Сигнатурный анализатор

 

Изобретение относится .к вычислительной технике и может использоваться для проведения тестового контро.ля цифровых узлов. Целью изобретения является увеличение полноты контроля и информативности сигнатур. Предлагаемый сигнатурный анализатор представляет собой совокупность регистра сдвига с обратными связями через сумматор по модулю два и реверсивньй счетчик. Наличие генератора управляющих сигналов обуславливает два режима работы предлагаемого сигнатурного анализатора. В первом режиме осуществляется свертка анализируемой информации по закону неприводимого примитивного полинома и одновременный подсчет единиц в нем, что позволяет увеличить полноту контроля. Во втором.режиме работы структура предлагаемого сигнатурного анализатора представляет собой следящий стохастический интегратор, используя котррый можно определять неисправности в замкнутых кольцевых цепях. 1 ил. с (Л го 4 1C СО ел М

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5g 4 G 06 F 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

13,,13

ИИвб ã.éë

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3820770/24-24 (22) 05.12.84 (46) 07.07.86. Бюл. В 25 (71) Минский радиотехнический институт (72) В.Н.Ярмолик (53) 681.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 830391, кл. G 06 F 11/00, 1981.

Электроника, 1977, У 5, с.23-33. (54) СИГНАТУРНЫЙ АНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится .к вычислительной технике и может использоваться для проведения тестового контроля цифровых узлов. Целью изобретения является увеличение полноты контроля и информативности сигнатур. Предлагаемый сигнатурный анализатор представ„„SU„1242957 A1 ляет собой совокупность регистра сдвига с обратными связями через сумматор по модулю два и реверсивный счетчик. Наличие генератора управляющих сигналов обуславливает-два режима работы предлагаемого сигнатурного анализатора. В первом режиме осуществляется свертка анализируемой информации по закону неприводимого примитивного полинома и одновременный подсчет единиц в нем, что позволяет увеличить полноту контроля.

Во втором .режиме работы структура предлагаемого сигнатурного анализатора представляет собой следящий стохастический интегратор, используя котррый можно определять неисправности в замкнутых кольцевых цепях. 1 ил.

1242957

Перед началом функционирования тактовый выход генератора 1 тактовых импульсов, являющийся синхровыходом сигнатурного анализатора, подключа— ется к анализируемому цифровому узлу, информационный выход которого подключается к информационному входу сигнатурного анализатора. Первоначально генератор 1 включается в положение

"Режим 1, при этом на управляющем выходе генератора 1 формируется уровень логической единицы.

Этот единичный уровень поступает

:на первый вход элемента И 9, и, таким образом, вход сигнатурного анализатора подключается к входу сумматора 3 по модулю два, который совместно с регистром 2 сдвига образует одноканальный сигнатурный анализатор. Кроме того, единичный уровень, формируемый на управляющем выходе генератора 1, подается через элемент НЕ !3 на вто-.

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для поиска неисправностей в аппаратных средствах цифровой вычислительной техники, в том числе для анализа вы", 5 ходных последовательностей при тестовом контроле цифровых узлов ЭВМ.

Целью изобретения является увеличение полноты контроля и информативности сигнатур. !

О

На чертеже приведена функциональная схема сигнатурного анализатора.

Анализатор содержит генератор 1 управляющих сигналов, И -разрядный регистр 2 сдвига, сумматор 3 по модулю два, реверсивный счетчик 4, группу 5 из и элементов И, и -входовой элемент ИЛИ б,элемент И 7, элемент

ИСКЛОЧА!ОЩЕЕ ИЛИ 8, элементы И 9 — 12, элемент НЕ 13. Кроме того, сигнатур вЂ, ный анализатор содержит установочный вход 14, информационный вход 15 и .синхровыход 16.

Анализатор работает следующим об1 разом.

