Устройство для проверки работоспособности объектов

 

Изобретение относится к электротехнике для использования в устройствах отладки и проверки сложных радиоэлектронных систем. Сущность изобретения: формирование тестовых воздействий и эталонных реакций в устройстве проверки осуществляется в зависимости от текущей конфигурации объекта диагноза. Проверка объектов, имеющих элементы задержки и установки, выполняется в два этапа. На первом этапе по специальной программе определяются истинные времена срабатывания или возврата времязависимых цепей, а затем производится полный диагноз объекта с учетом его конфигурации и реальных выдержек элементов времени. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при отладке и проверке работоспособности сложных радиоэлектронных систем.

Известно устройство, содержащее блок формирования команд, вход которого через блок управления соединен с генератором тактовых импульсов, а один из выходов объединен с входом регистра воздействий, цифроаналоговый преобразователь, включенный между регистром воздействий и проверяемым объектом, и блок определения неисправностей, входы которого подключены к выходам отлаживаемого устройства [1] Поскольку команды, управляющие устройством и ходом проверки, должны быть выработаны для каждого дискретного момента времени, то тесты проверки занимают в памяти блока формирования команд значительный объем.

От этого недостатка свободно устройство для проверки работоспособности объектов, содержащее блок формирования команд, блок управления, выход которого соединен с адресным входом блока формирования команд, счетчик, генератор импульсов, вход останова которого соединен с одноименным выходом блока формирования команд, выход с синхровходом блока управления и счетным входом счетчика, блок запуска, информационный выход которого соединен с одноименным входом блока управления, а выход запуска с входом запуска генератора импульсов, блок определения длительности команд, один из входов которого соединен с выходом задания абсолютного времени блока формирования команд, выход с входом запрета блока управления, каскадно соединенные регистр воздействий и цифроаналоговый преобразователь, выход которого служит для подключения к входам объекта проверки, регистр эталона, информационный вход которого объединен с аналогичным входом регистра воздействий и подсоединен к одноименному выходу блока формирования команд, блок определения неисправностей, блок коммутаторов, первая группа информационных входов которого соединена с входом устройства, вторая группа информационных входов и управляющие выходы соответственно с первой и второй группами выходов регистра эталона, а выходы с одним из информационных входов блока определения неисправности, другой аналогичный вход которого подключен к выходу объекта проверки, и инвертор, вход которого соединен с выходом выбора канала блока формирования команд [2] Поскольку устройство не способно воспринимать текущую конфигурацию проверяемого объекта проверки, то для каждой возможной его структуры в блоке формирования команд предусматриваются свои тесты. Они во многом дублируют друг друга, потому что отличаются лишь фрагментами, зависящими от того, включен или отключен тот или иной блок проверяемого объекта. Помимо того, что это усложняет блок формирования команд, ухудшаются мобильность устройства и условия его эксплуатации. Кроме того, устройство в принципе не имеет возможности проверить работоспособность сложных объектов с элементами задержки и времени, особенно в тех случаях, когда элементы времени действуют каскадно, и неучет их реальных выдержек (в устройстве проверки выдержки времени могут быть учтены в этом случае лишь с максимальными допусками) приводит к конфликтам при составлении тестов. Указанное ограничивает функциональные возможности устройства проверки.

Цель изобретения заключается в упрощении устройства проверки работоспособности объектов и расширении его функциональных возможностей.

