Устройство для локализации неисправностей

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистичесиих

Республик ()903888 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 15.02.80 (21)2883456/18-24 с присоединениехт заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 06 F l l/ l6

Гооударотмииый коиитет

СССР во делим изобретеиий и открытий

Опубликовано 07.02.82. Ьтоллетень J4 5

Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УДК 68! .326 (088. 8) «

А.N.Êóâíèíîâ, А.И.Иванец, В.А.Мокров Н.A".Péêáâà (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) YCTPOI1CT80 Д1И ЛОКАЗЫЗАЦИИ НЕИСИРАВНОСТЕЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовако для контроля и локализации неисправностей в цифровых схемах.

Известно устройство для обнаружения и локализации неисправностей в микропроцессорных системах при помощи шестнадцатиричных ключевых кодов (сигнатур), содержащее генератор стимулирующих воздействий (тестов), выходы которого соединены с входами проверяемой схемы, логический анализатор реакций, содержащий регистр сдвига с обратными связями, формирующий сигнатуры, блок управления, индикатор. Ногический сигнатурный анализатор снабжен входыми клеммами "Старт", "Стоп", "Синхронизация", "Данные". Устройство позволяет определять значения ключевых кодов реакций схемы в любой выбранной точке с целью сравне- ния их с эталонными значениями 1.1,.

Однако устройство не позволяет локализовать неисправности в цифровых схемах, содержащих цепи обратной связи без разрыва этих цепей при помощи аппаратных переключателей или разъемов.

Известно также устройство, содержащее сигнатурный генератор, дисплей, элеьтент И, триггер управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом сигнатурного генератора, выход которого соединен с входом дисплея, синхровход сигнатурного генератора соединен с выходом элемента И, первый вход которого является синхровходом устройства, второй вход элемента И соединен с выходом триггера управления, первый установочный вход которого является первым управляющим входом устройства, второй управляющий вход которого соединен с вторым уста903888

S0

3 новочным входом триггера управления f23 .

Недостатком этого устройства является отсутствие блока задания числа синхроимпульсов, подаваемых на его синхровход, следователь:in, трудность локализации неисправностей в логических узлах, содержащих це" пи с обратными связями.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля, т.е. обеспечение возможности локализации неисправностей до уровня элементов в цифровых схемах, как без обратных связей, так и с обратными связями без разрыва этих связей при помощи переключателей, разъемов или путем закрывания соответствующих вентилей по программе без значительных аппаратурных затрат..

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для локализации неисправностей, содержащее генератор синхроимпульсов, генератор тестов, коммутатор, триггер управления, элемент И, логический анализатор реакций, причем логический анализатор реакций содержит два элемента задержки, одновибратор, элемент HE переключатель, регистр сдвига, регистр памяти, дешифратор, узел индикации, входы которого соединены соответственно с выходами дешифратора, входы которого соединены соответственно с выходами регистра памяти, информационные входы, входы . которого соединены с выходами регистра сдвига, установочный вход которого соединен с входом одновибратора и является установочным входом логического анализатора реакций, информационный вход которого соединен ,. с информационным входом регистра сдвига, синхровход которого соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом элемен-! та НЕ, вход которого соединен с вторым входом переключателя и является синхровходом логического анализатора реакций, управляющий вход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с синхровходом регистра памяти и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом одновибратора, информационный вход логического анализатора реакций соединен с выходом коммутатора, вход

Которого соединен с контактом проS

f0

4 веряемого узла, группа входов которого соединена соответственно с группой выходов генератора тестов, установочный вход которого соединен с установочным выходом логического ана= лизатора реакций, с первым установочным входом триггера управления, прямой выход которого соединен с управляющим входом логического анализатора реакций, синхровход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера, синхровход генератора тестов соединен с синхровходом проверяемого узла, с выходом генератора сннхроимпульсов, введен блок управления глубиной анализа, синхровход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, выход блока управления глубиной анализа соединен с вторым установочным входом триггера управления.

Кроме того, блок управления глубиной анализа содержит пеоеключатель глубины анализа, узел памяти, узел сравнения кодов, счетчик, синхровход которого является входом блока, выход которого соединен с выходом узла сравнения кодов, с управляющим входом счетчика, группа выходов которого соединена соответственно с первой группой входов узла сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена соответственно с группой выходов узла памяти, вход которого соединен с выходом переключателя глубины анализа.

Введение в устройство указанного блока позволяет устанавливать нужную глубину анализа для фиксации момента (такта цикла проверки) возникновения ошибки или сбоя в работе цифровой схемы и предотвращения прохождения этой ошибки по цепям обратной связи.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2— часть проверяемой схемы для пояс" нения работы устройства, на фиг. Заэпюры напряжений в соответствующих точках схемы, изображенной на фиг.2 при исправной ее работе, на фиг. Збэпюры напряжений в соответствующих точках схемы при неисправной работе триггера Т2; на фиг. Зв — глубина анализа, при которой эпюры напряжений и соответственно сигнатурь в выбранных точках неисправностей

5 . 90388 схемы совпадают с эпюрами напряже4 ний и сигнатурами в соответствующих точках исправнои схемы, на фиг. 4— пример реализации регистра с обратными связями логического анали5 затора.