Генератор 1 управляющих сигналов имеет два режима работы. В первом режиме генератор 1 формирует (2 -1) импульс по тактовому выходу и единичный уровень на управляющем выходе задания окна измерения (нижеуправляющий выход).на время прохождения генерируемых (2"-I) импульсов. Во втором режиме генератор . 1 формирует (2" — 1) импульс по тактовому выходу и нуле- З5 вой уровень по управляющему выходу. рой вход элемента И 7, на выходе которого формируется сигнал логического нуля, Логический нуль с выхода элемента И / поступает на вход элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 и на выход элемента И 12, при этом элементы 8, 10, 11 и 12 и реверсивный счетчик 4 представпяют собой в совокупности суммирующий двоичный счетчик. Таким образом, при работе в первом режиме предлагаемый сигнатурный анализатор представляет собой два одноканальных сигнатурпых анализатора, причем первый (образованный элементами 2, 3 и 9) основан на выполнении операции деления полинома анализируемых данных

z (Х) на полином Ч " (x), который является инверсным полиному М (x), являющемуся образующим для регистра 2 сдвига с обратными связями. Второй одноканальный анализатор (образованный элементами 4, 8, 10, 11 и 121 представляет собой анализатор, основанный на методе счета единиц.

При запуске генератора 1 на его тактовом выходе формируется (2 — 1) управляющих импульсов, которые поступают на синхровходы регистра 2 сдвига и реверсивного счетчика 4.

Предварительно содержимое регистра 2 устанавливается в состоянии 111...1, а. содержимое счетчика — в состояние

000...0 под действием импульса, поступающего с входа 14. По прохождении (2" -1) тактов на элементах памяти регистра 2 сформировывается сигнатура з(х) = z(y),mod M (X); которая является остатком от деле— ния поли:нома z (X) на полином М (к) .

В то же:время на элементах памяти счетчика 4 сформирована функция

2 -1 с() =,, Е: z, У где z E 0, 1 (j=!,2 — 1) — j-й символ последовательности z(x).

Таким образом, результирующей сигнатурой в данном случае являются значения фукнций s(x) и c(x), соответствие которых эталонным значениям свидетельствует о том, что с высо— кой достоверностью в последовательности данных z(x) отсутствуют ошибочные биты информации. В случае отличия s() и с(М), рт эталонных зна1242957 чений принимается решение, что в последовательности данных присутствуют ошибочные значения бит, которые вызваны неисправностью цифрового узла. Для отыскания возникшей не;исправности используется метод "обратного хода",неисправностьлокали зуется с точностью до входа или выхода элемента цифрового узла..

Однако в ряде случаев функции з(х) и c(X) и в особенности функция

s(x) не позволяют провести процедуру диагностирования с точностью до элемента, что объясняется тем, что сигнатура, отличная от эталонной, не несет никакой дополнительной информации, кроме того, что она не соответствует эталонной. Одним из примеров, характеризующим недостатки сигнатурного аналнзатора, основанного на делении полиномов, является случай возникновения неисправностей в кольцах элементов цифрового узла, охваченных обратной связью. В этом случае удается локализовать неисправность лишь с точностью до кольца элементов. Поэтому для увеличения информативности получаемых сигнатур и .в связи с этим глубины диагности.рования в-предлагаемом сигнатурном анализаторе предусмотрен второй ре- . жим работы "Режим 2".

При работе в этом режиме на управляющем выходе генератора 1 формируется сигнал логического нуля, который блокирует прохождение последовательности входных дайных 2 (М) через элемент И 9 на вход сумматора 3 по модулю два. При .этом сумматор 3 по модулю два и регистр 2 сдвига представляют собой генератор псевдослучайных двоичных чисел У = Х X к гие х; е (0,1), i=(, и, а

j=I,2, — I, причем P(х,=()= 0,5, т.е. значение х; с равной вероятностью принимает значение нуля или единицы. На второй вход элемента

ИСКЛОЧАЮЦЕЕ ИЛИ 8 поступает последовательность z(X), а на первый вход— последовательность b(X), сформированная на выходе элемента ИПИ 6, так как на второй. вход элемента И 7 поступает сигнал логической единицы.

В зависимости от значений j-x символов z и b; последовательностей

z (x) и b (x) реверсивный счетчик 4 работает следующим образом.

