Устройство для контроля цифровых узлов

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 5)5 (1 ОЬ Г 11/26 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ 4 бюро Шторм" ническом инстит кой Октябрьской волюции(54) УС 1.Ра 1 СтВО ПЛЯВИХ УЗЛОВ 1 фРООНТРОЛ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Конструкторскпри Киевском политте им, 50-летия Веиалистической р(53) Ь 8 1.32(088,8) ИзоЬретение относится к вычислильной технике и может быть исполь зовано при откладк и- агностике узлов цифртельной техники.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения тестирования узловс двунаправленными выводамиеНа фиг 1 изображена структурная схема устройства; на фиг.2 - один из возможных примеров блока микропрограммного управления;,на фиг.3 - 6 - блок-схема алгоритма работы бло- ка микропрограммного управления; на фиг.7 - формат адреса на входе блока микропрограммного управления; на фиг.8 - один из возможных примеров 801571593 А 1(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при отладке, контроле идиагностике узлов цифровой вычислительной техники. Целью изобретенияявляется расширение функциональныхвозможностей за счет обеспечениятестирования узлов с двунаправленными выволами. С этой целью в устройство, солержащее блок микропрограммного управления, регистр теста,и-разрядный ключ, блок задания тестов и анализа реакций, введены группа из К регистров данных, блок счетчиков импульсов, группа из и элементов И,группа из и элементов задержки и группа из К регистров ответа, гле и = К, 10 ил,выполнения блока счетчиков импульсов; на фиг.9 - временная диаграмма импульсов, выдаваемых блоком счетчиков импульсов; на йиг.10 - один извозможных примеров выполнения блока задания тестов и анализа реакций.Устройство для контроля цифро-. вых узлов содержит (фиг.1) блок 1 задания тестов и анализа реакций, блок 2 микропрограммного управления, входы которого соеЛинены с выходами блока 1, регистры 3 данных общей разрядностью и, информационные входы которых сбединены с информационными входом-выходом блока 1, и-разрядный регистр 4 теста, вход которого соединен с выходами регистров 3, а выход - со входом и-разрядного ключа 5 с тремя состояниями на выходе,569 омитеИосква Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 О Заказ 1513 Т ВНИИПИ Государственного 113 О 35, о из35,Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская наб., д, 4/5ныход которого является выходом устройства для подключения ко входу кон, тролируемого узла. Кроме того, устройство содержит элементы И 6, перФ вые входы которых соединены с соответствующим выходом регистра 4, вторые входи - через элемент 7 задержки ; с тем же выходом регистра 4, а выход - с управляющим входом (входом 1 О управления третьим состоянием) ключа 5, регистры 8 ответа с тремя устойчивыми состояниями на выходах общей разрядностью и, входы которых подключены к выходам ключа 5, а выходы соединены с информационным входом-выходом блока 1, блок 9 счетчиков импульсов, информационные входы которого подключены к информационнему входу-выходу блока 1, управляющие входы блока 9 подключены к выходам блока 2, а первый, второй и третий выходы соединены с синхровходом регистра 4 теста, синхровходами регистров 8 ответа и синхровходом объ екта контроля соответственно. Выходы ключа 5 через резисторы 10 соединены с источником питания, а синхровходы регистров 3 и входы управления считывания (третьим состоянием) ре.гистров 8 соединены с выходами блока 2.Блок 2 микропрограммного управления (фиг,2) имеет традиционную структуру и содержит мультиплексор 11 условий, формирователь 12.следующего адреса, ПЗУ 3 микрокоманд, регистр 14 микрокоманд, дешифратор 15 микро- команд, Входы 16 мультиплексора 11 соединены с адресным портом блока 1, входы 17 мультиплексора 11 - с линиями логических условий блока 1, Выход мультиплексора 11 соединен с первым входом формирователя 12, выход которого соединен со входом ПЗУ 13, выход ПЗУ 12 микрокоманд - со входом регистра 14, .Три выхода регистра 1.4 соединены соответственно со вторым входом формирователя 12, входом дешифратора 15 и управляющим входом мультиплексора 11. Все выходы де,шифратора 15 равноценны и составляют множество выходов блока микропрограммного управления.