Устройство для моделирования отказов в электронных схемах

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности низкочастотных электронных схем на стадии проектирования. Цель изобретения - повышение точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик . С этой целью в устройство, содержащее блоки , задания начальных значений параметров элементов, элемент ИЛИ 2, дешифратор 3, коммутатор 4, блок 5 управления, датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел, генераторы 7, 12,- 12,, импульсов, элемент И 8, распределитель 9 импульсов, счетчики 10,-10, 11„, 19, реверсивные счетчики 13,- 13, наборные поля 14,-14р, блок 15 анализа, блоки 17,-17 памяти, введен элемент ИЛИ 18. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 15/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY CBNQETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ KOMVlTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4 169603/24-24 (22) 29.12.86 (46) 07.06.88. Бюл. Х- 21 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) А.И.Волошаненко, M,Ø.Ôåëåð и Н.Н.Рожкевич (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 734700, кл. G 06 F 15/20, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N - 805334, кл. G 06 F 15/20, 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ОТКАЗОВ В ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМАХ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности ниэкочастс1тных электронных схем на

„„SU„„1401476 А 1 стадии проектирования. Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик. С этой целью в устройство, содержащее блоки 1 — 1„ задания начальных значений параметров элементов, элемент ИЛИ 2, дешифратор 3, коммутатор 4, блок 5 управления, датчик 6 равномерно распределенных случайных чисел, генераторы 7, 12, — 12„ им-. пульсов, элемент Я 8, распределитель

9 импульсов, счетчики 10 10„, 11111, 19, реверсивные счетчики 13,—

13 „, наборные поля 14„ — 14„, блок 15 ф анализа, блоки 17, — 17> памяти, введен элемент ИЛИ 18. 2 ил, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при исследовании надежности низкочастотных электронных схем HB

5 стадии проектирования.

Цель изобретения — повышение точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик.

На фиг.1 показана функциональная схема устройства; на фиг.2 — функциональная схема блока управления.

Устройство cocroHT H3 6JIoKQB 11 — 1( задания начальных значений параметров элементов, . элемента ИЛИ 2, дешифратора 3, коммутатора 4, блока 5 управления, датчика 6 равномерно распределенных случайных чисел, генерятора 7 импульсов, элемента И 8, распределителя 9 импульсов, счетчиков 10,-10„, 11 — 11„, генераторов 121 †„ импульсов, реверсивных счетчиков 13„- 13» .модели исследуемой схемы, состоящей . 25 из наборных полей 14, — 14„, блока 15 анализа и блока 16 измерений, блоков

171 -17„ памяти, элемента ИЛИ 18 и счетчика 19, Блок 5 управления (фиг.2) состоит из тактового генератора 20, формирователей 21-23 импульсов, счетчиков 24 и 25> элементов ИПИ 26-28 и триггеров

29-31.

Распределитель 9 импульсов предназначен для преобразования значения вероятности в количество импульсов, равное числу, соответствующему этой вероятности в сформированном законе распределения.

Устройство работает следующим об40 разом.

Перед началом моделирования в блоки 1 — 1„ заносится информация о законах распределения начальных значений параметров элементов, а в блоки

17, -17>, — информация об условных законах распределения скоростей изменения параметров во времени. Устанавливаются рабочие частоты генераторов

12, -12„. На наборных полях устанавли- 5О ваются упорядоченные ряды элементов с требуемыми параметрами. В блоке 15 анализа собирается исследуемая схема.

По команде оператора Пуск через блок 5 управления устанавливаются в 55 исходное состояние распределитель 9 импульсов, счетчик>(10,- 10„, реверсивные счетчики 13,--13„, н коммутатор

4. IIO следун>щей команде из бл<>ка управления коммутатор 4 устанавливается в первое положение. При этом подготавливается к работе блок 1, задания начальных значений параметров, счетчик 1О, и реверсивный счетчик 13, . Они остаются в рабочем положении до перехода коммутатора 4 в следующее состояние.

