выход блока управления соединен с входом второг блока сравнения, выход которого соединен с входом блока управления, первая группа выходов блока управления соединена с ,группой входов блока индикации и первой группой входов постоянного запоминающего блока, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов блока управления.

Кроме того, блок управления устройства содержит элемент И, триггер управляемый генератор, счетчик адреса, группу формирователей импульсов причем групП(а входов блока управления соединена с группой входов элемента И, выход которого является первым выходом блока и соединен с S-входом триггера, R-вход которрго является входом блока, единичный выход триггера соединен с вторым выходом блока и .входом управляемого генератора, выход которого соединен

с входами счетчика адреса и формирователей импульсов группы, выходы которых являются соответственно перво и второй группами выходов блока.

Выход управляемого генератора соединен с входами счетчика адреса и формирователей управляющих сигналов группы, выходы которых соединен с группами входов постоянного запоминающего блока, выходы счетчика адреса также соединены с входами блока индикации. Это позволяет суммировать результаты сравнения эталонного блока и диагностируемой логической схемы, а также в случае несравнения выходных воздействий этих схем, передать через группу элементов И на накапливающий сумматор содержимое счетчика импульсов. После полного перебора входных воздействий полученная на накапливающем сумматоре сумма сравнивается с контрольной суммой, хранящейся в первой ячейке постоянного запоминающего блока (ПЗУ). При несравнении этих сумм полученная сумма сравнивается последовательно с другими контрольными суммами, хранящимися в ПЗУ.

При сравнении блок индикации указывает номер неисправности. Передача содержимого счетчика импульсов на накапливающий суг матор в случае несравнения выходных воздействий эталонного блока и диагностируемой логической схемы позволяет учесть различное сочетание одинаковой последовательности выходных воздействий с блока сравнения. На чертеже приведена структурнаЯ схема устройства для контроля и диагностики логических схем.

На чертеже изображены задающий генератор 1, счетчик 2 импульсов, эталонный блок 3, диагностируемая логическая Схема 4, группа 5 элементов И, первый блок б сравнения, накапливающий сумматор 7, второй блок сравнения, постоянный запоминающий блок (ПЗУ) 9, блок 10управления, содержащий элемент И 11; триггер 12 упра:вляемый генер.атор 13, счетчик 14 адреса, группа 15 формирователей импульсов, блок 16 индикации.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с.задающего генератора 1 поступают на вход счетчика 2 импульсов, выходные сигналы с которого подаются на эталонный блок 3 и диагностируемую логическую схему 4, а также на первые входы элементов И ГРУППЫ 5 и группу входов элемента И 11. Выходные реакции логических схем сравниваются первым блоком б сравнения и суммируются на накапливающем сумматоре 7 в каждом такте.

В общей случае, если счетчик импульсов имеет п выходов, число выходов Первого блока б сравнения k, то накапливающий сумматор должен иметь n+k разрядов. При этом в п-е разряды.Возможен перенос из k разрядов, т.е. сумматор арифметическийПервый блок б сравнения для каждого разряда при одинаковых входных врздействиях вырабатывает сигнал логического О, при разных - логической 1. Кроме того, при несравнении входных воздействий хотя бы по одному разряду первый блок б сравнения вырабатывает сигнал логической 1 на выходе, который поступает на вторые входы элементов И группы 5, и информация--со счетчика импульсов 2 передается на сумматор7. Таким образом, результат- суммирования зависит от того, каково сочетание выходных воздействий с первого блока б сравнения при неисправности диагностируемой логической схемы 4. После полного перебора входных воздействий на выходе элемента И 11 логическая 1 устанавливает в единичное состояние триггер 12 и запрещает .работу задающего генератора 1.

Положительный уровень на выходе триггера 12 разрешает работу второго., блока 8 сравнения и управляемого генератора 13, сигнал с выхода которого поступает на счетчик 14 адреса и формирователи импульсов группы 15. В результате обращения к первой ячей ке ПЗУ 9 информация из нее сравнивается с полученной контрольной,суммой на накапливающем сумматоре 7. При сравнении сигнал с выхода дополнителного, блока 8 сравнения устанавли-. вает триггер 12 в нулевое состояние и запрещает дальнейшую работу второго блока 8 сравнения и управляемого генератора 13. В первой ячейке ПЗУ 9 должна храниться нулевая информация, так как при исправности диагностируемой логической схемы 4 на выходах накапливающего сумматора 7 будет нулевое значение.. Таким образом, производится контроль диагностируемой логической схемы 4.

