Устройство для моделирования процесса появления отказов в двоичном элементе

 

фйИй: . ° .,: ..тр у д ивбюветвк . р1е,,1

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м 4740ll

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт, свидетельства— (22) Заявлено 04.05.73 (21) 1914079i18-24 с присоединением заявки М— (32) Приоритет—

Опубликовано 14.06.75. Ьюллетень No 22

Дата опубликования описания 09.01.76 (51) М.Кл. G 061 15/20

Государственный комитет

Совета Министров СССР

fl0 деЛам изобретений и открытий (53) VXI K 681.333(088.8) (72) Автор изобретения

В. Н. Ч ер в я цов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА

ПОЯВЛЕНИЯ ОТКАЗОВ В ДВОИЧНОМ ЭЛЕМЕНТЕ

Предлагаемое устройство относится к техническим средствам для моделирования случайных процессов в технических системах и может найти применение в экспериментальных исследованиях надежности в процессе проектирования, производства и эксплуатации блоков и узлов вычислительной техники, релейных узлов автоматики и т. д.

Известны устройства для моделирования процесса появления отказов в двоичных элементах, содержащие блок распределения тактовых импульсов, блок формирования заданных вероятностей, датчик входных сигналов, элементы «И», «ИЛИ», «НЕТ» и триггеры.

Такие устройства обладают тем недостатком, что моделируют отказ типа «короткое замыкание» только при изменении значения идеального двоичного элемента (входного сигнала) с «1» на «О», а отказ типа «обрыв»вЂ” при изменении значения с «О» на «1». При этом не учитывается возможность появления отказа типа «короткое замыкание» при сохранении «О» на выходе идсального двоичного элемента, а отказ типа «обрыв» при сохранении «1». Кроме того, в известных устройствах моделируется процесс отказов в двоичном элементе без учета возможности использования этого элемента для построения моделей технических систем.

Цель предлагаемого изобретения — повы2 шение точности моделирования. Для чего в устройство введен блок формирования выходного сигнала, один вход которого соединен с выходом линии задержки, а два других соединены с выходами соответствующих триггеров, со входами схемы «ИЛИ» и с соответствующими входами блока формирования заданных вероятностей, выход которого подключен к первым входам схем «И», выходы пер1п вой и второй схем «И» подключены к одним входам триггеров, а выход трстьей схемы

«И» — к другим входам триггеров. Вторые входы схем «И» подключены к выходу блока распределения тактовых импульсов, а третьи

15 входы первой и второй схем «И» подсоединены к соответствующим входам блока формирования заданных вероятностей и выходам схем «НЕТ». Третий вход третьей схемы «И» подключен к выходу схемы «ИЛИ» и к соот20 ветствующим входам схем «НЕТ», другие входы которых соединены с выходами триггера, счетный вход которого соединен с выходом датчика входного сигнала, другой выход которого подключен ко входу линии задержки, а

25 вход — к выходу блока распределения тактовых импульсов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Оно содержит блок формирования заданзп ных вероятностей 1, генератор случайных им474011

50 с>Л

3 пульсов 2, счетчик 3, схему совпадении -1, статические триггеры 5 — 7, регистр 8, элементы

«И» 9--11, элементы «ИЛИ» 12 — -14, блок регистров l5, трнггср j6, элементы «Ilj:.» 17 — 19, лш(ию злдсржкн 20, датчш< входных снп(ялов 21, блок 22 распределения Iàêònâûx импульсов, элемент «ИЛИ-ИЛИ» 23 и блок 24 формирования выходного сигналя.

Устройсгво для моделирования процесса появления отказов в двоичном элементе работает следующим образом.

Исходное положение: в датчик входных сигналов 21 введена программа выла п(снп(л loB, в блоке реп(стров 15 записаны четыре и-разрядных числа, llenoxnдимыс для формирования вероятностей появления отказов типа «короткое замыкание», <lB>> ll ВЕРО!ITIIOCТСй С3МОУСТРане!!И!1 ОТ1 с1ЗОВ.

11мнульсы от генератора случайных импульсов 2 поступ IIOT llil c lcl lнк 1. С н«рвого выходя блока 22 рлснрсдсл«ния тактовых импульсов ностунл T импульс ollpn(. элсмсli тов «И» 9 — 11, зятем прн посту(!ленин сип(лла со втоj)ого выхода блока распредслсннH тактовых импульсов нл вход да!чик» вхо;(ных сигналов 21 с выходя последнего в соответствии с заложенной в нем программой выдастся сигнал, например, единица 113 ВхОд неcll)lметричного трнггсра 16 и лш(нн задер)ккн 20.

При этом на сд1шичном выходе триггера 16 появляегся сигнал, которьш, Ilpoxnдя через

Э,!ЕХ!С П «III=T» 17, ПОСтуПаЕт llci ВХОД ЭЛЕМЕНтя <.ИЛИ» 12, блока регистров 15 и элсме!пл

«I I» 9, подготавливая его к срабатыванию.

