Устройство для диагностики неисправностей цифровых блоков

 

С01ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1024925

gсю G 06 F 11/26

М ь.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3350761/18-24 (22) 27. 1О. 81 (46) 23.06.83 Бюл. N 23 (72) И.N. Фоменко (53) 681.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 1 354415, кл. G 06 F 11/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

N 607218, кл. G 06 Р 11/00, 1978 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИ-, KN НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЦИФРОВЫХ БЛОКОВ, содержащее блок ввода информации, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управления, причем первая и вторая группы выходов блока ввода информации соединены с первыми группами входов блока памяти и блока управления соответственно, первая и вторая группы выходов которого соединены с первыми группами входов коммутатора и блока сравнения соответственно, первая и вторая группы выходов блока уйРавления соединены с. вторыми группами входов блока памяти и коммутатора соответственно, первая группа выходов коммутатора соединена с второй группой входов блока сравнения, вторая группа выходов и третья групI па входов соединены с входами и выходами диагностируемого блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени локализации неисправностей, первый и второй входы блока управления соединены с выходами

O коммутатора и блока сравнения соот- Е ветственно,третья группа выходов коммутатора соединена с входами блока /Я индикации.

1024

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управ ления содержитRS-триггер,, тактовый генератор, сдвиговый регистр, счетчин . импульсов, дешифратор адреса, регистр управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммутатора, причем нулевой вход ЯЬ-триггера является первым входом блокаупрвв ления, нулевой выход Яб-триггера соединен с управляющим входом тактового генератора, выход которого сое" динен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена

925 с первой группой входов дешифратора адреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов дешифратора адреса, выходы которого являются первой группой выходов блока управления, первая группа входов блока управления соединена с входами реги":

"тра управляющего слова коммутатора, выходы которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора, выходы которогоявляются второй группой выходов блока управления.

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля и диагностики неисправностей цифровых логических схем.

Известно устройство для контроля цифровых блоков, содержащее блок вво1 да, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управления и два регистра контроля (1) .

Недостатком известного устройства. является .локализация неисправностей с.помощью диагностических словарей или таблиц, что требует значительных затрат времени.

Наиболее. близким к предлагаемому изобретению является устройство для. контроля цифровых блоков, содержащее блок ввода, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок инди" кации, блок управления, первый и вто« рой регистры контроля, причем первый и второй выходы блока ввода соединены соответственно с первым входом блока памяти и с первыми входами первого и второго. регистров контроля, первый и второй .выходы блока управления соединены соответственно с . 30 входом блока ввода и с вторым входом блока памяти, первый и второй выходы блока памяти соединены соответственно спервым входомкоммутато-: ра и с первым входом блока сравнения; первый выход коммутатора соединен. с вторым входом блока сравнения, второй вход и. второй выход коммута2 тора являются соответственно выходом и входом устройства, выход nepsoro. и второго регистров контроля соединены с входами блока индикации, . первый и второй выходы блока сравне" ния соединены соответственно с вторыми входами регистров контроля, третий и четвертйй выходы блока управления соединены соответственно с третьим входом блока сравнения и с третьим входом коммутатора, третий выход блока ввода соединен с вто-рым входом блока управления 2)

Это устройство позволяет определить исправность проверяемого узла

-и локализовывать его неисправность.

Контроль исправности проверяемого узла осуществляется подачей на его .входы"тестовой последовательности и проверкой правильности реакции проверяемого узла. Локализация неисправностей осуществляется путем обработки специальной диагностической информации и выделения по результатам контроля возможных ("подозреваемых") неисправностей проверяемого узла. Причем на вход проверяемого. узла подаются все тестовые последовательности независимо от результатов диагностики на различных этапах проверки, т.,е. реализуется безусловная диагностическая процедура.

Оптимальными по времени локализации неисправностей являются условные диагностические процедуры, характеризующиеся тем, что на каждом шаге (кроме первого) таких процедур вид

10249 входйого воздействия определяется в зависимости от реакции диагностируемого узла на предыдущем шаге. Оптимальность условной процедуры диагностирования достигается целенаправ- 5 ленным поиском места неисправности.

