SU851410A1 - Устройство дл контрол цифровыхОб'ЕКТОВ - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ ОБЪЕКТОВ

1

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть использовано дл  кодировани  логического состо ни  цифровых систем, их контрол  и поиска в них неисправных компонентов (соединительных элементов , микросхем, типовых элементов замены и модулей, устройств и подсистем и т.д.).

Известно устройство, преднаэна; ченное дл  обнаружени  неисправных модулей в цифровых системах, ймекицее общий с цифровым объектом генератор тактовой частоты и анализирун дее ограниченное, раз и навсегда выбранное число контрольных точек цифрового .объекта (выбранные точки жестко св заны со входом устройства) til,

Недостатками такого устройства  вл етс  невозможность использовани  его в наиболее широко распространенных асинхронных системг1Х, а также невозможность осуществл ть диагностику с точностью до типового элемента замены в цифровых объектах, построенных на элементной базе со средней и низкой степенью интеграции , диагностика которых требует анализа относительно болыдого и не

всегда предсказуемого числа контрольных точек.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс 

5 устройство, позвол ющее снимать двоичный сигнал с любого контакта цифрового объекта, построенного на элементной базе с любой степенью интеграции и осуществл ть диагностику

10 цифрового объекта с любой степенью диагностического разрешени  f 2 .

Однако это устройство может быть использоаано дл  кодировани , контрол  и диагностики только синхронных

15 цифровых объектов. А на практике широко распространены асинхронные цифровые объекты, к которым относитс  также большинство сложных цифровых систем. Любую асинхронную цифровую систему можно разбить на синхронные и асинхронные участки. При использовании вышеуказанного устройства дл  кодировани , контрол и диагностики каждого отдельного синхронного участка асинхронной системы необходимо его синхронизировать с данным синхронным- участком. Асин , хронные участки в синхронных цифровых системах составл ют главным

30 образом интерфейсные элементы (узлы, блоки и даже целые устройства обмена ) , работа которых тактируетс  несколькими генераторами. Эти участки не могут кодироватьс , контролироватьс  и диагностироватьс  устройством , в основе которого положен известный метод сигнатурного анализа Цель изобретени  - расширение экс плуатационных возможностей устройств путем обеспечени  возможности кодиро вани , контрол  и диагностики асинхронных цифровых систем. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  цифровых объектов, содержащее регист сдвига, сумматор, блок управлени , блок индикации, пульт управлени , причем первый выход блока управлени  соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом регистра сдвига, второй выход блока управлени  соединен со вторым входом регистра сдвига, первый выход которого соединен со вторы входом сумматора, первый выход пульт управлени  соединен с третьим входом регистра сдвига и п тым входом блока управлени , введены первый коммутато счетчик, формирователь одиночного импульса, задающий генератор и второ коммутатор, причем первый и второй рходы счетчика соединены соответственно с первым выходом блока управле ни  и с первым выходом пульта управлени , первый выход счетчика соединен с первым входом первого коммута тора, второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым выходом регистра сдвига и вторым вы ходом пульта управлени , а выход входом блока индикации, второй выхо счетчика соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход ко рого соединен с третьим выходом пул та управлени , первый выход которог соединен со входом цифрового объекта , третий, четвертый, п тый и шестой входы второго коммутатора соеди нены с группой выходов цифрового объекта, а первый, второй, третий и четвертый выходы второго коммутатора соединены соответственно с пер вым, вторым, третьим и четвертым входами блока управленир, выход задснощего генератора соединен с седьмым и восьмым входом второго ко мутатора и с первым входом формиров тел  одиночного импульса, второй и третий входы которого соединены соотве -ственно с первым и четвертым выходами пульта управлени - а выход с дев тым входом второго коммутатора . Поставленна  цель достигаетс  также тем, что блок управлени  содержит Усилители, триггеры и элементы И, при этом входы каждого три гера  вл ютс  входами блока управлени , выход первого и второго усилител  подключены к первым входам соответствующего элемента И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу триггера, входы которого подключены к соответствующим выходам второго и третьего усилителей , п-й вход триггера  вл етс  входом блока управлени , выходы элементов И  вл ютс  выходами блока управлени . На фиг. 1 представлена блок-схема устройства кодировани , контрол  и диагностики цифровых систем; на фиг. 2 и 3 - примеры реализации блока управлени  и пульта управлени  соответственно. Предлагаемое устройство содержит .регистр 1 сдвига, сумматор 2, блок 3 управлени , блок 4 индикации, пульт 5 управлени , первый коммутатор б, счетчик 7 и второй коммутатор 8. Кроме того, устройство содержит формирователь 9 одиночного импульса и задакиций генератор 10. Цифровой объект 11 не входит в состав устройства и приводитс  лишь дл  по снени  работы устройства. Блок 3 управлени  предназначен дл  приема, усилени  и формировани  управл ющих сигналов и входной динамической последовательности. В соответствии с назначением блок 3 управлени  содержит четыре несв занных уси.лител  12-15, триггер 16,выход которого соединен со входами элементов И 17 и 18, а на их входы через усилители 14 и 15 подаютс  управл ющие сигналы Старт 19 и Стоп -20. При получении сигнала Старт 19 триггер 16 открывает элементы И 17 и 18, п)ри получении сигнала Стоп 20 закрывает. Через элемент И 17 проходит входна  динс1мическа  последовательность 21, а через элемент И 18 - управл ющие сигналы.Синхронизаци  22. Триггер 16 имеет вход 23 установки в ноль. Элемент И 17 пропускает динамическую последовательность 21 через выход 24 на выход блока 3 управлени  на интервале времени , который начинаетс  по сигналу Старт 19 и заканчиваетс  по сигналу Стоп 20. Элемент И 18 пропускает на том же интервале времени сигналы Синхронизаци  22 через выход 25 на второй выход блока 3 управлени , представл ющие собой тактирующие управл ющие импульсы , совпадающие по частоте и фазе с сигналами Синхронизаци  22. Пульт 5 управлени  представл ет собой обычную ключевую схему, состо щую из четырех независимых ключей 26-29. При замыкании Кс1ждого из ключей вместо управл ющего потенциала логического нул  30 на соответствующие выходы 31-34 пульта 5 управлени  выдаетс  управл ющий.потенциал логической единицы 35. Клюси 26 и 29 выполн ютс  без фиксации положени  выдачи потенциала логической единицы, а ключи 27 и 28 - с фиксацией таковог.

