Устройство контроля линейных цифровых систем

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для функционального контроля двоичных линейных цифровых систем. Цель изобретения - сокращение времени контроля. Устройство содержит два формирователя сигнатур 1, 2, два накапливающих сумматора по модулю два 3, 4, блок 5 сравнения, блок 6 памяти , счетчик 7, элемент ИЛИ 8, два элемента задержки 9, 10, триггер 11, блок 12 индикации неисправности.Блок 6 памяти коэффициентов передаточной функции контролируемой линейной цифровой системы в совокупности с накапливающими сз мматора по модулю два осуществляет коррекцию сигнатур входной и выходной информации контролируемой системы таким образом, что эти сигнатуры становятся равными. По результату сравнения этих сигнатур делается вывод об исправности системы. За счет этого обеспечивается проведение функционального контроля системы непосредственно в процессе ее функционирования. 1 ил. о (С (У)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 G 06 F 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4205002/24-24 (22) 02.02.87 (46) 23.09.88. Ъюл. 9 35 (71) Рязанский радиотехнический институт (72),В.А.Линьков и Г.А.Филин (53) 681.3 (088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

)) 1163329, кл. G 06 F 11/26, 1983, Авторское свидетельство СССР

)) 1120338, кл. G О6 F 11/26, 1983. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ЛИНЕЙНЫХ

ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для функционального контроля двоичных линейных цифровых систем.

Цель изобретения — сокращение времени контроля. Устройство содержит два формирователя сигнатур i, 2, два на.капливающих сумматора по модулю два

3, 4, блок 5 сравнения, блок 6 памяти, счетчик 7, элемент ИЛИ 8, дна элемента задержки 9, 10, триггер 11, блок 12 индикации неисправности. Блок

6 памяти коэффициентов передаточной функции контролируемой линейной цифровой системы в совокупности с накапливающими сумматора по модулю два осуществляет коррекцию сигнатур входной и выходной информации контролируемой системы таким образом, что эти сигнатуры становятся равными. По результату сравнения этих сигнатур делается вывод об исправности системы.

За счет этого обеспечивается прове.дение функционального контроля системы непосредственно в процессе ее функционирования. 1 ил.

1425681

Ь(х) = а(х) 0(x) 0 х

0...0 0 0

С ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° Сад

О...О

I х

° . ° ° . ° ° ° ...с с„ с О

0 с„

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° С1 Со 0 О

0...0 с„с„., ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° \ ° ° °

Ь х с„ „ .....с О. ° .0 0 О ск ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° e ° с к-n -!

Ниже приведена таблица для случая + х + х

4 с(х) степени 5 и полинома G(x) = 1 +

И зобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для Аункционального контроля двоичных линейных циАровых систем.

Целью изобретения является сокращение времени контроля линейных цифровых систем, работающих в режиме . непрерывного Аункционирования, не, допускающего остановки системы на тестирование, и повышение достоверности инАормации, обрабатываемой, .объектом диагностирования, На чертеже представлена структур, ная схема устройства контроля линей-! ных циАровых систем.

Устройство содержит первый 1 и

1 второй 2 Аормирователи сигнатур, пер, вый 3 и второй 4 накапливающие сумматоры по модулю два, блок.5 сравнейия, сигнатур, блок 6 памяти, счетчик 7, ,элемент ИЛИ 8, первый 9 и второй 10 элементы задержки, триггер 11,: блок

12 индикации неисправности, объект

13 контроля, инАормационные входы

i 14 и 15.первого 1 и второго 2 форми: рователей сигнатур, синхронизирующий вход 16 и вход 17 сброса устройства, первый 18, второй 19, третий 20 выходы блока памяти.

Принцип работы устройства заклю.чается в следующем.

Передаточная Аункция и-мерной ли нейной циАровой системы записывается в следующем виде: о + Pi» + ... +ДУХ ь (((х)

У

1 +Q x + ° ° ° +о!.р х где к;, p, (0,1), 1 = О,д.

Если а(х): — многочлен степени

К (К П), соответствующий входной инАормации линейной цифровой системы, а Ь(х) — многочлен степени не более К, соответствующий выходной по-следовательности, то или а и

b(x) (1+os,х+ ... g „х")

15 а(х) (+(3, х + ... + „х ). (1) Рассмотрим многочлен с (х) = с(х)» к G(x), где С(х) = g, +,х + ... +

+ „х или с (х) = (I c(x) +

+ (с(х)х + ° ° ° + c(x) x (2) Так как формирователь сигнатур (сдвиговый регистр с обратными свя25 зями), используемый для получения сигнатур pâîè÷íûõ последовательностей,. тоже представляет собой линейную циАровую систему и для него выполняется принцип суперпозиции, то сигнатура последовательности, соответствующей многочлену с(х), будет равна сумме по модулю два сигнатур последовательностей, членов формулы (2), 35

Для наглядности Аормулу (2) удоб-, но представить в виде таблицы, где каждая i-я строка представляет собой последовательность с(х) х (умножение на х соответствует добавлению перед младшими разрядами последовательности i — нулей), а в первой справа колонке записаны коэААициенты ; при степенях х .