Из блока 5 управления на датчик 6 поступает команда на формирование первого случайного числа. Это число поступает через дешифратор 3 на вход блока 1 . Далее из блока 5 управления подается команда на разрешение работы блока 1, и реверсивного счетчика 131.

Для получения случайного числа, соответствующего начальному значению параметра элемента, равномерно распределенное случайное висло, преобразованное дешифратором 3 и блоком 1, задания начального значения параметра элемента, поступает .через элемент ИЛИ

2 на элемент И 8 и дается разрешение на прохождение регулярных импульсов от генератора 7 на распределитель 9 импульсов и на суммирующий вход реверсивного счетчика 13, . При совпадении в блоке 1, сигнала, соответствующего сформированной вероятности, и сигнала, поступающего с распределителя 9 импульсов, снимается разрешение на прохождение импульсов через элемент И 8 на суммирующий вход ревер-. сивного счетчика 13, и на вход блока

5 управления с выхода элемента ИЛИ 2 подается команда о готовности первого случайного числа, соответствующего начальному значению параметра первого элемента. После получения этой команды через блок 5 управления снимается синхросигнал с блока 1, и реверсивного счетчика и подается iкоманда на работу счетчика 10, на счетный вход которого начинают поступать импульсы от генератора 7, при этом в датчике

6 формируется новое равномерно распределенное случайное число. По мере поступления этих импульсов содержи-. мое счетчика 101 изменяется и в блоке

171 памяти выбираются адреса в области, соответствующей числу, хранящемуся в реверсивном счетчике 13, По этим адресам производится считывание кодов вероятностей, которые через элемент ИЛИ 18 поступают на счетный вход счетчика 19 до тех пор, пока не наступит его переполнение, что соот1 i!11476

B(. т(тн Ует (1)огм1113ОБ ани(() С11УЧ(111110 ГО чис.((а > (Оотнетстнун(111» Го ск(1р(1сти 1(з менения параметра элемента.

0 выхода счетчика 19 команда о Готовности второго случайного чис а поступает в блок 5 управления. По этой команде снимается разрешение на работу счетчияа 10< производится сброс распределителя 9 импульсон и перенод коммутатора 4 во второе положение. После этого аналогичным образом воспроизводится вторая пара чисел.

После формирования и пар случайных чисел из блока 5 управления поступает сигнал, запрещающий работу генератора

7 импульсов, а на генераторы 12„—

12„ — разрешающий. От генераторов

12 -12 „ импульсы поступают на счетные входы счетчиков 11 -11 . На устано1 ночные входы этих сумматоров с выходов счетчикон 101 †„ поступают чис.— ла, соответствующие скоростям изменения параметров элементов. При переполнении счетчиков 11 — 11 на их выl1 ходах формируются импульсы, которые поступают на вычитающие входы соответствующих ренерсивных счетчиков

13„ -13„. Частоты следования импульсов переполнения прямо пропорциональны кодам в соответствующих счетчиках

10, — 10(, и частотам соответствующих генераторов 12, — 12„. В соответствии с числами н реверсинных счетчиках

13, — 13„ н блок анализа 16 подключаются элементы, установленные на наборных полях 15, — 15„. Частоты подключения элементов, а следовательно, скорости изменения параметров прямо пропорциональны числам, хранящимся в счетчиках 10 „— 10 „.

Для измерения выходного параметра исследуемой схемы в требуемые моменты времени с блока 5 уПравления подается запрет на прохождение импульсов от генераторов 12„-12„ на соответст вующие счетчики 11, — 11„ на время измерения. При этом переключение элементов, установленных на наборных полях 14,-14„, прекращается и к блоку

15 анализа оказываются подключейными те элементы, параметры которых соответствуют параметрам элементов схемы в данный момент времени. На исследуемую схему в блок 15 анализа подается напряжение питания и производится измерение требуемого выходного пара(метра. После измерения параметров через блок 5 упранл .ния с((имается запрет с генераторов !21 †!2„ и 11ðîцесс моделирования продолжаеTcя. В зависимости от требугм11х показателей надежности моделировани(пр(1долж((ется до тех пор, пока выходной парамс тр не достигнет одной из границ поля допуска или до заданного времени.