Блок 4 индикации предназначен дл . дешифрации двоичного кода, полу«аемого (как результат преобразовани  входной динамической последовательности ) на регистре сдвига 1 или счетчике 7 в семисегментный дес тичный кед, удобный дл  визуального восп)и ти  человеком. В соответствии с назначением блок 4 индикации содержит дешифратор, на вход которого поступает двоичный код и семисегментные светодиоды, св занные по входу с выходом дешифратора. Вместо семисегментныхсветодиодов могут быть использованы другие индикационные элементы, например-декатроны и др.

Первый коммутатор б представл ет собой типовой блок коммутации на два положени , п направлений и с управл ющим входом, где п - любое число . .

Счетчик 7 представл ет собой типовой п-разр дннй счетчик импульсов, второй коммутатор 8 - типовой коммутатор на два положени , четыре направлени  с управл ющим входом.

Формирователь 9. одиночного импуль са представл ет собой типовой элемент , формирующий на своем выходе из непрерывной последовательности импульсов только один импульс, совпадащий с подачей на вход формировател  9 сигнала, разрешающего выработку одиночного импульса.

Задающий генератор 10-представл ет собой типовой кварцевый генератор , вырабатывающий непрерывную последовательность стандартных импульсов , удовлетвор ющих требовани м по амплитуде и крутизне фронтов как дл  самого устройства, так и дл  цифрового объекта 11 и с частотой следовани  не ниже граничной частоты следовани  импульсов в цифровом объекте 11 и не выше граничной частоты следовани  импульсов, определенно дл  элементной базы устройства.

Кодирование логического состо ни  асинхронного цифрового объекта 11 осуществл етс  путем преобразовани . двоичных сигналов, снимаемых с характерных точек цифрового объекта, двум  способами: сигнатурным анализо ( дл  синхронных участков- асинхронtioro цифрового объекта 11) и переходным счетом (дл  асинхронных участков асинхронного цифрового объекта 11).

Преобразование (кодирование) двоичных сигналов способом сигнатурн го. анализа осуществл етс  следующим образом.