Блок 9 счетчиков импульсов может быть построен по схеме, приведенной на фиг.8, В его состав входят вычитающие счетчики 18, 19, 20 и 21, тактовый генератор 22, 1)-триггер 23, КЯ-триггер 24. Входы разрешения записн 25 26 и 27 счетчиков 18, 19 и20 соответственно, а также синхровход 28 1)-триггера 23 соединены свыходами блока 2, Информационные входы,счетчиков 18, 19 и 20 объединенымежду собой и составляют информационный вход 29 блока 9, соединенныйсо входом - выходом данных блока 1.Прямой выход триггера 23 соединенс управляющим входом тактового генератора 22, а инверсный - со входомк нЗапись - счет вычитающего счетчика 21Выход тактового генератора 22соединен а синхровходами счетчиков18 19, 20 и 21. Выходы переносасчетчиков 19 и 20 соединены с установочными входами КЯ-триггера 24,выход переноса счетчика 21 соединен с1 й-входом триггера 23, Инверсный выход старшего разряда счетчика 21,выход переноса счетчика 18 и выходтриггера 24 образуют соответственно выходы 30, 31 и 32 блока 9, Выход 30 соединен с синхровходом регистра 4 теста, выход 31 - с синхровходом регистра 8 ответа, а выход32 - с синхронходом объекта контроля.Блок 1 задания тестов и анализа реакций (фиг,10) содержит буферныйрегистр 33 данных, буферный регистр34 адреса, шифратор 35 управления каналами и блок Зб обработки прерываний. 16 ииа 37 соединяет блоки 33-36с блоками 2, 3, Я и 9, а шины 38-42адреса, данных и управления используются для связи этих блоков с ЭВМ43, ЭВМ 43 обеспечивает реализациюалгоритмов генерации тестов и анализа реакций (фиг.З).Устройство работает следующим образом,После включения устройства выполняется настройка блока 9. Настройказаключается в задании временных параметров выходных синхроимпульсов свыходов 30, 31 и 32 путем записи всчетчики 18, 19 и 20 кодов, определяющих задержки , з, .4 (Фиг,9).Зта операция осуществляется следующим образом, На вход блока 1 выдается команда записи, сопровождаемаяадресом абонента и кодом информации,подлежащей записи.Блок 2 анализирует состояние линий управления. Алгоритм работы бло-ка 2 управления представлен на фиг,З 6, Как только бг.;ок 2 опредепяет,чтопоявился сигнал раешение записи , 5 157он приступает к анализу разрядов адреса, задающего адрес абонента вустройстве,На Фиг,7 представлен Формат адреса на входе блока 1, Разряд 4 отведен для признака обращения к регистру 3 данных, разряд 3 - для признака обращения к регистру 8 ответа. Разряды 0-2 для задания адреса регистра. При отсутствии указанныхпризнаков адрес регистра "0" соответствует адресу счетчика 18, адрес "1" - счетчику 19, адрес "2" -счетчику 20, адрес "3" - триггеру23. При присутствии "1" в разрядепризнака обращения к регистру 3 адрес регистра "0" соответствует нулевому регистру 3, адрес "1" - перному регистру 3 и т,д, При наличии"1" в разряде признака обращения крегистру 8 ответа адрес регистра "0"соответствует нулевому регистру 8ответа, адрес "1" - первому регистру 8 ответа и т,д,Проанализировав состояние разрядов адреса, блок 2 управления Формирует сигнал на выходе дешиФратора15, соединенном со входом соответствуюцего регистра (Фиг.3). Появление сигналов на одном из входов 25,26 или 27 .приводит к загрузке всчетчик 18,19 или 20 соответственноинФормации из блока 1,После загрузки параметров в блок9 производится загрузка регистров3 элементами тестируюцего слова. Загрузка производится через блок 1, Изблока 1 поступают адрес соответствующего регистра 3, инФормация для записи и сигнал "разрешение записи",Совокупность элементов тестирующегослова, хранящихся в регистрах 3, составляет одно тестирующее воздействие. После .загрузки требуемого числарегистров 3 необходимо осуществитьпередачу их содержимого в регистр 4теста. Эта операция осуществляется с появлением в блоке 1 адресатриггера 23. При этом блок 2 управления выдает сигнал входного воздействия с входа 28 на блок 9, а послед.ний - с заданной задержкой импульсыс выходов 30, 31 и 32, В результатепоявления сигнала на выходе 30 осуществляется прием инФормации иэ регистра 3 в регистр 4 и на выходе последнего появляется тестирующее сло-во. Это слово поступает на входы эле 1593ментов 7 задержки, входы элементовИ 6 и ключа 5. С выхода ключа 5 онопоступает на объект контроля - навходы регистра 8.