Многократное повторение описанного цикла моделирования позволяет получить совокупность реализаций случайного процесса изменения нь1ходных параметров исследуемой схемь1, а также статистические данные об отказах.

Эта информация позволяет известными методами рассчитать показатели на; дежности схемы. (10

15 формула изобретения

Устройство для моделирования отказов в электронных схемах, содержащее

Il блоков задания начальных значений параметров элементов (и — число моделируемых параметров), первый элемент

ИЛИ, дешифратор, коммутатор, блок управления, датчик равномерно распределенных случайных чисел,(n+1) генераторов импульсов, элемент И, распределитель импульсов, (2n+1) счетчикон, п реверсинных счетчиков, и блоков памяти и модель исследуемой схемы, выход которой является информационным выходом устройства, вход логической

35 единицы которого соединен с информационным входом коммутатора управляющий вход которого соединен с выходом кода числа циклов блока управления, 40 выход команды на ормиров ние слу чайного числа которого соединен с входом запуска датчика равномерно распределенных случайных чисел, выход которого соединен с входом дешифрато45 ра ВыхОд KQToporo сОединен с инфОр мационными входами блоков задания начальных значений параметров элементов, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен с суммирующими входами реверсивных счетчиков и тактовым входом распределителя импульсов, выход которого соединен с входами значения разрешающего

55 сигнала с первого по и-й блоков задания начальных значений параметров элементов, первые синхронходы которых соединены с синхронходами суммирова1401476 ния с первого по и-й реверсивных счетчиков соответственно и разрешающим выходом блока управления, выход начала интервала формирования оче.5 редного случайного числа которого соединен с первыми синхровходами с первого по и-й счетчиков, выходы которых соединены с входами установки с (п+1)-го по. 2п-й счетчиков соответ- 1р ственно, счетные входы которых соединены с выходами с первого по и-й генераторов импульсов соответственно, выход (п+1)-ro генератора импульсов соединен с вторым входом элемента И, выходы с первого по п-й разрядов коммутатора соединены с вторыми синхровходами с первого по и-й блоков задания начальных значений параметров, вторыми синхровходами с первого по и-й счетчиков и синхровходами вычитания с первого по п-й реверсивных счетчиков соответственно, выходы которых соединены с первого по и-й входы со= ответственно модели исследуемой схе- 25 мы, выходы переполнения с (и+1)-ro по 2п-й счетчиков соединены с вычитающими входами с первого по и-й реверсивных счетчиков соответственно, выход переполнения (2n+1)-го счетчи- чп ка соединен с входом признака конца цикла моделирования блока управления отличающее с я тем, что, с целью повышения точности моделирования за счет воспроизведения процессов изменения параметров элементов без искажения их вероятностных характеристик, в него введен второй элемент ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом (2n+1)-го счетчика, вход начальной установки которого соединен с выходом датчика равномерно распределенных случайных чисел, вход пуска устройства соединен с входом пуска блока управления, выход окончания интервала которого соединен с входами сброса распределителя импульсов, с первого по и-й счетчиков и с первого по п-й реверсивных счетчиков выходы которых соединены с первыми адресными входами с первого по п-й блоков памяти соответственно, выходы которых соединены с первого по и-й входами второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с вхо.-. дом признака начала интервала формирования очередного случайного числа блока управления, выход начальной установки которого соединен с входом запуска (n+1)-ro генератора импульсов, выход которого соединен с счетными входами с первого по и-й счетчиков, выходы которых соединены с вторыми адресными входами с первого по и-й блоков памяти соответственно, выхдд значения сигнала основного интервала работы блока управления соединен с входами запуска с первого по п-й генераторов импульсов.

) 4И! 476

Составитель Н.Матвеев

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич

Корректор М Шароши

Заказ 2786/48 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4