Третий, четвертый и п тый входы второго коммутатора 8 соедин ютс  с заранее определенными и посто нными дл  данного синхронного участка выходами (в дачном случае первый, второй и третий выходы-цифрового объекта). Шестой вход второго коммутатора 8 соедин етс  при помощи автощупа или ручного щупа, снабженного иглой, с выбранной точкой анализируемого синхронного участка (в данном случае четвертый выход цифрового объекта 11).

На пульте 5 управлени  делаютс  установки, обеспечивгшмцие выдачу с его второго выхода 32 управл ющего сигнала 30 на третий вход первого коммутатора 6, с третьего выхода 33 управл ющего сигнала 3D на второй вход второго коммутатора 8 и с его первого выхода 31 .сигнала установки в-ноль 35 самого устройства и цифрового объекта 11. Управл ющий сигнал 30 со второго выхода: 32 пульта 5 управлени  .обеспечивает- прохождение п-разр дного кода со второго входа первого коммутатора б на его выход. Управл ющий сигнал 30 с третьего выхода 33 пульта 5 управлени  обеспечивает коммутацию третьего, четвертого, п того и шестого входов второго коммутатора -8 с его первым, вторым, третьим и четвертым выходами. СигнсШ установки в ноль 35 с первого выхода 31 пульта 5 управлени  разрешает начало стиму л ции цифрового объекта 11. Средства стимул ции могут быть как внутренними , встроенными в цифровой объект, так и внешними.

Указанный сигнал установки в ноль и начале стимул ции цифрового объекта 11  вл етс  сигналом дистанционного управлени  цифровым объектом 11 Это наиболее удобный вариант управлени  объектом 11. Возможен и другой вариант: управление непосредственно с пульта самого объекта. Кроме того, дл  комбинационных цифровых объектов 11 необходимость в установке их исходного состо ни  отпадает.

В результате возбуждени  цифровог объекта 11 в его выбранной точке во времени разворачиваетс  совершенно определенный, соотвётствущий стимули:рующему возбуждению, динамический процесс - двоична  последовательност котора  поступает на шестой вход второго коммутатора 8 и затем на четвертый вход 21 блока 3 управлени . На первый, второй и третий входы блока 3 управлени  с соответствующих выходов второго коммутатора 8 поступают также от цифрового объекта 11 управл ющие сигналы Стоп 20, Старт 19 и Синхронизаци  22. В блоке 3 управлени  снимаема  с выбранной точки цифрового объекта 11 двоична  последовательность усиливаетс , формируетс  и ограничиваетс  сигналами Старт 19, Стоп 20, а затем с первого выхох1а 24 блока 3

управлени  поступает на первый вход сумматора 2, где суммируетс  по модулю два со значени ми разр дов сдвигового регистра 1, поступающих с его первого выхода на второй вход сумматора 2, По тактирующим управл ющим импульсам 25, поступающим на второй |ВХОд регистра 1 сдвига со второго выхода блока 3 управлени , содержимо регистра 1 сдвига сдвигаетс  по каждому импульсу на один разр д от младших .разр дов к старшим, и при этом JB младший разр д регистра 1 сдвига записываетс  результат суммировани , поступающий с выхода сумматора 2 на первый вход регистра 1 сдвига. Со второго выхода 25 блока 3 управлени  тактирующие управл ющие импульсы выдаютс  только в интервале времени меду импульсами Старт 19 и стоп 20 определ ющими интервал преобразовани двоичной последовательности.

Таким образом, по концу интервала преобразовани  прекращаетс  прием информации в регистр 1 сдвига с вы .хода сумматора 2 и сдвиги информации в нем. Содержимое регистра 1 сдвига результат преобразовани  двоичной последовательности - через его второ выход передаетс  на второй вход первого коммутатора б и далее через его выход на блок 4 индикации, осуществл ющий преобразование двоичного кода в дес тичный и высвечивание Последнего ключевого слова.

Преобразование двоичных сигналов способом переходного счета осуществл етс  следующим образом.

Четвертый и шестой входы второго коммутатора 8 соедин ютс  с четвертым выходом цифрового объекта 11. Управл ющие сигналы Стоп и Синхронизаци  в данном случае не используютс . На пульте 5 управлени  делаютс  установки, в результате которых управл ющий сигнал 35 с его второго выхода 32 обеспечивает прохождение п-разр дного кода с первого входа первого коммутатора б на его выход. Управл ющий сигнал 30 с третьего выхода 33 пульта 5 управлени  на второй вход второго коммутатора 8 обеспечивает коммутацию третьего , четвертого, п тог9 и шестого входов второго коммутатора 8 с его первым, вторым, третьим и четвертым выходами. Сигнал установки в ноль 35 с первого выхода 31 пульта 5 управлени , устанавливающий в ноль уст йство и цифровой объект 11, разрешает начало стимул ции последнего .

