Устройство для контроля неисправностей

 

СОГОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧГСКИХ

РЕСIlYF f(MK (c(>c G 06 F 11/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕ(-(ТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4923929/24 (22) 01.04.91 (46) 28,02.93. Бюл. (ч 8 (71) Омский политехнический институт . (72) А.П;Панков, В,M,Òàíàñåé÷óê и А.B.Ãàëèнин (56) Авторское свидетельство СССР

N 1177816, кл. G 06 F 11/26, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N 1564626, кл, G 06 F 11/26, 1987.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕИСПРАВНОСТЕЙ (57) Изобретение относится к вычислитель- . ной технике и предназначено для контроля неисправностей, для формирования управляющих. воздействий и анализа ответных сигналов в структурно-избыточных управляющих вычислительйых системах при экспериментальном . исследовании их надежности. Целью изобретения является расширение функциональных возможноИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при экспериментальном исследовании надеж. ности структурно-избыточных вычислительных систем (ВС). в частности при исследовании аппаратно-программных средств обеспечения надежности устойчивости функционирования вычислительного процесса.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства за счет введения различных типов неисправностей.

„„5Ц „„1798787 А1 стей устройства эа счет введения неисправностей. Устройство для контроля неисправностей включает дополнительно блок оперативной памяти, шифратор, триггеры управления, В блоке памяти фиксируются состояния управляющих, адресных, информационных и других шин после введения неисправностей. Функцию синхронизации записи состояний с появлением определенных комбинаций сигналов на шине управления управляющего выхода объекта контроля выполняют шифратор и триггеры, Ввод записанной информации иэ блока памяти в управляющую ЭВМ осуществляется через блок передатчиков. Применение устройства в процессе экспериментального исследования надежности структурно-избыточных управляющих вычислительных систем позволит значительно повысить достоверкость получаемых оценок йадежности, 1 ил.

На чертеже представлена структурная устройства для контроля неисправностей 1

УКН, которое подключается к магистрали 2, входящей в состав микроЭВМ 3 (например, "Электроника — 60" и т.n.), включающей оперативное запоминающее устройство 4 и центральный процессор 5.

Устройство содержит (фиг.1) дешифратор 6 адресов, блок 7 магистральных приемников, буферные регистры 8 и 9, регистр 10, состояния, блок оперативной памяти 11, счетчики 12 адреса, мультиплексор 13 управления записью, дешифратор 14 управления записью, дешифраторы 15 и 16

1798787 управления обменом, блок 17 из и выходных регистров; включающий регистр PB 18 (1)—

18 (n), счетчик 19 времени, мультиплексор 20 искажения, регистр 21 искаженных данных, входной регистр 22 данных, блок 23 из и триггеров обмена, включающий триггеры 24 (1) — 24 (п), схему 25 сравнения, блок 26 из шинных формирователей, содержащий шинные формирователи ШФ 27 (1) — 27 (n), генератор 28 тактовых импульсов, триггер

29 приращения, схему 30 требования прерывания, блок 35 магистральных передатчиков, счетчик 36. состояний," блок оперативной памяти 37, шифратор 38, триггеры управления 39, 40, 41, . Блок 35 предназначен для подключения к магистрали 2 ЭВМ. Блок 37 служит для записи слов — состояний шин управляющего выхода объекта контроля — адресных информационных управляющих; контрольных и других шин, " Шифратор 38 и триггеры 739, Т40, Т41 представляют собой микропрограммный автомат с обратной связью, выполняют функцию синхронизации записи состояний шин управляющего выхода объекта контроля с появлением определенных комбинаций сигналов на шине управления У (1) управляющего выхода объекта контроля, Содержимое блока ПЛМ 38 (микропрограммы автомата) определяется логикой работы управляющего выхода объекта контроля, . Если e качестве управляющего выхода объекта контроля может быть использован интерфейс ИУС, то и микропрограммы автомата, содержимое блока ПЛМ 38, могут . иметь следующий вид (см, таблицу). Входы

Т1, Т2, T3 — выходы триггеров I 39, Т40, Т41 соответственно. Входы Б1, Б2, БЗ являются седьмым выходом первого блока оперативной памяти. Входы ШПРА, ШППА, ШППР, ШЗД, ШНД вЂ” шины управления интерфейса

ИУС (1}. Выход 7 блока ПЛМ (см. табл,1) соединен со счетным входом счетчика состояний 35, выход 8 блока ПЛМ соединен со входом записи второго блока оперативной памяти. Вход Х не анализируется и равен О или 1. Каждая микропрограмма начинается с нулевой микрокоманды, которая задается кодом 111 с блока 11.на вход разрядов 3, 4, 5; При этом трйггеры T39...T40 сброшены в

"0"; сигналы С = О, ЗП = 1: входные сигналы на разряды О, 1, 2, 6...10 могут принимать любые значения..