С этой целью в известное устройство проверки работоспособности объектов, содержащее блок формирования команд, блок управления, выход которого соединен с адресным входом блока формирования команд, первый счетчик, генератор импульсов, вход остановки которого соединен с одноименным выходом блока формирования команд, а выход с синхровходом блока управления и счетным входом первого счетчика, блок запуска, информационный выход которого соединен с одноименным входом блока управления, а выход запуска с входом запуска генератора импульсов, блок определения длительности команд, один из входов которого соединен с выходом задания абсолютного времени блока формирования команд, каскадно соединенные регистр воздействий и цифроаналоговый преобразователь, выход которого служит для подключения к входам объекта проверки, регистр эталона, информационный вход которого объединен с аналогичным входом регистра воздействий и подсоединен к одноименному выходу блока формирования команд, блок определения неисправностей, блок коммутаторов, первая группа информационных входов которого соединена с входом устройства, вторая группа информационных входов и управляющие входы соответственно с первой и второй группами выходов регистра эталонов, а выходы с одним из информационных входов блока определения неисправности, другой аналогичный вход которого подключен к выходу объекта проверки, и инвертор, вход которого соединен с выходом выбора канала блока формирования команд, блок формирования команд дополнительно снабжен выходом режима объекта, выходом номера элемента задержки и выходом чтения/записи. Кроме того, в устройство введены регистр режима объекта, схема сравнения, первый вход которой подключен к регистру режима объекта, а второй вход к выходу режима объекта блока формирования команд, второй счетчик, блок памяти, информационный вход которого соединен с выходом второго счетчика, адресный вход и вход чтения/записи соответственно с выходами номера элемента задержки и чтения/записи блока формирования команд, сумматор, первый из входов которого соединен с выходом первого счетчика, второй с выходом блока памяти, а выход с входом блока определения длительности команды, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, входы которого подключены соответственно к выходу чтения/записи блока формирования команд и выходу блока определения неисправности, выход к входу запрета генератора импульсов, три элемента И и элемент ИЛИ, первые входы двух элементов И и элемента ИЛИ подключены к выходу схемы сравнения, вторые входы соответственно к входу и выходу инвертора и выходу блока определения длительности команд, а выходы к синхровходам регистра воздействия и эталона и входу запрета блока управления, входы третьего элемента И соединены с выходом чтения/записи блока формирования команд и выходом генератора импульсов, а выход с входом второго счетчика. В результате устройство приобретает способность адаптивно изменять тесты в зависимости от текущей архитектуры проверяемого объекта, определять реальные параметры элементов задержки и элементов времени и корректно учитывать их при проверке объекта.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 приведена разрядная сетка инструкции, вырабатываемой блоком формирования команд.

Устройство для проверки работоспособности объектов содержит блок 1 формирования команд, блок управления 2, первый счетчик 3, генератор импульсов 4, блок запуска 5, блок 6 определения длительности команд, регистр воздействий 7, регистр эталона 8, цифроаналоговый преобразователь 9, блок коммутаторов 10, блок 11 определения неисправностей 11, инвертор 12, регистр 13 режима объекта, схему сравнения 14, второй счетчик 15, блок 16 оперативной памяти, сумматор 17, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, три элемента И 19-21 и элемент ИЛИ 22.

На фиг.1 показан также объект проверки 23.

Блок 1 формирования команд 1 имеет адресный вход 24, выход 25 задания абсолютного времени, информационный выход 26, выход 27 выбора канала, выход 28 режима счетчика, выход 29 номера элемента задержки, выход 30 чтения/записи и выход 31 останова.

Генератор импульсов 4 имеет входы запуска 32, остановки 33 и запрета 34 и может быть выполнен на основе генератора 35 и элемента И 36.

Блок 11 определения неисправности имеет два информационных входа 37 и 38 и может быть выполнен на блоке сравнения 39, многовходовом элементе И 40, триггере 41, регистре 42 и блоке индикации 43.

Блок управления 2 имеет синхровход 44 и вход остановки 45, информационный вход 46 и может быть выполнен на элементе И 47 и счетчике 48.

Работой устройства управляет блок 1 формирования команд в соответствии с занесенной в него программой. Каждая инструкция программы (фиг.2) содержит семь полей: поле 1 (Время) задает абсолютное время окончания инструкции; поле 2 (Выбор канала) управляет регистрами 7 и 8; поле 3 (Воздействие или Эталон + Маска) содержит информацию для записи в регистры 7 и 8; поле 4 (Номер элемента задержки) определяет адрес ячейки в блоке памяти 16, соответствующий элементу задержки с данным номером; поле 5 (Чтение/Запись) управляет работой блока памяти 16; поле 6 (Режим объекта) определяет соответствие инструкции данной конфигурации объекта; поле 7 (Стоп) сигнализирует об окончании теста.

