NO771586L

NO771586L - Digital monitor.

Info

Publication number: NO771586L
Application number: NO771586A
Authority: NO
Inventors: Raymond Allen Lloyd; Thomas Aquinos Keller
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1976-05-28
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1977-11-29
Also published as: US4084262A; JPS52146140A; BE855151A; DK234177A; DE2723714A1; GB1527486A; NL7705245A; CA1074450A

Description

Digital monitor.

Oppfinnelsen angår en digital monitor for overvåkning av et synkront digitalsystem for detektering av funksjons feil.

Digitale monitorer av denne art har tidligere an-vendt en lagringsinnretning av en eller annen art for å

lagre bitmønstre som frembringes av det system som skal overvåkes. Monitoren er synkronisert med systemet som skal overvåkes slik at de digitale bitmønstre som er lagret i lagringsinnretningen avleses i tur og orden og sammen-

lignes med bitmønstrene som frembringes av systemet som overvåkes. Disse bitmønstre er identiske bare hvis systemet som overvåkes arbeider riktig. En ulempe ved disse systemer når det gjelder kompliserthet av kretsene er at hver lagringsposisjon krever lagring av et antall bits som er lik antallet bits i mønstre som overvåkes selv om antallet mønstre som overvåkes er forholdsvis lite.

Hensikten med oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en forbedret digital monitor av den innledningsvis nevnte art hvor den ovenfor nevnte ulempe ikke er tilstede.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at monitoren omfatter en lagringsinnretning for i forhåndsbestemte lagringsposisjoner å lagre et forhåndsbestemt antall digitalord som består av en rekke tall som identifiserer hver lagringsposisjon og som har et mønster som svarer til et bitmønster som frembringes av digitalsystemet når dette arbeider normalt, en avlesningsinnretning for avlesning av digitalordene i tur og orden fra lagringsinnretningen under anvendelse av digital-mønstre som frembringes av digitalsystemet som overvåkes som adresse, en teller hvis telleverdi øker med én hver gang et digitalord avleses fra lagringsinnretningen, og en første, sammenligningsinnretning for sammenligning av dataverdien fra lagringsinnretningen med telléverdien i telleren for utledning av et første feilsignal når de to' verdier ikke er identiske.

Den første oppgave er her å sørge for at bit-mønstrene som frembringes av systemet overvåkes under normal drift og den orden i hvilken disse mønstre opptrer. Hvert bitmønster identifiseres av et tall i en rekke som strekker seg fra 1 til m. Tallene 1 til m er da lagret i lagringsinnretningen under anvendelse av rekkefølgen av bitmønstre som frembringes av systemet når dette overvåkes under normal drift som adresser. Bestemmelsen av rekkefølgen av tallene 1 til m og lagring av disse, i lagringsinnretningen er i det følgende betegnet som innledningsperioden.

Når systemet overvåkes i etter hverandre følgende perioder under normal drift, blir bitmønstrene som frembringes av systemet koplet med lagringsinnretningen som adresser slik at tilsvarende lagringsposisjoner kan avleses. Hver. digital verdi som avleses fra lagringsinnretningen, kontrolleres for å bestemme om det inneholder noen logiske bits "1". Hver gang en lagringsposisjon som avleses inneholder minst en logisk bit "1", blir telleren matet frem en telleverdi. Dette bevirker at telleren i tur og orden teller gjennom tallene 1 til m når disse tall i tur og orden avleses fra lagringsinnretningen.

Hver gang telleren mates frem, blir telléverdien sammenlignet med verdien som nettopp avleses fra lagringsinnretningen. Hvis disse verdier er identiske, er det til-hørende bitmønster riktig. Hvis de, avviker fra hverandre, frembringes et feilsignal som indikerer at systemet har detektert funksjonsfei 1. I tillegg hertil blir ved slutten av synkronperioden for systemet som overvåkes, telléverdien i telleren sammenlignet med et digitalt tall for å bestemme .

om det riktige antall riktige sammenligninger er utført.

