Устройство для контроля цифровых узлов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах встроенного диагностирования конвейерных цифровых устройств. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. Устройство содержит два регистра 1, 2, две группы 3, 4 элементов И-НЕ, две группы 5, 6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два сумматора по модулю два 7, 8, два мультиплексора 9, 10, группу 11 повторителей, одновибратор 12, дешифратор 13, два элемента И 14, 15, элемент ИЛИ 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17. Цель изобретения достигается за счет обнаружения сбоев и неисправностей линий связи в режиме передачи информации между цифровыми узлами. 3 ил. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) <И>

2184 А1 (51)5 С 06 Р 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462267/24-24 (22) 18.07.88 (46) 23.03.90. Бюл. Р 11 (72) А.Н. Тарасенко, О.Н. Дяченко, В.К. Майдыковский и Н.А. Зосимова (53) 681 ° 326.7 (088.8) (56) Электроника, 1977, N 5, с. 23-33.

ТИИЭР, 1983, т.. 71, М- 1, с. 133.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ 1 ЛФРОВЫХ

УЗЛОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в системах встроенного диагностирования конвейерных цифровых устройств. Цель изобретения — повьппение достоверности контроля. Устройство содержит два регистра 1,2, две

1552184 группы 3,4 элементов И-НЕ, две группы 5,6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,два сумматора по модулю два 7,8, два мультиплексора 9, 10, группу 11 повто- 5 рителей, одновибратор 12, дешифратор 13, два элемента И 14, 15, элемент

Изобретение относится к цифровой ,вычислительной технике и может быть использовано в системах встроенного

), диагностирования конвейерных цифро вык устройств.

Целью изобретения является повы шение достоверности контроля за

) счет обнаружения неисправностей ли- 20 ,ний связи и сбойных ситуаций в режи,ме передачи информации..

На фиг.1 представлена функциональ ная схема устройства для контроля цифровых узлов, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства, на .фиг.3 — схема использования устройства.

Устройство (фиг.1) содержит первый

1 и второй 2 регистры, первую 3 и ЗО вторую 4 группы элементов И-НЕ, первую 5 и вторую б группы элементов

ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, первый 7 и второй 8 сумматоры по модулю два, первый 9 и второй 10 мультиплексоры, группу пов- 35 ! торителей 11, одновибратор 12, дешифратор 13, первый 14 и второй 15 элементы И, элемент ИЛИ 16, элемент

ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ 17, контролируемые линии 18.1-18.п связи группу инфор- 40 мационных входов 19.1-19.п, тактовый вход 20, первый 21 и второй 22 входы задания режима„ вход начальной установки 23,. группу информационных вы1ходов 24. 1-24.п, 25 устройства выход 45

2b ошибки устройства.

Выходы последних разрядов регистров 1 и 2 могут использоваться для сканирования их содержимого.

При использовании двух устройств для контроля цифровых узлов (фиг.3) схема содержит первый 27, второй 28 и третий 29 модули, соединенные между собой линиями связи, первое 30 и второе 3 1 устройства для контроля цифровых узлов, многофункциональные регистры 32 и 33.

Устройство работает следующим образом.

ИЛИ 16, элемент ИСКЛЮЧйОЩЕЕ ИЛИ 17.

Цель изобретения достигается за счет обнаружения сбоев и неисправностей линий связи в режиме передачи информации между цифровыми узлами, 3 ил.

1 табл.

В зависимости от управляющих сигналов, поступающих на первый 21 и второй 22 входы задания режима функционирования устройства, оно может работать в четырех различных режимах.

Первый режим — передача информации с информационных входов 19.1-19,п устройства на его информационные выходы 24, 1-24,п и обнаружение сбойных ситуаций и неисправностей линий

18.1-18.п связи.

В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются сигналы, соответствующие уровню логической единицы, при этом разрешается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, а на выходе элемента

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логического нуля, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров передает информацию с вторых информационных входов на их выходы и обеспечивает таким образом циклический сдвиг первого 1 и второго 2 регистров. Разрешается передача информации через элементы И-НЕ 3 второй группы, На входе 23 начальной установки уст-ройства установлен уровень логическбго нуля.