После введения неисправности устройством для контроля неисправностей с седьмого выхода блока 11 на четвертый вход блока 38 подается,код микропрограммы, при работе которой будут зафиксированы состояния информационных (или других) шин управляющего выхода объекта контроля в блоке 37. В ходе выполнения микропрограмм анализируются шины управления . управляющего выхода объекта контроля, 5 выдается сигнал записи на блок 37 и сигнал на счетный вход блока 36, и блок 36 выдает новый адрес на блок 37.

Содержимое блока оперативной памяти

37можетбытьсчитано вмикроЭВМ 3. Адрес

10 ячейки памяти блока 37 задается в блоке 36, а информация считывается через блок 35.

Работает устройство следующим образом, После введения неисправности из блока .11 на блок 38 поступает код

"5 микропрограммы (например, код 110 для первой микропрограммы в табл;1 — вход 4, разряды 3, 4, 5 соответственно), с поступлением на вход 5 блока 38 группы сигналов

01101 (разряды 6...10 соответственно) состояние выходов блока 38 измнится и произойдет установка триггера Т39 и выдача на блок 37 сигнала ЗП = О, т.е. на информационных шинах интерфейса ИУС находится адрес и сигнал ЗП фиксирует в блоке 37 этот адрес. С приходом на вход 5 (разряд 7) су.-нала нулевого уровня изменятся и выход ные сигналы ПЛМ 38 — триггер Т 39 сбрасывается и устанавливается Т40 и снимается сигнал ЗП (ЗП = 1). После установления в, "1" разряда 6 на входе ПЛМ 38

-триггеры Т39 и Т40 устанавливаются в "1" и, выдается С = 1, что приведет к увеличению содержимого счетчика состояний 36 на 1 и выдаче нового адреса на блок 37. С прихо35 дом . "1" на разряд 7 входа 5 шифратора произойдет сброс Т39, Т40, триггер Т41 установится в "1" и сигнал С в "О", Таким образом, адрес с магистрали ИУС зафиксирован и устройство готово к фиксации дан40 ных. С приходом "1" на вход 5 разряд 9, установит в "1" триггер Т39 (при этом Разряды 6 . 8, не анализируются), Приход на вход 5 разряда 10 сигна. ла нулевого уровня означает, что на

-45 информационных шинах интерфейса ИУС находятся данные. Сбрасывается триггер

Т39, устанавливается Т40 и выход 8 блока 35 устанавливается в "О". После установления на входах разрядов 9 и 10 комбинация 01 соответственно триггер Т39 устанавливается в "1", выдается сигнал С и снимается сигнал записи на БП 37. С приходом по обратной связи кода 111 на входы 1, 2. 3 от триггеров T39...Т41 снимается С (С вЂ” — О) и работа устройства по фиксации состояний управляющего выхода объекта контроля приостанавливается.

Устройство предназначено для имитации неисправностей, формирования управляющих воздействий, анализа ответных сброса когорого соединен с выходом схемы сравнения, первый иНформационный вход которой подключен к информационному выходу первого выходного регистра, второй информационный вход схемы сравнения соединен с информационным выходом второro выходного регистра, третий информационный вход схемы сравнения,подключен к информационным выходам с первого по и-й шинных формирователей, входы управления которыхсоединеныс ин10 формационными выходами с первого по и-й триггеров обмена, входы сброса которых соединены соответственно с первого llo n-é микропрограмма в шифратор 38. Коды начавыходами первого дешифратора управлела работы микропрограмм хранятся в блоке

11, Возможно применение устройства в любом интерфейсе, при этом изменяются только микропрограммы блока 11, количество ния обменом, установочные входы с первого

no n-й триггеров обмена соединены с первого по п-й выходами в- рого дешифратора управления обменом, информационные вы20 используемых регистров и содержимое блока ПЛМ 38, B таблице представлены четыре микропрограммы (содержимое блока 38} работы устройства по фиксации адреса и данных в ходы третьего и четвертого выходных регистров соединены соответственно с первым и вторым йнформационными входами мультиплексора искажения, управляющий вход которого подключен к информационному цикле чтения задатчиком на интерфейсе выходу входного рЕгистра данных, выход

ИУС (1), адреса и данных в цикле записи адреса в любом цикле и данных в любом цикле.

