Устройство для диагностического контроля

 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО

КОНТРОЛЯ

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к уст,ройствам диагностического контроля.

Известно устройство для диагностического контроля, содержащее блок приема сигналов, блок формирования управляющих сигналов, счетчик состояний, регистр состояния, блок ручного управления, блок индикации 1 .

Недостатком указанного устройства

10 является трудность диагностирования неустойчивых отказов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для диагностического кон35 троля, содержащее блок приема синхросигналов, связанный с первым входом блока формирования управляющих сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом блока ручного управления, а первый выход соединен с первым входом счетчика состояний, второй вход которого соединен с выходом . блока приема данных, а выход соединен с первым входом регистра состояния, выход которого соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого соедииен со вторым выходом блока ручного управления (21.

Недостатком известного устройства являются. болыпие затраты времени на диагностирование неустойчивых отка" зов, связанные с отсутствием возможности проверки стабильности сбоев проверяемой схемы, определения периодичности сбоев, проверки наличия периодов функционирования без сбоев.

Цель изобретения — повьппение быстродействия при диагностировании неустойчивых отказов.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диагностического контроля, включающее блок формирования управляющих сигналов, блок ручного управления, счетчик состояний, регистр состояний и блок ин дикации, причем первый вход блока формирования управляющих сигналов

87754 соединен со входом синхросигналов устройства, первый выход блока ручного управления соединен со вторым входом блока формирования управляющих .сигналов, первый выход которого соединен с первым входом счетчика состояний, вход данных устройства соединен со вторым входом счетчика состояний, выход которого соединен с информационным входом регистра состояния, выход регистра состояния соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ручного управления, содержит блок памяти, счетчик адреса, блок син- 15 хронизации, триггер пропуска цикла, триггер нестабильного состояния, триггер эталонного состояния, первую и вторую схемы сравнения, пять элементов И, элемент ИЛИ и НЕ, причем третий выход блока ручного управления соединен с первым входом первого элемента И и через элемент 11Е с первым входом второго элемента И, выходы первого и второго элементов И соединены со входами элемента ИЛИ выход кото1 рого соединен с управляющим входом регистра состояния и с первым входом третьего элемента И, первый выход блока формирования управляющих сигналов соединен соответственно со входом блока синхронизации, первый выход которого соединен со вторыми входами первого и второго элементов И, выход триггера пропуска цикла соединен с третьим входом второго элемента И и первым входом четвертого элемента И", выход которого соединен с первыми входами триггера эталонного состояния и нестабильного состояния, второй выход блока синхронизации соединен со вторым

40 входом третьего элемента И и первым входом блока памяти, выход регистра состояния соединен с первыми входами первой и второй схемы сравнения и со вторым входом блока памяти, выход ко- 45 торого соединен с третьим входом блока индикации и вторым входом второй схемы сравнения, выходы первой и второй схем сравнения соединены соответственно со вторыми входами триггера эта- 50 лонного состояния и триггера нестабильного состояния, выходы которых соединены соответственно с четвертым и пятым входом блока индикации, второй, четвертый и пятый выходы блока руч- 55 .ного управления соединены соответственно с.третьим входом третьего элемента И, со вторым входом второй схемы

4 сравнения и с третьим входом блока памяти, третий выход блока синхронизации соединен с первым входом триггера пропуска цикла и входом счетчика адреса, выход которого соединен с четвертым входом блока памяти, четвертый выход блока синхронизации соединен со вторым вхоДом четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен с пятым входом блока памяти, шестой выход блока ручного управления соединен со входами гашения триггера пропуска цикла, триггера эталонного состояния, триггера нестабильного состояния, второй и третий выходы блока формирования управляющих сигналов соединены со входами пятого элемента .И, выход которого соединен с третьим входом счетчика состояний, Блок формирования управляющих сигналов содержит четыре сумматора по модулю два, элемент И и три триггера, причем первый и второй входы блока соединены соответственно с первыми и вторыми входами всех сумматоров по модулю два, выходы первого и второго сумматоров по модулю два соединены со входом синхронизации первого и второго триггеров, единичный выход пер-. вого триггера соединен с Й -входом второго триггера и первым входом элемента И, выход которого является первым выходом блока, нулевые выходы первого и второго триггеров соединены соответственно со входом синхронизации третьего триггера и Я -входом первого триггера, третий вход блока соединен с R --входом третьего триггера, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выходы третьего и четвертого сумматоров по модулю два являются соответственно вторым и третьим выходами блока, 3 -входы всех триггеров соединены с источником логической единицы.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма работы блока синхронизации; на фиг. 3 — схема блока формирования управляющих сигналов.