Сигнал с выхода элемента «ИЛИ» 12, поступая нл вход регистра 8, стирает в нем ранее записанное число. Сигнал, поступив ня вход блока pcrHcipoB 15, выбирает нз него число

1 ;, Ilcoáxoäè)ioc для задания вероятности

О о<п азcl тина «обрыв» 4>. Выбранное число lci сылястся в регистр 8. Таким образом, пронзоИ(па НЛСтpnйКcl бЛОКа фОрМНрОВяпия З3даННЫX всроятностсй 1 на моделирование Ilpolfcññë OTказов тппя «обрыв».

Ilсрсброс триггера 5 в состояние «О» наступает нрн переполнении счетчика 3, я в состояние «1» — при срабатывании схемы совпадения 4. Импульс ня едини и ом выходе

:рпггера 5 может появиться с вероятностью ),!) наступления отказа типа «обрыв».

Если нл единичном выходе триггера 5 появляется импульс, То срабатывает элемент

«И» 9, который подает сигнал на единичш>1й выход триггера 6, последний, срабатывая, фиксирует факт появлс! ия отказа типа «обрыв» в двоичном элементе. Сигнал, возникнув

llcl СдИННЧНОМ ВЫХОДЕ трИГГСра 6, ПОСтуиаЕт нл запрещающий вход элемента «НЕТ» 19.

При этом сигнал с выхода линии задержки 20, проходя через элемент «ИЛИ» 13 ня вход элемента «НЕТ» 19, будет запрещен, и на первом выходс блока 24 формирования выходного снпьалл значение сигналя в данном такте—,>

2S

33

4,3

<ноль, т, с, в ус)ро11ствс происходи< перерождение входного сип(ала. Одновременно сигнал с триггера 6 поступает нл вход элемент;1

«l jЛИ» 14, регистра 8 н блока регистров 15.

Снп!лл с выхода элемента «ИЛII» 14, постуш(я нл запрещающие входы элементов «НЕТ»

17 п 18, отключает датчик входных сигналов 21 от блока формирования заданных вероятпостсй 1. Этот же сигнал, поступая ня вход элсх!сига «И» 11, подго(явливает его к срабатыванию. Сигнал, Iloc)упивший нл вход регистра 8, очищает его, а по сигналу, поступившему на вход блока регистров 15, происходит выбор числа 7(;,, необходимого для формирования ВсpoHTHocTH самоустранения отклЗс(1 Ипс(<IB>>, И Зс)СЬI !сксl Э! ОГО ЧИСЛЯ В P(. !

Истр 8. При этом блок формирования заданных всроя(ностсй 1 настраивается на моделирование нроцсссл самоустранения отказа тнпя «обрыв».

Если в режиме моделирования отказов тння «обрыв» llcl сд1н(нчно) выходе триггера 5

ii(появляетс» импульс, io элемент «И» 9 нс срлбатывяет, триггер 6 остается в состоянии

«О». Прн этом сдинн шый входной сигнал оТ датчика входных сигналов 21 проходит через линшо задержки 20, элемент «ИЛИ» 13 н элемент «1IЕТ» 19 на первый выход блока 24 формирования выходного сигнала устройства без искажения в данном такт«. По сигналу с блока распределения I актовых импульсов

J,с11чик входных сшнàзов 21 выдает в соответствии с программой очередное значение входного сигналя. Устройство псрсходит к моделировлншо процесса отказов в очередном такте.

Г1рн моделировании такта самоустранения о<хазов типа «обрыв», например, распределит«ль <актовых импульсов опрашивает элементы «II» 9- -11, нз !<О!Орых подготовлен к рабо1«элсмеliT «11» 11. Элем«(гг «11» 11 может с1 303 I>IB3 1 I> с веров 1!!Остьlо /.p сах!Ох стране1 1ья отк lзл 1ш13 «обрыв» при поступлении сигнала с выходя грнггсра 5. Если сигнал с

ipHrr«p3 ) не IiocTyii3eT, устройство переходит к моделнроваш<по следующего такта самоустрлн IIHH отказа тнпл «обрыв».

