Устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин

 

О П И Щ .фЯа „„708354

ИЗОБРЕТЕН

Союэ Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22)Заявлено 03.01.77 (2l) 2439938/18-24 (5()Я Кл (3 06 F 11/00 с присоединением заявки .%

Пмударстваввьй квинтет

СССР м аман изабратаннв и апритвв (23) Приоритет

Опубликовано 05.01.80. Бюллетень Рй 1 (53) УДК681.3 (088.8 ) Дата опубликования описания 07;01.80 (72) Авторы изобретения

Г. С. Бритов, Н. М, Иванов и Л. A. Мироновский

Ленинградский институт авиационного приборостроения (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГРУППЫ ЛИНЕЙНЫХ

ПОСЛЕДОВАTEflbHOCTHbiX МАШИН

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в функциональных блоках цифровых вычислительных машин.

Известно устройство для контроля линейных последовательностных машин (ЛПМ) содержащее элементы И, ИЛИ, триггеры и схемы управления P) .

его недостатком является большая аппаратурная избыточность. о

Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин, содержащее (81+1) сумматоров по модулю 2 и rn элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю два соединен с информационным входом соответствующего j -го элемента задержки, выход которого соединен 1 с первым входом (1+ 1 }-го сумматора по модулю два, синхронизирующий вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки (21.

Недостатком известного устройства яв ляется то, что оно позволяет обнаружить лишь факт неисправной работы одного из контролируемых регистров, номера неисправного регистра определить нельзя..

Цель изобретения — расширение функ ционалъных Возможностей устройств& за счет локализациинеисправной линейной последовательностной машины.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первая и вторая группы элементов И и блок определения номера неисправной последовательностной машины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входов устройства, выходы первой группы элементов И являются первой группой выходов устройства, выход каждого -го элемента И первой группы элементов И соединен с (1 + .

+1 )-ым входом всех сумматоров по модулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второй группой входов устройства, выход каждого

3 7083

j -rii элемента И второй группы элементов И соединен с (И + 1+ 1)-чум входом всех сумматоров по модулю два, выход (}}1+ 1)-го сумматора по модулю два соединен с первым входом блока определения номера неисправной последовательностной машины, первый выход кото рого соединен с управляющими входами первой и второй групп элементов Иу группа выходов блока определении номера неисправ- 10 ной последовательностной машины является второй группой выходов устройства, синхронизирующий и установочный входы блока определения номера неисправной последовательностной машины являются соответственно, вторым и третьим входом устройства, а также тем, что блок определения номера неисправной последовательностной машины содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, тре- 20 тий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, счетчик, регистр и дешифратор, причем выходы дешифратора являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом блока и с первым входом первого элемента

И, единичный выход первого триггера сое1 динен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соеди-" нен со вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с нулевым входом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, синхронизационный вход блока соединен с первым входом пятого элемента И и вторым входом третьего элемен40 та И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с синхронизирующим входом регистра, выход второго элемента И соединен с информационным входом регистра, выходы кото45 рого соединены с информационными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, 50 выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом третьего триггера, второй выход счетчика

55 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, едиГ, } 4 ничный выход третьего триггера соединен со в"îðû,ìè входами четвертого и пятого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со вторым входом третьего эле-. мента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора.

Рассмотрим процесс образования связей входов сумматоров по модулю два с информационными входами и выходами контролируемых последовательностных машин. Контролируемые последовательностные машины относятся к классу дискретных устройств, функционирование которых описывается с помощью передаточной функции видя в = „(»= ЖЪ D жо В (1)

1 . „1 . 1 (здесь и далее: - знак суммирования по модулю два; Q — оператор задержки;

1 - передаточная функция 1=-М ;С11 5p„ 16 1О,1 } При этом на каждую передаточную функцию налагается следующее требование: по крайней мере, один из коэффициентов 0 (j = q, è j в знаменате1,3 ле передаточной функции не должен равняться нулю. (Попутно заметим, что из условия физической реализуемости 01о=4

Если у некоторых передаточных функций знаменатели одинаковы, то диагностика в таком случае будет осуществляться с меньшей точностью.

