SU951313A1 - Устройство дл контрол цифровых объектов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к вычислительным системам, системам передачи и обработки дискретной информации, и может быть использовано дл  опера тинной встроенной проверки исправности систем при обеспечении самопровер емости устройства обнаружени  дефектов .

Известно самопровер емое устройство обнаружени  дефектов дл  проверки цифровых систем с данными, кодированными кодом к-из-п, состо щее из двух независимых логических схем на элементах И-ИЛИ (или ИЛИ-И), кажда  из которых имеет по одному выходу , на которых формируютс  взаимодействующие сигналы. Эти два выхода принимают значени  01 (или 10) в случае когда в контролируемой системе дефекты отсутствуют, и 00 (или 11), в противном случае это устройство выполнено таким образом, чтд на входах каждого логического элемента в процессе нормального функционировани  контролируемой (основной) системы и блока кодировани  образуетс  провер ющий тест. Тем самым обеспечиваетс  необходимое условие самопроверки (самотестируемости ) устройства. Назначение блока кодировани  состоит в том, чтобы дл  любого фиксированного дефекта в основной системе (или блоке кодировани ) генерировать по крайней мере один код, который  вл етс  тестовым воздействием дл  данного дефекта , т.е. в случае подачи на вход устройства обнаружени  дефектов этого кода оно выдает значение, отличное от значени  выдаваемого при отсутствии данного дефекта ij.

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что дл  его синтеза требуетс  специальный блок кодировани , синтез которого весьма трудоемок , а также мала  достоверность контрол , обусловленна , во-первых, тем, что смена значений сигналов 01 На 10 (или 10 на 01), соответст20 вующих исправному состо нию системы, происходит в произвольные (заранее не известные) моменты времени и, тем самым, отсутствует возможность проверки правильности переключений,

