Сигнатурный анализатор

 

СИГНАТУРНЫЙ АНАЛИЗАТОР по авт.св. № 962962, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью увеличения диагностических возможностей за счет фиксации всех ошибок кратности , меньшей восьми, при обеспечении возможности определения порядковых номеров искаженных символов в случае двойной ошибки, в него введены второй счетчик, триггер, мультиплексор , регистр и группа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вход установки в о второго счетчика соединен с входом установки в О триггера и является входом сброса анализатора , счетный вход второго счетчика соединен с единичным входом триггера и является управляющим входом анализатора, единичный выход каждого разряда второгосчетчика соединение соответствующим входом адреса мультиплексора , прямой выход триггера соединен с входом стробирования мультиплексора и входом записи регистра , выход мультиплексора .соединен с третьими входами всех элецентов И группы, каждый вход данных .мультиплексора с оединен с единичным выходом соответствующего разряда перi вого счетчика, выход каждого триггера группы соединен с первым вхо-« (Л дом соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и с соответствующим входом данных регистра, каждый выход которого соединен с вторым входом соответствующего;, элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ШШ, выходы которых являются второй группйй со информационных выходов анализатора. Од (Х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИН (19) (ll) g 4 С 06 F 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) -962962 (21) 3686820/24-24 (22) 06.01.84 (46) 23.11.85. Бюл. ¹ 43 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) E,Ä. Баран, С.О. Веселовский и В.И. Рабинович (53) 681.3 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 962962, кл. G Об F 11/26, 1981. (54) (5 7) СИГНАТУРНЬП1 АНАЛИЗАТОР по авт.св.. № 962962, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью увеличения диагностических возможностей за счет фиксации всех ошибок кратности, меньшей восьми, при обеспечении возможности определения порядковых номеров искаженных символов в случае двойной ошибки, в него введены второй счетчик, триггер, мультиплексор, регистр и группа элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем вход уста-, новки в "0" второго счетчика соединен с входом установки в "0" триггера и является входом сброса анализа тора, счетный вход второго счетчика соединен с единичным входом триггера и является управляющим входом анализатора, единичный выход каждого разряда второгосчетчика соединен. с соответствующим входом адреса мультиплексора, прямой выход триггера соединен с входом стробирования мультиплексора и входом записи регистра, выход мультиплексора .соединен с третьими входами всех элементов И группы, каждый вход данных мультиплексора. соединен с единичным выходом соответствующего разряда первого счетчика, выход каждого триг- Е гера группы соединен с первым вхо- дом соответствующеro элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. группы и с соответствующим входом данных регистра, каждый выход которого соединен с вторым входом соответствующего:.. элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ. ИЛИ, выходы которых являются второй группой информационных выходов анализатора.

1193680 2

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, может быть использовано при наладке, контроле и диагностике цифровых устройств и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. У 962962, Цель изобретения - увеличение диагностических возможностей за счет фиксации всех ошибок кратности, меньшей восьми, при обеспечении возможности определения порядковых номеров . искаженных символов в случае двойной ошибки, На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого сигнатурнога анализатора; на фиг. 2 — временная диаграмма сигналов на выходе мультиплексора для различных циклов контроля при п5, N=2 -1; на фиг. 3 пример процесса формирования сигнатур в случае, если ошибки происходят на 7 и 19 тактах.

Процесс локализации ошибок для случая, изображенного на фиг. 3, иллюстрируется таблицей.

Сигнатурный анализатор (фиг. 1) содержит и-разрядный двоичный счетчик 1, группу из (и+1) элементов

И 2, группу из (и+1) триггеров 3, второй (log n)- Разрядный двоичный

1 счетчик 4, триггер 5, .мультйплек-.. сор 6, регистр 7, группу 8 из (и+1) элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, синхровход 9,первый управляющий вход 10, первый информационный вход 11, второй управляющий вход

12, . установочный вход 13, группу информационных входов 14, первую группу 15 Информационных выходов,, вторую группу 16 информационных выходов.

Сигнатурный сигналиэатор работает следующим образом.

Перед началом работы положительным импульсом (" Сброс" ), формируемым на входе 13 анализатора, триггер 5 и счетчик 4 устанавливаются в начальное;(нулевое ) состояние.

Затем на входах 14 анализатора:,устанавливается код сигнатуры S двоичной последовательности X без ошибок, соответствующий начальному циклу контроля, который записывается в триггеры 3 с приходом по входу 10 анализатора положительного импульса "Старт". Этим импульсом устанавливается в исходное (нулевое ) состояние счетчик 1. Сигналом логического нуля с выхода триггера P,ïoñòóлающего на вход стробирования мультиплексора 6, запрещается прохождение сигналов с входа данных на выход мультиплексора, при этом на третий вход всех элементов И 2 на протяжении всего начального цикла контроля поступает сигнал логи ческой единицы.

Двоичный счетчик 1 осуществляет.