Запишем выражение (1) в виде системы уравнений т

@ (>„,j „®t„, „)a =o (л) и сложим эти уравнения

И и

Д= - Ф- « „. >„O+V„X- r)0=a. (3)

i=1 j-O

Для реализации данного соотношения требуется дополнительная последовательностная машина }11 состояниями. На ее входы подаются текущие значения сигналов X<3 . (1 = 4 „), а на выходе выраба1

TbIB00Tñÿ контрольный сигнал Д ° Если все последовятельностные машины (их число равно }1" " ) испРавны, то сиГнал Д в каждом такте будет равен нулю. Появление сигнала Д=1 будет говоРить о возникновении неисправности.

Дополнительная последовятельностная машина состоит из (}}l+ 1) сумматоров по модулю два и Ю регистров, причем, если д .= 0 . = 4 для всех 1 и g, то конт1)) 5 708 рольные регистры являются однорвзрядныIIPH ) = k, o j g = t) = o, òî один из

I контрольных регистров содержит два разряда, а количество сумматоров по модулю два сокращается на один.

Рассмотрим процесс локализации неисправност ей.

Для этого предположим,что в 6-ой последовательностной машине может произойти сбой.

Запишем выражение для выходного сигнала этой ЛПМ в виде У = ч + ду и

1 подставим его в выражение (2). Тогда, опуская слагаемые, сумма которых по модулю два равна нулю, получим

1S

b,=D (Î О+Эс» ®...ОЭ а ) (4)

Е,о R,m где в скобках заключен знаменатель пере— даточной функции % (33) (см. выражение (1).

Для выяснения принципа работы IIpeanaгаемого устройства, отметим два момента, 1. Сигнал h-1 в том же такте, в котором произошел сбой на выходе 8-ой последовательностной машины. Это явля25 ется следствием того, что для всех физически реализуемых последовательностных машин О1о = 1.

2. Сигнал пропорционален только ошибкам той последовательностной маши- З0 ны, у которой изменилась передаточная функция.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства.

Шины входных Х;, = 1,и и выходных

f j = 1,п сигналов контролируемых последовательных машин (1=1, ..., 1- И) соединены со входами сумматоров по модулю два через первую группу элементов И 1 (2-1, 2-2, ..., 2- n) и через вторую группу элементов И (3-1, 3-2, ..., 3- tl).

Выход сумматора 4-1 соединен с информационным входом элемента задержки л5

5-1, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два 4-2, выход котoporo соединен с информационным входом элементе задержки 5-2. Наконец, выход сумматоре по модулю два 4- Ю соединен с информационным входом элемертв задержки 5- e выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю дв& 4-(%+1 ).

Выход сумматора по модулю два 4(.в+1 ). соединен со входом блока определения номера неисправной последовательной машины, который соединен, соответ354 Б ственно,со входами первого, второго и четвертого элемента И 6, 7, 8. Выход первого элемента 6 соединен с единичным входом триггера 9, единичный выход которого соединен соответственно со входами второго и третьего элементов 7 и 10. Нулевой выход триггере 9 соединен с управляющими входами первой группы элементов И входов 2-1 ..., 2« h) и второй группы элементов И выходов (3-1, 3- М) последовательносткых мешин и со входом первого элемента И 6. Выход второго элемента И 7 соединен с информационным входом регистра 11. Выход четвертого элемента И 8 соединен с единичным входом второго триггера 12, выход третьего элемента И 10 соединен со входом третьего элемента HJIH 13 и с синхронизационным входом для импульсов сдвига регистре 1l. Единичный выход первого разряда регистра 11 соединен с первым входом дешифратора 14, единичный выход второго разряда регистра 11 соединен со вторым входом дешифратора 14, наконец, единичный выход Ф -го разряда регистра 11 соединен с ь»-ым входом дешифратора 14. Единичный выход триггера 12 соединен с управляющим входом дешифреторе 14. Выход третьего элементе

И/iH 13 соединен со входом счетчика 15, первый выход которого соединен со входом второго элементе ИЛИ 16 и с единичным входом третьего триггера 17. Второй выход счетчика 15 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 18. Выход второго элемента ИЛИ 16 соединен с нулевым входом триггера 9, выход первого элемента ИЛИ 18 соединен с нулевым входом триггера 17. Единичный выход триггера 17 соединен, соответственно,со входом четвертого и пятого элементов И

8 и 19, а его нулевой выход соединен со входом первого элемента И 6. Выход пятого элемента И 19 соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ 13.

