Устройство для контроля согласован-ного abtomata

Сфез Севетсиии Сециалистическик РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ щ 807307(22) Заявлено 030778 (21) 2640039/18-24 рцм3С 06 Г 11/30 6 06 Р 15/46 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делим изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описаний 230281 КОНТРОЛЯ СОРЛАСОВАННОГАВТОМАТА(54) УСТРОЙСТВ локализации онального блоонтролируемых в абочем евычистной ав я обнар авносте работаюскгна литожев лов,Согласованный автомат представляет собой такое устройство, котороефункционирует в соответствии с принципом,"запрос-ответ".и имеет, помимо информационных входов и выходов,вход сигнала запроса и выход скгнала ответа. На каждое изменение входного сигнала "запрос" автомат, после завершения в нем переходных процессов, отвечает изменением сигнала"ответе, если на вход сигнала запроса подать последовательность синхрон-,ных сигналов, то сигнал ответа может 20быть эффективно использован в целяхконтроля исправности такого автомата. Однако схемы устройств контролясогласованных автоматов, работакщкх, от источника синхросигналов, неизвестны.Известно устройство для контроля синхронных и асинхронных схемвычислительной техники и дискретнойавтоматики, предназначенное для опе ишком я иИзобретение относится к ельной технике и дискре атике и предназначено дл ия и локализации неиспр огласованных автоматах, от источника синхронных ративного обнаружения и(с точностью до .Функцика) неисправностей в ксхемах или автоматах, р р жиме )11.Известно устройство для контроля .автоматов, построенное иэ функциональных блоков, состоящее иэ схем обнаружения неисправностей в блоках, каждая из которых содержит контролирующий автомат и блок сравнения. Входы блока сравнения соединяют с выходами контролирующего автомата и с выходами или входами контролируемого блока, в зависимости от того, по какому принципу построен контролирующий автомат. Выход блока сравнения обычно стробируют синхросигналом опроса к соединяют со входом триггера Фиксации неисправности, выход которого подключают к шине сигнала индикации нексправности блока.Наибольшая эффективность контроля (в смысле обнаружения возможных неисправностей) достигается, если контролирующий автомат схемы обнаружения неисправностей является дубликатом контролируемого блока, Дублирование блока приводит к слбольшому расходу оборудовани кухудшению надежности контролируемых 4 ИЛИ-НЕ, с выходом элемента 2 И-ЗИЛИ- схем, поэтому оно не нашло широкого НЕ и с входами опроса блоков сравнения, а выход элемента ИИЛИ-НЕ подСложность контролирующих автома- ключен к девятому входу элемента. тов обычно уменьшают либо за счет ИИЛИ-НЕ и к четвертому, пятому и использования специфики контролируе шестому входам элемента 2 И-ЗИЛИ-НЕ. мых блоков, либо за счет введения На чертеже представлена блок-схеизбыточности в последние (например, ма предлагаемого устройства. для формирования контрольных симво- устройство содержит элементы НЕ 1, лов при организации контроля по мо- ИИЛИ-НЕ 2, ИИЛИ-НЕ 3 и 2 И-ЗИЛИ- дулю) ( 21. НЕ 4, блоки 5 и б сравнения, сннхроОднако снижению сложности конт- низирующий вход 7 устройства, второлирующих автоматов (по сравнению рой 8 и третий 82 информационные с дублированием) приводит к уменьше- входы устройства, установочный нию доли обнаруживаемых неисправнос- вход 9 устройства, управляющий витей, т.е. к снижению эффективности ход 10 устройства (для запроса автомаконтроля. 15 та), первые сигнальные выходы 11 иНаиболее близким по технической 11 устройства, первые информационсущности к предлагаемому является ные входы 12(, 12, 131 и 132 устрой- устройство Для контроля произвольно- ства и второй сигнальный выход 14 го автомата, построенного из функ- устройства, причем элементы 3 и 4 обциональных блоков, которое содеРжит 20 разуют триггер 15 фиксации неисправтриггер фиксации неисправности авто- ,ностей, элементы 1 и 2 - дополнительмата с выходом, подключенным к шине ный триггер 1 б, а блоки 5 и б пред- сигнала индикации неисправности ав- ставляют собой сумматоры по модулю 2. томата, и по одной схеме обнаружения Устройство подключается к конт- неисправности на каждый блок. Каж ролируемому автомату следующим обрагдая схема обнаружения неисправности зом. Выход соединяется со входом содержит блок сравнения, входы ко- сигнала запроса автомата. Выход сигторого имеют соединения с входными нала ответа автомата подключается ко шинами и с шиной сигнала опроса, а входу 82, а выход инверсного сигнаее выход подключен к шине сигнала ла ответа - ко входу 81Если авто- индикации неисправности соответствую- мат не имеет выхода инверсного сигщего блока 3 .