Система для контроля и диагностики цифровых узлов
Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к системам для контроля и диагностики цифровых узлов в процессе их производства и ремонта. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет оперативного изменения частоты выдачи тестовых воздействий и повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов. Для этого в систему, содержащую блок задания тестов и анализа реакций, блок управления, регистр управления, блок шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь и контактный зонд, введены блок памяти тестовых воздействий, счетчик адреса, мультиплексор, блок синхронизации и параллельно-последовательный сигнатурный регистр. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
:Ъ Д
СО!ОЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51) 5 G 06 1 1! /16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГННТ СССР (21) 4491384/24-24 (22) О. t 0.88. (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (71) Московский институт электронной техники (72) А.Н. Соловьев, И.В. Дорогавцев, A.A. Борзаков, С.А. Каляннн, А.Ф. Ефименко и В.В. Волков (53) 681.326 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1343417, кл. G 06 F ll/26, 1987.
Авторское свидетельство СССР № 1267422, кл. G 06 Г 1 1/00, 1986.
Авторское свидетельство СССР .№ 911531, кл. G 06 F 11/16, |982.
Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к системам для контроля и диагностики цифровых узлов в процессе их производства и ремонта.
Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет оперативного изменения частоты выдачи тестовых воздействий и повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов.
На фиг. i представлена структурная схема системы; на фиг. 2 — функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 3 функциональная схема контакгного зонда; на фиг. 4 — функциональная схема блока управления; на фнг. 5 — функциональная схема параллельно-последовательного сигнатурного анализатора.
Система для контроля и диагностики цифровых узлов содержит (фнг. I) управляющую микроЭВМ 1 типа «Электроника-60»
„„SU„„1594544 А !
2 (54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ЦИФРОВЪ|Х УЗЛОБ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к системам для контроли и диагностики цифровых узлов и процессе их производства и ремонта. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет оперативного изме нения частоты выдачи тестогзых воздействий и повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов. Для этого в систему, содержащую блок задания тестов и анализа ре;»<ций, блок управления, регистр управления, блок шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь и контактный зонд, введены блок памяти тестовых воздействий. счетчик адреса, мультиплексор, блок синхронизациии и па раллельно-последовательный сигнатурный регистр. 1 з.п. ф-лы, 5 нл. с комплектом периферийного оборудовайия (алфавитно-цифровое печатающее устроиство. накопитель на гибких магнитных дисках) и алфавитно-цифровой дисплей 2. образующие,блок задания тестов и анализа реакций, а также блок 3 управления, регистр 4 управления, блок 5 шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь 6, контактный зонд 7, проверяемый узел 8, блок
9 памяти тестовых воздействий, счетчик 10 адреса, мультиплексор 11, блок 12 синхронизации, параллельно-последовательный сигнатурный анализатор (регистр) !3.
Блок 12 синхронизации содержит (фиг. 2)
"элемент И 14, RS-триггер 15, делитель 16 частоты, генератор 17 тактовых импульсов.
Контактный зонд 7 содержит (фиг. 3) ана-логовый повторитель 18. формирователь !9 цифровых сигналов, резистор 20, первый 2! и второй 22 аналоговые ключи, элемент
НЕ 23.
1594544
Упрявлягощая микроЭВМ I типа «Электпоника-60» предназначена для подготовки, редактирования, ввода, хранения тестовых воздействий, эталонных сигнатур, моделей неисправностей, графов поиска неисправностей, управления работой составных компонентов системы, диалога с пользователем, поиска па полученной сигнатуре и коду»апряжения соотпетствуюшей модели неиспряв;ности, определения дальнейшего пути лока,лизац?ги точного местонахождения неисправности.Алфавитно-цифровой дисплей 2 типа !5ИЭ-00-013 предназначен для осуществления диалогового режима работы между пользователем и системой.
Блок 3 i правления (фиг. 4) обеспечи,вает стандартный способ подключения ссстявных ком?и>центов системы к упрявля:ощей микроЭВМ типа «Электроника-60», имеющей интерфейс МПИ и синхронизацию обмена данными между ней и составными компонентами. Блок 3 содержит группу усилителей (формирователей). 24, узел 25 дешифрации адресов, триггеры 26 — 29, элементы И 30 — 33 и элемент ИЛИ-НЕ 34.
Параллельно-последовательный сигнатурный регистр 13 (фиг. 5) содержит - лемент 2И-ИЛИ 35, сумматор 36 по модулю двя, триггер 37 и элемент И 38. Кроме того. регистр 13 содержит 15 однотипных ячеек 39 —53 регистрового типа, причем каждая ячейка включает первый элемент И 54, сумматзр
55 по модулю два, триггер 56 и второй элемент И 57.
