Устройство для контроля микроэвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для контроля микроЭВМ, содержащих цифровые и/или аналоговые входы-выходы. Цель изобретения - расширение области применения за счет обеспечения контроля микроЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входами-выходами. Устройство содержит блок ввода-вывода информации, пять регистров, схему сравнения, блок регистров, блок цифроаналоговых преобразователей и блок аналого-цифровых преобразователей, два блока памяти, блок аналоговых ключей, цифровой коммутатор, блок ключей, два аналоговых коммутатора, два блока элементов И, элемент И и элемент ИЛИ. В процессе контроля микроЭВМ выполняет целевую программу, занесенную в ее запоминающее устройство. На входы-выходы микроЭВМ поступают цифровые и аналоговые воздействия, которые в цифровой форме записаны в памяти устройства. Для формирования входных аналоговых воздействий и контроля аналоговых выходов микроЭВМ использованы цифроаналоговые преобразователи. Настройка аналоговых узлов микроЭВМ, предшествующая их контролю, проводится под управлением блока регистров. Результаты обработки микроЭВМ входных воздействий сопоставляются с эталонными значениями, записанными в памяти устройства. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН

Я0 15787Щ

А1 (g1)g С 06 F 11/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464807/24-24 (22) 22,07.88 (46) 15.07,90.Бюл, Р 26 (72) Б,И.Симонов, О.H.Меламед и В.M.Шилков (53) 681. 325 (С88. 8) (56) Ткаченко А.М;, Варго В,Л,, Тютюнников Н. В. Методы тестирования микроЭВМ. — Микропроцессорные средства и системы, 1987, N - 1, с.56-58.

Авторское свидетельство СССР

11 1163328, кл. G 06 F 11/26, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ МИКРОЭВМ ($7) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для контроля микроЭВМ, содержащих цифровые и/или аналоговые входы-выходы. Цель изобретения — расширение области применения за счет обеспечения контроля микроЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входами-выходами, Устройство содержит блок ввода-вывоИзобретение относится к вычисли— тельной технике и может быть использовано в автоматизированных системах для контроля микроЭВМ, содержащих цифровые и/или аналоговые входы-выходы, Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения контроля микроЭВМ как. с цифровыми, так и с.аналоговыми входами-выходами, 2 да информации, пять регистров, схему сравнения, блок регистров, блок цифроаналоговых преобразователей и блок аналого-цифровых преобразователей, два блока памяти, блок аналоговых ключей, цифровой коммутатор, блок ключей, два аналоговых коммутатора,два блока элементов И, элемент Ии элемент ИЛИ.

В процессе контроля ьякроЭВМ выполняет целевую программу, занесенную в ее запоминающее устройство. На входы-выходы микроЭВМ поступают цифровые и аналоговые воздействчя, которые в цифровой форме записаны в памяти устройства, Для формирования входных аналоговых воздействий и контро» ля аналоговых выходов микроЭВМ использованы цифроаналоговые преобразователи, Настройка аналоговых узлов микроЭВМ, предпествующая их контролю, проводится под управлением блока регистров, Результаты обработки микроЭВМ входных воздействий сопостав-, ляются с эталонными значениями, запи санными в памяти устройства. 1 ил, На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода-. вывода информации,. два счетчика

2 и 3, регистры 4-7, блоки 8 и 9 памяти, блок ключей 10, элемент И 11, блок цифроаналоговых преобразовате,лей (ЦАП) 12, блок аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 13, аналоговые коммутаторы 14 и 15, блок 16 ана.—

1578716 логовых ключей, блок 17 регистров, цифровой коммутатор 8, схему сравне ния 19, блоки элементов И 20-21, эле-мент ИЛИ ?2, контролируемую микроЭВМ;

23, вход "Пуск" 24, индикатор 25, регистр 26.

