Устройство для обнаружения сбоев синхронизируемой цифровой системы

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1)4 С 06 Е 11/16 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ а5"ОПИСА К АВТОРСКО ЗОБ В,НИ И л, ф. . -.СВИДЕТЕЛЬСТВУ детельство СССРР 11/26, 1975 .тельство СССРР 11/16, 1981.ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯИОЙ ЦЮРОВОИ СИСемент ИЛИ-НЕ, 6.аждый из которыхервый элементт И, элемент инаждом блоке контэлемента И являсинхронизирующимми блока контролемента И-НЕвходом триггера,с я тем, что,Функциональныхиства за счет опа переходов пригическими состяузел контроля ввеИ, второй элечента ИЗБупра(54)(57) УСТРОЙСТВОСБОЕВ СИНХРОНИЗИРУЕТЕМЫ, содержащее элузлов контроля, ксодержит триггер, пИ-НЕ, первый элемендикации, причем в кроля входы первогоются соответственнои управляющим входаля, выход первого эсвязан с тактовымо т л и ч а ю щ е ес целью расширениявозможностей устро"ределения количествсбоях, вызванных ло.заниями, в каждыйдены второй элемент 801176332 А мент И-НЕ, счетчик, два одновибратора, причем входы одновибраторов объединены и подключены к выходу соответствующего блока контроля, выходы первого и второго одновибраторов связаны с соответствующими входами второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом счетчика, сбросовый вход которого связан с входом начальной установки устройства, синхронизирующий вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, выходы разрядов счетчика подключены к соответствующим входам второго элемента И-НЕ и к входам элемента индикации, выход второго элемента И-НЕ связан с первым входом первого элемента И-НЕ, второй вход которого связан с синхронизирующим входом соответствующего блока контроля, сбросовый вход триггера связан с входом начальной установки устройства, установочный вход триггера связан с инверсным выходом триггера, прямой выход которого подклюк соответствукщему входу элемен-НЕ, выход которого являетсявляющим выходом устройства.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для диагностирования цифровых систем по сбоям.Цель изобретения - расширениефункциональньм возможностей устройст.ва эа счет определения количествапереходов при сбоях, вызванных логическими состязаниями сигналов,На чертеже приведена структурная 10схема устройства для обнаружения возникнования сбоев синхронизируемой,цифровой системы,Предлагаемое устройство для обнаружения возникновения сбоев содержит 15элемент ИЛИ-НЕ 1, узлы 2 контроля,блок 3 синхронизации контролируемойсистемы, блоки 4 контролируемой системы, два одноврибратора 5 и 6,двоичный счетчик 7, триггер 8, элементы И 9 и 10, первый элемент ИВЕ 11, второй элемент И-НЕ 12, блокиндикации 13, вход 14 синхронизацииузла 2 контроля, вход 15 управленияузла 2 контроля, информационный 25вход 16 узла 2 контроля, вход 17начальных установок узлов 2 контроля,выход 18 устройства, вход 19 начальной установки устройства,Предлагаемое устройство предназ- ЗОначено для обнаружения сбоев, возникающих, в частности, иэ-за логических состязаний в, цифровых синхронизируемых системах. Они в случае их критичности сопровождаются кратковремен ными изменениями выходных сигналовблоков во время действия синхроимпульса, т.е. выходной сигнал не остается неизменным во время действиясинхроимпульса, а изменяется либокак 1-0-1, либо 0-1-0. Принцип действия предлагаемого устройства основан на обнаружении таких переходови подсчете их числа.Устройство работает следующимобразом.Вначале работы по входу 17 начальной установки устройства все узлы 2контроля устанавливаются в начальноеположение. Счетчик сбрасывается в ну-уОлевое состояние. На прямом выходетриггера устанавливается "0", а наинверсном выходе и разрешающем входеЧ устанавливается "1", переводящаятриггер в открытое состояние. На вы- уходе элемента И-НЕ 11 устанавливается "1", на выходе элемента И-НЕ 12я счетном входе триггера устанавливается "О". Посредством элемента ИЛИНЕ 1 на всех входах 15 управления узлов 2 контроля устанавливаются сигналы "1".Если в цифровой системе нет сбоев, то устройство функционирует следующим образом.С блока 3 синхронизации контролируемой системы на один из рабочих блоков 5 контролируемой системы и на один из узлов 2 контроля поступает синхроимпульс. На выходе блока 4 Устанавливается сигнал "1" и ион пусть по переднему Фронту синхроимпульса. Это переключение в исправной системе происходит возможно с некоторой задержкой, но далее в процессе действия синхроимпульса изменения на выходе не происходит. Поступление синхроимпульса (уровень сигнала "1" на вход 14 синхронизации узла контроля вызывает появление. сигнала "1" на выходе элемента И 9, который переводит счетчик 7 в открытое состояние. По этой причине становится возможной реакция счетчика 7 на изменение сигнала на счетном входе, который подключен через элемент ИНЕ 11 и два одновибратора к