П а раллельно- последовательный си гнятурный анализатор (регистр) 13 предназначен для формирования результирующей сигнатуры откликов на подаваемые тестовые воздействия, поступающие с выходов проверяемого узла в параллельный канал, либо с контролируемой то .ки схемы в последовательный канал. Он может быть реализован на базе полузаказной СБИС
К1515ХМ1-046.
Система для контроля и диагностики цифровых узлов РЭА, в состав которой входит управляющая микроЭВМ типа «Электроника-60» с комплектом периферийного оборудования, функционирует под управлением специального программного обеспечения, состоящего из программы управления системой и программ подготовки данных, необходимых для работы с систеМой. Управляющая программа представляет собой диалоговую систему реального времени, предназначенную для управления аппаратным комплексом системы для контроля и диагностики цифровых узлов. 0»а позволяет в значительной степени автоматизировать процесс поиска и локализации отказов. В функции управляющей программы входит: обеспечение диалогового режима работы с пользователем; ввод и хранение набора тестовых воздействий, . эталонных сигнатур, моделей неисправности, конфигурации контролируемого цифрового узла и графа поиска неисправностей в этом узле; управление рабо5 то?г co c T a B H bl x к о м п о г ге? г т О В с и с те м ы г г р ?г получении результирующих сигнатур и измерении напряжения в контролируемой точке схемы: определе?гие по полученной параллеггь ной результирующей снгнатуре результата
10 диагностирования узла, поиск по получаеО мым результиругогцим сигиатурям (ггослеювательнои и параллельной) и кодам напряжения соответствующих моделей отказов; определение дальнейшего пути локализации точного местонахождения отказа в соот15 ветствтии с существующим графом поиска неисправностеи и конфигурации узла с указа?гнем текущей коггтролируемой точки.
Управляющая программа реализована на языке высокого уровня ПАСКАЛЬ, в среде операционной системы ОС ДВК для микро20
ЭВМ типа «Электроника-60». Использование языка вьгсокого уровня позволяет сравнительно легко модиф?гц??ровать и сопровождать разработанную программу, а также адаптировать ее под другой тип управляю25 щей микроЭВМ нли операционной системы.
Система работает в двух режимах: обучения, предназначенного для. получения эталонных значений сигнатур и моделей неисправностей при физическом моделировании наиболее характерных для данного цифро:Ю ваго узла отказов, и в режиме контроля и диагностики.
В режиме обучения пользователь с помощью упpaвляющей программы формирует файлы эталонных сигнатур и моделей неисправностя для проверяемого цифрового
35 узла. Это производится один раз для каждого вида контролируемого цифрового узла и по существу является перенастройкой и адаптацией системы под новое применение.
Для обучения системы необходимо разработать набор тестовых воздействий, по воз-" можности наиболее полно осуществляющий диагностирование данного цифрового узла и в то же воемя не превышающий объем блока 9 памяти тестовых воздействий. Кро45 ме того, необходимо создать файл конфигурации узла и файл графа поиска неисправностей.
Набор тестовых воздействий, загружаемых в блок 9 памяти тестовых воздействий, представляется в виде тестового файла, в
5о .котором указываются логические состояния. всех входов провеояемого узла для кажлого тестового воздействия. Число строк в таком файле должно быть не больше емкости блока памяти.
Файл тесто?гых воздействий подготавливапт с помощью специального редактора тестов или с помощью программы автоматической . генерации тестовой последовательности, входными данными для которой является формальное описание алгоритма диагностирования ия узла на мнемоническом язь) ке элементарных тестовых воздействий.
Файл конфигурации узла содержит спецификацию элементов цифрового узла и описание связей между элементами. Он предназначен для указания пользователю текуuteA контролируемой точки схемы при про. ведении поиска точного местонахождения отказа или перенастройки системы в соответствии с принципиальрной схемой.
Файл графа поиска неисправностей содержит наиболее ва>кные в диагностическом см),!сле точки схемы и возможные оптимальные переходы между ними, проверка которых позволяет наиболее быстро и эффективно по сраиненик> с простым перебором локализовать неисправность.
Файлы конфигурации узла и графа поиска неисправностей создаются с помощью специальных диалоговых программ. Файл эталонных сигнатур формируется при непосредственном участии пользователя путем снятии для всех точек эталонного (исправно работающего) контролируемого узла результирующих сигнатур, образованных в ответ на подаваемый набор тестовых воздействий. Файлы моделей неисправности также формируются при непосредственном участиипользователя путем снятия для тех же точек схемы результирующих значений сигнаl тур и цифровых кодов напряжений, но при физически внесенных неисправностях (замы кание выходов интегральных схем, замыкание входов и выходов, обрыв сигнальных линий с входов и выходов как элементов, так и узла в целом, замыкание сигнальных линий на шины питания и землю, другие наиболеехарактерные для данного узла неисправности пользователь водит информацию о причине возникновения и путях устранения отказа. Данная-информация в сочетании с графом поиска неисправности обеспечивает повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов.