Значение счетчика адреса 14 индицируется блоком 16 индикации.

При показании на блоке 16 индикации адреса первой ячейки ПЗУ 9, диагностируемая логическая схема 4 исправна. При несравнении контрольных сумм на дополнительном блоке 8

сравнения происходит прибавление 1 к счетчику 14 адреса и сравнени контрольной суммы на сумматоре 7 с информацией во второй ячейке и т.д., пока не произойдет сравнение. При 1 на выходе второго блока 8 сравнения триггер 12 устанавливается в нулевое состояние, и с выхода счетчика 14 адреса информация поступает на блок 16 индикации, указывая номер неисправности.

Таким образом, для неисправности каждого компонента диагностируемой логической схемы 4 должна быть своя контрольная сумма, которая хранится в определенной ячейке ПЗУ 9.

Эти контрольные суммы неисправнотей можно получить или путем моделирования логической схемы, или экспериментально, внесением соответствющих неисправностей в указанное устройст-во контроля и диагностики. В указанном устройстве значительно упрощается анализ неисправностей, так как блок 16 индикации сразу же указывает номер неисправности.

Кроме того, эффективно контролируется диагностируемое устройство, так только в случае исправности .на выходе накапливающего сумматора будет нулевая информация.

Пример. Пусть первый блок б сравнения двухразрядный, счетчик импульсов 2 имеет два выхода. Данные входных и выходных реакций в случае исправности и неисправности-диагностируемой схемы 4 сведем в табл. 1 (диагностирование производится в известном устройстве).

Показания счетчиков ошибок будут 10, т.е. невозможно указать, какой из i-ro или j-ro компонента неисправен .

При диагностировании этой же схемы в предлагаемом устройстве данные сведены в табл. 2.

Показания накапливающего сумматора 7 будут ОНО при неисправности i-ro компонента и 1010 - при неиспраности j-ro компонента.

Предлагаемое устройство контроля и диагностики логических схем обладает рядом преимуществ, основными Из которых явлготся возможность создния унифицированного оборудования для диагностики широкой номенклатуры логических схем, автоматизация и высокая точность диагностики.

Таблица 1

0о

00

О

1о

1

о о оо о о

О

1 оо о о

Формула изобретенная 1. Устройство.для контроля агностики логических схём содержа- , щее задающий генератор, счетчик им- пульсов, эталонный блок,-первый блок сравнения, блок управления, причем первый выход блока .управления соединен с запрещающим входом задающего генератора, выход которогб соединен г с входом счетчика импульсов, первая и вторая группы входов первого блока сравнения соединены соответственно с группами выходов эталонного блока и диагностируемой логической схемы, группы входов эталонного блока и диагностируемой логической схемы соединены между собой, отличающее с я тем, , с целью повышения точности диагностики, в него введены группа элементов И, накапливаю й сумматор, второй блок сравнения, постоянный запоминающий блок, причем группа выходов счетчика

о о 1 о

о о

0

о

I ,

импульсов соединена с группами входов блока управления, эталонного блока и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены с выходом первого блока сравнения, группа выходов которого соединена с пэрвой группой входов накапливающего сумглатора, выходы элементов И группы соединены с соответствующими входами второй группы накапливающего сумматора, группа выходов которого соединена с первой группой входов второго блока сравнения, вторая группа входов которого соединена с группой выходов постоянного запоминающего блока, второй выход блока управления соединен с входом второго блока сравнения, выход которого соединен с входЬм блока управления, первая группа вы-: ходов блока управления соединена с ,группой входов блока индикации и

5 первой группой входов постоянного

запоминающего блока, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов блока управления.

выход триггера соединен с вторым выходом блока и входом управляемого генератора, выход которого соединен с входами счетчика адреса и формирователей импульсов группы, выходы ко-, торых являются соответственно первой и второй группами выходов блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

627479, кл. G 06 F 11/00, 1974 (прототип) .