Синхроимпульсы, поступающие на тактовый вход устройства, являются сигналами сопровождения информации, поступающей на информационные входы

19.1-19.п устройства. При этом по фронту синхроимпульса оцновибратор

12 вырабатывает импульс, который через второй элемент И 15 и элемент

ИЛИ 16 поступает на входы сброса первого 1 и второго 2 регистров и устанавливает их в нулевое состояние.

Кроме того, на выходе первого элемента И 14 появляется уровень логической единицы, который разрешает прохождение информации, поступившей на инфо.э.—

1552184 мационные входы 19,1 — 19,п устройства, через элементы И-HE 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные входы 5 первого регистра 1 и далее через группу повторителей 11, линии 18.118.п связи, элемента И-НЕ 4 второй группы, элементы ИСАЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы на информационные входы 1Р второго регистра 2. При этом на информационных входах первого регистра

1 устанавливается обратный код информационного слова, на информационных входах второго регистра 2 — прямой 15 код информационного слова, через линии связи проходит обратный код информационного слова.

По спаду синхроимпульса, поступающего на тактовый вход 20 устрой- 2р ства, в первый регистр 1 записывается обратный код информационного слова, во второй регистр 2 — прямой код информационного слова. Кроме того, на выходе первого элемента И 14 ус- 26 танавливается уровень логического нуля, который запрещает прохождение информации через элементы И-НЕ 3 первой группы, на выходах которых устанавливаются уровни логических единиц. 30

Обратный код информационного слова, записанный в первый регистр 1, с циклическим сдвигом на один разряд поступает на первые входы элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы, на вторых входах которых установлены уровни логической единицы. В результате на выходах элементов ИСКЛ10ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы устанавливается прямой код информационного сло- 4р ва, циклически сдвинутый на один разряд. Этот код через группу повторителей 11, линии 18.1-18.п связи поступает на первые входы элементов

И-НЕ 3 второй группы,.на выходах которых получается обратный код информационного слова, циклически сдвинутый на один разряд, Этот код поступает на вторые входы элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ,ПИ 6 второй группы, на первые входы которых поступает прямой код информационного слова, записанный во второй регистр 2,. с циклическим сдвигом на один разряд. Таким образом, вторая группа элементов .ИСКЛЮЧА1ЦЦЕЕ ИЛИ 6 производит поразрядное сравнение прямого и обратного кодов с циклическим сдвигом на один разряд в одном н том же направлении.

В случае правильного прохождения

t информации через линии 18, 1-18.п связи, т.е. при отсутствии неисправностей и сбойных ситуаций, результатом сравнения должно быть информационное слово на выходах элементов 6, состоящее из логических единиц

"11...1". В противном случае, т.е. при появлении хотя бы одного нуля в результате сравнения на выходах эле ментов 6, на выходе дешифратора 13, который является выходом 26 ошибки устройства устанавливается сигнал, сиг ализирующий об ошибке при передаче информации, Сигнал о наличии или отсутствии ошибок при передаче информации может быть считан с выхода 26 устройства по спаду синхроимпульса, поступающего на вход 20 устройства, задержанного на время переходных процессов в первой группе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

5, группе повторителей 11, линиях

18.1-18.п связи, второй группе элементов И-НЕ 4, второй группе элементов исключающее или 6 и дешифраторе 13. В этот же момент времени информация, записанная во второй регистр 2, может быть считана с информационных выходов 24.1-24.п устройства.

Далее устройство повторяет изложенные операции и может передавать очередное информационное слово.

На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства на примерах передачи информационных слов

"00...0" и " 11...1", Обнаружение сбойных ситуаций,возможно благодаря тому, что информация через линии связи передается дважды. Обнаружение неисправностей линий связи типа константных неисправностей, коротких замыканий и перепутывания обеспечивается тем, что во второй раз информационное слово передается с циклическим сдвигом на один разряд по отношению к тому слову, которое передавалось в первый раз.

В таблице приведены примеры обнаружения устройством встроенного контроля сбойных ситуаций и неисправностей линии связи.

Второй режим — первый регистр работает в качестве сигнатурного анализатора, второй регистр 2 — в ка1552184 честве генератора псевдослучайной последовательности.