Вход импульсов сдвиге устройстве соединен с синхронизационными входами элементов задержки (5-1, ..., 5- И) и со входами блока 20 определения номера неисправной последовательностной машины.

Установочный вход устройства соединен со входом блока 20.

Рассмотрим работу устройства в динамике. Перед началом работы устройства первый, второй и третий триггеры 9, 12, 17 специальным сигналом сброса устанавливаются в нулевое состояние. Сигналы на выходах контролируемых последователь(7083 постных машин должны равняться нулю (нулевые начальные условия). Несоблюдение последнего условия приведет к тому, что во время работы устройства на выходе сумматора 4-(g +1) будет постоянно присутствовать последовательность из нулей и единиц даже при исправной работе всех контролируемых ЛПМ, что, в свою очередь, исказит информацию на выходе устройства

В качестве выходов устройства используются (и выходных шин дешифратора 14.

Признаком исправной работы контролируемых последовательностных машин является наличие нулевых сигналов на всех выходах дешифратора.

Все элементы задержки (5-1, ..., 5)и) и регистр 11, входящие в устройство, а также контролируемые последовательстные машины являются тактируемыми. По«2о этому работа всех этих узлов рассматривается по такгам, т.е. по моментам дискретного времени 1, ..., „.

Пусть в момент времени + на выходе к-ой последовательностной машины произошел сбой, т.е. ч (+i) чу 1 () к и ЬЧ ) - 4; в тот же момент времени car«

ían на выходе сумматова по модулю два

4-(в+1) д.(>> =1, Этот сигнал непос зю редственно для локализации неисправной последовательностной машины не используется, так как он соответствует тому, что Ol о =1 (см. (4)). Данный сигнал поступает на вход блока 20, а затем через первый элемент И 6 устанавливает в единичное состояние первый триггер 9.

Сигнал на его нулевом выходе запрещает прохождение сигналов через первую и вторую группу элементов И> .в результате че-, го устройство отключается от сигналов последовательностной машины. Это необходимо для того, чтобы при возобновлении работы устройства для делей диагностики последовательностных машин на выходах последних имелись бы нулевые начальные условия. Сигнал на единичном выходе первого триггера 9 открывает второй и третьи элементы И 7 и 10. Через второй элемент И 7 начинает поступать на ин- а формационный вход регистра 11 последовательность нулей и единип в соответствии с видом знаменателя передаточной функции К-ой последовательностной машины.

Одновременно через третий элемент И 10 55 на вход импульсов сдвига регистра 11 поступают сигналы от генератора импульсов сдвига. Кроме того, эти сигналы посту©4 8 лают через третий элемент ИЛИ 13 На счетный вход счетчика импульсов 15. Когда число этих сигналов достигнет величины М(M=&Qх м„1,) =),п(см. выражение (1) ), на первом выходе счетчика появится сигнал, который через второй элемент

ИЛИ 16 установит первый триггер 9 опять в нулевое состояние, подключив тем самым входы устройства ко входам и выходам контролируемых последовательностных машин. Благодаря этому первый элемент

И 6 откроется, а элементы И 7 и 10 закроются. B результате вход регистра 11 будет закрыт для импульсов сдвига, и на его разрядах установится двоичный код, соответствующий знаменателю передаточной функции К-ой ЛПМ. Тот же сигнал с первого выходя счетчика 15 установит в единичное состояние третий триггер 17.