С точки зрения управления работой составных компонентов системы режим обуче- ния не отличается от работы в режиме контроля и диагностики.
В режиме контроля и диагностики система работает следующим образом.
Управляющая программа запрашивает у пользователя имена файлов набора тестовых воздействий, конфигурации контролируемого цифрового узла, графа поиска неисправностей, эталонных сигнатур, моделей неисправностей, производит ввод данных из этих файлов и их разме)цение в соответствующих структурах да нных управляющей программы. В первой фазе диагностирования производится ))а )аль)<3!! установка
5()4544 с си(теM)>t. Для эт<эг<э упрап1як><цая микроЭВМ
1 выставляет сигналы, 3 tp<.(.3 регtt(xp3 управления по tt))ttt(А00-Л15 (Лдрес Рг У»), (.пиYp У», по к()торому в репгстр 4 33 исыгаеl(.я ип ф01)маl(и!1, Вы(т381(1)ll(lп t(эт()мт ttP("1())и микроЭВМ I и<> шине Л00-Л!5. Записан))о(в репьсгре 4 слово активизирует си) на Ill сб)го! О са сигнатурного регистр:.1 («Сброс СР») и «Сброс», которые обнуляют параллельнопоследовательный сигнатурный регистр 13 и счетчик 10 адреса, а также устанавливает мультиплексор I! в открыто< состояние для вто1эого входа. Затем в блок 9 памя-), из микроЭВМ 1 посредством блока 3, гктиви:-.и!эу)ощего сигнал записи в блок памят)1, «Запи(ь h77 происходит запись информации с шины Л00-Л15 управляющей микроЭВМ по нул(пому адрес у блока 9. Для записи следу)ottll п тестового 20 слова в блок 9 микроЭВМ l:записыв(ит в регистр 4 слово, бит которого через мульт)1плексор 11 увеличит(ает со< топние счстчи);;1 10 на единицу, тем самым задавая следующий адрес в блоке 9. Таким образом произ25 водится запись всего набора тестовых данных в блок 9. Для установки минимальной частоты выдачи тестовых воздействий в регистр 3 записывается слово, набор битов которого по 30 информацион!!ой шине «Код» передается в блок 2, который устанавливает соответствующий код делителя 16 частоты. Параллел)» но-последовательный сигнатурный реп!стр 13 переводится в режим параллельного сигнатурного регистра сигналом управления режима (РЕЖ), а сигнал управления «Разрешение» переводит выходы блока 5 винных формирователей из «третьего состояния» для подачи на проверяемый узел 8 тестовых воздействий из блока 9 памяти и приема откликов в сигнатурный регистр 13 по парал40 лельному каналу. При этом одновреченн(э обнуляется счетчик 10 (для подачи тестовых воздействий с нулевого адреса) и переключается мультиплексор 11 на передачу информации с. первого входа. МикроЭВМ 1 разрешает выдачу тактовых сигналов блоком 12 по сип)алу «Г7уск», и тактовые импульсы через мультиплексор 11 поступают на счетный вход счетчика 10, тем самым перебирая адреса блока 9 памяти. Одновременно с разрешением выдачи 50 тактовых сигналов блоком !2 сигнал «Пуск» открывает «окно» параллельно-)юследовательного сигнатурного регистра 13 для свертывания поступающих на него откликов проверяемого узла 8 в параллельную сигнатуру. Выбираемые из блока 9 даиныс через 55 блок 5 шинных формирователей подакэтся иа входы контролируемого цифрового узла 8, Ответные отклики с выходов контролируемого узла 8 также через блок 5 нос rylt3)m 15945 И Li О!пико для увеличения эффективности рлботь! с системой для квалифицированного пользователя предусмотрена возможность Опсрлторнс>гÎ вводя координаты те:,у!цей контролируемой точки схемы. Поиск точного местонахождения отказа производится flO тех нор, пока не найдется такая контролируемая точка схемы, для которой по "1011(лям неисправности можно было бы определить причину возникновения отказа, устранение которой приведет к ликвидации данного отказа. После устра.нения причин отказа для проверки функцис нировлния узла производят первую фазу диагнОстироваtlия. Формула изобретения 1. Система для контроля и диагностики цифровых узлов, содержащая блок задания тестов и анализа реакций, блок управления, регистр управления, блок шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь и контактный зонд, информационный вход которого является входом системы для подкл1очения к контрольным точкам проверяемого узла, первый информационный вход и первый информационный выход блока шинных формирователей являготся входом и выходом системы для подключения соответственно к информационному выходу и информационному Входу проверяемого узла, информационная шина блока задания тестов и