Для контроля в реапьном масштабе времени по контрольным примерам целевой программы, занесенной в микроЭВМ 23,в режиме "Ввод" на ее цифро-, вые и аналоговые входы необходимо подавать входные воздействия (цифровые и аналоговые соответственно), а в режиме "Вывод" надо снимать цифро-!5 вую и аналоговую информацию, Сопоставляя выходную информацию, поступающую с микроЭВМ после обработки ею входных тестовых воздействий, с эталонными значениями, можно судить о правиль° ° ности функционирования или неисправно сти контролируемой микроЭВМ, Блоки устройства, обеспечивающие

:съем и подачу информации на входы"

;выходы микроЭВМ 23, подключаются к 25 ним с помощью ключей и коммутаторов.

Для обеспечения контроля микроЭВМ с совмещенными входами-выходами, входные воздействия на них поступают через блок 10 ключей и блок аналоговых ключей 16,. Эти ключи находятся в состоянии "Обрыв" при отсутствии признака "Ввод" с выхода микроЭВМ 23, При наличии признака "Ввод" блок ключей 10 передает цифровые воздействия с выхода блока 8 на входы-выходы микроЭВМ,а блок аналоговых ключей -16— аналоговые входные воздействия. Аналоговые воздействия вырабатываются блоком ЦАЛ 12 и с помощью аналогово- 40 го коммутатора 14 через ключи 16 подключаются на контролируемые в данной проверке входы-выходы микроЭВМ, Применение коммутатора 14 необходимо потому что cJIO GnBJIoroÂûõ Входов Вы 45 ходов микроЭВМ превьппает число ЦАП, В каждой проверке входные аналоговые воздействия подаются на часть входоввыходов микроЭВМ 23, Аналоговый коммутатор 15 служит для подключения входов АЦП 13 к контролируемым входам-выходам микроЭВМ, поскольку их количество может значительно превьппать число АЦП, Через цифровой коммутатор 18 информация .в регистр 4 может записываться либо с выхода регистра 5, либо с выхода блока АЦП 13. При настройке и контроле аналого-цифровых преобразователеи,входящих в микроЭВМ 23, результат преобразования представлен в цифровой форме, с входов-выхо-! дов ип<роЭВМ считывается в регистр 5, а с него через цифровой коммутатор

18 — в регистр 4, Если настраиваются и контр олир уют ся цифр о ан ал о го вые преобразователи микроЭВМ 23, то ее выходные сигналы имеют аналоговую

Форму. Они преобразуются в коды блоком АЦП 13, из котороro через коммутатор 18 переписываются в регистр 4, Контроль микроЭВМ производится следующим образом, Исходную информацию, необходимую для контроля микроЭВМ 23, заносят в первый 8 и второй 9 блоки памяти с помощью блока ввода-вывода 1, В первый блок 8 памяти с второго информационного выхода блока ввода-вывода

1 заносятся значения цифровых и аналоговых (в цифровой Цюрме .— кодах) входных тестовых воздействий, которые при контроле микроЭВМ 23 подаются на ее входы-выходы, Кроме тестовых воздействий, в блок 8 памяти заносятся коды, записываемые в регистр 7 при предварительной настройке (перед началом проверки параметров) аналоговых узлов микроЭВМ, коды управления аналоговыми коммутаторами

14,15, блоком АЦП 13, цифровым коммутатором 18, блоком 16 аналоговых ключей, регистрами 17 последовательного приближения „а также признаки пр авильности выходной информации с микроЭВМ при каждом обращении к ее входам-вы" ходам и признак конца контроля. При записи информации во второй блок 9 памяти из блока ввода-вывода 1 на вход установки счетчика 3 и далее— с его выхода на адресный вход блока 9 памяти — поступает адрес записываемой информации. Одновременно с блока ввода-вывода 1 на ин 1юрмационный вход блока 9 памяти подается записываемое значение определяющего разряда, который, как и в прототипе,характеризует правильную дли-тельность между обращениями микроЭВМ 23 к входам-выходам, Сигнал с входа "Пуск" 24 поступает на входы

"Сброс" первого 2 и второго 3 счетчиков, регистра 4 и блока ввода-вывода 1 для сброса результатов предшествующего контроля. По окончании сигнала на входе "Пуск"

24 происходит запуск мнкроЭВМ 23, !