Dette betyr en kontroll på to nivåer av hvert bitmønster som frembringes av systemet som overvåkes for å bestemme om hvert mønster er riktig og at det riktige antall bitmønstre er frembragt. Dette gir en meget pålitelig kontroll av riktig drift av vedkommende synkronsystem. Hver av disse sammenligninger kan stoppes av et ytre signal. I tillegg hertil er det sørget for kretser som overvåker et bestemt antall analoge signaler. ,

Monitoren omfatter også kretser som muliggjør at feilsignaler som frembringes av monitoren kan undersøkes av en digital datamaskin. Dette muliggjør at monitoren kan anvendes for kontroll av individuelle synkrone digital-systemer ved hjelp av en digital datamaskin som undersøker et antall monitorer for å .bestemme driftstilstanden for tilsluttede systemer. Dette muliggjør at driftstilstanden for et stort antall digitale systemer lett kan overvåkes på et sentralt sted.

Hvis det viser seg at noen av bitmønstrene som frembringes av systemet ikke behøver overvåkning, kan disse mønstre utelukkes fra overvåkningsrekkefølgen ved lagringen av bitmønstre som består bare av nuller i lagringsposisjoner svarende til disse mønstre og utelukke disse mønstre fra rekkefølgen av tall 1 til m.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere

under henvisning til tegningene.

Fig. 1 viser skjematisk funksjonsforløpet under innledningsperioden for en monitor ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser på samme måte prøveperioden for en monitor ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 viser et blokkskjema for en monitor ifølge oppfinnelsen.

I innledningsperioden for monitoren ifølge ut-førelseseksemplet som vist på fig. 1 er det nødvendig å bestemme antallet bitmønstre som frembringes av systemet som skal overvåkes, rekkefølgen i hvilken bitmønstrene frembringes og valget av mønstre som skal overvåkes. Det er ikke generelt nødvendig å overvåke hvert eneste bitmønster som frembringes av et synkront system for å bestemme driftstilstanden for systemet fordi en feil i forbindelse med et. mønster vil trolig også forekomme i et senere mønster.

Bitmønstrene som overvåkes anvendes i en rekkefølge hvor de frembringes som adresser for lagring av digitale tall 1 til m i en lagringsinnretning hvor m er et antall som er lik antallet bitmønstre som skal overvåkes. Digitale tall som består av bare nullbits, lagres i alle andre lagringsposisjoner. Bitmønstre kan tilføyes eller utelukkes fra rekkefølgen av mønstre som skal overvåkes ved rett-programmering av lagringsinnretningen. De ovenfor beskrevne trinn ved innledningen av monitorens digitaldel er angitt på fig. 1 under henvisnings tallene 3~13.

Innledningen av de analoge deler av monitoren består i å bestemme antallet analoge signaler som skal overvåkes og innstilling av terskelnivåer for den analoge sammenligningsinnretning. Dette trinn er vist under henvisningstallet 14.

Etter monitorens innledning blir det koplet om til prøveperioden som er vist på fig. 2. Det synkrone digitalsystem i forbindelse med monitoren 'prøves ved i tur og orden å avlese de lagrede dataord fra lagringsinnretningen under anvendelse av bitmønstre som frembringes av synkron-systemet som adresser. Etter hver avlesningsperiode blir digitalordet som avleses fra lagringsinnretningen kontrollert for å bestemme om ordet inneholder minst en logisk bit "1". Hvis ordet inneholder minst en logisk bit "1", blir telleren matet frem én telleverdi. Dette er vist under henvisningstallene 15 og 16. Telléverdien i telleren sammenlignes med digitalordet som avleses fra lagringsinnretningen. Hvis systemet som overvåkes arbeider riktig, vil telleren i tur og orden telle gjennom tallene 1 til m når disse i tur og orden avleses fra lagringsinnretningen. Det vil derfor alltid være en samhørighet en til en mellom telléverdien i telleren og utgangssignalet fra lagringsinnretningen. Denne overensstemmelse indikerer at bitmønstrene som anvendes som adresse er riktig. På den annen side hvis telléverdien i telleren og utgangssignalet fra lagringsinnretningen ikke er like er minst ett bitmønster som anvendes som adresse uriktig og indikerer at systemet funksjonerer feil. Detek-teringen av en feilfunksjon bevirker betjeningen av en feil-flip-flop-krets. Utgangssignalet fra flip-flop-kretsen kombineres med et prøvesignal som hindrer rekkefølgen for å frembringe et rekkefølgefeilsignal. Dette utføres i de trinn som er forsynt med henvisningstallene 15 til 19 på fig. 2.