Если 113 Выходе триггера 5 появляется сиг1(лл, то срабатывает элемент «И» 11, выходlloli сигнал ко(орого, поступая на нулевой

В ОД TpHI rLp 3 6, пер сВОдит < 1 О В сос 1 Оя ни(-

«О». При этом с Имастся сигнал с злнрещаю-! цего входа элемента «I-ILT» 19 и через элемент «ИЛИ» 14 — с эле)iciiTo» «НЕТ» 17 и

18, По сигналу с блока 22 распределения так(овых импульсов датчик вход! ых сигна10B 21

Выдает В со<в(встствнн с программой очередной входной сигнал, например. ноль, который формирует уже сип(лл нл нулсвом выход« триггера lо. Сигнал с нулевого выхода триггера 16, проходя через элемент «НЕТ» 18 нл выход блока регистров 15, на вход элемента

«И» 10 н через элемент «ИЛИ» 12 — — нл вход регистра 8, очищает этот рсгнс(р, подготавливает элемент «И» 10 к срабятываншо и выбн474011 >

15 рает из блока регистров число К!., необхо 1 димое для формирования вероятности появлеIIH7 ОТКЯЗ11 ТИПЯ <<КОРОТI ОС ЗЯМЫ Канне>>, КОТОрос зас I.BBclc51 в рсгистр 8. Устройство !Еастрянвястс5! ня модслировянис пронесся 0 Гказов типа «короткос замыкание» в данном такте.

Если сигнал lla выходе триггера 5 не появляется, то нулевой входной сигнал через линшо задержки 2G, элементы «ИЛИ» 13 и

«НЕТ» 19 проходит на первый выход блока 24 формирования выходного сигнала, т. е. в данном такте нс пропсход!и иска>кения входного сигнала.

Если сигнал lla выходе триггера 5 ноявлястся, то срабатывает элемент «И» 10, выходной сигнал которого переводит триггер 7 в состояние «I», т. е. фиксируется факт появления отказа типа «короткое замыкание» в данном такте, Сигнал с выхода триггера 7, проходя через элемент «ИЛИ» 14 на входы элементов

«НЕТ» 17 и 18 и «И» 11, отключает триггер 16 от блока регистров 15 и подготавливает элемент «И» 11 к срабатыванию. Этот жс сигнал, проходя через элементы «ИЛ11» 13 и «НЕТ»

19, формирует сигнал «1» ня первом выходе блока 24 формирования выходного сигнала, т. е. происходит искажение входного сигнала в данном такгс. Наконец, этот же сигнал, поступая на вход регистра 9, очищает его, а, поступая на вход блока регистров 15, выбирает из него и засылает в регистр 8 число К>, необходимое для формирования вероятности самоустранения отказа типа «короткое замыкание». Устройство настраивается на моделирование процесса самоустранения отказов типа «короткое замыкание» в очередном такте работы.

Если на выходе триггсра 5 появляется сигнал в очередном такте, то срабатывает элемент «И» 11, выходной сигнал которого переводит триггер 7 в состояние «О». При этом через элемент «ИЛИ» i 1 снимается сигнал с запрещающих входов элементов «НЕТ» 17 и

18, в зависимости от вида сигнала с датчика

З0

45 входных сигналов 21 блок формирования заданных вероятностей 1 настраивается на моделирования либо процесса отказов типа «обрыв», либо «короткое зямыкянпс» в данном такте.

На выходе элемента «ИЛИ-ИЛИ» 23 cnríал появляется в том случае, сели выходной сигнал не совпадает по значению с входны сигналом.

Работа устройства закallsIIBaercsl при завершении программы в датчп c входных сигналов.

Предмет изобретения

Устройство для модслиров;1нпя процесса появления отказов в двоичном элементе, содержащее блок формирования заданных вероятностей, блок распредсленпя тактовых импульсов, датчик входных сигналов, элементы

«И», «ИЛИ», «НЕТ» и трпггсры, от.г!1чтощесся тем, что, с пель!о повышения точности моделирования, в него введен блок формирования выходного сигнала, один вход которог< соединен с выходом 1IIE»III задсржки, а двя других соединены с выходамп соответствующих триггеров, со входамп схемы «ИЛИ» и с соответствующими входамп блока формирования заданных вероятностей, выход которого подключен к первым входам схем «И», выходы первой и второй схем «И» подкл очсны и одним входам триггеров, и -"ыход третьей схемы «И» — к друп!м входам триггеров, причем вторые входы схем «И» подключены к выходу блока распределения тактовых импульсов, а

1ретьп входы первой и второй схем «И» подсоединены к соответствующим входам блока формпроваш!я заданн11х вероятностей и Bblxoдям схем «НЕТ», а третий вход третьей схемы

«И» подключен к выходу схемы «ИЛИ» и и соответствующим входам схем «НЕТ», друп!с входы которых соединены с выходами триггера, счетньш вход которого соединен с выходом датчика входного сигнала, другой выход которого подключен ко входу линни задср>ккп, 11

BxoQ — Ic выходу б,1окя pBcllpcgc.lc!1110 т;1ктоВЫХ ИМПУ IbCOB.

Редактор E. Семанова

Составитель А. Воронина

Техред М. Семенов

Корректор А. Дзесова

Заказ 5998 Изд, ¹ 1511 Тираж 679 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

МОТ, Загорский филиал