5787 !6 которая начинает выполнять целевую програьсчу, Контроль информации на цифровых и аналоговых входах-выходах микроЭВМ 23 может про изводиться как одновременно, так и последовательно во времени, Управление режимами работы (" Ввод" или "Вывод" ) осуществляется микроЭВМ 23 по ее выходным сигналам — признакам "Ввод" я "Вывод". Элемент И 11 выполняет роль фиксатора возможной неисправности микроЭВМ 23, при которой она выдает одновременно два признака: по выходам "Ввод" и "Вывод", Элемент

И II передает признак неисправности в блок ввода-вывода !, где фиксируются и отображаются все возможные неисправности микроЭВМ 23. IIo сигналу признака "Вывод", поступающему из контролируемой :микроЭВМ 23 на синхровход регистра 5, в него производится запись информации с цифровых выходов микроЭВМ вЂ” результат .обработки цифровых и аналоговых входных тестовых воздействий. С выдачей признака "Вывод" или по сигналу с третьего выхода блока 8 памяти через блок 20 элементов запускаются АЦП блока 13, входы которых через аналоговый коммутатор 15 подключены к контролируемым аналоговым выходам микроЭВМ, Результаты аналого-цифрового преобразования аналоговых выходных сигналов микроЭВМ 23 из блока АЦП 13 через цифровой коммутатор 18 записываются в регистр 4. Счетчик 2 через элемент ИЛИ 22 подсчитывает суммарное число запросов ввода-вывода микроЭВМ и сигналов с регистров 17 последовательного приближения "Завершение преобразования", характеризующих окончание очередного этапа настройки аналоговых узлов микроЭВМ. Выходы счетчика 2, регистров 4 и 5 соединены с адресными входами блока 8 памяти.

По сигналу запроса ввода-вывода из микроЭВМ 23, поступаюшему на вход

"Чтение" блока 8 памяти, по сформированному таким образом адресу происходит считывание информации с перво i о выхода на входы блока ключей 10—

:входных цифровых воздействий для режима "Ввод", С третьего выхода блока 8 памяти в регистр 6 записывается информация, которая после преобразования в блоке ЦАП 12 определяет входные аналоговые воздействия, .а управляющие разряды производят переключения аналоговых коммутаторов !

14 и 15, В выбранной ячейке блока 8 памяти, кроме тестовой и управляющей информации, содержится значение определяющего разряда, которое поступает с второго выхода блока 8 памяти в блок ввода-вывода информации, Если по адресу, сформированному с выходов счетчика 2 и регистров 4,5, считанное значение определяющего разряда равно единице, то эта ситуация характеризует правильную работу микроЭВМ 23. В случае прихода неверной информации с выходов регистров 5 и/или 4 (т.е. с цифровых выходов микроЭВМ 23 и неверных результатов преобразования информации аналоговыми узлами микроЭБМ), не соответствую20 щей эталонной таблице тестов, происходит считывание нулевого значения определяющего разряда и блок вводавывода .1 фиксирует неисправность микроЭВМ, При появлении признака "Ввод" производится считывание из блока 8: памяти через блок 10 ключей входных цифровых воздействий и подача с выходов блока ЦАП 12 через аналоговый коммутатор 14 и блок 16 аналоговых ключей аналоговых воздействий на входы микроЭВМ 23, Для обеспечения контроля микроЭВМ с совмещенными входами-выходами блок 10 ключей и блок

l6 аналоговых ключей находятся в состоянии "Обрыв" при отсутствии признака "Ввод" с выхода микроЭВМ 23. Те аналоговые ключи блока 16, которые должны постоянно в течение проверки подавать аналоговые сигналы на входы микроЭВМ 23 (например опорные и регулировочные сигналы), включены управляющими сигналами с выхода блока 8 памяти через блок 2! элементов И.