Формула изобретения мультиплексора искажения соединен с информационным входом регистра искаженных данных, информационные входы разрядов "Разрешение прерывания", "Нэ30 чало работы" регистра состояния подключеУстройство для контроля неисправностей, содержащее блок оперативной памя- ны к информационному входу блока ти, дешифратор управления записью,: задания тестов и анализа реакций, синхровмультиплексор искажений, блок задания теход регистра состояния соединен с первым выходом дешифратора адресов, второй и стов и анализа реакции, схему сравнения, два дешифратора обмена, выходные регистры с первого по п-й, регистр состояния, дешифратор адресов, п шинн ых формирователей, и триггеров обмена, первый и второй входные буферные регистры, ми управления записью первого и второго входных буферных регистров соответственно, четвертый и пятый вь;ходы дешифратора адресов подключены к.первому информацисчетчик адреса, счетчик времени, мультионному входу мультиплексора управления плексор управления записью, входной регистр данных, регистр искаженных данных, записью и входу управления записью счетчик.адреса соответственйо, счетный вход которого соединен с выходом триггера приращения и вторым информационными вхотриггер приращения и генератор тактовых импульсов, причем первый информационный выход блока оперативной памяти соедом мультиплексора управления записью, первый управляющий вход которого соедидинен. с информационными входами с нен с выходом разряда "Начало работы" регистра состояния, второй управляющий второго по п-й выходных регистров и счетчика времени, второй информационный выход блгока оперативной памяти подключен. к вход мультиплексора управленйя записью соединен с вь:ходом разряда "Аварийное

50 информационным входам дешифратора употключение" регистра состояния, выходы равления записью, первого и второго де-, шифраторов управления обменом, третий, четвертый и пятый информационные выходы блока оператйвной памяти соединены с разрядов "Аварийное состояние" и "Требование прерывания" регистра состояния подключены к входу прерывания блока задания входами разрешения соответственно де- .55 тестов и анализа реакций, информационные выходы первого и второго буферных регистров соединены с информационными входашифратора управления записью, первого и . второго. дешифраторов управления обменом, шестой информационный выход блока оперативной памяти подключен к устаноми блока оперативной памяти, адресный вход которого подключен к информационному выходу счетчика адреса, входы управвочному входу триггеров приращения, вход сигналов, с помогцью когорых осуществляется введение в вычислительнуlo систему различных типов отказов и сбоев, также для фиксации состояния управляющих, адресных, информационных и других шин после введения неисправностей и передачи информации в ЭВМ 3.

Работа устройства заключается в формировании сигналов неисправности непосредственно в интерфейсе и путем эмуляции различных режимов работы магистрали, а также в фиксировании состояния управляющего выхода объекта контроля. Каждому из возможных состояний соответствует своя

35 третий выходы которого соединены с входа1 7q 0787

20

40

50 ления записью с первого по и-й выходных регистров, счетчика времени, первый и второй входы управления записью регистра искаженных данных и вход управления записью входного регистра данных подключены к выходам с первого по l-й дешифраторовуправления записью(где! = и+4), выход переполнения счетчика времени с входом разряда "Аварийное отключение" регистра состояния, счетный вход счетчика времени соединен с выходом генератора тактовых импульсов и разрешающим входом триггера приращения, входы начальной установки счетчика адреса, счетчика времени, первого и второго входных буферных регистров; с первого по и-й выходы регистров, регистра входных данных, регистра искаженных данных, установочные входы разрядов "Аварийное отключение ", "Разрешение прерывания", "Начало работы" регистра состояния, синхровходы с первого по и-й триггеров обмена, синхровход триггера приращения соединены с выходом сброса блока задания тестов и анализа реакций, информационные входы с первого по и-й триггеров обмена, синхровход и информационный вход разряда "Аварийное отключение" регистра состояния подключены к шине нулевого потенциала, информационные входы счетчика адреса" регистра состояния, а также первого и второго входных буферных регистров подключены к информационному выходу блока задания тестов и анализа реакций, информационный вход дешифратора адресов подключен к информационному выходу блока. задания тестов и анализа реакций, первый и второй входы разрешения дешифратора адресов соединены с управляющим выходом блока задания тестов и анализа реакций, шестой выход дешифратора адресов подключен к управляющему входу блока задания тестов и анализа реакций, информационные выходы с пятого по и-й выходных регистров соединены с информационным входом блока задания тестов и анализа реакций, выход регистра искаженных данных является выходом устройства для подключения к информационному входу обьекта контроля, вход входного регистра данных является входом устройства для подключения к информационному выходу обьекта контроля, входы с первого по и-й шинных формирователей являются входами устройства для подключения к управляющему выходу обьекта контрОля, первый и второй выходы мультиплексора управления записью соединены с входами "Запись-чтение" и "Выборка кристалла" блока оперативной памяти соответственно. выход блока памяти соединен с информационным входом первого выходного регистра, отл ич а ю ще ес я тем,что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет введения различных типов неисправностей, в него введены блок магистральных передатчиков, счетчик состояний, второй блок оперативной памяти, шифратор, первый, второй и третий триггеры управления, второй блок магистральных приемников, причем информационный вход блока магистральных передатчиков соединен с выходом второго блока оперативной памяти, адресные входы которого соединены с разрядными выходами счетчика состояний, информационный вход второго блока ог:еративной памяти соединен с третьим информационным входом схемы сравнения и выходами с первого по и-й шинных формирователей, информационный вход счетчика состояний подключен к выходу счетчика состояний, соединен с седьмым выходом дешифратора адресов, восьмой выход котброго соединен с управляющим входом блока магистральных передатчиков. выход которого соединен с информационным входом блока задания тестов и анализа реакций, управляющий выход которого соединен с третьим информационным входом дешифратор адресов, вход начальной установки счетчика состояний соединен с входами начальной установки счетчика адресов, счетчика времени, первого и второго буферных регистров, с первого по и-й выходных регистров, регистра входных данных, регистра искаженных данных, установочными входами соответствующих разрядов регистра состояния, синхровходами с первого по tl"é триггеров обме на, синхровх одом триггера приращения и выходом признака сброса блока задания тестов и анализа реакций, выход первого. триггера управления соединен с первым информационным входом шифратора, второй информационный вход которого соединен с выходом второго триггера управления, выход триггера управления подключен к третьему информационному входу шифратора, четвертый информационный вход которого со- единен с седьмым выходом первого блока оперативной памяти, пятый информационнь1й вход гвифратора повкпюч к выходу второго блока магистральных приемников, информационный вход которого подключен к управляющему выходу обьекта контроля, первый, второй и третий выходы шифратора соединены с входами сброса первого, вторЬго и третьего триггеров управления соотВетственн0, третий, четвертый и пятый шифраторы соединены с входили установки