Поля 1, 3, 4, 6 многоразрядные, поля 2, 5 и 7 одноразрядные; каждое из них формирует логические сигналы на выходах 25, 26, 29, 28, 27, 30 и 31 блока 1 формирования команд соответственно.

Инструкции могут быть двух типов, они определяются разрядом поля 2. Если он единичный, то содержание поля 3 заносится в регистр воздействий 7, иначе в регистр эталона 8. В первом случае с помощью цифроаналогового преобразователя 9 формируются сигналы, воздействующие на вход объекта контроля 23, а во втором эталон, с которым сравнивается реакция проверяемого объекта. Первый тип инструкции называется воздействием, а второй тип эталоном.

Устройство может работать в двух режимах: режиме определения выдержек времени и диагностики элементов задержки и режиме проверки контролируемого объекта в целом.

Рассмотрим сначала работу устройства в режиме определения времени и диагностики элементов задержки.

Вначале оператор с помощью блока запуска 5 приводит устройство в исходное состояние (на фиг.1 эти цепи не показаны), при этом обнуляются регистры 7, 8 и 42 и счетчики 3 и 15, срабатывается триггер 41. Затем в счетчик 48 блока управления 2 вводится адрес первой инструкции теста. Содержимое поля 3 инструкции появляется на информационном выходе 26 блока 1 формирования команд и поступает на входы регистров 7 и 8. Как правило, первая инструкция приводит выбранный элемент задержки (времени) в исходное состояние. Поскольку предыдущее состояние объекта проверки 23 произвольное, то выходные коды объекта 23 и регистра 8 эталона могут не совпадать. В связи с этим необходимо предпринять меры, предотвращающие остановку устройства от блока 11 определения неисправности. Поэтому в первой инструкции разряд поля 2 нулевой, в результате чего сигнал на выходе 27 блока 1 формирования команд принимает низкий уровень и переписывает код информационного выхода 26 (содержимое поля 3) в регистр 8 эталона. Код регистра 8 должен быть таким, чтобы блок коммутаторов свой выход переключил полностью на выход объекта 23. В этом случае коды на входах 37 и 38 совпадут, и блок определения неисправности формирует на своем выходе (триггер 41) сигнал, соответствующий логическому нулю.

Поле 1 инструкции определяет время действия инструкции. Его содержимое появляется на выходе 25, суммируется с кодом на выходе блока памяти 16 и сравнивается с абсолютным временем счетчика 3. При определении выдержек времени информация с блока памяти 16 излишняя и мешает работе устройства. Поэтому код на выходе блока памяти 16 должен обнуляться. Это достигается двумя путями. В первой инструкции, когда выбранный элемент времени возвращается в исходное состояние, в поле 4 предусматривается несуществующий номер элемента, но такой, чтобы по этому адресу всегда был нулевой код. В последующих же инструкциях, когда это поле занято под номер элемента задержки, обнуление кода на выходе блока памяти 16 осуществляется уже с помощью разряда поля 5. Для этого он устанавливается равным единице (высокий уровень сигнала на выходе 30 режим записи).

Вторая инструкция теста обычно появляется на следующем же импульсе генератора 4 и формирует код воздействия на входы объекта 23. Содержимое поля 3 переписывается в регистр воздействий 7, код которого с помощью цифроаналогового преобразователя генерирует на входе объекта 23 необходимые логические и аналоговые сигналы. Разряд поля 2 должен быть нулевым, содержимое остальных полей, кроме первого, повторяет предыдущую инструкцию. Первое поле будет определять время, отпускаемое на восстановление элемента задержки (поскольку устройство не имеет прямого доступа к элементу задержки, то выбор элемента осуществляется косвенно формированием сигналов на входе объекта 23). В течение времени действия инструкции сигнал на выходе блока 6 определения длительности команд имеет низкий уровень, в связи с чем блок управления блокирован через вход запуска 45 и не наращивает содержимого счетчика 48. Лишь по истечении указанного в инструкции времени коды на входах блока 6 совпадут, что снимает запрет со входа 45 блока управления 2. Счетчик 48 инкрементируется, выбирая новую инструкцию. Поскольку содержимое поля 1 изменится, то несовпадение кодов на входах 6 снова вызовет временную остановку блока управления 2.