В результате возбуждени  цифровог объекта 11 в его выбранной точке во времени разворачиваетс  совершенно определенный, соответствующий стимулирующему возбуждению, динамический процесс. Соответствующа  двоична  последовательность поступает на шеетой вход второго коммутатора 8 и затем на четвертый вход 21 блока 3 управлени  дл  его усилени  и формировани . Далее с первого выхода 24 блока 3 управлени  импульсы двоичной последовательности поступают на первый вход счетчика 7, определ ющего число переходов двоичной последовательности от нул  к единице или от единицы к нулю или и то и другое. Счет переходов сигналов осуществл етс  на интервале стимул ции, имеющем начгило и конец. Содержимое счетчика 7 (результат преобразовани  двоичной последовательности) через его первый выход передаетс  на первый вход первого коммутатора б и далее через его выход на блок 4 индикации , осуществл ющий преобразование двоичного кода в дес тичный и высвечивание ключевого слова.

Аналогичным образом могут быть .получены ключевые слова дл  всего перечн  характерных точек цифрового объекта 11, необходимых дл  его контрол  и диагностики. Эталонные ключевые слова получаютс  на этс1 1онном цифровом объекте 11 и фиксируютс  либо на соответствующей схеме, либо на специальной графе или в таблице, либо непосредственно возле контактов цифрового объекта 11. Контроль цифрового объекта, а также поиск неисправных компоненгЪв в нем осуществл етс  путем описанного выше процесса кодировани  динамики работы цифрового объекта и сравнени  реальных ключевых слов с эталонными. Неисправный компонент цифрового обьекта 11 имеет на своем входе реальные ключевые слова, совпадающие с эталонными , на выходе - реальные ключевые слова, не совпадающие с эталонными.

Claims (2)