Устройство для локализации неисправностей (фиг. 1) содержит генератор 1 тестов, проверяемую схему 2, коммутатор 3, логический анализатор 4 реакций, включающий в себя регистр 5 сдвига с обратными связями, регистр 6 памяти, дешифратор 7 сигнатуры, узел 8 индикации, узел 9 выбора активного фронта импульсов синхронизации, содержащий элемент НЕ 10 и переключатель ll кроме того, логический анализатор содержит элемент 12 задержки, второй элемент 13 задержки, одновибратор 14, информационный вход 15 логического анализатора 4 реакций, управляющий вход 16 логического анализатора 4 реакций, синхровход

17 логического анализатора 4 реак-- . ций, выход 18 логического анализатора 4 реакций.

Кроме того>.устройство (фиг. 1) содер лт генератор !9 синхроимпульсов, блок 20 управления глубиной анализа, триггер 21 управления, .элемент И 22, переключатель 23 установки глубины анализа, узел 24 памяти, узел 25 сравнения кодов, счетчик 26.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом проверки оператор с помощью переключателя 23 установки глубины анализа вводит в узел 24 па- 40 мяти двоичное число, соответствующее числу тактов в цикле проверки.

Разрядность данного двоичного числа определяется максимальным числом

° тактов в полном цикле проверки.

Переключателем 11 схемы 9 выбора активного фронта импульсов синхронизации выбирают активный фронт импульсов синхронизации, по которому производится запись и обработка двоичной информации, поступающей с выхода коммутатора 3 в регис гр 5 с обратными связями. С помощью коммутатора 3 оператор подключает одну из контролируемых точек проверяемой схемы 2 к информационному входу 15 логического анализатора 4.

В начале цикла проверки все элементы памяти устройства устанавли-.

8 6 ваются в исходное состояние. При этом триггер 21 управления находится в таком состояйии, при котором на инверсном выходе устанавливается уровень логической "1", а на прямом выходе уровень логического "О" ° и через открытый элемент И импульсы синхронизации с выхода генератора

19 импульсов синхронизации поступают на синхровход .17 логического анали- затора 4. Одновременно импульсы синхронизации с выхода генератора 19 поступают на синхровход генератора

1 тестов, синхровход проверяемой схемы 2 и синхровход счетчика 26. С выходов генератора 1 тестов на информационные входы проверяемой схемы 2 поступают периодические стиму" лирующие воздействия, необходимые для форсированного переключения логических состояний проверяемой схемы 2.

Двоичная информационная последовательность импульсов в выбранной контролируемой точке проверяемой схемы 2 (реакция контролируемой точки) через коммутатор 3 поступает на вход регистра 5 сдвига с обратными Связями и под действием импульсов синхронизации с выхода узла 9 выбора активного фронта импульса синхронизации обрабатывается по известному закону в данном регистре 5.

Процесс обработки реакции контролируемой схемы продолжается до тех пор, пока установленный в блоке 24 памяти двоичный код при помощи переключателя 23 устройства глубины анализа не совпадет с двоичным кодом на выходах счетчика 26. В этот момент на выходе схемы 25 сравнения ходов формируется импульс, который проходит на управляющий вход счетчика 26, устанавливая его в исходное положение. Одновременно импульс с выхода схемы 25 сравнения кодов проходит на второй установочный вход триггера управления и переводит его в состояние, при котором элемент И 22 закрывается, а на прямом выходе триггера 21 управления формируется перепад напряжения, поступающий на вход первого элемента

l2 задержки, с выхода которого перепад напряжения поступает на управляющий вход регистра 6 памяти. При этом остаток двоичной последовательности, находящийся в регистре

5 сдвига с обратными связями переписывается в регистр 6 памяти. С

903888

7 выходов регистра 6 памяти остаток двоичной последовательности поступает на входы дешифратора 7, где преобразуется в ключевой код реакции контролируемой точки (сигнатуру точки) . С выходов дешифратора 7 снгнатура контролируемой точки поступает на входы индикатора 8. Таким образом, результат анализа двоичной последовательности выводится 10 на цифровой индикатор 8 в виде числа, однозначно определяющего сигнатуру выбранной точки при данной глубине анализа

С выхода первого элемента 12 !5 задержки перепад напряжения поступает также на вход второго элемента

13 задержки, а с выхода второго элемента 13 задержки на вход одновибратора 14, служащего для формирова- що ния сигнала сброса в начале цикла проверки и после окончания очередного цикла проверки. При этом все элементы памяти устройства приводятся в исходное состояние, за исключением регистра памяти, в котором записан остаток информационной двоичной последовательности. В этот момент логический анализатор 4 (сигнатурный) готов к приему новых данных, а на индикаторе 8 индицируется сигнатура предыдущей контролируемой точки проверяемой схемы 2.