В третьей инструкции начинается отсчет выдержки времени. Разряд поля 5 устанавливается равным единице, соответствующий ему сигнал на выходе 30 принимает высокий уровень, разряд поля 2 нулевой, в поле 4 записан номер элемента задержки, Блок памяти 16 переходит в режим записи, счетчик 15 начинает отсчет выдержки времени, а регистр 8 эталона списывает необходимый код с выхода 26. Сразу же после изменения эталона блок 11 определения неисправности фиксирует несоответствие кода на выходе объекта 23 эталону и выдает на своем выходе сигнал о неисправности (высокий уровень), но благодаря элементу ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 выполнение теста не прерывается. И только тогда, когда срабатывает проверяемый элемент времени и блок определения неисправности снимает свой сигнал (обнулит выход), элемент 18 через вход запрета 45 блока управления 4 остановит работу устройства. Последний код счетчика 15 заносится в блок памяти 16 по адресу, указанному кодом на выходе 29 (поле 4).

Время действия инструкции устанавливается с запасом, чтобы охватить максимально возможный уход выдержки времени элемента от номинальной величины. Если по какой-либо причине срабатывание элемента времени не произошло, то по истечении заданного инструкцией времени извлекается следующая инструкция теста, разряд поля 7 которого формирует на выходе 31 блока 1 сигнал остановки. Высокий уровень сигнала на выходе блока 11 определения неисправности свидетельствует о неисправности в цепи элемента задержки.

Теперь рассмотрим работу устройства в режиме проверки работоспособности объекта.

Вначале объект 23 приводится в исходное состояние. Поэтому первые две инструкции любого из тестов будут аналогичны первым инструкциям тестов проверки элементов задержки. Остальные же инструкции разные и зависят от моделируемых ситуаций.

Последовательность обработки инструкций следующая. С момента пуска устройства счетчиком 3 ведется непрерывный отсчет времени. С каждым новым импульсом генератора 4 устройство проверяет, нужно ли заменить инструкцию следующей. Для этого осуществляется контроль за выполнением нескольких условий. Во-первых, с помощью схемы сравнения 14 устанавливается, совпадает ли информация о текущей конфигурации объекта 23, фиксируемая регистром 13, с содержимым поля 6 инструкции (сигналом шины 28). Если да, то разрешается запись в регистры 7 и 8, иначе посредством элементов 19 и 20 блокируются регистры 7 и 8 и с помощью элемента ИЛИ 22 снимается запрет со входа 45 блока управления 2. Блок 1 формирования команд 1 извлекает следующую инструкцию, не отрабатывая предыдущую. Нужно отметить, что в этом случае другие поля инструкции не влияют на эту замену. Во-первых, устройство с помощью блока 6 сверяет код абсолютного времени, формируемый счетчиком 3, с кодом на выходе сумматора 17. Для замены инструкции новой нужно, чтобы тест соответствовал конфигурации объекта 23 и код, получаемый в результате сложения кода поля 1 инструкции с кодом на выходе блока памяти 16 (кодом реальной выдержки времени элемента с номером, задаваемым в поле 4) совпадал с кодом счетчика 3. Тогда блок 6 определения длительности команд через элемент ИЛИ 22 разрешит работу блока управления 2; блок 1 формирования команд вырабатывает очередную инструкцию.