Telléverdien i telleren sammenlignes også kontinuerlig med et ytre tall (digitalsignal) som angir antallet ord som inneholder minst en logisk bit "l'<!>som avleses fra lagringsinnretningen under hver periode for det avervåkte system. Resultatet av denne sammenligning kombineres med det ovenfor nevnte prøvesignal for å frembringe et seilsignal for antall mønstre som innstiller flip-flop-kretsen for feilfunksjon hvis en feil detekteres. Disse trinn er vist med henvisnings-^tallene 20 til 22 på fig. 2.

Samtidig med den ovenfor beskrevne digitalprøve blir et utvalgt antall analoge signaler 'sammenlignet med bestemte verdier for disse signaler og et analogt feilsignal frembringes hvis et av disse analoge signaler ikke ligger innenfor forhåndsbestemte grenser. Denne analoge sammenligning er vist med trinnet 23 på fig. 2.

Hvis en av de ovenfor angitte prøver indikerer feilfunksjon ved slutten av perioden for det overvåkte system, innstilles feilfunksjonsflip-flop-kretsen. Dette trinn er vist med henvisningstallet 22 på fig. 2.

Et utførelseseksempel på «en digitalmonitor som ut-fører funksjonene som er vist på fig. 1 og 2, er vist på

fig. 3- Monitoren inneholder en lagringsinnretning 30 som har et antall lagringsposisjoner som minst er lik antallet forskjellige bitmønstre som skal prøves. Under innledningsperioden mottar lagringsinnretningen 30 adresser og data som skal lagres fra et.ytre programmeringssystem (ikke vist). Signalene som tilføres adresseinngangene er en rekke

digitale bitmønstre som er identiske med bitmønstre som frembringes av systemet som skal overvåkes når dette funksjonerer riktig. Dataene som lagres under anvendelse av disse adresser er en rekke digitale tall fra 1 til m hvor m er et digitaltall svarende til antallet bitmønstre som skal overvåkes. Lagringen av tallene 1 til m i lagringsinnretningen 30 som beskrevet ovenfor og lagringen av nuller i resten av lagringsposisjonene fullstendiggjør innledningen av digital-delen av monitoren. Utstyr for programmering av lagringsinnretningen er ikke vist fordi dette er kjent teknikk.