Длительность цикла обращения к

45 входам-выходам микроЭВМ 23 подсчитывает счетчик 3 по импульсам, поступающим с его тактового выхода. Совпадение значения циклов с эталонным про" веряется блоком 9 памяти, на вход "Чтение" которого поступает сигнал с выхода запроса ввода-вывода мик po3BM 23,По адресу, поступающему в блок .9 памяти с выхода счетчика 3, в блок ввода-вывода считывается значение определяющего разряда, х рак55 теризующего правильную длительность

,между обращениями микроЭВМ 23. При

:считывании нулевого значения. опревселяющего разряд в блоке ввода-выво157871 да 1, фиксируется неисправность микроЭВМ. Особенность контроля аналоговых узлов микроЭВМ 23 состоит в том, что перед проверкой параметров прово-, дится настройка этих узлов, например .настройка опорных напряжений и направлений смещения цифроаналоговых преобразователей. Режим настройки за" ается очередным сигналом запроса 10 ввода-вывода микроЭВМ 23, по которому с третьего информационного выхода блока 8 памяти поступает сигнал

"Пуск" в блок регистров 17 последовательного приближения под управлением которых производится настройка всех аналоговых узлов, С этого же выхода блока 8 памяти через блок элементов И 21 выдаются управляющие сигналы на блок аналоговых ключей 16, 20 через блок элементов И 20 — на блок

АЦП 13, а также на цифровой коммутатор 18, аналоговые коммутаторы 14,15., В регистр 6 записываются коды, определяющие на входах микроЭВМ 23 анало- 2g говые напряжения, при которых прово,: дится настройка, à в регистр 7 зано-. сятся коды настройки, по которым ведется подстройка аналоговых узлов, С первого выхода блока 8 памяти через 30 блок 10 ключей в микроЭВМ 23 зано-! сится информация, необходимая для настройки, Например, при установке внешнего опорного напряжения цифроаналогового преобразователя, входящего в микроЭВМ 23, выход ЦАП из блока 12, задающего опорное напряжение, через аналоговый коммутатор 14 и блок аналоговых ключей 16 подключается к входу микроЭВМ, на котором надо 40 установить опорное напряжение, Поскольку опорное напряжение подается на вход микроЭВМ 23 при последующем ее контроле, соответствующий ключ в блоке 16 включается через блок 21 45 управляющим сигналом из блока 8 памяти, В регистр микроЭВМ 23, управляющий работой ее цифроаналогового преобразователя, и в регистр 7 записывается один и тот же код, по которому будет проводиться настройка опорного напряжения (например, код полной шкалы 111...1), В ходе настройки блок регистров 17 последовательного приближения в соответствии с алгоритмом последовательного приближения вырабатывает коды, которые поступают в блок

ЦАП 12 и преобразуются в аналоговое напряжение. Выработанное аналоговое

6 8 напряжение с аналогового выхода ЦАП 12 через аналоговый коммутатор 14 и блок 16 аналоговых ключей подается на вход микроЭВМ 23, зацаюций опорное напряжение, Выходной аналоговый сигнал IJAII микроЭВМ 23 с ее выхода через аналоговый коммутатор 15 подается на аналоговый вход блока АЦП 13, в ко— тором преобразуется в цифровую форму, Полученный код через цифровой коммутатор 18 записывается в регистр 4, Зна-. чение .этого кода в схеме сравнения