нала ответа, то необходимо ввестиНедостатком этого устройства яв- дополнительный инвертор, вход кото- ляется большой расход оборудованиярого соединяется с выходом сигнала и низкая эффективность контроля. ответа, а выход - со входом 8 .цель изобретения - повышение дос- Входные шины каждого блока сравтоверности результатов контроля и нения (на чертеже входы 121, 12, упрощение устройства. 134 и 132) соединяются со входом сигцель достигается тем, что в уст- нала запроса и выходом сигнала отверойство для контроля согласованного та соответствующего функционального автомата, содержащее блоки сравне блока контролируемого автомата. В ния, информационные входы которых общем случае Функциональный блок подключены к первым информационным может быть снабжен несколькими вховходам устройства, а выходы - к пер- дами сигналов запроса и несколькими вым сигнальным выходам устройства, выходами сигналов ответа. Блок сравэлемент ИИЛИ-НЕ и элемент 2 И-ЗИЛИ нения для такого блока должен иметь НЕ, подсоединенный выходом ко второ- по одной паре входов сравниваемых му сигнальному выходу устройства, сигналов на каждую пару сигналов введены элемент ИИЛИ-НЕ и элемент "запрос-ответ" и может быть построен НЕ, выход которого соединен с управ- как схема свертки по модулю 2. ляющим выходом устройства и с пер Вход 7 подключается к выходу исвым, вторым и третьим входами эле- точника синхросигналов, выход 14 . мента ИИЛИ-НЕ, а вход - с выходом ко входу индикатора неисправности элемента ИИЛИ-НЕ и с первыми вхо- автомата, а выходы 11 и 11 - ко даии элементов ИИЛИ-НЕ и 2 И- ЗИЛИ- . входам индикаторов неисправности со- НЕ, вторые входы которых подключе- ответствующих блоков. Вход 9 являетны ко второму информационному входу55ся входом сигнала начальной установустройства, а третьи входы - к чет- ки триггера 15 и подключается к вывертому и пятому входам элемента ходу элемента, управляющего началь- ИИЛИ-НЕ и к синхронизирующему вхо- ной установкой. ду устройства, подсоединенного тре- Устройство и контролируемый им тьим информационным входом к шесто" 60 согласованный автомат совместно раму и седьмому входам элемента ИИЛИ- ботают следующим образом. НЕ а установочным входом - к чет- Средством реализации согласованУвертому и пятому входам элемента ного автомата является апериодичес- ИИЛИ-НЕ, шестой вход которого сое- кая схемотехника (в литературе апединен с восьмым входом элемента и, риодические схемы часто называют"схемами, не зависящими от скорости" или схемами Маллера). Известно, что работа апериодического автомата не зависит от величин задержек элементов, из которых он построен, и всегда после изменения сигнала запроса 5 переходный процесс в исправном автомате заканчивается изменением сигнала ответа. Выход из строя любого элемента схемы равносилен увеличению задержки этого элемента до бесконечности, что приводит к незавершению переходного процесса и исключает возможность неправильного срабатывания,автомата.Если на вход сигнала запроса апериодического автомата поступают синх росигналы, длительности каждой фазы . которых заведомо превышают нормальные длительности переходных процессов в автомате, то незавершение переходного процесса за интервал вре- я мени между двумя изменениями синхросигнала говорит о неисправности автомата. Факт незавершения переходного процесса в автомате обнаружива; ется по сигналам на входах сигнала ответа автомата и его блоков.Перед началом работы триггер .15 устанавливается в состояние О, соответствующее исправному автомату. В этом состоянии выход элемента 3 равен 1, а элемента 4 - О. Начальная установка триггера 15 выполняется однократно с помощью сигнала НУ=О (вход 9), а затем НУ переводится в состояние 1 и сохраняется в нем в течение всего времени работы.После начальной установки по входу 7 начинают поступать синхросигналы СИ. Пусть в некоторый момент времени триггер 16 находится в состоянии О, которому соответствуют 0 4 ц на выходе элемента 1 и 1 на выходе элемента 2, СИ=О и инверсный сигнал ответа автомата на входе 84 равен 1. Тогда, при поступлении положительного импульса СИ, триггер 16 пере ключается в состояние 1 и изменение сигнала на выходе 10 из О в 1 запускает автомат в работу. После окоича- ния переходного процесса в автомате сигнал на входе 8 становится равным О, Затем исчезновение СИ.приводит к переключению триггера 16 в состояние О, В ответ на появление О на выходе 10 автомат изменяет из 0 в 1 эначенйе сигнала на входе 8 . Далее СИ снова принимает положительное значение и т,д,Если контролируемый автомат исправен, то синхросигнал каждый раз изменяет свое значение после окончания переходного процесса в конт- щ ролируемом автомате. Если же в результате каких-либо причин этот переходный процесс затягивается, то синхросигнал изменит свое значение раньае, чем сигнал на входе 8, и это д изменение не вызовет переключениятриггера 16. В этом случае должнабыть зафиксирована неисправность автомата,Триггер 15 переключается из состояния 0 в состояние 1, соответствующее неисправному автомату, в двухслучаях, если автомат не успел отработать на СИ=1, и если автомат неуспел отработать на СИ=О. В первомслучае выход элемента 2 и сигнална входе 8 равны О, и при измененииСИ из 1 в 0 выход элемента 4 пере.