При этом протекание процесса диагностирования зависит от конкретной неисправности, имеющейся в диагностируемом узле. 1О

Целью изобретения является сокращение времени локализации неисправ- . ностей путем реализации условной процедуры диагностирования.

Поставленная цель достигается . 15 тем, что в устройство для диагностики неисправностей цифровых блоков, содержащее блок ввода информации, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управ- 20 ленив, причем первая и вторая группа выходов блока ввода информации соединены с первыми группами входов блока памяти и блока управления соответственно, первая и вторая груп- 25 пы выходов которого соединены с первыми группами входов коммутатора и блока сравнения соответственно, первая и вторая группы выходов блока управления соединены с вторыми группами входов блока памяти и коммутатора соответственно, первая группа выходов коммутатора соединена с вто- рой группой входов блока сравнения, вторая группа выходов и третья груп35 па входов соединены с входами и выходами диагностируемого блока, дополнительно первый и второй входы блока управления соединены с выходами коммутатора и блока сравнения соот- 4О ветственно,третья группа выходов коммутатора соединена с входами блока индикации.

Кроме того, блок управления устройства содержит R&-триггер, тактовый

45 генератор, сдвиговый регистр, счетчик импульсов, дешифратор адреса, регистр управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммута-, тора, причем нулевой входКБ-тригге- . ра является первым входом блока управления, нулевой выходgS-триггера соединен с управляющим входом тактового генератора, выход которого сое динен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена 55 с первой группой входов дешифратора адреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового

4 регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов дешифратора адреса, выходы которого образуют первую группу выходов блока управления, первая rpynna входов блока управления соединена с входами регистра управляющего слова коммутатора, выходы которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора, выходы которого образуют вторую группу выходов блока управления.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг ° 2 " блок-схема блока управления; на " фиг. 3 - блок-схема коммутатора.

Устройство содержит блок 1 ввода информации, блок 2 памяти, коммутатор 3, блок 4 сравнения, блок 5 индикации, блок 6 управления и диагностируемый блок 7.

Блок 1 ввода информации предназначен для ввода с перфоленты кодов тестовых воздействий, правильных реакций на них исправного диагностируемого узла, кодов номеров неисправностей и информации о входных и выходных контактах диагностируемого узла.

Блок 2 памяти предназначен для хранения кодов тестовых воздействий, реакций на них исправного диагностируемого узла и номеров его неисправностей.

Коммутатор 3 обеспечивает передачу входных воздействий с блока 2 памяти на диагностируемый блок 7, прием с диагностируемого блока 7 его реакций и передачу их в блок

4 сравнения. Кроме того коммутатор

3 формирует и передает в блок 6 управления сигнал окончания процесса диагностирования, а в блок 5 индикации - код номера локализованной неисправности. блок 4 сравнения предназначен для сравнения реакции диагностируемого блока 7 с кодом правильной реак" ции, получаемой с блока 2 памяти, и выдачи единичного сигнала в блок

6 управления в случае несовпадения этих кодов, Блок 5индикации предназначендля индикации номеров локализованных неисправностей.

Блок 6 управления синхронизирует работу всего устройства (цепи синхронизации не показаны), в зависи1024925

l0 мости от реакции диагностируемого блока 7 формирует адрес ячейки блока 2 памяти, в которой записано оче редное тестовое воздействие и пра- вильная реакция на него диагности 5 руемого блока 7, а также хранит и дешифрирует код входных и выходных контактов диагностируемого блока 7..

В состав блока 6 управления (фиг. 2) входит Ц5-триггер 8, тактовый генератор 9, сдвиговый регистр

10, счетчик 1.1 импульсов, дещифратор 12 адреса, регистр 13 управляюще го слова коммутатора и дешифратор

l4 управляющего слова коммутатора.