19 сопоставляется со значением кода настройки, хранящимся в регистре 7. Результат сравнения с выхода схемы сравнения 19 передается на вход дан,ных регистра 17 последовательного приближения, который на основании этого сигнала вырабатывает на цифровом выходе код слеЦующеРо шага последовательного приближения, После окончания всех шагов последовательного приближения блок 17 регистров последовательного приближения вырабатывает сигнал "Завершение преобразования" который через элемент ИЛИ 22 поступает на счетный вход счетчика 2, формирующего на первом адресном входе блока 8 памяти зону адресов следующей тестовой проверки, Найденное значение опорного напряжения подается на вход микроЭВМ 23 в течение последующего контроля, Если настройка выполнена неправильно, то после ее окончания с выхода цифро-аналогового преобразователя микроЭВМ 23 поступает аналоговый сигнал, отличающийся от заданного значения более чем на допустимое отклонение, После преобразования этого сигнала блокам АЦП 13 в регистр 4 будет записан код, отличающийся от точного значения, которое хранится в регистре 7, более чем на допустимую погрешность, Поэтому при следующем после окончания настройки сигнале запроса ввода-вывода микроЭВМ 23 по адресу, сформированному с выходов ре гистров 4,5 и счетчика 2, из блока 8 памяти в блок ввода-вывода 1 будет считано нулевое значение определяющего разряда, фиксирующее ошибочный результат настройки, При настройке аналого-цифровых преобразователей, входящих в микроЭВМ 23, по признаку "Вывод", который поступает на синхровход регистра 5, в него записывается цифровая информация с выходов мик,9 15787 роЭВМ 23 — результат аналого-цифровой обработки сигналов, поступающих на входы микроЭВМ 23. Чер ез цифровой ко ммут атop 18 р езультат обработки записывается в регистр 4, с выхода которого в схеме 19 сравнения сопоставляется с кодом настройки, хранящимся в регистре 7, Результат сравнения передается на вход данных блока регистров

17 последовательного приближения, с помощью которого через блок ЦАП 12, аналоговый коммутатор 14 и блок 18 аналоговых ключей организована настройка ЛЦП микроЭВМ 23 аналогично настройке ЦАП, Возможна организация настройки аналоговых узлов с использованием только аналоговых сигналов ввода-вывода микроЭВМ 23. При этом 2О на микроЭВМ 23 из блока ЦЛП 12 подают входные аналоговые воздействия, а результаты их аналого-цифровой обработки снимают с аналоговых выходов микроЭВМ, Результаты обработки преобразуются в блоке ЛЦП 13 в цифровой код на основании сравнения в схеме сравнения 19 полученного кода с заданным в регистре 7 значением, блок регистров последовательного приближения 17 выполняет настройку аналоговых узлов микроЭВМ 23, После настройки аналоговых узлов микроЭВМ 23 проводится контроль их параметров: погрешностей преобразователей, диапазонов аналоговых входныхвыходных сигналов, нелинейностей амплитудных характеристик или вида зависимости функционального преобразования, времен преобразований.

Таким образом, в устройстве обеспечивается контроль микроЭВМ 23 в реальном масштабе времени путем подачи на ее входы цифровых и аналоговых воздействий и съема с выходов цифро45 вой и аналоговой информации, являющейся результатом обработки входных воздействий, Органиэация контроля позволяет провести проверку микроЭВМ с совмещенными и/или раздельными входами-выходами. После окончания всех тестовых проверок по очередному запросу ввода-вывода, поступающему из микроЭВМ 23 в блок 8 памяти, с его второго выхода в блок 1 ввода вывода считывается и фиксируется признак конца контроля. Если в ходе контроля в блок 1 ввода-вывода из блоков 8 и 9 памяти не поступило ни од16 10 ного нулевого значения определяющих разрядов, то микроЭВМ 23 функционирует правильно. Если в блоке 1 вво° да-вывода зафиксировано нулевое значение определяющего разряда, то по номеру теста, в котором получено это значение, можно определить неработоспособный узел микроЭВМ 23.