Устройство для диагностического контроля состоит из входа 1 синхросигналов, блока 2 формирования управляющих сигналов, входа 3 данных, счетчика 4 состояний, регистра 5 состояния, блока 6 индикации, блока 7 ручного управления, блока 8 синхронизации, блока 9 памяти, счетчика 10 адреса, триггера Il пропуска цикла, 877547

55 триггера 12 эталонного состояния, . триггера 13 нестабильного состояния, первого — пятого элементов И 14-18 соответственно, элемента ИЛИ 19, элемента НЕ 20, первой 21 и второй 22 схем сравнения1 блок формирования управляющих сигналов содержит сумматоры

23-26, триггеры 27-29 и элемент И 30, входы 31=33 блока, выходы 34-37.

Устройство для диагностического 10 контроля использует принцип сигнатурного анализа, при котором производится пропуск тестовых последовательностей на проверяемом устройстве, подсчет .двоичных переключений в различ- 15 ных его точках в определенные интервалы времени и сравнение полученных значений (сигнатур) с эталонными, приведенными на принципиальной схеме проверяемого устройства. 20

Если у проверяемого элемента подсчитанная сигнатура не совпадает с эталонной, то прослеживаются элементы по принципиальной схеме обратным ходом до тех пор, пока не удается 25 обнаружить элемент с правильной сигнатурой на входе и неправильной на выходе, который и является дефектным

Во время контроля с.проверяемого устройства снимаются следующие синх- 30 росигналы: пуска — определяет начало временного интервала измерения; останова — определяет. конец временного интервала измерения; синхронизации— синхронизирует подсчет переключений проверяемого элемента; ожидания — определяет интервал времени, во время которого проверяемое устройство ждет ответа при асинхронной работе его с другимй устройствами.

Устройство работает следующим об-, разом.

По входу 1 на вход блока 2 поступают синхросигналы, снимаемые с нроверяемого устройства.

Блок 2 формирования управляющих сигналов, принимая сигналы по входу

1 и сигнал выбора рабочего фронта из блока 7 ручного управления, формирует на первом выходе сигнал интервала измерения, поступающий на вход счетчика 4 состояний и вход блока

8 синхронизации. Формирование сигнала интервала измерения блокируется, если из блока 7 ручного управления поступает сигнал чтения, сигнализирующий о том, что производится считывание предыдущих значений сигнатур. из блока 9 памяти. Сигнал выбора ра1бочего фронта определяется от фронта или среза сигналов пуска и останова.

По входу 3 на вход блока 4 поступает сигнал, снимаемый с проверяемого элемента. Сигнал, принимаемый по входу 3, подается на вход счетчика 4 состояний, на первый вход которого подается сигнал интервала измерения с выхода блока формирования 2 управляющих сигналов, а на третий вход — сигнал с выхода элемента И )8. который пропускает на выход синхроимпульсы со второго выхода блока 2 формирования управляющих сигналов только в случае, если на его третьем выходе, имеется сигнал отсутствия ожидания.

Таким образом, введение элемента

И 18 позволяет получить стабильные сигнатуры, при асинхронной работе проверяемого.устройства с другими устройствами, с переменным временем ожидания ответа.

В конце интервала измерения в счетчике 4 состояний находится число (сигнатура), характеризующее работу прове ряемого элемента. Эта сигнатура передается через регистр 5 состояния в блок 6 индикации, отображающий полу- . ченную сигнатуру для визуального контроля.

Прием в регистр 5 состояний производится по импульсу, который вырабатывается с выхода элемента ИЛИ 19. Формирование этого импульса описано ниже.