25 а главное, проверки факта переключени , т.е. дефекты, привод 1иие к фиксаЦии значений 01 (или 10) не обнаружены устройством. Во-вторых, мала  достоверность св зана с том, что на входах независимых логических CXGM. формирующих значени  01 (10) , образуетс  не полный провер ющий тост, позвол ющий обнаруживать дефекты произвольной кратности, а рассчитанный лишь на обнаружение однократных дефектов. , Известно также устройство дл  обнаружени  дефектов в цифровых автоматах , содержащее основной и конт рольный блоки, на входы которых поступают рабочие входные воздействи  а группы выходов этих блоков соедине ны с блоком сравнени  сигналов, в состав которого входит группа сумматора по mod 2 и элемент ИЛИ, причем срав шваемые выходы попарно подаиотс  на входы соответствующих сумма .торов по mod 2, выход каждого из которых соединен с одним из входов элемента ИЛИ. Контрольный блок реализуетс  таким образом, что на его выходах формируютс  сигналы, которые при отсутствии дефектов совпадают с выходными сигнсшами основного блока . В простейшем, случае в качестве контрольного блока может быть исполь зован блок, идентичный основному. Ис пользование подобного устройства не требует специального кодировани  (например, кодом к-из-п) и исключает трудоемкий синтез блока кодировани . В случае отсутстви  дефектов на входах каждого из сумматоров по mod 2 формируетс  пара сигналов 00 (или 11), при этом элемент ИЛИ формирует на выходе сигнал g О, соответствующий исправному состо нию основного и контрольного блока. При наличии дефекта в основном или контрольном блоке на выходах одного или нескольких сумматоров образуетс  пара сигналов 01 (или 10), которые формируют значение 1 на выходе одног ( или нескольких) сумматоров по mod 2 Данна  единица через элемент ИЛИ формирует сигнал 6 1, указывающий о наличии дефекта 2j. , Недостатком известного устройства  вл етс  ниэка  достоверность контрол  в св зи с тем, что он не позвол ет обнаруживать однократные дефекВХОДОВ и выходов сумматоров по mod 2 и элемента ИЛИ. Цель изобретени  - повышение достоверности контрол  без применени  специального кодировани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  цифровых объектов, содержащее первую группу сумматоров по модулю два и ИЛИ, причем информационные входы устройства соединены с выxoдaI основного и вспомогательного контролируемых цифровых объектов, выходы основного контролируемого цифрового объекта соединены с первой группой входов сумматоров по модулю два первой группы, выход элемента ИЛИ  вл етс  первым выходом устройства. Оно содержит генератор ортогональных функций, элемент И и вторую группу сумматоров по модулю два, причем информационные входы первой группы генератора ортогональных функций соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два первой группы, выходы сумматоров по модулю два первой группы соединены с первыми входами соответствующих сумматоров по модулю два второй группы, выходи вспомогательного контролируемого цифрового объекта соединены с вторыми входами соответствующих сумматоров по модулю два второй группы, выходы сумматоров по модулю два второй группы соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, втора  группа выходов генератора ортого .нальных функций соединена с входами элемента И, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства, вход генератора ортогональных функций  вл етс  синхровходом устройства, входом блока сравнени . Генератор ортогональных функций (например, Радемахера ) состоит из делител  частоты с числом разр дов, райным числу сравниваемых выходов основного и вспомогательного цифровых объектов. На фиг, 1 представлено устройство дл  контрол  цифровых объектов/ на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства дл  случа  контрол  с трем  контролируемыми выходами, I Устройство дл  контрол  цифровых объектов (фиг.1) содержит основной 1 и контрольный 2 цифровые объекты генератор 3 ортогональных функций, элемент ИЛИ 4 элемент И 5. Сумматоры 6по mod 2 образуют первую группу сумматоров по mod 2, входами которых  вл ютс  соответствующие выходы основного цифрового объекта 1 и инверсные выходы генератора 3 ортогональных функци . Сумматоры 7 по mod 2 образуют вторую группу сумматоров по mod 2, входами которых  вл ютс  выходы сумматоров 6 по mod 2 первой группы и выходы вспомогательного цифрового объекта 2. Входами элемента ИЛИ 4  вл ютс  выходы сумматоров 7по mod 2 второй группы, а его выход  вл етс  первым выходом устройства . Генератор 3 ортогонашьных функций состоит из группы последовательно соединенных счетных триггеров 8.1-8.П и  вл етс  делителем частоты с числом разр дов, равным числу контролируемых выходов основного цифрового объекта 1, Вход генератора 3 ортогональных функций соединен с выходом синхронизации основного цифрового объекта 1, Сигналы, снимаемые с пр мых выходов разр дов,  вл ютс 

входами элемента И 5, выход которого  вл етс  вторым выходом устройства.

Рассмотрим обеспечение самопровер емости устройства на примере работы схемы по фиг,1. Поскольку соответствующие сравниваемые выходные сигналы x,j (i l,2,...,n) блока 1 могут принимать два значени  О и 1 в процессе нормального функционировани  этого блока, то на первых входах сумматоров б первой группы могут возникать сигналы как О, так и 1. На вторых входах сумматоров б сигналы О и 1 формируютс  по закону R Радемахера )i 1 ,2, ... ,п) . Тем самым на входах каждого сумматора б первой группы при нормальной работе основного блока 1 образуетс  полный провер ющий тест дл  сумматора по mod 2, т.е. пары значений 0,0j од; 1,0 и 1,1. При этом, на выходе каждого сумматора б первой группы формируютс  значени  как О, так и 1, которые поступают на вторые входы соответствующих сумматоров 7 второй группы сумматоров. Так, как на первый вход каждого сумматора 7 подаетс соответствующий выходной сигнал х,, (i 1,2,...,п) блока 2, который также может принимать два значени  О и 1 в процессе нормального функционировани  этого блока, то на входах каждого сумматора 7 также образуютс  полный провер ющий тест дл  сумматора по mod 2, т.е. пары значений 0,0/ 0,1; 1,0 и 1,1. Поскольку при отсутствии дефектов сигналы и (1 1,Z,...,n) совпадают, то на выходе су1иматора 7 по mod 2 второй группы формируетс  значение R. (i 1,2,... п) и, в силу ортогонгшьности функций R (i 1|2,...,п), на входах элемента ИЛИ 8 также формируетс  полный провер ющий тест, а на первом выходе формируетс  сигнал . . Таким образом, необходимое условие самопровер емости первой и. ;второй групп сумматоров по модулю два обеспечено на входах каждого логического элемента/ вход щего в состав этого блока, в процессе нормального функционировани  блока 1 и 2, образуетс  полный провер ющий тест. Как видно из фиг.2 на втором выходе устгзойства формируетс  сигнал а. .Я R Сравнива  сигналы е Д R,- и i .л R, убеждаемс , что они  вл ютс  парафазными т.е. достаточное условие самопровер мости устройства изображенного на фиг. 1 также обеспечено.