1. Дл  более.эффективного использовани  устройства в цел х кодировани , контрол  и диагностики асинхронных цифровых систем используетс  режим его оперативного самоконтрол . Процесс автономного контрол  предлагаемого устройства заключаетс  в следующем . На пульте 5 управлени  делаютс  установки, в резуог тате которых управл ющий сигнал 30 с его второго выхода 32 обеспечивает прохождение п-разр дного кода со второг входа первого коммутатора 6 на его выход, управл ющий сигнал 35 с третьего выхода 33 пульта 5 управлени  обеспечивает коммутацию первого, дев того, седьмого и восьмого входов второго коммутатора 8 с его первым, вторым, третьим и четвертым выходами . Все входные сигналы устройства Стоп, Старт, Синхронизаци  и двоична  последовательность вырабатываютс  самим устройством и подаютс  соответственно на первый дев тый, седьмой и восьмой входы второго коммутатора 8 в следующей очере ности. С выхода задающего генератора 10 непрерывна  последовательность импульсов подаетс  на седьмой и восьмо входы второго коммутатора 8 и далее через его третий и четвертый выходы на третий 22 и четвертый 21 входы блока 3 управлени . Однако до момента выработки сигнала Старт двои 1ные сигналы на первом 24 и втором 25 выходах блока 3 управлени  отсутствуйт .На пульте 5 управлени  делают с  установки, в результате которых управл ющий сигнал 35 с его первого выхода 31 выдаетс  на третий вх регистра 1 сдвига, на второй вход счетчика 7, на второй вход формировател  9одиночного импульса, на п тый вход 23 блока 3 управлени  и на выход цифрового объекта 11, чем обеспечиваетс  установка в ноль устройства и цифрового объекта 11. Управл ющий сигнал с четвертого выхода 34 пульта 5 управлени  въедает с  на третий вход формировател  9 од ночного импульса и разрешает формиро ванне одиночного импульса. Повторна  подача сигнала на третий вход формировател  9 не приводит к выработке одиночного импульса, пока формирователь 9 не будет установлен, в исходное состо ние сигналом установки в ноль. При этом с выхода формировате- .л  9 одиночный импульс поступает в качестве сигнала Старт на дев тый вход второго коммутатора 8 и далее с его второго выхода на второй вход 19 блока 3 управлени . По сигналу Старт 19 в блоке 3 управлени размещаютс  сигналы, поступившие в качестве сигналов Синхронизаци  22 и Двоична  последовательность 21, и выдаютс  со второго 25 и первого 24 выходов блока 3 управлени  на второй вход регистра 1 сдвига и на первые входы сумматора 2 и счетчика 7 соответственно, на которых осуществл ютс  параллельно преобразовани  двоичной последовательности способом сигнатурного анализа и методом переходного счета, как описано выше. При переполнении счетчика 1 с его второго выхода выдаетс  сигнал переполнени , поступающий на первый вход второго коммутатора 8 в качестве сиг нала Стоп и далее через его первый выход на первый вход 20 блока 3 управлени , осуществл ющий разрещени В блоке 3 управлени  сигналов Синхр низаци  22 и Двоична  последовательность 21. При этом прекращаетс  преобразование двоичной последовательности на сдвиговом регистре 1 и счетчике 7, и на блоке 4 индикации высвечиваетс  ключевое.слово, соответствующее логическому состо нию устройства При совпадении получанного ключевого слова с эталонным с веро тностью пор дка 0,99 устройство исправно и может быть использовано дл  кодировани , контрол  и диагностики цифровых объектов. При несовпадении полученного ключевого слова с эталонным устройство неисправно и должно быть восстановлено. Предлагаема  структура устройства расшир ет его эксплуатационные возможности позвол ет использовать в режиме оперативного самоконтрол ,что повышает степень готовности устройства к работе. Предлагаемое устройство позвол ет кодировать логическое состо ние, осуществл ть эффективный контроль и диагностику синхронных и асинхронных участков асинхронных цифровых объектов, а также кодировать, контролировать и диагностировать синхронные цифровые объекты комбинированным способом, т.е. при одновременном ис пользовании ключевых слов, полученных способом переходного счета и способом сигнатурного анализа, дл  каждой точки объекта. Формула изобретени  Устройство дл  контрол  цифровых объектов, содержащее регистр сдвига, сумматор, блок управлени , блок индикации, пульт управлени , причем Первый выход блока управлени  соединен с первым входом сумматора, выход которого соединен с первым входом -регистра сдвига, второй выход блока. управлени  соединен со вторым входом регистра сдвига, первый выход которого соединен со вторым входом сумматора, первый выход пульта управлени  соединен с третьим входом регистра сдвига и п тым входом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  эксплуатационных возможностей устройства за счет обеспечени  возможности контрол  асинхронных цифровых систем, устройство содержит первый коммутатор , счетчик, формирователь одиночного импульса, задающий генератор и второй коммутатор, причем первый и второй входы счетчика соединены соответственно с первым выходом блока управлени  и с первым выходом пульта управлени j первый выход сче1чика соединен с первым входом первого коммутатора/ второй и третий входы которого соединены соответственно со вторым выходом регистра сдвига и вторым выходом пульта управлени , а выход - во входом блока индикации, второй выход счетчика соеинен с первым входом второго коммутатора , второй вход- которого соедиен с третьим выходом пульта управени , первый выход которого соедийен со входом цифрового объекта, третий, четвертый, п тый и шестой входы второго коммутатора соединены с группой выходов ЦИФР9ВОГО объекта , а первый, второй, третий и четвертый выходы второго коммутатора соедшгены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами, блока управлени , выход задакадего генератора соединен с седьмым и восьмым входом второго укоммутатора и с первым входом формировател  одиночного импульса, второй и третий входы которого соединены соответственно с первым и четвертым выходами пульта управлени , а выход - с дев тым входом второго коммутатора.
2. 2. Устройство по П.1, о т л ичающеес  тем, что блок управлени  содержит усилители, триггеры .и элементы И, при этом входы ка шого усилител   вл ютс  входами блока, управлени , выход первого и второго усилител  подключены к первым входам соответствующего элемента И, вторые входы которых объединены и подключены к выходу триггера, входы которого подключены к соответствующим выходам второго и третьего усилителей, п-й вход триггера  вл етс  входом блока управлени , выходы элементов И  вл ютс  выходами блока, управлени .

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Патент США 3573751, 5 кл. 340-1725, опублик. 1971.

   2.Патент США, 3976864,

   кл. 235-153, опублик. 1976 (прототип)

   4r.J

   3