Устройство приступает к обработке новой инструкции. Предположим, что она оказалась эталоном. Если инструкция соответствует текущей конфигурации объекта 23, то схема сравнения 14 снимает блокирующий сигнал со входов элементов И 19 и 20, позволяя тем самым запись кода с информационного выхода 26 в регистр эталона 8 (при условии, что разряд поля 2 инструкции единичный). Изменение информации регистра 8 эталона означает, что в данный момент выходной код объекта 23 (код на входе 38 блока 11) должен совпадать с эталоном. При исправном объекте так и будет, в связи с чем схема сравнения 39 блока 11 определения неисправности не приводит к прерыванию работы устройства. Если же объект 23 неработоспособен, то схема сравнения 39 и элемент И 40 выявят несовпадение кода на входе 38 с эталоном (кодом на входе 37) и взводят триггер 41. Это приводит к блокированию выхода генератора 4 через вход запрета 34 и перезаписи кода с выхода схемы сравнения 39 в регистр 42 блока 11 определения неисправности 11. На блоке индикации 43 появляется код, по которому оператор может выявить вид неисправности. Кроме того, по коду счетчика 3 можно узнать, в какой момент произошло прерывание работы устройства.

Чтобы проверять объект 23 по частям, не обращая внимания на работу остальных блоков, в поле 3 инструкции предусмотрены разряды маски. С помощью них управляется блок коммутаторов 10, который подключает маскируемые разряды выходной шины объекта 23 на вход 37 блока 11 определения неисправности. Поэтому упомянутые разряды сопоставляются между собой и не влияют на результаты проверки. Если сравниваемые разряды входов 37 и 38 идентичны, то соответствующий разряд на выходе блока сравнения 39 равен 1, иначе 0. Выходной код блока 39 контролируется многовходовым элементом И 40, который при обнаружении хотя бы одного нулевого разряда взводит триггер 41.

Если текущая инструкция оказалась воздействием, то он заносится в регистр воздействий 7, в результате чего цифроаналоговый преобразователь изменит сигналы на входе объекта контроля 23. Устройство ждет новой инструкции.

Таким образом, введение новых элементов упростило устройство за счет сокращения объема тестов и расширило его функциональные возможности, позволяя контролировать работоспособность элементов задержки (времени) и учитывать при проверке объекта их реальные уставки.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОБЪЕКТОВ, содержащее блок формирования команд, подключенный группой информационных выходов к группам информационных входов регистра эталона и регистра воздействия, соединенного группой выходов с группой входов цифроаналогового преобразователя, выход которого служит для подключения входов объекта проверки, первая и вторая группы выходов регистра эталона подключены соответственно к первой и второй группам информационных входов блока коммутаторов, связанного группой выходов с первой группой информационных входов блока неисправностей, вторая группа информационных входов которого объединена с третьей группой информационных входов блока коммутаторов и является первой группой информационных входов устройства, служащих для подключения выходов объекта проверки, блок запуска, соединенный выходом с входом запуска генератора импульсов, подключенного выходом к счетному входу счетчика времени и к синхронизирующему входу блока управления, связанного группой информационных входов с группой выходов блока запуска, а группой выходов с адресным входом блока формирования команд, группа выходов счетчика времени подключена к первой группе информационных входов блока определения длительности команд, инвертор, соединенный входом с выходом выбора канала блока формирования команд, подключенного выходом останова к входу останова генератора импульсов, отличающееся тем, что в устройство введены блок памяти, счетчик, сумматор, блок сравнения, три элемента И, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и регистр режима, группа информационных входов которого является второй группой информационных входов устройства, а группа выходов подключена к первой группе информационных входов блока сравнения, связанного второй группой информационных входов с группой выходов режима блока формирования команд, а выходом равенства с первыми входами первого и второго элементов И и с инверсным входом элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу останова блока управления, а прямым входом к выходу блока определения команд, соединенного второй группой информационных входов с группой выходов сумматора, подключенного первой группой информационных входов к группе выходов абсолютного времени блока формирования команд, а второй группой информационных входов к группе выходов блока памяти, связанного группой адресных входов с группой выходов элемента задержки, управляющим входом разрешения записи с управляющим выходом блока формирования команд, с первым входом третьего элемента И, с первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, а группой информационных входов с группой выходов счетчика, подключенного счетным входом к выходу третьего элемента И, соединенного вторым входом с выходом генератора импульсов, выход блока определения неисправностей подключен к второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, связанного выходом с блокирующим входом генератора импульсов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2