1р счет синхроимпульсов анализируе " мой двоичной последовательности

И, присваивая тем самым порядковый номер каждому двоичному символу этой последовательности, Каждый символ последовательности, равный единице, открывает логические элементы И 2

У разрешая прохождение кода, соответствующего порядковому номеру этого символа, в накапливающий сумматор по модулю два, выполненный на триг» герах 3. Таким образом, после прохода последнего синхроимпульса последовательности в триггерах 3 хранится результат .суммирования по модулю два сигнатуры последовательности без ошибок и сигнатуры анализируемой последовательности, представляющий собой сумму по модулю два номеров тактов, на которых происходит искажение символов последовательности, т.е.

Зо = ох® о =А 1@ Ай

ОА, где К вЂ” кратность ошибок в анализируемой последовательности.

Окончание анализируемой последовательности задается положительным импульсом "Стоп", поступающим на вход 12 анализатора от объекта контроля. Этот сигнал записывает

40 и и

1 в триггер 5, разрешая прохождение сигналов с входа на выход мультиплексора 6 на протяжении всех остальных и циклов контроля, и переписывает в регистр 7 код из триггеров 3. Этот код хранится в регистре

7 также на протяжении всех остальных n циклов контроля. Кроме того, 1! 1I сигнал Стоп, поступая на счетный вход счетчика 4, наращивает содержимое последнего на единицу.

В каждом из и последующих циклов контроля определяется сигнатура для определенной части исходной последовательности Z подпоследовательнос55 ти Z,=Z R., где Rl. — функция Радемахера i-го порядка (i l 2,, ...,n).

Из исходной последовательности для получения i-x сигнатур S "вырезают1193680

10 l5

Обнаружение всех ошибок кРатнос ти, меньшей восьми, обеспечивается за счет того, что предлагаемый сигнатурный анализатор получает не одну, а (и+1) сигнатур, представляю55 щих собой сигнатуры разложения анализируемой двоИчной последовательнос- ти по системе функций Радемахера.

При этом все ошибки нечетной кратз

« ся только те такты, на которых значения i-х функций R равны «1« °

Например, при i-=1 сигнатура образуется из символов последовательности Z, расположенных на нечетных тактах, при i=2 - из символов,. pac- положенных на четных парах тактов, при i=n — на второй половине последовательности Z. Если не совпадает хотя бы одна пара сигнатур Ч и с12

S„<„ то ошибки обнаруживаются даже. при S<>=S«(S i „- сигнатура соот» ветствующей подпоследовательности образцовой последовательности).

В качестве генератора функций

Радемахера используется счетчик

1 (i в данном случае представляйт собой номер разряда этого счетчика) .

В каждом из и циклов контроля .на третий вход элементов И 2 через мультиплексор 6 подключается один из выходов счетчика 1 „ номер которого (i) соответствует адресу, сформированному на выходе счетчика 4.

Наращивание счетчика 4 на единицу к третьим входам элементов И 2 осуществляется в момент окончания предыдущего цикла контроля Импульсом

«Стоп«, Таким образом, перед началом

i-го цикла контроля (i10) сигналом

"Стоп" содержимое счетчика 4 наращивается на единицу, и к третьим входам элементов И 2 через мультиплексор 6 подключается выход i-го разряда счетчика 1. Затем сигналом

"Старт", формируемым на входе 10 анализатора, в триггеры 3 по входам

14 записывается сигнатура S ., и х устанавливается в исходное состояние счетчик 1.

Далее (до прихода очередного импульса "Стоп" ) работа происходит так .же, как и на начальном цикле контроля,однако S;> представляет собой сумму по модулю два уже не всех номеров тактов, на которых происходит искажение символов последовательности Я, а только тех, которые совпадают с единичным значением К. (на1 пример, при i-"1 суммируются номера только нечетных искажений тактов).

Таким образом получают и сигнатур

S,„-Я . Процесс формирования этих сигна тур представлен на фиг. 2, где показаны сигналы на выходу мультиплексора

6,представляющие. собой функции Раде» махера для различных циклов контроля при п=5 и N--2 -1. и

На фиг. 3 приведен конкретный пример процесса формирования подпоследовательностей 2,. и Х., при и

n=5„ ¹2 -1 и ошибках на седьмом (00111) и девятнадцатом (10911) тактах, а в таблице — соответствующие им сигнатуры. Сигнатуры S . и

ix

S>" являются суммами по модулю два номеров тактов, на которых символы последовательностей Х и Z равны

S;>=Six+S;< S;> р также сумме по модулю два номеров тактов искаженных символов.

Если S =S — = S =...=S =0 деОу 1У У «У лается вывод об отсутствии ошибок в двоичной последовательности 2.

Противоположная ситуация указывает на наличие ошибок. При этом, если число ошибок в первой или второй половине анализируемой последовательности, входящих в S;Ä, нечетно, то п-й и (n+1)-й триггеры 3 соответст» венно устанавливаются в единичное состояние.