анализа реакций соединена с входом кода операции блока управления, информационным входом регистра управления и информационным выходом знало(о-цифрового преобразователя, выход признака синхронизации, Выход признака ввода, выход признака Вывода и вход синхронизации. блока задания тестов и анализа реакций подключены соотв тственно к входу синхронизации, входу разрешения ввода, входу разрешения вывода и первому выходу блока управления, в,орой и третий выходы которого соединены соответственно с входом синхронизации регистра управления и входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя, а информационный вход и вход разрешения аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к первому информационному выходу контактного зонда и первому информационному выходу регистра управления, отличающаяся тем, что с целью повышения достоверности контроля за счет оперативного изменения частоты выдачи тестовых воздействий и повьцнения производительности при локализации сло>кных отказов цифровых узлов, в нее введены блок памяти тестовых воздействий, счетчик адреса, мультиплексор, блок синхронизации и параллельно-последовательный сигнатурный зна.: изатср, первый и Второй информационныс Входы, Вход режима, вход сброса, вход чтения и т ктовый Вход которого соединены соответственно с вторым информационным Bbfxo д<гч (ь 10кл н!И нных (110рм! tfo Вателей, вторым информационным Выходом контактного зонда, вторым и третьим информационными выходами регистра управления. 5 четвертым Выходом блока унрлвления н BMходом мультнплек(орз, ин(lpxf;fif»OIII!I II! Выход параллельно-гн>слсдовлтельног0 сигнатурного анализатора подключен к информационному входу блока памяти тестовыx воздействий и ннфOpëfàционной шинс блока задания тестов и анализа реакции, адресный вход, вход режима, первый н Второй информационные Выходы блока памяти тестовых Воздействий соединены соответственно с выходом счетчнкл адреса, пятым выходом блока управления. Вторым ннформлциогшым входом блока и",.,:Иtl)tx формнронлтеле и и входам оста новл блс 1<л сии х В О!"..занн!1, Вход пx ска, Вход !i л :. 1л1:i. ol . i ст. новки и ВыхОд t(0101)01 по i . I»>чсн!л соответственно к четвертому 1.нфор.",шционному 20 Выходу регистра управления, группе информационных выходов регистрл управленич первому информационному входу мул(г н ПЛСI(Сора, Второ!1 Il Н(1!10рх л ll ISO!II!!.IÉ !1Х, li управляющий Вход мул!.тнплексорл соединены соответственно с пятым и шестым информационными в Ixoza fti регистра управления, вход сброс;1 н счетный Вход счетчнкл адреса подключены соответственно к седьMoMv информационному Вьгходу регистра управления и выходу мультиплексора, л дд восьмой и девятый информационные выходы регистра управления соединены с разреша!ощими входами состветственно контактного зонда н блока шинных формирователе Й. 2. Система по и. 1, Отличающаяся тем, что блок управления содержит группу усилителей, узел дешифрации адресов, четыре тригге1,а, четыре элемента И и элемент ИЛИ-НГ, выход которого соединен с первым выходом блока. вход кода опсрацин, вход синхронизации, вход разрешения ввода и вход разрешения вывода блока подключены соответственно к входам усилителей группы с первого по четвертый, информационный вход и выходы с первого ио четвертый узла дешифрации адресов соединены соответственно 45 с первым выходом усилителей группы и ииформационными входами триггеров с первого по четвертый, входы синхронизации которых подключены к второму выходу усилителей группы, первые входы элементов И с первого по четвертый соединены с выхоgp дами одноименных триггеров, вторые входы первого и второго элементов И подключены к третьему выходу усилителей группы, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены с четвертым выходом усилителей группы, выходы элементов И с первого по четвертый являются Выходами блока с второго по пятый и о flíîBð(÷ålfí0 сo(динены с Одноименными входами элемента ИЛИ-HF, ультилексор 1594544 Гигн ролир movru Из рег gnpa8a Со<та питель Г. Виталиев Редактор H. Гупица Те><рел Л.. Крапчук Корректор Э..>!он >акопа Закяп 2830 Тира>к 571 Полпи< иое! 1!!ИИ11!! и< >парстпени< го ко..>и>< га по .ç< бретепияея и открытиям ири ГКНТ (:О .Р 113!>. 15, . > >и. яп. ТК- l5>, Раугпскля í»о., a. 4/5! 1поияподст>и нио-и >f>;> < il < l»>i1 комоии» г «! !атент>, г: >> я<горио, ул . Гагарина, О!