Формула изобретения

Устройство для контроля микроЭВМ, содержащее блок ввода-вывода информации, два счетчика, два регистра, индикатор, два блока памяти, блок ключей, элемент И, причем вход "Пуск" устройства соединен с входами "Сброс" первого и второго счетчиков, блока вводавывода информации первого регистра и является выходом устройства для под" ключения микроЭВМ, первый выход блока ввода-вывода соединен с входом установки второго счетчика и информационным входом первого блока памяти, а второй выход блока ввода-вывода информации — с входом ввода информации второго блока памяти, первый информационный выход которого через блок ключей подключен к входам-выходам уст.ройства для подключения микроЭВМ и информационному входу второго регистра, адресный вход первого блока памяти соединен с выходом второго счетчика, счетный вход которого подключен к тактовому входу устройства для подключения микроЭВМ, вход "Чтение" первоro блока памяти соединен с входом

"Запрос ввода-вывода" устройства для подключения микроЭВМ, вход признака

"Ввод" которого подключен к первому входу элемента И и управляющему входу блока ключей, вход признака "Вь вод" устройства для подключения микро3ВМ соединен с вторым входом элемента И и синхровходом второго регистра, информационный выход первого блока памяти и второй информационный выход второго блока памяти подключены к соответствующим информационным входам первого регистра, выходы первого счетчика и второго регистра подкпючены к соответствующим адресным входам второго блока памяти, вход "Чтение" которого соединен с входом запроса ввода-вывода устройства для подключения микроЭВМ, выход элемента И соединан с входом управления записью первого регистра, вы1l 15 ход которого соединен с,входом индикатора, отличающее с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения контроля микроЭВМ как с цифровыми, так и с аналоговыми входамивыходами, введены три регистра, блок цифроаналоговых преобразователей, блок аналого-цифровых преобразователей, два аналоговых коммутатора, блок аналоговых ключей, блок регистров, цифровой коммутатор, схема сравнения, элемент ИЛИ и два блока элементов И, причем вход "Пуск" уст-; ройства соединен с входами "Сброс" третьего, четвертого и пятого регистров, выход третьего регистра подклю ! чен к третьему адресному входу вто" рого блока памяти третий информационный выход которого подключен к управляющим входам цифрового коммутатора, первого и второго аналоговых коммутаторов, к информационным входам четвертого и пятого регистров, к входу "Пуск" блока регистров, к первым входам первого и второго блоков элементов И, информационный вход третьего регистра соединен с выходом цифрового коммутатора, выходы второго регистра и блока аналого-цифровых преобразователей соединены с соответствукщими информационными входами

78716. 1г цифрового коммутатора, первый и второй входы схемы сравнения подключены соответственно к выходам третьего и четвертого регистров, выход схемы сравнения подключен к входу данных блока регистров, цифровой выход которого соединен с первым информационным входом блока цифроаналоговых преобразователей, выход "Завершение пре образования" блока регистров соединен . с первым входом элемента ИЛИ, выход пятого регистра соединен с вторым информационным входом блока цифроаналоговых преобразователей, аналоговый выход которого через первый аналоговый коммутатор и блок аналоговых ключей подключен к входам-выходам уст.ройства для подключения микроЭВМ, . ) которые через второй аналоговый коммутатор подключены. также к аналоговому входу блока аналого-цифровых преобразователей, вторые входы первого и второго блоков элементов И и эле 5 мента ИЛИ соединены соответственно с выходами "Вывод", "Ввод" и "ЗапрОс ввода-вывода" устройства для подключения микроЭВМ, а выходы этих блоков соединены соответственно с

3р,вхоцом "Пуск" блока аналого-цифровых преобразователей, управляющим входом блока аналоговых ключей и счет-, ным входом первого счетчика.

157871б

Составитель М.Кудряшев, Редактор М,Циткииа (Техред Sl.ñåðäþêîâà Корректор Т.Палий

Заказ 1918 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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