Правильные сигнатуры контролируемых точек определяются просто, например путем контроля точек. схемы заведомо работоспособной (эталонной)

Результаты такого контроля могут быть зафиксированы на бумаге.

При несовпадении сигнатуры прове- 4О ряемой точки узла с эталонной оператоо производит контроль точек, расположенных ближе к входам, двигаясь по узлу справа налево. При этом он должен обнаружить элемент узла, у

45 .которого на входе сигнатуры соответствуют эталонным, а на выходе нет.

Этот элемент является неисправным.

На фиг. 2 изображена часть цифровой схемы, содержащая цепь обратной. связи, которая состоит из триггеров

Т1-Т4-27-30 и элемента И-HE 31.

Предположим, что в приведенной схеме триггер 12 не управляется, а его инверсный выход постоянно находится в состоянии логической "1".

Сравнивая эпюры напряжений в соответствующих точках исправной и неисправной схемы, на фиг ° 3 можно заметить, что различие в эпюрах допускается скорее всего на выходе неисправного триггера.

Таким образом, если плавно увеличить глубину анализа, проверяя сигнатуры элементов, назначенных обратной связью, можно обнаружить элемент, на выходе которого раньше других сигнатура не будет соответствовать эталонной. Этот элемент и будет неисправным элементом, который является источником ошибки. Необходимо отметить, что между видом двоичной последовательности, поступающей на вход регистра 5 сдвига с обратными связями, и сигнатурои, которая формируется в индикаторе, существует однозначеное соответствие.

Если в указанной последовательности изменится хотя бы один бит информации, изменится и ее сигнатура, поэтому в примере глубина анализа, при которой сигнатуры в соответствующих точках схемы соответствуют эталонным, определяется по соответствию эпюр напряжений в этих точках для исправного и неисправного элемента.

Таким образом, предлагаемое устройство локализует неисправности в проверяемых цифровых узлах, содержащих цепи обратной связи, до уровня элементов, позволяя уменьшить общее время поиска неиСправностей в схемах без значительных аппаратурных затрат.

В случае проверки узлов, содержащих цепи обратной связи, устройство позволяет так .подобрать глубину анализа (момент окончания анализа), что ошибка, возникшая в узле, не ус певает пройти по цепям обратной связи и исказить сигнатуры всех кон- 55 троЛируемь1х точек, связанных с.этими цепями.

Рассмотрим пример.

Формула изобретения

Устройство для локализации неисправностей, содержащее генератор синхраимпульсов, генератор тестов, коммутатор, триггер управления, элемент И, логический анализатор реакций, причем логический анализатор реакций содержит два элемента задержки, одновибратор, элемент НЕ, переключатель, регистр сдвига, ре903888

9 гистр памяти, дешифратор, узел инс дикацин, входы которого соединены соответственно с выходами.дешифратора, входы которого соединены соответственно с выходами регистра памяти, информационные входы которого соединены с выходами регистра сдвига, установочный вход которого соединен с входом одновибратора и является установочным входом логического анализатора реакций, информационный вход которого соединен с информационным входом регистра сдвига, синхровход которого соединен с выходом переключателя, первый вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с вторым входом переключателя и являЕтся синхровходом логического анализатора реакций, управляющий вход которого соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с синхровходом регистра ,памяти, и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с входом одновибратора, информационный вход логического анализатора реакций соединен с выходом коммутатора, вход которого соединен с контактом проверяемого узла, группа входов которого соединена соответственно с группой выходов генератора тестов, установочный вход которого соединен с установочным выходом логического анализатора реакций, с первым установочным входом триггера управления, прямой выход которого соединен с управляющим входом логического анализатора реакций, синхровход которого соединен с выходом

10 элемента И, первый вход которого соединен с инверсным выходом триггера, синхровход генератора тестов соединен с синхровходом проверяемого узла, с выходом генератора синхроимпульсов, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введен блок управления глубиной ана1р лиза, синхровход которого соединен с выходом генератора синхроимпульсов, выход блока управления глубиной анализа соединен с вторым установочным входом триггера управления.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а в щ е е с я тем, что блок управления глубиной анализа содержит переключатель глубины анализа, узел памяти, узел сравнения кодов, счетчик, синхровход которого является входом блока, выход которого соединен с выходом узла сравнения кодов, с управляющим входом счетчика, группа выходов которого соединена соответственно с первой группой входов узла сравнения кодов, вторая группа входов которого соединена соответственно с группой выходов узла памяти, вход которого соединен с выходом переключателя глубины анализа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Электроника", 1977, Р 5, с. 24.

2. 1)атент США Р 397686), кл. G 06 F )l/00, опублик. 1976 (прототип).

903888

Составитель Н.Торопова

Редактор Т.Кугрышева ТехредЕ. Харитончик Корректор А.Дзятко

Заказ 123/31 .Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская.наб,, д. 4/5

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