1425 б81 о х с с2 с сд с . С4 с с, с, 0 х< с с

3 2

0 с с„0 0 с 0 0 0

0 0 0 0 с1 с! о

Л: ; х(к, ) mod

s eh у(С,,1=0,К) = 5. g х(t; ) mod 2

1иh х (t ° ) mod 2, >=n

0 0 0 0

0 0 0 с

0 0 с5 с4

0 с с4 с с5 с4 съ с2

Каждый коэффициент I% полинома, равный единице, выделяет в таблице строку-последовательность, сигнатуру которой необходимо знать для определения сигнатуры последовательности с (х) .

Все эти необходимые сигнатуры можно получить на одном формирователе сигнатур по мере поступления информации с(х), фиксируя их коэффициентами ; полинома, подаваемыми в порядке убывания степеней.Из таблицы видно, что для того, чтобы получить сигнатуру К-первых битов последовательности с (х), необходимо первую

Тогда в соответствии с формулой (1) функционирование системы оперативного контроля линейных цифровых систем с передаточной функцией общего вида будет описываться логическим уравнением где х и х — состояния соответст(2. венно первого и второго формирователей сигнатур. В блок памяти заносятся,коэффициенты полиномов, соответствующих числителю и знаменателю передаточной функции линейной цифровой системы.

В общем случае информация в блок

6 памяти коэффициентов передаточной функции вводится следующим образом.

По первым 1-п-1 адресам по всем выходам программируются нули, с k-n-го адреса по К-й по первому и второму

1 сигнатуру фиксировать с приходом

k-и-го бита последовательности с(х).

Например, сигнатура первых шести битов последовательности с (х) равна сумме по модулю два сигнатур последовательностей:

20 с с > с с. с > с с с с с со °

Если обозначить сигнатуру последовательности, соответствующей многочлену с (х) через у(Се, 1 = 0,К), а состояние сдвигового регистра с

25 обратными связями в момент времени как х(;), тогда выходам программируются соответственно коэффициенты знаменателя М; и числителя ; передаточной функции линейной цифровой системы в порядке уменьшения степеней. По К-му адРесу по третьему выходу программируется единица, соответствующая импульсу Сравнение", поступающему на блок 5 сравнения сигнатур. Ниже приведены таблицы прог40 раммирования ПЗУ для общего случая и для конкретного примера, в котором в качестве объекта контроля взята линейная цифровая система с передаточной функцией

45 +„з

+ Ъ + 4

Q(x) на вход которой поступает последовательность а а4а а,а,а, а с выхода снимается последоват:льность b Ь4Ьз

Ь Ь,Ь . Для. этого случая и = 4, k = 5, По первым k-и-1=5-4-1-0 адресам программируются нули. Начиная с k-n=

55 =5-4-1 адреса по первому и второму выходам программируются соответственно коэАфициенты знаменателя и числителя передаточной функции 0(х):

25681 6

+Ох+1.х +Ох

2 4

xî +

0(х) = -- --в1,х + О.х

+ Q.х + 1 y3 + 1 х4

По k= 5-адресу по третьему выходу

5 программируется единица, соответствующая импульсу "Сравнение".

Адрес

Выходы

Выходы

Адрес

3(20) 2(19) 1(18) О

О 0

О 0

0 О

К-П-1

К-П

К-П+1

О О О

О.О

Первый и второй накапливающие сумматоры по модулю два можно реализовать на IK-триггерах со сбросом, включенньгхгО как триггеры со счетным входом Т-типа (I- и К-входы соединены вместе).Разрядность накапливающих сумматоров по модулю два, т.е. количество триггеров равно разрядности сдвиговых 45

> регистров с обратными связями.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально первый 1 и второй 2 формирователи сигнатур, первый 3 и второй 4 накапливающие сумматоры по модулю два, двоичный счетчик 7, объ- ект 13 контроля, представляющий линейную цифровую систему по цепи внешнего сброса устанавливаются в нулеЭ

55 вое исходное состояние, после чего первый формирователь 1 сигнатур готов к приему поступающей íà его информационный вход 14 вьгходной последоваКоэффициенты числителя передаточной функггии $4$>P P1 о 01010 ° Коэф фициенты знаменателя передаточной функции о МуМ Ы, oL — 11001.