R5 -триггер 8 предназначен для запуска и останова тактового генератора, 9 (цепи установки RS-триггера в единичное состояние на фиг. 2 не показаны1. Тактовый генератор 9 осуществ- ур ляет синхронизацию работы всего уст" ройства и перед каждой подачей тестового воздействия на диагностируемый блок 7 подает импульс на,вход счетчика 11 импульсов. Сдвиговый регистр

10 предназначен для запоминания результатов сравнения в блоке 4 сравнения реакций диагностируемого блока

7 с правильными реакциями, получаемыми с блока 2 памяти. Счетчик 11 импульсов предназначен для получе. и хранения числа поданных яа вход диагностируемого узла тестовых воздей" ствий. Дешифратор 12 адреса совместно со сдвиговым регистром 10 и с етчиком

1 1 импульсов выбирает ячеику блока 2 ч . 35 памяти, в которой записан код требуемого тестового воздействия и правильной реакции на него диагностируемого узла. Дешифратор 14 управляющего слова коммутатора совместно в регистром

13 управляющего слова коммутатора осуществляет формирование сиГналов управления коммутационными элементами коммутатора 3, осуществляющими соответствующие подключения входных и выходных каналов диагностируемого блока 7 к устройству, 6

В состав коммутатора 3 (фиг ° 3) входит регистр 15 тестовых воздействий, первая группа элементов и 16, вторая rpynna элементов И 17, эле-, мент HE 18 и группа коммутационных элементов 19.

Регистр 15 тестовых воздействий предназначен для приема с блока 2 памяти тестового воздействия, его хранения и .передачи на вход диагностируемого блока 7, приема с блока 2 памяти, хранения и передачи на блок

5 индикации кода номера локализованной неисправности, а также для формирования сигнала управления группами элементов И 16 и 17 и сигнала окончания процесса локализации неисправ" ности. Первая группа элементов И 16 предназначена для передачи кода номера локализованной неисправности в блок 5 индикации. Вторая группа элементов И 17 предназначена для передачи тестового воздействия .через коммутационные элементы 19 на вход диагностируемого блока 7. Элемент

НЕ 18 осуществляет управление элементами И 17 второй группы. Коммутационные элементы 19 подключают в соответствии с управляющей командой блока 6 управления входные и выходные каналы диагностируемого блока

7 к устройству..

Для пояснения работы устройства рассмотрим организацию условной диагностической. процедуры. Для диагностируемого узла строится диагностическая таблица, которая представляет собой прямоугольную матрицу, столбцы которой обозначены номерами тестовых воздействий, а строкиномерами неисправностей диагностируемого узла, подлежащих локализации.

На пересечении / -й строкии 3-го столбца матрицы ставится 1 если 1 -я неисправность обнаруживается 1 -ым тестовым воздействием, и 0 - если не обнаруживается.

8 качестве примера рассмотримтабл.1.! а

Ь с д е

0

0

0

1

0

1

0

1.1

0

Таблица!

1 0

0 1

0 0

1 0

1 0

7 1024925 8

По диагностической таблице строит- локализации неисправностей; Одним ся алгоритм локализации неисправности из алгоритмов локализации неисправкоторый может быть представлен дере- ностей, построенных по табл. 1, яв5 вом. Существует целый ряд методов ляется алгоритм, представленный построения и оптимизации алгоритмов деревом

1-й ранг

2-й ранг

3-й ранг

4-й ранг

В табл. 2 для рассматриваемого примера представлено соответствие между состояниями сдвигового регистра 10, счетчика 11 импульсов, номерами ячеек блока 2 памяти и содержанием этих ячеек.

Для. локализации неисправности по этому алгоритму на вход диагностируемого узла необходимо подать тестовое воздействие%< ° Если реакция на него диаГностируемого узла совпадает с 35 правильной (на дереве ветвь обозначена цифрой О), то следующим тестовым воздействием должно быть воздействие Wq, если не совпадает (ветвь обозначена цифрой 1) - воздействие 40

54 и т.д. Согласно рассматриваемого алгоритма для локализации любой не-, исправности необходимо на диагностируемый узел подать не более 3-х тестовых воздействий (ч1, w5 6 ) à ec".45 ли в диагностируемом узле появилась неисправность f или Ц, то достаточно двух W< иф/,1.