Анализируя связи группы 5, можно записать булевы функции для всех элементов И, входящих в данную группу. (Для двухвходового элемента И группы

l5

30 я„ »Ь;=О. В этом случае счетчик 4 не изменяет свое состояние, так как на его синхровход не поступает управляющий сигнал от генератора 1 через элемент И 10.

z; =О, 4 =1. В этом случае на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 присутствует сигнал логической единицы, который, поступая на вход элемента

И 16, разрешает прохождение через него управляющего импульса от генератора 1 на синхровход счетчика 4. Равенство нулю символа z; формирует сигнал логического нуля на выходе элемента И ll а равенство единице сим-. вола b — сигнал логической единицы на выходе элемента И 12. Таким образом, счетчик 4 работает в режиме вычитания. В результате содержимое счетчика при z --О, Ь =1 в j-м такте уменьшается на единицу.

z„ =l, Ь1 =О. В этом случае логическая единица ло выходу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 8 разрешает прохождение синхросигнала через элемент И 10 на синхровход счетчика 4. На выходах элементов И ll и 12 формируются значения логической единицы и логического нуля соответственно. Таким обра— зом, счетчик 4 работает в режиме сложения. В результате содержимое счетчика при я; =l, Ь; =0 в j-м такте увеличивается на единицу.

z 1, b; =1. В этом случае счетчик 4 не изменяет свое состояние, так как на его синхровход не поступает управляющий сигнал от генератора 1 через элемент И 10.

Символы последовательности о(x ) формируются в соответствии со значениями кода псевдослучайного числа

< Х ...Х„ и кода А = с(а с ...a г согласно связям элементов 2, 4, 5 и 6.

5,формируется функция f = a М,, для трехвходового — fz» d x x,, для четырехвходового — f,= ()(х, х, х и для пя-. тивходовогo — f< = (-(< x x> X Х, ° В общем случае для i e (I,nI f„= a;X; x; .,К;, ° ° ( х, . Учитывая, что вероятность Р(x;=1) равияется 0,5, для ()I„=l, i=l,n,-можно показать, что P(f, =1)=0,51 P(f =1)»

=0,25; Р(й =1)=0,125; P(f4=1)=

1242957

=О, 0625;е .еp(f„=l)=1 /2" . Кроме того, появления единичных символов на выходах элементов И группы 5 являются несовместными событиями, т.е . если f; = l, то f, =О, где (9 2е (1,nI.

Поскольку появления .единичных символов на выходах элементов И группы

5 являются несовместными событиями

7 вероятность появления единичного сим- 10 вола на выходе элемента ИЛИ 6 опреде-. ляется выражением

Р(о; = 1)= P(f, =1)+а P(f =-1) +

+ g» P(f =1)+...а„р(Е„=1) = cL 2 + 15

+й2 + а 2 +...+< 2 г 3 где з,е (О,lj, i=l,п — значение i-ro разряда счетчика. 4 в -й такт его раработы. 20

Таким образом, на выходе элемента.

ИЛИ 6 появляются символы Ь. послеJ довательности Ъ (;x) . Вероятность появления единичного символа ; определяется кодом А °, хранимым на элементах памяти счетчика 4.

Анализ работы счетчика 4 показывает, что при Р(ь; =1) ) P(z;=1) в нем преобладает режим вычитания единицы а при P (Ь; =1) (р (z, =1) — режим при-., 30 бавления единицы. Таким образом, в установившемся режиме P(z.=l.) станоJ вится равным P (Ь; =1) .

В установившемся режиме работы счетсчетчика 4 (при нулевых начальных условиях } код, храиимый в нем, определяет вероятность появления единичных символов во входной последовательности z(x.). В этом случае струк тура предлагаемого сигнатурного анализатора позволяет выполнять функции следящего стохастического интегратора.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить полноту конт- 45 роля цифровых узлов за счет увеличения вероятности обнаружения ошибочных бит в последовательности данных z(x).

Действительно, анализ значений сигнатур s() и с,Х) позволяет обнару.— 50 жить все одиночные, все двойные и все нечетные ошибки в последовательности данных, так как метод счета единиц позволяет обнаружить все нечетные ошибки. 55

Увеличение информативности получаемых сигнатур существенно при работе во втором режиме, когда сигнатура, формируемая в реверсивном счетчике 4, равняется вероятности появления единичных символов в последовательности анализируемых данных.

В этом случае оказывается возмож — ным локализовать неисправность с точностью до неисправного элемента в случае наличия кольца элементов, .что невозможно при использовании известных сигнатурных анализаторов. Справедливость данного факта можно рассмотреть на примере простейшего кольца элементов с обратной связью, соцержащего, например, элемент НЕ, элемент И, элемент ИЛИ и D-триггер.