1798787.

10 счетчика состояний, восьмой выход шифратора соединен с входом записи второго блока оперативной памяти. первого, второго и третьего триггеров уп. равления соответственно, седьмой выход шифратора подключен к счетному входу

Яыхо ы ПЛМ

Вхо ы ПЛМ а

Мик- Мик3 4 5 6

1 2 ро- роко- 1

Т41

ЗП

ШНД

ШЗД

ТЗ

Б!

ШПРА

6 .

ШППА

ШППР

Тl

0 про- маикрам- да. ма. аа

0

3 !

6

7 в

1 2

4

6

6

1

° 2

3 4

0

2

4

К о

0

0

О

Х

О

1 о

О

l о

Х

1

1

Х о

О

Х

О

О

1 о о

f

Х

О

О

1

О

О

1

Х

О

1

Х

О

О

1 I

Х о

О

О

О

1

1

Х о

О

О

1

1 !

Х

О

О

О

1

Х о о

О о

1

1

1

I

1

1

1

1

1

1

1

1 ! о о

О

О

1

1

f

1

1

О

О

О о

О

О

1

0 о

О о

1

1

1

О

О

О о

0

О

1 !

1

1

1

1

0

О

О

О

1

1

Х

0 о .1

Х

Х

Х

Х

Х

О о I

Х к

Х

Х

Х

О

1

Х

Х

Х

Х

Х

Х

К

О

О

Х

Х

Х х

Х

1 о о

X

Х

Х

Х

Х

О

О

Х

Х

Х

Х

Х

Х

К

1

1

К

Х

Х

Х о

О

О

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

Х

X

О

О

О

О

1 о

К

К

О

О

О

1

Х

Х

О о

О

Х

Х

Х

О

1

О

X

1

1 I

О

Х

Х

1

I

0

1 х

Х

1 I

Х

Х

1

1 о

1 х

0 i

I

О

О

О

О

О

О

О

1

О !

О

О

О

1 о

О

О

О !

1

1

О

О

О

0

1

О !

О к

О

0 i

1

О

1

О

1

О

О

0 i

О

О

О о

О

1

О

О

1 о

1

О

О о

О

О

1 о о

1

О

О

1

О

О

l о

1

О

О

1

О

1

l

О

О

О

О.

1 i

О

О

О

О

1 ъ

О

О

I !

1

О

О о

О

1 !

1

О

О

О

О

1

1

О

О

О о

1

О

О о

О .О

О

О О

О

О

О

0

О

1

О

0

О

О

О

О

О

О

1 о

1

1

О

t

О

1

1

О

f

О

1

1 !

1

О

1798787

Составитель А.Панков

Техред ММоргентал

Корректор А;Мотыль

Редактор Н,Коляда

Заказ 773 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Г;н; рина, 101