Наиболее сложной является диагностика неустойчивых отказов. Для сокращения времени локализации неустой" чивых отказов в устройство для диагностического контроля введены новые блоки, основными из которых являются блок 9 памяти, триггер 12 эталонного состояния и триггер 13 нестабильного состояния, При диагностике неустойчивых отка° зов в блоке 7 ручного управления устанавливается код эталонной сигнатуры проверяемой точки схемы. При циклическом снятии сигнатур схемы 21 . и 22 сравнения сравнивают сигнатуру, полученную в текущем временном интервале измерения, с эталонной сигнатурой и с сигнатурой, полученной в предыдущем временном интервале измерения, которая хранится в блоке 9 памяти, куда сигнатура, записывается после окончания каждого временного интервала измерения. При совпадении

87 сигнатуры с эталонным значением триг"

rep 12 эталонного состояния устанавливается в единичное состояние, а при несравнении сигнатуры, полученной в текущем цикле, с предыдущей устанавливается в единичное состояние триггер 13 нестабильного состояния. Индикация триггера 12 эталонного состояния и триггера 13 нестабильного состояния производится в блоке 6 индикации.

Введение этого дополнительного оборудования позволяет легко выявлять неустойчивую работу проверяемой точки схемы, а возможность ручного чтения содержимого блока 9 памяти позволяет исследовать последовательные значения сигнатур в проверяемой схеме. Индикация содержимого блока

9 памяти осуществляется в блоке 6 индикации.

Для облегчения локализации отказов при однократных режимах работы, например проверке функционирования схем при включении источника питания, нажатии кнопок, предусмотрен одно" кратный режим работы. В этом режиме с проверяемой точки схемы принимается сигнатура только после окончания первого временного интервала измерения, а прием в регистр 5. состояний сигнатур последующих интервалов измерения блокируется.

Режимы работы устройства диагностического контроля задает блок 7 ручного управления, который используется, также для задания адреса блока

9 памяти в режиме ручного чтения. установки эталонной сигнатуры.

Блок 8 синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, необходимые для работы устройства. На вход блока 8 синхронизации подается сигнал, определяющий времеиной интервал измерения с первого выхода блока 2 формирования управляющих сигналов. По его срезу на первом выходе блока 8 синхронизации вырабатывается импульс, инверсия которого вырабатывается на четвертом выходе. Этот. импульс управляет приемом сигнатуры в регистр 5 состояний, чтением из блока 9 памяти и приемом результата сравнения в триггер 12 эталонного состояния и триггер 13 нестабильного состояния.

По срезу импульса на первом выходе вырабатывается импульс на третьем выходе. По этому импульсу осуществляется добавление "1" к счетчику

7547 8

10 адреса и устанавливается в единич- ное состояние триггер 11 nporrycêà цикла.

Импульс на втором выходе блока

5 8 синхронизации вырабатывается по срезу импульса на его третьем выходе и служит для осуществления записи сигнатуры в блок 9 памяти.

С первого выхода блока 8 синхрони10 зации сигнал поступает на схему, состоящую из двух элементов И 14 и 15 и элемента ИЛИ 19. Эта схема предназначена для формирования импульса, по которому осуществляется прием сигна15 туры в регистр 5: состояния и чтение из блока 9 памяти. Импульс формируется для двух режимов: непрерывного .и однократного.

В однократном режиме импульс выра20 батывается один раз после прохождения первого временного интервала измерения, а в непрерывном режиме— после окончания каждого временного интервала измерения. Выбор режима

25 работы осуществляется сигналом с третьего выхода блока 7 ручного уп. равления, который соединен с первым входом элемента И 14 и через элемент

НЕ 20 с первым входом элемента И 15, третий вход которого соединен с выхо30 дом триггера пропуска цикла 11 °

Единичный уровень на третьем выходе блока 7 ручного управления определяет непрерывный режим работы, когда элемент И 14 пропускает на вы35 ход каждый импульс с первого выхода блока 8 синхронизации. Нулевой уровень на третьем выходе блока 7 ручного управления определяет однократный реми работы. Он запрещает прохож40 дение импульса с первого выхода блока

8 синхронизации через элемент И 14 и разрешает прохождение этого импульса через элемент И 15, если на его третьем входе установлен разрешающий сигнал с выхода триггера 11 пропуска цикла, который устанавливается в нулевое состояние после окончания первого временного интервала измерения.

Таким образом, элемент И 15 пропускает на свой выход только один первый импульс. Элемент ИЛИ 19 пропускает на свой выход импульсы или с выхода элемента И 14, или с выхода элемента И 15. Выход элемента ИЛИ 19

55 соединен со вторым входом регистра 5 состояний, прием сигнатуры. в которой осуществляется по фронту импульса на его втором входе.