Таким образом, использование прямого и инверсного выходов старшего разряда счетчика 1 позволяет осуществлять контроль на четкость двоичной последовательности на всей ее длине, что дает возможно ть обнаружения всех ошибок нечетной кратнос-1 ти. Если происходит одна ошибка

Э то Я „ представляет собой двоичное число, являющееся номером такта, на котором происходит эта ошибка. Если происходят две ошибки, то Sо есть сумма по модулю два номеров тактов, на которых они происходят. И, когда после окончания некоторого i-ro цикла контроля на второй группе 16 информационных выходов в результате сложения по модулю два Sо и S

1У появляется код, не равный нулю и не равный Я „, этот код является номе ром такта одной из ошибок. Код номера такта, на котором происходит другая ошибка, в это время присутствует на первой группе 15 информационных выходов, 5 ности обнаруживаются, благодаря контролю на четность, осуществляемому при помощи и-го и (n+1)-ro триггеров группы, ошибки кратности два — за счет того, что не существует двух различных двоичных векторов, которые в сумме по модулю два дают ноль, ошибки кратности четыре и шестьза счет специфйки разложения по системе функций Радемахера, которая приводит к такому распределению ошибок,между получаемыми сигнатурами которое всегда обнаруживается.

Определение адресов ошибочных тактов в случае двойной ошибки основывается на том, что при разложении по системе функций Радемахера найдется хотя бы одна сигнатура представляющая собой адрес :.одной из ошибок,, а так как о1пибок две, то адрес второй ошибки может быть получен при помощи сложения по модулю два этой сигнатуры с сигнатурой начального цикла контроля, содержащей обе ошибки. Кроме того, уменьшается количество необнаруживаемых конфигураций ошибок для К 8.

Пусть контролируемая последовател ность содержит ровно четыре ошибки. т.е. имеет место ситуация Я у=Ау 9

9А> 9А5у®А . Тогда, если S >40, ошйбки обнаружены, если Я =0, то наличие ошибок обнаружено некоторой сигнатурой Я „, у которой хотя бы один разряд равен единице, Так как ,все векторы А .— А у различны (они представляют собой номера тактов, на которых происходят ошибки ) то найдутся по меньшей мере два разряда 1 и j в которых различаются все векторы ошибок. Эти четыре двухкомпонентные вектора (с точностью до несущественно здесь перестановки ) в разрядах 1 и J имеют вид

Sp $ „

Ярч

О

О

При К=6 доказательство проводит25, ся аналогично.

В случае,„ если происходит одиночная ошибка, все сигнатуры S . - S „„ у. ь- принимают только два значения, равные

О или ЯрчФО. а состояние и-ro u (n+I)-ro триггеров 3 указывает на нечетное количество ошибок, т.е.

$ „ является двоичным кодом номера такта, на котором происходит одиночная ошибка. То же происходит в слу-; чае, если ошибок К, но при этом .(K-1) ошибки компенсируются, т.е. при Ау„®Ау Э...,,ЭАу(Ä Ä! =О, Яру Ачк

Если хотя бы одна из ошибок

4a: Ау„-А у(к 11 не компенсируется в какой-либо из,сигнатур. то это приводит к появлению. S QS и не равной О. !

45 В случае двоййой .ошибки все curAó5 A1r4., натуры могут принимать только четыре различных значения, а именно:

$ =А „ЭАч, Ау„, Ау, О (при этом

Оу у1

1 1 сумма по модулю два значений двух частных сигнатур, не равных S „, О 1 О, должна быть равна Яру).

У2

А,„

О

При разложении по системе . функций Радемахера соответствующие разряды 1 и j для сигнатур имеют вид

Яру (1, Д) 0 А у„(1, 1)ФО Ау (1, j) 9 ! А чу(1, д )91 А у (1, j ) 193680 6.

S.--,„(1, j)=0 Ау„(1, j)91 Ау (1, !) 8

Ауз (1 j)91 Ау4 (1.3) $ Фч (1, 3 ) =А ч, (1. з )8А ц (1. j ) =

5 ! . 0 ()ф () () °

Я у (1,3)=А у (1,.3)©А yq (1.j) =

10 =(, )9(, )=().

Таким образом, поскольку имеются разряды "частных" сигнатур S g u

S у неравные О происходит обнару15 жейие ошибок кратности 4

Анализ ситуации и принятие решения о наличии одной, двух и большего числа ошибок или об их отсутствии осуществляются оператором, эти функции можно выполнить и на ЭВМ, вводя в нее информацию с выхода триггеров 3.

1193680

С помощью предлагаемого анализатора можно локализовать и некоторые ошибки кратностью не более п. В . частности, это возможно, если коды номеров тактов последовательности на которых происходят ошибки, отличаются один от другого хотя бы в од= ном разряде.

Возможность обнаружения с помощью предлагаемого анализатора всех ошибок кратности, меньшей восьми, и нечетной кратности а также опреде,ления местоположенияодиночной илидвойной ошибкисущественно сокращаетвремя отладки и испытания сложных цифровых устройств иповышает ихкачество.

Ю

g41r1

Нонер пнжта

ВНИИПИ Заказ 7316/52 Тираж 709 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4