Реализация безусловной диагности" ческой процедуры, которую осуществл 50 ет известное устройство, предусматри- . вает подачу всех тестовых воэдейстВий (w4 м» wg .wg) незэВисимО От конкретной неисправности, возникшей

В диагностируемом узле, что удлиняет процесс. диагностирования °

В устройстве сдвиговый регистр

10, счетчик 11 импульсов, дешифра тор 12 адреса и блок 2 памяти моделируют двоичное дерево, описывающее услОВную диагностическую процедуру, При этом счетчик 11 импульсов обес-. печивает выбор ранга ветвей дерева, сдвиговый регистр 10 - выбор ветви данного ранга, а дешифратор 12 aApe-. са - обращение к определенной ячейке блока 2 памяти, соответствующей выбранной ветви дерева данного ранга.

В ячейке блока 2 памяти записываются коды тестовых воздействий и правильных реакций на них диагностируемого блока 7, а также коды номеров неисправностей диагностируемого блока 7, соответствующих оконечным ветвям дерева. При этом для отличия кодов тестовых воздействий от кодов номеров неисправностей в старший разряд каждой ячейки, в которой хранится код тестовых воздействий и правильных реакций, записывается О, а в старший разряд каждой ячейки, в которой хранится код номера неисправ ности, записывается 1.

1024925

Таблица2

Содержание ячейки памяти

Состояние счетчика

11 импульсов

Состояние сдвигового регистра 10

Номер ячейки памяти блока

2 памяти

000

000

001

000

001

010

1 а

011

000

001

1 е

010

011

100

101

14

110

В табл. 2 символами 1 обозначены правильные реакции диагностируемого блока 7 на тестовые воздействия Ф .

Устройство работает следующим образом.

8 исходном состоянии блок 2 памяти,Кб -триггер 8, сдвиговый регистр

10, счетчик 11 импульсов, регистр

13 управляющего слова коммутатора и регистр 15 тестовых воздействий находятся в нулевых состояниях.

По команде "Загрузка" блока 6 управления (цепи команды не показаны ) с блока 1 ввода информации в блок

2 памяти поступает информация о тестовых воздействиях, правильных реак. циях на них диагностируемого блока

0 wjY, 0 v>Y

0 4У4

66

0 У

7 и номерах неисправностей а также

У на регистр 13 блока 6 управления управляющее слово коммутатора. Управляющее слово коммутатора дешифруется дешифратором 14. С выхода дешифратора 14 в коммутатор 3 поступает

50 сигнал, где в соответствии с этим сигналом коммутационные элементы

19 группы подключают входные и выходные сигналы диагностируемого блока

7 к устройству.

55 Коммутационные элементы 19 группы коммутатора 3представляют собой электромагнитные дистанционные переключатели, число которых равно числу выходов коммутатора 3, подключаемых к полюсам диагностируемого блока 7. Каж11 1024925 12 дый,из этих выходов .коммутатора 3 блока 7 на это тестовое воздействие соединен с подвижным контактом соот" . поступает на первый вход блока 4 ветствующего дистанционного переклю- сравнения. чателя, нормально замкнутый контакт Поскольку в регистре 15 тестового с одним из входов блока 4 сравнения. воздействия записан код тестового

Рабочая обмотка каждого из дистанци- воздействия, то старший разряд. со-. онных переключателей соединена с . держит О. Нулевой сигнал поступает соответствующим выходом дешифратора с выхода старшего разряда регистра

1О

14 управляющего слова коммутатора, . 15 тестового воздействия на входы а отбойная -" с шиной общего сброса. элементов И 16 группы, закрывает их, Коммутация входных и выходных а пройдя через элемент НЕ 18, постуканалов диагностируемого блока 7 пает на входы элементов И 17 второй осуществляется следующим образом. группы и открывает их. Тестовое