B этом режиме на первом входе 21 задания режима функционирования уст5 ройства устанавливается уровень логической единицы, на втором входе 22, задания режима функционирования уст-, ройства — уровень логического нуля.

При этом запрещается прохождение ! импульсов с выхода одновибратора

12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию из первых информационных входов, на их выходы и обеспечивает таким образом работу первого 1 и второго 2 регистров в качестве регистров сдвига с линейными обратными связями.

Запрещается прохождение информации через элементы И-НЕ 4 второй группы.

В этом режиме перед началом работы 25 устройство устанавливается в исходное состояние с помощью импульса, который поступает на вход 23 начальной установки устройства и через элемент ИЛИ

i . 16 проходит на входы сброса первого 1 30 и второго 2 регистров.

После этого информация, поступающая на информационные входы 19.1—

19.п устройства,. при появлении синхроимпульса на входе 20 устройства пере35 дается через элементы И-HE 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные входы первого регистра 1.. По спаду синхроимпульса информация, установив- 40 шаяся на информационных входах первого регистра 1, записывается в него.

При этом первый регистр i первая группа элементов ИСКЛЮЧАН1ЕЕ ИЛИ 5 и первый сумматор 7 по модулю два об45 разуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который производит сжатие поступающей íà его входы информации в сигнатуру.

50 второй регистр, 2, вторая групга цементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и второй сумматор 8 по модулю два также образуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который работает в режиме генерации псевдослучайной последовательности, так как на его входах, т.е. на вторых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы, постоянно установлены уровни логических единиц, Таким образом, первый регистр 1 работает в качестве сигнатурного анализатора, второй регистр 2 — в качестве генератора псевдослучайной последовательности, Третий режим — первый регист; 1 работает в качестве генератора псевдослучайной последовательности, второй регистр — в качестве сигнатурного анализатора.

В этом режиме на первом входе 21 задания режима функционирования устройства устанавливается уровень логического нуля, на втором входе 22 задания режима функционирования устройства — уровень логической единицы. При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию первых информационных входов на их выходы и обеспечивает, таким об1разом, работу первого 1 и второго

2 регистров в качестве регистров сдвига с линейными обратными связями.

Запрещается прохождение информации через элементы И-НЕ 3 первой группы.

Работа устройства в третьем режиме аналогична работе во втором режиме за исключением того, что в этом режиме первый регистр 1 работает в качестве генератора псевдослучайной последовательности, а второй регистр

2 — в качестве сигнатурного анализатора.

Четвертый режим — режим сканирования первого 1 и второго 2 регистров.

В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются уровни логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логического нуля, ксторый, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию, поступающую на их вторые информационные входы, на их выходы и обеспечивает, таким

1552184

Устройство для контроля цифровых узлов, содержащее два регистра разрядностью и, где n — степень образующих многочленов, две группы из и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, два мультиплексора, два сумматора по модулю два, причем выходы j-õ элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соединены с j-ми информационными входами соответственно первого и второго регистров, где j=T n выходы разрядов первого и второго регистров, соответствующие ненулевым коэФфициентам образующих многочленов, подключены к входам соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, выходы которых соединены с первыми информационными входами со-. ответственно первого и второго мультиплексоров, тактовые входы первого и второго регистров объединены и являются тактовым входом устройства, и выходов второго регистра и и-й выход первого регистра образуют группу информационных выходов устройства, первые входы первого и второго элементов И объединены и образуют первый вход задания режима устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит две группы элементов И-НЕ, группу повторителей, дешифратор, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход дешифратора является. выходом ошибки устройства, вход одновибратора и второй вход первого элемента И объединены и подключены к тактовому входу устройства, выход первого элемента И соединен с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, вторые входы которых образуют группу информационных входов устройства, выход одновибратора соединен с вторым входом второго элемента И, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому входу задания режима устройства, третий вход второго элемента И объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с первыми входами элементов И-НЕ второй групобразом циклический сдвиг содержимого первого 1 и второго 2 регистров.

Запрещается прохождение информации как через элементы И-НЕ 3 первой, так и через элементы И-НЕ 4 второй групп. 5

На входе 23 начальной установки устройства постоянно установлен уровень логического нуля.