Under prøveperioden blir etter hverandre følgende bitmønstre som frembringes av systemet som skal overvåkes, til- ført- lagringsinnretningen 30 under anvendelse som adresser for avleste data fra lagringsinnretningen. Umiddelbart etter frembringelsen av hvert bitmønster blir et avlesnings-startsignal tilført lagringsinnretningen '30. Dette bevirker at data lagres i lagringsposisjonen som svarer til adressen ifølge bitmønsteret tilført adresseinngangen som skal avleses og tilført en digitalsammenligningsinnretning 31. Lagringsinnretningen 30 er tidligere programmert slik at de normale bitmønstre som frembringes av systemet som overvåkes og anvendes som adresser i lagringsinnretningen 303vil be-virke at tallene 1 til m i tur og orden avleses fra lagringsinnretningen. Datasignalene som avleses fra bare avlesnings-lagringsinnretningen 30 tilføres i tillegg til inngangen i digitalsammenligningsinnretningen 31 også til en portkrets 32. Denne portkrets frembringer et signal på sin utgang hver gang digitalsignalet som tilføres inngangen omfatter minst én logisk bit "1". Hvert av disse lagrede ord med en verdi fra 1 til m inneholder minst én bit som er en logisk bit "1". Dette bevirker at telleren 33 teller en telleverdi hver gang . et av tallene 1 til m avleses fra lagringsinnretningen 30. Utgangen fra portkretsen 32 tilføres også den digitale sammenligningsinnretning 31 for å hindre sammenligning bort-sett fra det tidspunkt da utgangssignalet fra portkretsen er logisk "1"..Dette hindrer frembringelsen av uriktig sammen-ligningssignal under overføringen av inngangssignalene til sammenligningsinnretningen 31. Den andre inngang i digitalsammenligningsinnretningen 31 tilføres utgangssignalet fra telleren 33. Telleren 33 er altså tilbakestillet ved slutten av perioden av signaler fra systemet som overvåkes og bevirker at telleren i tur og orden teller gjennom nummerene 1 til m så lenge riktige data avleses fra lagringsinnretningen 30. Da data avleses fra lagringsinnretningen 30 i etter hverandre perioder gjennom tallene 1 til m bare hvis adresse-signalene er i riktig rekkefølge, vil forskjellen mellom data som avleses fra lagringsinnretningen 30 og fra telleren 33 indikere feilfunksjon i systemet.

Utgangssignalet fra sammenligningsinnretningen 31 tilføres en feil f lip-f lop-krets 51* via en portkrets 55-Når signalet fra sammenligningsinnretningen 31 indikerer at ut gangssignalet fra lagringsinnretningen 30 ikke er lik utgangssignalet fra telleren 33, vil denne flip-flop-krets innstilles slik at den indikerer at en feilfunksjon er detektert forutsatt at rekkefølgen av sammenligninger ikke er hindret av et prøvesignal som hindrer rekkefølgen og som er tilført den_andre inngang i portkretsen 55. Utgangssignalet fra flip-flop-kretsen er via en portkrets 41 tilført innstillingsinngangen i feilfunksjonsflip-flop-kretsen 42

på den forreste flanke ved, slutten av periodepulsen.

Et andre tall som angir tallet på mønstrene som

skal prøves, tilføres inngangen i en andre sammenligningsinnretning 40. Den andre inngang i denne sammenligningsinnretning 40 er det tall som er lagret i digitaltelleren 33- Ved slutten av perioden for systemet som overvåkes, vil de to innganger i sammenligningsinnretningen 40 være like hvis riktig antall sammenligninger er utført. Hvis det riktige antallet sammenligninger ikke er utført, vil utgangssignalet fra sammenligningsinnretningen 40 være lavt og indikere at systemet som overvåkes har feilfunksjon basert på at riktig antall sammenligninger ikke er utført.

Analogsammenligningsinnretningen 56 mottar som inngangssignaler et antall logiske signaler som f.eks. matespenningene for systemet som skal overvåkes. Hvis en av disse spenninger ikke ligger innenfor forhåndsbestemte grenser, frembringes et analogfeilsignal som indikerer en feilfunksjon. Monitoren på fig. 3 omfatter en analogsammen-ligningsinnretning 56 for overvåkning av pluss 5 volt,

•minus 5 volt, pluss 12 volt, minus 12 volt, pluss 30 volt, minus 30 volt og minus 60 volt matespenningHvis en av disse matespenninger ikke ligger innenfor de forhåndsbestemte grenser, vil analogsammenligningsinnretningen 56 levere et utgangssignal som er lavt og,indikere at en av matespenningene ikke er riktig. Utgangen fra sammenligningsinnretningen 56 kombineres i en portkrets 4l med utgangssignalene fra sammenligningsinnretningen 40 og utgangssignalet fra feilflip-flop-kretsen for å frembringe et sammensatt feilfunksjonssignal. Hvis dette signal er høyt, innstilles feilfunksjonsflip-flop-kretsen 42 ved slutten av periodepulsen til en verdi som indikerer at en feil er detektert. Hvis en feil ikke er detek-

tert, vil flip-flop-kretsen forbli i normal tilstand..