Управляющее слово коммутатора, 15 воздействие с выхода регистра 1 5 чепоступившее с блока 1.ввода информа- рез элементы И 17 второй группы и ции в регистр 13 блока 6 управления коммутационные элементы 19 группы по; дешифруется дешифратором 14. При этом ступает на вход диагностируемого на одном из выходов дешифратора блока 7. появляется напряжение, которое по2О

Реакция диагностируемого блока 7 дается на рабочую обмотку того дис- через коммутационные элементы 19 танционного переключателя коммута- группы коммутатора 3 поступает на тора 3, который подключен к этому вы- вторую группу входов блока 4 сравнеходу дешифратора 14. Дистанционный ния,,где сравнивается с кодом пра". переключатель срабатывает, соответ- вильной реакции, поступившим с бло"

25 ствующий кайал диагностируемого блока ка 2 памяти.

7 отключает от элемента И 17 второй .. Если реакция диагностируемого группы.(источника входных воздейст- блока 7 совпадает с правильной ре-. вий ) и подключает его к блоку, 4 ., акцией, то на выходе блока 4 сравсравнения. . ЗО нения появляется нулевой сигнал, еследую ее входное слово вк ли не совпадает " единичный. Сигнал другой дистанционный переключ . с выхода блока 4 сравнения поступает управляющие слова -выбираю на вход сдвигового регистРа 10 блока таким образом, чтобы включить все дистанционные переключатели, соо 35 а этом пеРвый шаг пРоЦесса лока"

/ Н ветству ие выходам коммутато 3 лизации неисправности заканчивает: подключенным к выходным каналам - сЯ. Работа Устройства на ПослеДУЮЩих агностируемo 6аоКа 7 При э а -ах локал за ии не с Равнос и двыходные каналы диагностируемого бл агностируемого блока 7 аналогичнака 7 подключены к- блоку 4 сравнения, Процесс диагностирования продолжаа его входные каналы останутся под- .. ется до тех пор, пока в регистр 15 ключенными к соответствующим элемен- . тестовых воздействий коммутатора 3

7 рой группы, т.е. к источ, вместо кода тестового воздействия не нику входных воздействий. поступит код номера неисправности

По команде "Диагностика" блока 6 45 блока 6 .. Диа,. Стируемого блока 7. При этом управления (цепи комайды не показаны)

К5-триггер 8 переключается в единич-, старший разряд регистра 15 тестовых воздействий содержит 1. Единичный ное состояние, с его выхода снимается сигнал, запрещающий работу тактосигнал с выхода старшего разряда регистра 15,поступит на входы элемен вого генератора 9. Тактовый .генератгс 50 тов И 16. первой группы, откроет их, 9 начинает работать. С его выхода а пройдя через элемент НЕ 18 закроЮ на счетчик 11 импульсов поступает,ет элементы И 17 второй группы. Код импульс. Дешифратор 12.адреса дешиф номера неисправности с регистра 15 рует состояние сдвигoBQFQ регистра проходит через элементы И 16 первой

0 и счетчика 11 импульсов, формирует 55 группы и поступает в блок 5 индикакод адреса первой ячейки блока 2 па- ции; где высвечивается номер локалимяти и код первого тестового воздей- зованной неисправности диагностируествия записывается в регистр 15.тес- 1мого узла. Одновременно единичный товых воздействий коммутатора 3. Код сигнал с выхода старше да старшего разряда ре,правильной реакции диагностируемого гистра 15 тестовых воздействий по-

1024925 3 ступает на ВБ-триггер 8 блока 6 управления, ВЛ-триггер 8 переключается в нулевое состояние, запрещая работу тактовогогенератора 9.Наэтом процесс.локализациинеисправности диагностируемого узла заканчивается.

Таким образом, предлагаемое устрой. ство осуществляет .локализацию не исправностей диагностируемого узла с помощью условной диагностической процедуры, которая позволяет сократить время диагностирования.

1.024925 ВНИИПИ Заказ 4397/46 ТиРаж 706 Подписное филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.: Проектная, 4