Синхроимпульсы, поступающие на вкод 20 устройства и, таким образом, 10 на входы синхронизации первого 1 и второго 2 регистров, обеспечивают циклический сдвиг их содержимого через элементы ИСКЛЮЧА16ЦЕЕ ИЛИ 5 и 6

15 соответственно первой и второй групп и первый 9 и второй 10 мультиплексоры. Считывая информацию с выходов

25 и 24, первого и второго регистров, можно определить содержимое первого и второго регистров.

Устройство обеспечивает контроль и диагностирование конвейерных цифровых устройств, состоящих из нескольких модулей, соединенных между 25 собой последовательно линиями связи.

На фиг.3 изображен пример использования двух устройств для контроля цифровых узлов в конфейерном цифровом устройстве. Когда конвейер выполняет свои функции, т.е, находится в рабо30 чем режиме, первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов производят обнаружение сбойных ситуаций и неисправностей линий связи.

Когда конвейер переводится в ре жим тестирования, первое 30 и второе . 31 устройства контроля цифровых узлов позволяют произвести его контроль и диагностирование с локализацией,мес- 40 та неисправности с точностью до модуля или группы линий связи. Вначале первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов переводятся во второй режим работы, первый много- 45 функциональный регистр 32 — в режим генератора псевдослучайной последовательности, второй многофункциональный регистр 33 — в режим сигнатурного анализатора. После этого 50 необходимо произвести сканирование регистров, работающих в качестве сигнатурных анализаторов. Для этого все встроенные средства конвейера переводятся в режим сканирования, Сравнивая полученные и эталонные сигнатуры, можно судить о наличии или отсутствии неисправностей в первом

27, втором 28 или третьем 29 модуле.

Используя третий режим первого 30 и второго 31 устройств для контроля. цифровых узлов, производят контроль групп линий связи.

Формула и з обретения

1552184

Регистр Линии связи (ЛС)

18. 1-18,4

ВыВыходы Резуль24.1-24.4 тат сравнения

Примечание,СИ Входы

19. 1-19. 4 ход

0001

Ф 0101

0000 0001

0001 1111

0000 1100

1100 1111

0000 1101

0000 1110

1110 1000

0000 0011

0011 0110

0000 0010

О Нет ошибок

Нет ошибок

Короткое замыкание 1-й и 2-й шин ЛС

Константная

Ф

Ф 0011

1101 0011

0000 0011

1010 0010

0000 1100

0101

1010

0011

0000

0000

Ф»00

Ф

L3

1111

0111

1110

0011 0110

0000 0001

0000 1111 пы и образует второй вход задания режима устройства, выход второго элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ второй вход которого является входом начальной установки устройства, входы сброса. первого и второго регистров объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, управляющие входы первого и второго мультиплексоров объединены и подключены к выходу элемента ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ

KlH, выходы j-х элементов И-НЕ первой и второй. групп соединены с первыми входами j-х элементов ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы i-x разрядов первого и второго регистров, где i=1 (n-1), соединены с вторыми входами (i+1)-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно., выходы и-х разрядов первого и второго

5 регистров соединены с вторыми информационными входами первого и второго мультиплексоров соответственно, выходы которых соединены с вторыми входами первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы соединены с входами соответствующих повторителей группы, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих элементов И-НЕ второй группы, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второй группы соединены с входами дешифратора. неисправность

"О" на 4-й

1 шине ЛС

Неисправность типа перепутывания 2-й

1 и 3-й шин ЛС

Сбойная ситу1 ация на 4-й шине ЛС

1552184

u цр РкаА/ уу»,райсюДр yg f- 1Ял

Юхаа 4М 20 дыхаР аднабибратора Q

/ gyp щяиенжй Я 14

ДБ/хны фД ы алеменгпа6 И-йЕ 3 ыходи ® дыхадм грубым

М мч тМ И-МЕФ

Bbfgggb eZ

ЯыхаРы ърупиы злементод ИСКЛ. ИМИ6

Составитель М. Иванов

Техред Л.Олийнык Корректор Л. Бескид

Редактор В. Петраш

Заказ 331 Тираж 566 Под 1исное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат. "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101