информационному входу 16 узла 2 контроля. При исправном Функционировании блока 5 на счетном входе счетчика 7 присутствует сигнал 0", поскольку сигналы "1", поступающие на входы элемента И 10 с выходов одновибраторов 5 и 6 не появляются одновременно, так как один одновибратор выдает сигнал " 1" определенной длительности с по переключению сигнала на входе в "0". А так как длительность С сиг нала на вькодах одновибратора выбирается из зависимости Т Сс Т где- длительность синхросигнала, что достигается соответствующей настройкой одновибраторов путем подключения к соответствующим выводам конструкции элементов ЕС-цепочек, то при исправной работе блока 4 на вьмоде одной части сдвоенного одновибратора появляется сигнал "1" длительностью Гспри переключении вькода блока 4 по переднему Фронту синхросигнала, когда переключается сигнал на выходе блока 4, например из "1" в "0", а на другом в некоторый другой момент времени также при появлении передне3 76 го фронта синхроимпульса переключение из "0" в "1" возможно в следующем такте или через несколько тактов. воздействия синхроимпульсов, что зависит от логики работы блока 4,Таким образом, нормальные измене ния сигналов на выходе блока 4 при исправной работе, происходящие под действием тактирующих синхросигналов на счетный вход счетчика 7 не 1 О поступают, так как длительность синхросигналов намного больше длительности сигналов на выходах одновибраторов 5 и 6. Отсюда видно, что при отсутствии сбоев в цифровой сис теме состояние всех узлов 2 контроля не изменяется.При возникновении сбоя в цифровой системе с блока 3 синхронизации контролируемой цифровой системы на один 20 иэ рабочих блоков 4 и на один из уз-. лов 2 контроля поступает синхроимпульс, как и прежде. Но в этом слу" чае на выходе блока 4 сигнал не уста. навливается в однозначное состояние 25 по переднему фронту синхроимпульса, а изменяется от "0" к "1",либо наоборот, возможно многократно. При этом изменении сигналов из "0" в "1" пер- вый одновибратор 5 на своем выходе З 0 выдает сигнал "1" длительностью а при изменении сигнала из "1" в "0" другой одновибратор 5 выдает сигнал "1" длительностью То , при этом, поскольку сигналы сбоев появляются в виде "бросков" сигнала, или другими словами в виде игл и имеют как передний Фронт, так и срез, то сигналы " 1" с прямых выходов одновибраторов 5 и 6 перекрываются во времени, к на 40 время перекрытия на выходе элемента И 10 появляется сигнал "1" с длительностью, равной времени перекрытиясигналов "1" с прямых выходов одновибраторов. Сигнал " 1" поступает на д 5 счетный вход счетчика 7, который отсчитывает число переходов 0-1-0 либо 1-0-1, Первый такой переход вызывает появление "1" на одной из выходов счетчика (в младшем Разряде), 50 это вызывает переключение элемента . И-НЕ 11, и на его выходе появляется сигнал "0". С этого момента дальнейшие изменения состояния счетчика 8 332 4 при подсчете числа переходов, рассмотренных ранее, не могут изменить .состояние элемента И-НЕ 11, так как хотябы на одном из его входов присутствует сигнал "1" при любом состоянии счетчика 7 в режиме счета. С выходаэлемента И-НЕ 11 сигнал "0" поступает на первый вход элемента И-НЕ 12,однако переключения элемента И-НЕ 12не происходит, так как на втором еговходе присутствует сигнап "1" синхроимпульса. По этой причине триггер 8,вход которого соединен с выходомэлемента И-НЕ 12 не может переключиться и находится в начальном состоянии. Как только заканчивается синхро-импульс, что равносильно появлению сигнала "1" на входе 14 синхронизации узла 2 контроля, на выходе элемента И 9 появляется сигнал "0", который поступает на разрешаннций вход счетчика 7, в результате чего счетчик7 перестает реагировать на сигналы,поступающие на его счетный вход. Одновременно сигнал "0" со входа 14синхронизации узла 2 контроля поступает на второй вход элемента ИНЕ 12 и вызывает срабатывание триггера 8, на прямом его выходе появляется сигнал "1", а на инверсном -"0". Так как инверсный выход триггера 8 соединен с его управляющимвходом Ч, то триггер переходит взакрытое состояние и перестает реагировать на сигналы, поступающиена его вход Т. Сигнал "1" с прямоговыхода триггера 8 поступает на соответствующий вход элемента ИЛИ-НЕ 1и вызывает его переключение, приэтом сигнал "0" с его выхода поступает на вход 15 управления узлов 2контроля. На выходах элементов И 9 устанавливается сигнал "0", которыйпоступает на управляющие входы счетчиков 7, в результате чего они перестают реагировать на сигналы, поступающие на их счетные входы. Состоя 1 ния счетчиков 7 отображают блоки индикации 13.С выхода 18 устройства сигнал овозникновении сбоя может передавать:ся в блок управления цифровой системой для Фиксации такта, на которомпроизошел сбой.1176332 бручар. каз 6846 Тирам 709 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Иосква, И, Раушская наб., д. 4/5