В случае возникновения неисправности 0 по выходу элемента И, используя известный сигнатурный анализатор, оказывается невозможным локализовать неисправность с точностью до элемента. Эта задача легко решается с использованием предлагаемого устройства. Для этого необходимо использовать рассматриваемый сигнатурный анализатор в режиме "Режим 2 - .Локализацию неисправного элемента в этом случае начинаем, предположим, с элемента НЕ. Для этого определяется вероятность появления единичного сигнала на входе -того элемента и его . выходе. В случае исправности элемента НЕ вероятность появления единичного сигнала на выхоце связана с ве— роятностью появления единичного сигнала на его эходе соотношением

Дпя элемента И, имеющего два вхо— да „должно выполня ть ся со о тн ош ение

P =,Р P йьх Вх ex2 а для элемента ИЛИ вмх &х1 &х 2 &х1 Вх2

Поэтом.у-при анализе работы элемента И в случае невыполнения соотношения Р „х=Р@„, Р „, можно с большой вероятностью принять решение о том, что элемент И неисправен. Аналогичным образом определяются неисправности цругих элементов, входящих в кольцо. формула изобретения

Сигнатурный анализатор, содержащий генератор управляющих сигналов, п-разрядный регистр сдвига и сумматор

12 по модулю два, группа входов которого соединена с группой выходов регистра сдвига, синхровход которого соединен с тактовым выходом генератора управляющих сигналов и является синхровыходом анализатора, информационный вход регистра сдвига подключен к выходу сумматора по модулю два, группа выходов регистра сдвига является первой группой информационных выходов анализатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения полноты контроля и информативности сигнатур, он .содержит реверсивный счетчик, группу из и элементов И,,п-входовой.. элемент ИЛИ, элемент НЕ, пять элементов И и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем прямой выход i-ro (i=1,n) разряда регистра сдвига и прямой вы ход i-ro разряда реверсивного счетчи— ка подключены соответственно к первому и второму входам 1 го элемента И группы (i=1,п), остальные входы

i-го элемента И группы соединены с инверсными выходами (n — i) старших разрядов регистра сдвига, выходы элементов И группы подключены к входам и-входового элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого

42957 8 через элемент НЕ соединен с управляющим выходом задания окна измерения генератора управляющих сигналов и с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом сумматора по модулю два, выход первого элемента И соединен с первыми входами элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ и третьего элемента И, информационный вход анализатора соединен с вторыми входами .элемента ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ и второго элемента И и с первым входом четвертого элемента И, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с вторыми вхо15 дами третьего и четвертого элементов

И и первым входом пятого элемента И, второй вход и выход которого подключены к синхровходам регистра сдвига и реверсивного счетчика соответствен20 но, выходы третьего и четвертого элементов И подключены соответственно к управляющим входам вычитания и сложения реверсивного счетчика, группа выходов которого является второй группой информационных выходов анализатора, .установочный вход регистра сдвига соединен с установочным входом реверсивного счетчика и является установочным входом анализато30 ра.

ВНИИПИ Заказ 370б/48 Тираж 671 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Сигнатурный анализатор Сигнатурный анализатор Сигнатурный анализатор Сигнатурный анализатор Сигнатурный анализатор 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области - вы 1ислительной техники, в частности - к средствам контроля цифровых узлов

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для контроля, в системах автоматики, вычислительных и других цифровых устройств

Изобретение относится к вычислительной технике н может быть исользовано для контроля и диагносики цифровых устройств с двумя и тремя устойчивыми состояниями

Изобретение относится к автома- :тике и вычислительной технике

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля дискретных объектов

Изобретение относится к вы числительной технике и предназначено для поиска неисправностей в аппаратурных , средствах цифровой вычислительной техники, в том числе для анализа выходных последовательностей при тестовом контроле многовыходньк цифровых узлов ЭВМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля цифровых блоков и микросхем различной степени интеграции

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах тестового и функционального диагностирования, цифровых устройств

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для автоматической проверки и поиска неисправностей в блоках ЦВМ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля выходных уровней цифровых блоков, модулей, ячеек и микросхем

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для контроля и диагностирования цифровой аппаратуры

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для контроля сложных цифровых устройств и микропроцессорных систем

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для проверки работоспособности и поиска дефектов в цифровой аппаратуре

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано для контроля и диагностирования цифровых объектов

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах диагностирова- .
Наверх