877547

35

Третий выход блока 8 синхронизации заведен на первый вход триггера

11 пропуска цикла, который .устанавливается в единичное состояние по фронту импульса на этом входе. Установка 5 осуществляется один раз после окончания первого временного интервала измерения. Все последующие импульсы на первом входе триггера 11 пропуска цикла подтверждают его состояние. 10

Триггер 11 пропуска цикла предназначен для. вьщеления первого временного интервала измерения и обеспечивает однократный режим работы. Этот же триггер используется для блокиров- 15 ки приема результата сравнения в триггер 12 эталонного состояния и в триггер 13 нестабильного состояния после окончания первого временного интервала измерения, что позволяет избежать лож- 20 ной установки триггера 13 нестабильного состояния. Нулевой выход триггера 11 пропуска цикла заведен на элемент И 15 и на элемент И 17, второй вход которого соединен с четвертым 25 выходом блока 8 синхронизации.

Таким образом, элемент И 17 пропускает на свой выход все импульсы, поступающие на его второй вход, кроме первого. Выход элемента И 17 заведен зр на первые входы триггера 12 эталонного состояния и триггера 13 нестабильного состояния, прием в которые осуществляется по фронту импульса на этих входах. Второй вход триггера.

12 эталонного состояния соединен с выходом элемента 21 сравнения, который сравнивает эталонное значение сигнатуры, поступающей на его .второй вход с шестого выхода блока 7 ручно- 40

ro управления, с сигнатурой, полученной в результате последнего временного интервала измерения, которая поступает на его первый вход с выхода регистра 5 состояния.

Сигнал с выхода регистра 5 состояния поступает также на второй вход схемы 22 сравнения, сравнивающей его с сигнатурой, полученной в результате предыдущего временного интервала измерения, которая поступает на первый вход схемы 22 сравнения с выхода блока 9 памяти. Результат сравнения запоминается в триггере 13 нестабильного состояния, второй вход которого соединен с выходом схемы 22 сравнения.

Блок 9 памяти предназначен для запоминания сигнатур нескольких последовательных интервалов измерения.

Запись сигнатур, которые подаются на пятый вход блока 9,памяти с выхода регистра 5 состояний, осуществляется под управлением импульса, поступающего на первый вход блока 9 памяти, который также соединен со вторым входом элемента И 16, выход которого соединен со вторым входом блока 9 памятия

Импульс на первом входе блока 9 памяти определяет команду "Запись" в блок 9 памяти. Запись осуществляется по адресу, который установлен на четвертом входе блока 9 памяти, с выхода счетчика 10 адреса. Счетчик 10 адреса увеличивается на "1" после окончания каждого временного интервала измерения по импульсу, поступающему.на его вход с третьего выхода блока 8 синхронизации.

В непрерывном режиме работы после окончания каждого временного интервала измерения по импульсу с выхода элемента ИЛИ 19 производится считывание предыдущей сигнатуры, адрес которой установлен в счетчике 10 адреса, так как его увеличение производится по, следующему импульсу. Импульс с выхода элемента ИЛИ 19, поступающий на .пер" вый вход элемента И 16, и единичный уровень на первом входе блока 9 памяти определяют команду "Чтение". При этом на выходе блока 9 памяти устанавливается значение предыдущей сигнатуры, которая поступает с выхода блока 9 памяти на первый вход элемента

22 сравнения. Блок 9 памяти может работать в режиме ручного чтения,,когда на вход элемента И 16 подается сигнал "Чтение" со второго выхода блока 7 ручного управления, а на третий вход блока 9 памяти, который соединен с четвертым выходом блока 7 ручного управления, — адрес ячейки, содержимое которой должно быть прочитано ° На первом входе блока 9 памяти установлен единичный уровень со второго выхода .блока 8 синхронизации, который определяет режим чтения. При этом на выходе блока 9 памяти устанавливается сигнатура, считанная из заданной ячейки. Эта сигнатура индицируется на индикаторах блока 6 индикации.