Рассмотрим работу одного разрядаключа 5 совместно с подключеннымк нему элементом И 6 и элементом 7задержки, Пусть выход ключа 5 подключен к пассивному входу объекта узла контроля, а на выходе регйстра4 теста - нулевое логическое состояние. Тогда на выходе элемента б, аследовательно, и на управляющем входе ключа 5 будет нулевое логическоесостояние, При этом ключ 5 будетнаходиться в активном состоянии илогический уровень на его выходе будет определяться состоянием его ин Формационного входа, т,е, будет ну. -левым. Как только состояния на выходе регистра 4 теста изменятся наединичные, выход ключа 5 также примет единичное состояние и обеспечит 25 быстрый (за счет малого выходногосопротивления) перезаряд выходной емкости объекта узла контроля. С задержкой Т, определяемой элементом 7задержки, на выходе элемента 7 появится логическая "1". В результате на выходе элемента 6 также появится логическая "1" и переведетключ 5 в третье устойцивое состояние. С этого момента времени логический уровень на выходе ключа 5 будетопределяться делителем, состоящимиз резистора 10 и входного сопротивления объекта узла контроля, Выбираяноминал К резистора 10 из условияВ К/(К + К) Ч ; где Е- на,пряжение источника пйтания; К -входное сопротивление объекта контроля; Ч - пороговое напряжениелогической "1"; на входе ключа 5 поюл учим уровень л о гич е с кои 11 ри переключении разряда р егистр а 4 из единичного в нулевое элемент6 будет закрыт , ключ 5 переведен вактивное состояние и на е го выходпройдет нулевой уровень с инФормационного входа .Таким образом , когда вход о бъекта узла контроля находится в па ссивном состоянии , логический уровень на нем будет повторять логиче ский уровень на выходе регистра 4теста , а время переключения ло гических сигналов будет определяться ха. рактеристиками ключа 5 .20 50 Пусть, вход объекта контроля находится в активном состоянии (т,е.является выходом), В этой ситуациилогический уровень на выходе ключа5 должен определяться состояниемобъекта контроля. Это условие мо, жет быть выполнено за счет перевода ключа 5 в третье устойчивое со, стояние путем установки разрядоврегистра 4 теста в "1".Таким образом, предложенная схемавключения элементов 7 (в качествеэлемента 7 задержки может быть использована КС-цепочка), элементовб,.резисторов,10 и ключа 5 обеспе чивает как подачу тестирующих воз действий на объект контроля, так иполучение с него результатов тести, рования.Тестирующее слово на выходе ключа 5 сопровождается синхроимпульсомвыдаваемым блоком 9 с выхода32. 11 араметры импульса и его временное расположение относительно момента приема в регистр 4 теста задается на этапе настройки блока 9. Структура блока 9 может быть построена,в соответствии с фиг,8,Этот блок обеспечивает управление временными параметрами синхроимпульсов при помощи кодов, загружаемых в его счетчики по входу 29 изблока 1. Из блока 1 в блок 9 поступают три т-разрядных кодов; код С,код Сз, код 3 , загружаемые всчетчики 18, 20, 19 соответственнопутем подачи сигналов управления навыходы 25, 27, 26 соответственно.Названные три кода определяют временные соотношения и Форму синхроимпульсов, приведенную на Фиг.9, гдевременные интвервалы , Сз,пропорциональны кодам: код 2 , кодкод С , причем интервал , атакже длительности первого и второго синхроимпульсов фиксированыОтсчет временных интервалов осуществляется от переднего фронта импульса входного воздействия, поступившего на вход 28 с блока 2 управле-,ния. Коэффициент пропорциональностимежду кодом и соответствующим интервалом определяется периодом Т тактового генератора 22, работающего вл 55стартостопном режиме, т,е. ; = кодР гТ,Значение периода Т может достиггать 10 нс при исполнении управляющих формирователей на микросхемах быстродействующей эмиттерно-связанной логики (например, серии 500), Разрядность кодов обычно может приниматьсяравной 7"12 двоичных разрядов в зависимости от максимальных значенийвременных интервалов. Эта константазаписывается в счетчик по сигналу стриггера 23 Приход синхроимпульсана вход 28 прекращает запись в счетчик 21, разрешая счет,После загрузки в счетчики 18, 20,19 