Сигнал на его нулевом выходе закроет первый элемент И 6, исключив тем самым возможность установления в единичное состояние первого триггера 9. Сигнал на единичном выходе третьего триггера 17 откроет четвертые и пятые элементы И

8 и 19. Сигналы от генератора импуль" сов сдвига поступают на счетчик 15 теперь уже. через пятый элемент И 19 и третий элемент ИЛИ 13. Счетчик отсчитывает следующие М импульсов, в течение которых производятся анализ, был ли сигнал b, =1 вызван сбоем или отказом. Если в течение этого промежутка времени опять появится сигнал b, -"1, значит это был отказ (K -ая ЛПМ неисправна). B этом случае сигнал с выхода сумматора по модулю два 4 — (3 +1) через четвертый элемент И 3 устанавливает в единичное состояние второй триггер 12. Таким образом,на входах дешифратора 14 присутствуют сигналы с единичных выходов разрядов регистра 11 и разрешающий сигнал с выходя второго триггера 12. Не одном выходе дешифратора, соответствующем номеру неисправной последовательностной машины, появляется единичный сигнал, который может быть подан, например, на индикаторное устройство. На остальных (М-1) выходах дешифратора имеют место нулевые сигналы.

Если за время второй серии из 9, импульсов сигнал Ь =О, то последний импульс этой серии со второго выхода счетчика 15 через первый элемент ИЛИ 18 установит опять в нулевое состояние третий триггер 17, сигнал нулевого выхода которого опять откроет первый элемент

И 6.

7 08.

Делается вывод о том, что появление сигнала Ь =1 было вызвано сбоем, и устройство опять готово к анализу на случай возможной неисправной работы одной из ЛПМ.

Использование устройства предлагаемого изобретения позволит оперативно производить ремонт оборудования, тем самым сократить время его простоя. В результате повышается коэффициент использования последовательностных машин. формула и зоб ретени я

1. Устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин, содержащее (ю+1) сумматоров по модулю 5 два и Ф элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю два соединен с информационным входом соответствующего j -ro элемента задержки, выход которого соединен с первым вхо- го дом () +1)-го сумматора по модулю два, синхронизирующий вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функпиональ- 5 ных возможностей устройства за счет локализации неисправной линейной последовательностной машины из группы rl диагностируемых машин, в устройство введены первая и вторая группы элементов И и блок определения номера неисправной последовательностной машины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входов устройства, выходы первой группы элемен-- - тов И являются первой группой выходов устройства, выход каждого ) -го элемента И первой группы элементов И соединен с (+1)-ым входом всех сумматоров по модулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второй группой входов устройства, выход каждого 1 -ro элемента И второй группы элементов И соединен с (Н + )+1)-ым входом всех сумматоров по модулю два, выход (М+1)-го сумматора по модулю два соединен с первым входом блока определения номера неисправной последовательностной машины, первый управляющий выход которого соединен с управляющими входами первой и второй групп элементов И, группа выходов блока определения номера неисправной последовательностной машины является второйгруппойвыходов устройства, синхрони55 зируюший и установочный входы блока определения номера неисправной последовательностной машины являются соответственно вторым и третьим входом устройства, 10

Устройство по и. 1 о т л и ч е —ю ш е е с я тем, что блок определения номера неисправной последовательностной машины содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, счетчик, регистр и дешифратор, причем выходы дешифратора являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом блока и с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера соединен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с нулевым входом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, синхронизационный вход блока соединен с первым входом пятого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ. и с синхронизирующим входом регистра, выход второго элемента

И соединен с информационным входом регистра, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом третьего триггера, второй выход счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со вто-" рым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетели=тво СССР

N) 239668, кл. Й 06 F 1 1/02, 26.02.68.

2. Авторское свидетельство СССР

У«528569, кл.8 06 F 11/00, 08.07.T4 (прототип ).

«а у .v ю;у к т,, Ф1

70835 4 и

Составитель И. Сигалов

Редактор ll. Мепуришвили Техред 3, фанта Корректор Г, Назарова

Зак еэ 84 89/44 Тираж 751 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делем изобретений и открытий

1130З5, Москва, Ж-35, Реушскея неб., д. 4/5

Филиал ППП Патлат", г. Уио.орал, ул. Проактиаи, 4