Таким образом, введение дополни» тельного оборудования в устройство диагностического контроля позволяет сократить время локализации неустой47 12 ,мента И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с первыми входами триггера эталонного состояния и нестабильного состояния, второй выход блока синхронизации соединен со вторым входом третьего элемента

И и первым входом блока памяти, выход регистра состояния соединен с первыми входами первой и второй схемы сравнения и со вторым входом блока памяти, выход которого. соединен с третьим входом блока индикации и вторым входом второй схемы сравнения, выходы первой и второй схем сравнения соединены соответственно со вторыми вхддами триггера эталонного состояния и триггера нестабильного состояния, выходы которых соединены . соответственно с четвертым и пятым входом блока индикации, второй, четвертый и пятый выходы блока ручного управления соединены соответственно с третьим входом третьего элемента И, со вторым входом второй схемы сравнения и с третьим входом блока памяти, третий выход блока синхронизации соединен с первым входом триггера пропуска цикла и входом счетчика адреса, выход которого соединен с четвертым входом блока. памяти, четвертый выход блока синхронизации соединен со вторым входом четвертого элемента И, выход третьего элемента И соединен с пятым входом блока памяти, шестой выход блока ручного управления соединен со входами гашения триггера пропуска

Цикла, триггера эталонного состояния, триггера нестабильного состояния, второй и третий выходы блока формирования управляющих сигналов соединены со входами пятого элемента И, выход которого соединен с третьим входом счетчика состояний.

Формула изобретения!. Устройство для диагностического контроля, содержащее блок форми рования управляющих сигналов, блок ручного управления, счетчик состояний, регистр состояний и блок индикации, причем первый вход блоКа формирования управляющих сигналов соеди нен со входом синхросигналов устройства, первый выход блока ручного управления соединен со вторым входом блока формирования управляющих сигналовэ первый выход которого соединен 25 с первым входом счетчика состояний, вход данных устройства соединен со вторым входом счетчика состояний, выход которого соединен с информационным входом регистра состояния, выход З0 регистра состояния соединен с первым входом блока индикации, второй вход которого соединен со вторым выходом блока ручного управления, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при диагно стировании неустойчивых отказов," устройство содержит блок памяти, счетчик адреса, блок синхронизации„ триггер пропуска цикла, триггер йестабильно- 40 го состояния, триггер эталонного состояния, первую и вторую схемы сравнения, пять элементов И, элемент ИЛИ и .НЕ, причем третий выход блока ручного управления соединен с первым вхо- 45 дом первого элемента Ии через элемент:

НЕ с первым входом второго элемента

И, выходы первого и второго элементов

И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с управляющим входом регистра состояния и с первым входом третьего элемента И, первый выход блока формирования управляющих сигналов соединен соответственно со .входом блока синхронизапии первый

В 55 выход которого соединен со вторыми . входами первого и второго элементов

И, выход триггера пропуска цикла соединен с третьим входом второго элеll 8775 чивых отказов. Предварительные расчеты показывают, что неустойчивые отказы составляют 30% от общего числа отказов. Введение дополнительного оборудования позволяет в среднем вдвое уменьшить время локализации неустойчивого отказа и, следовательно, на

15 сократить среднее время поиска неисправности.

2..Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, блок формирования управляющих сигналов содержит четыре сумматора по модулю два, элемент И и три триггера, причем первый и второй входы блока соединены соответственно с первыми и вторыми входами всех сумматоров по модулю два, выходы первого и второго сумматоров по модулю два соединены со входом синхронизации первого и второго триггеров, единичный выход первого триггера соединен с

8 -входом второго триггера и первым входом элемента И, выход которого является первым выходом блока, нулевые выходы первого и второго триггеров соеI 3

877547 динены соответственно со входом синхронизации третьего триггера и 1 -входом первого триггера, третий вход блока соединен с Р -входом третьего триггера, выход которого соединен со вторым входом элемента И, выходы третьего. и четвертого сумматоров по модулю два являются соответственно вторым и третьим выходами блока, D -входы всех

1 триггеров соединены с источником логич е ск ой единицы .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Патент CIA N 402 5 7 68, кл . 2 3 5- 1 5 3, опублик . 1 9 7 8 .

2 . Патент США У 3 6 03 7 7 2, кл . 2 3 5 - 1 53, апублик . 1 9 7 S (прототип ) .

877547

R Вы/Од

О 8э)иР

Р6 й)ХОд

P9t 2

BHHHIIH Заказ 96l 7/74 Тираж 748 Подписное

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4