кодов ь, ьз,из блока 1 изагрузки в счетчик 21 константы (21) подается сигнал запуска на вход28 блока 9, по переднему Фронту которого устанавливается триггер 23,Прямой выход триггера 23 включаетгенератор 22, инверсный устанавливает режим вычитания счетчика 2111 од воздействием тактовых импульсовпроисходит вычитание кодов из всехсчетчиков. По достижении нулевогозначения кода в каждом счетчике формируется импульс переноса, временное положение которого смещено относительно сигнала с входа 28 управления на время, пропорциональное коду, На первом выходе 30 синхроимпульс появляется, когда код в счетчике 21 станет равным 2- 1, ПодоСтижении нулевого значения юоцав счетчике 21 Формируется импульс переноса, который сбрасывает триггер23 по входу сброса, Выходы переносасчетчиков 19 и 20, воздействуя наКБ-входы триггера 24, обеспечиваютФормирование .на выходе триггера синхроимпульса с выхода 32 для объектаконтроля положительной полярности,Разряды тестирующего слова и разряды реакции объекта узла контроляпоступают на вход регистра 8 ответа.,Момент приема в регистр 8 определяется импульсом с выхода 31 из блока9. Временной сдвиг импульса относительно момента приема в регистр 4 теста определяется на этапе настройкиблока 9. После приема информации врегистры 8 ответа может выполнятьсяее считывание., Чтение производитсяпутем выдачи команды чтения и соответствующего адреса. Блок 2 управления, выделив сигнал "разрешение считывания" и проанализировав разряды адресного порта, выдает сигнална выходе дешифратора 15, соединенном со входом управления третьим со стоянием соответствующего регистра 8 ответа (Лиг.3-6),Дальнейшая обработка слова может быть выполнена по произвольному ал-, горитму, Например, реакция объекта контроля выделяется из всего слова и сравнивается с требуемым значением: тестирующие разряды слова сверяются с исходными на предмет выявления отказа в тестируемом объекте.Формула изобретенияУстройство для контроля цифровых узлов, содержащее блок микропрограммного управления, блок задания тестов и анализа реакций, регистр теста и и-разрядный ключ, 1-й инфор-; мационный вход которого (1 ( 1 ( п) соединен с д-м разрядом выхода регистра теста, вход кода операции и вход логических условий блока микропрограммного управления подключены соответственно к выходу режима контроля.и выходу признака контроля блока задания тестов и анализа реакции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения тестирования узлов с двунаправленными выводами, оно содержит группу из регистров данных, блок счетчиков импульсов, группу из п элементов.И, группу из и элементов задержки и группу из 1 регистров ответа, -ые разряды выходов которых (1 (( ш, ш =и= в -) объединены с 3-ми разрядами кинФормационных входов регистров дан.ных группы .и блока счетчиков импуль 71593 осов и соединены с -ми информационными входами-выходами блока заданиятестов и анализа реакций, синхровход 1"го регистра данных группы(1 4 1 4 1 с) подключен к 1-му выходублока микропрограммного управления,входу управления считыванием 1-го регистра ответа соединен с (1+1)-мвыходом блока микропрограммного управления, выходы с (21 с1)-ого по(2+4)-й которого подключены соответственно к первому, второму и третьему входам разрешения записи исинхровходу блока счетчиков импульсов, -й разряд выхода 1-го регистраданных группы соединен с одноименным разрядом информационного входарегистра теста, -й разряд выхода 20 регистра тестаподключен к входу 1-гоэлемента задержки группы и первомувходу 1-го элемента И группы, второйвход и выход 1 тго элемента И группы соединены соответственно с выхо дом -го элемента задержки группыи 1-м управляющим входом п-разрядного ключа, -й разряд информационного входа 1-го регистра ответагруппы подключен к одноименному раз О ряду выхода п-разрядного ключа, причем в совокупности они образуют )-йразряд входа-выхода устройства дляподключения к входу-выходу объектаконтроля, первый и второй выходыблока счетчиковимпульсов соединены ссинхровходамй соответственно регистратеста и регистров ответа группы,а третий выход блока счетчиков импульсов является выходом устройства для40 подключения к синхровходу объектаконтроля.9 8 Г 1 ОПОБР порО Андрес абонента