Рассмотрим особенности обнаружени дефектов предлагаемым устройством на примере цифровой системы с трем  контролируемыми выходами п 3. На фиг. 2 приведены временные диаграммы по сн ющие работу устройства при п 3, где дл  определенности частота сигнала синхронизации, поступающе го на первый разр д генератора 3 ортогональных функций, прин та равной частоте изменени  значений сигналов на выходе блоков 1 и 2. На диаграммах За , 3(Г и 3 в изображены сигналы , снимаемые с инверсного выхода первого, второго и третьего разр да генератора 3 ортогональных функций соответственно т.е. функций Радемахера R , R и Rj. На диаграмме 3г. изображен сигнал R г C,,Ri К а jia диагрс1мме Зд-- сигнал V-. К RI R2.V К , который парафазене, На диагра№ ах 3g, 3, З-, 3j, 3, Зд и 3;л изображены сигналы на выходе при наличии следующих дефектов , искахсающих значение сигналов на выходах основного блока 1 (или блока 2): Зе - искахсен сигнал на выходе х (или х), 3 - на выходе х (или ) , 3-J - на выходах х , х (или х, , XK.Z), Зи us выходе х (или х), Зк - на выходах х, х (или х, , X к) , Зд искажен сигнал на выходах х, х, (или х,, ) ,

X (или 3/VV - на выходах х, к.

, ) Как видно из этого

Xк

К

примера, устройство обнаруживает дефекты любой кратности (фиксацию значений О или 1 в произвольном числе точек). Более того, в силу ортогональности функций, используемых дл  образовани  полных провер ющих тестов на суглматорах по модулю два, по вл етс  дополнительна  возможность использовани  устройства дл  целей поиска дефектов, т.е. при обнаружени дефекта можно также указать номера (номер) сравниваемых выходов, на которых сигналы не совпадают. При этом дл  любого дефекта существует однозначное соответствие номера (номеров ) выхода с несовпадающим значением сигналов содержимому генератора ортогональных функций (состо нию триггеров в момент равенства

fz)Предлагаемое устройство обнаружени  дефектов в цифровых системах по сравнению с прототипом характеризуетс  высокой достоверностью обнаружени  дефектов, т.е. гарантирует, что любой дефект будет обнаружен и что при отсутствии дефектов в систем не будет выдан сигнал, указывающий на наличие дефекта. Эти качества позвол ют использовать данное УОД дл  систем, предназначенных дл  выполнени  ответственных задач, где необнаружение существующего дефекта, либо ложное обнаружение несуществующего дефекта, может привести к серьезным последстви м.

Claims (2)

1.Патент США 3559163,

кл G 08 С 25/00, опублик. 197:1..

2.Контроль функционировани  больших систем. Под ред. Г.П.Шибанова . М., Машиностроение, 1977, с. 1.09-111 (прототип) .

а ff 5 t

e

ж .

5

ы

к/f