ключается из 0 в 1, а затем выходэлемента 3 - из 1 в О. Во втором -сигнал на входе 8 и сигнал на выходе элемента 2 равны 1, и изменение СИ из О в 1 вызывает сначалапереключение из 1 в 0 выхода элемента 3, а затем изменение выхода элемента 4 из 0 в 1.После перехода триггера 15 изсостояния 0 в состояние 1 триггер16 становится нечувствительным к изменению сигналов на его входах 7 и8 и сохраняет состояние, соответствующее тому значению СИ, при котором возникла неисправность автомата.Триггер 15 может быть переведен изсостояния 1 в состояние 0 только спомощью сигнала начальной установкиНУ=О,Сигнал, равный 1, на выходе элемента 4 вызывает срабатывание индикатора неисправности контролируемогоавтомата и опрашивает блоки сравнения. Если неисправность произошлав некотором функциональном блоке ав",томата, то для этого блока не совпадают значения какой-либо пары сигналов запроса и ответа. Поэтому сигнал на выходе блока сравнения, соответствующий этому блоку, станетравным 1 и вызовет срабатывание соответствующего индикатора неисправности.По оборудованию схема устройстванесоизмеримо меньше устройства (3),так как в нем отсутствуют контролирующие автоматы схем обнаружения неисправностей в блоках, составляющиеосновной объем контрольного оборудования, проще блоки сравнения, поскольку они имеют меньшее число входовсравниваемых сигналов, а кроме того,нет необходимости в триггерах фиксации неисправности блоков контролируемого автомата, так как состояние неисправности сохраняется самимблоком за счет останова автомата приее возникновении,Предложенное устройство для контроля согласованных автоматов, построенных по апериодическому принципу,обнаруживает и локализует с точностью до функционального блока отказылюбой кратности, типапостоянныйноль или постоянная единица на выходах элементов, из которых построенчев ктор М. Коста Тираж 756 дарственного комитета изобретений и открытиЖ, Раушская наб. каз 293/74 ВНИИПИ Го по делам 113035, Москодписное4/5 я, 4 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Про автомат. Отказы такого типа могутвозникать как при выходе из строясамих элементов, так и при обрывахи перемыканиях шин монтажа. Отказы,связанные с увеличением задержекнапример в результате старения иликлиматических воздействий, схематолько обнаруживает. Локализациятаких отказов требует введения триггеров Фиксации неисправности блоков.Известные устройства контроля могутобеспечить такую же эффективностьобнаружения и локализации неисправностей,как и предлагаемое изобрете.ние, лишь при использованиипринципа дублирования, в результате применения которого контрольное оборудование превышает оборудование контролируемых автоматов. Формула изобретения 20 Устройство для контроля согласованного автомата,. содержащее блоки сравнения, информационные входы которых подключены к первым информационным входам устройства, а выходы - к первым сигнальным выходам уСтройства, элемент ИИЛИ-НЕ и элемент 2 И-ЗИЛИ-НЕ, подсоединенный выходом ко второму сигнальному выходу устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля и упрощения устройства, в него введены элемент ИИЛИ-НЕ и элемент НЕ, выход которого соединен с управляющим выходом устройства и с первым, вторым и третьим входами элемента ИИЛИ-НЕ, а вход - с выходом элемента ИИЛИ-НЕ и с первыми входами элементов ИИЛИ-НЕ и 2 ИЗИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены ко второму информационному входу устройства, а третьи входы - к четвертому и пятому входам элемента ИИЛИ-НЕ и к синхронизирующему входу устройства, подсоединенного третьим информационным входом к шестому и седьмому входам элемента ИИЛИ-НЕ, а установочным входом - к четвертому и пятому входам элемента ИИЛИ-НЕ, шестой вход которого соединен с восььым входом элемента ИИЛИ-НЕ, с выходом элемента 2 И-ЗИЛИ-НЕ и с входами опроса блоков сравнения, а выход элемента ИИЛИ-НЕ подключен к девятому входу элемента ИИЛИ-НЕ и к четвертому, пятому и шестому входам элемента 2 И-ЗИЛИ-НЕ.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Астановский А.Г. и др. Апериадические автоматы. М., "Наука", 1976, с. 15-492. Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. М., "Мир", 1972, с. 12-20.3. Путинцев Н.Д. Аппаратный контроль управляющих цифровых вычислительных машин. М., "Сов. радио", 1966, с. 362-391.