3 2 1

О 00000000 О О О

1 00000001 О О 1

2 00000010 О 1 1

3 ОО000011 О О О

4 00000100 О 1 О

5 00000101 1 О 1 тельности (х) контролируемой линейной цифровой системы, а второй формирователь 2 сигнатур готов к приему поступающей на его информационный вход 15 входной последовательности а(х) контролируемой линейной цифровой системы.

Первые k-и-1 тактов первый 1 и второй 2 формирователи сигнатур осуществляют сверку поступающей на их информационные входы 14 и 15 выходной и входной информации линейной цифровой системы.

В блоке 6 памяти коэффициентов передаточной функции линейной цифровой системы по первым k-и-1 адресам записаны нули, Начиная с k-n-го такта блок 6 памяти коэффициентов передаточной функции по первому 18 и второму 19 вьгходам начинает выдавать сигналы "Сброс

I 1 l l ll

1 и Сброс 2, соответствующие коэф1425б81 фициентам oL; и Р; знаменателя и числителя передаточной функции линейной цифровой системы, поступающие на первый 3 и второй 4 накапливающие сумма5 торы по модулю два, разрешающие прохождение в них очередных сигнатур, снимаемых с первого 1 и второго 2 формирователей сигнатур, Таким образом, в первом 3 и втором 4 накапливающих сумматорах по модулю два через k тактов будут получены сигнатуры, равные суммам Q Ы; х, (t k, ) mod 2

ieh о

15 и + P õ (t,) mod 2 соответственно.

i=le

С приходом k-го тактового импульса блок 5 памяти коэффициентов передаточной функции по третьему 20 выходу 20 выдает сигнал Сравнение, который через второй элемент 10 задержки поступает на стробирующий вход блока 5 сравнения сигнатур, разрешая сравнение сигнатур, полученных в первом 3 25 и втором 4 накапливающих сумматорах по модулю два (таким образом осуществляется проверка равенства (3)).

В случае их неравенства блок 5 сравнения сигнатур выдает сигнал неисправности контролируемой линейной цифровой системы, который через триггер 11 поступает в блок 12 индикации неисправности. Импульсом

"Сравнение" через первый элемент 9 35 задержки элемент ИЛИ 8 осуществляет сброс устройства в нулевое состояние, после чего оно готово к приему следующего слова данных. Второй элемент 10 задержки служит для того 40 чтобы управляющий сигнал "Сравнение" поступил на блок 5 сравнения сигнатур с некоторой задержкой относительно сигналов, поступающих на остальные входы блока 5 сравнения сиг- 45 натур, что повышает надежность выполнения сравнения. Первый элемент

10 задержки служит для осуществления задержки обнуления блоков 1,2, 3,4,7 на время выполнения операции сравнения в блоке 5 сравнения сигнатур. .Предлагаемое устройство позволяет реализовать непрерывный функциональный контроль без остановки объекта 55 на тестирование, повысить достоверность результатов обработки данных, увеличить живучесть объекта контроля. формула и з о б р е т е и и я

УстройствО контроля линейных цифровых систем, содержашее первый формирователь сигнатур, блок сравнения, два элемента задержки, элемент ИЛИ, триггер и счетчик, причем вход сброса устройства соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход и выход которого подключейы соответственно к выходу первого элемента задержки и к входу сброса счетчика, выход блока сравнения соединен с информационным входом триггера, о т л и ч а,ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени контроля, устройство содержит второй формирователь сигнатур, два накапливающих сумматора по модулю два и блок памяти, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом второго формирователя сигнатур и является выходом устройства для подключения информационного входа контролируемой системы, первый вход элемента ИЛИ соединен с выходом сброса устройства для подключения одноименного входа контролируемой системы, тактовый вход устройства соединен со счетным входом счетчика, синхровходами первого и второго формирователей сигнатур и с тактовым выходом устройства для подключения одноименного входа контролируемой системы, информационный вход первого формирователя сигнатур является входом устройства для подключения выхода контролируемой системы, выход элемента ИЛИ соединен с входами сброса первого и второго формирователей сигнатур и первого и второго накапливающих сумматоров по модулю два, группы информационных выходов первого и второго формирователей сигнатур подключены соответственно к группам информационных входов первого и второго накапливающих сумматоров по модулю два, группы выходов которых подключены соответственно к первой и второй группам информационных входов блока сравнения, группа выходов счетчика соединена с группой адресных входов блока памяти, первый, второй и третий информационные. выходы которого соединены соответственно с входом разрешения второго накапливающего сумматора по модулю два, входом разрешения первого накапливающего

1О

1425681

Составитель С.Старчихин

Редактор A,Èàíäoð Техред Л.Кравчук Корректор Г.Решетник

Заказ 4771/47 . Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 сумматора по модулю два и входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом первого элемента задержки, синхровходом триггера и стробирующим входом блока срав.нения.