I tillegg er det sørget for fleksibilitet ved at kretsene muliggjør at feilfunksjonsflip-flop-kretsen 42

kan undersøkes av et ytre system som f.eks. en digital datamaskin. Kretsene som muliggjør at datamaskinen kan undersøke monitoren, omfatter en rekke/parallellomformer 45-Denne krets mottar en rekkefølgeadresse som identifiserer

de enkelte monitorer via en rekke dataledninger fra datamaskinen. Denne rekkefølgeadresseringen er meget nyttig fordi .den innbyrdes forbindelse mellom datamaskinen og monitoren blir enklere. Det er klart at parallelladressering også kan anvendes med en liten modifikasjon av systemet.

Serie/parallellomformeren 45 leverer en parallell-adresse som identifiserer den monitor som er forbundet med sammenligningsinnretningen 47. Det<;>andre inngangssignal til sammenligningsinnretningen er et digitalt tall som identifiserer vedkommende monitor. Når disse to inngangssignaler er identisk, leveres et signal som innstiller portkretsen 50. Utgangssignalet fra portkretsen 50 og utgangssignalet fra feilfunksjonsflip-flop-kretsen 42 tilføres som inngangssignaler til portkretsen 52. Hvis monitoren ikke skal undersøkes av datamaskinen,blir et logisk signal "1" tilført en andre inngang i portkretsen 50 som kontinuerlig åpner porkretsene 50

og 52 slik at utgangssignalet fra feilfunksjonsflip-flop-kretsen 42 alltid går til utgangen.

Claims

1. Digital monitor for overvåkning av et synkront digitalsystem for detektering av funksjons feil, karakterisert ved at monitoren omfatter en lagringsinnretning for i forhåndsbestemte lagringsposisjoner å lagre et forhåndsbestemt antall digitalord som består av en rekke tall som identifiserer hver lagringsposisjon og som har et mønster som svarer til et bitmønster som frembringes av digitalsystemet når dette arbeider normalt, en avlesningsinnretning for avlesning av digitalordene i tur og orden fra lagringsinnretningen under anvendelse av digitalbitmønstre som frembringes av digitalsystemet som overvåkes som adresse, en teller hvis telleverdi øker med én hver gang et digitalord avleses fra lagringsinnretningen, og en første sammenligningsinnretning for sammenligning av dataverdien fra lagringsinnretningen med telléverdien i telleren for utledning av et første feilsignal når de to verdier ikke er identiske.

2. Monitor ifølge krav 1, karakterisert ved at rekken av tall strekker seg fra 1 til m.

3. Monitor ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at tellerens telleverdi øker med én hver gang et digitalord inneholder minst én logisk "1" bit avlest fra lagringsinnretningen.

4. Monitor ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved en andre sammenligningsinnretning som reagerer på et ytre signal og telléverdien i telleren for ■å utlede et andre feilsignal hvis et riktig antall digitalord ikke er avlest fra lagringsinnretningen\under hver periode i det synkrone digitalsystem.

5. Monitor ifølge krav <4> , ' karakterisert ved en kombinasjonsinnretning for kombinering av det første og andre feilsignal for å utlede et sammensatt feilsignal.

6. Monitor ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved en selektiv sperreinnretning for det første feilsignal.

7. Monitor ifølge krav 4,5 eller 6, karakterisert ved en selektiv sperreinnretning for det andre feilsignal.

8. Monitor ifølge krav 5, karakterisert ved en flip-flop-krets som reagerer på det sammensatte feilsignal.

9. Monitor ifølge krav 83karakterisert ved en dekoder som reagerer på et ytre digitalsignal for å levere et utgangssignal som indikerer tilstanden for flip-flop-kretsen.