Устройство для диагностики цифровых узлов

союз советскихсоциАлистичесниРЕСПУБЛИК А дд СД 9 й 31 28 д 5 госуаАРственнцй комитет сссРпо делАм изоБРетений и ОТНРытий АНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(72) Е,И,Николаев и Е.З.Храпко 1 (53) 684. 326 (088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 441532, кл. 6 01 Р 31/28, 1974.2. Авторское свидетельство СССР 9 708269, кл, О 01 Й 31/28, 1978 (прототип) .(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛИ ДИАГНОСТИКИ ЦИФРОВЫХ УЗЛОВ, содеРжащее пеР- вый блок индикации, зонд, соединенный входом с клеммой для подключения вывода диагносюируемого цифрового узла, блок контроля, соединенный первыми выходами и первыми входами соответственно с клеммами для под-, ключения входов и выходов диагностируемого цифрового узла, блок управчения и блок сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повиаения достоверности результатов диагностики и быстродействия устройства, в него введены элемент эадерж" ки, счетчик, дешифратор, мультиплексор, вторые блоки индикации, каждый из блоков индикации содержит переключатели, элементы индикации и первый элемент ИЛИ, причем первый выход блока управления соединен с вторым входом блока контроля и со счетным входом счетчика, соединенного выходами с входами дешифратора, установочным входом с вторым жюходом блока управления и с третьим ."ходом блока контроля, соединенного вторым выходом с первым входом блока управления вторый вход которого соединен с пер" ,вым выходом блока сравнения, соединенного первым входом с выходом зонда, вторым выходом непосредственно с третьим входом блока управления, а через элемент задержки с четвертым входом блока управления, соединенного третьими выходами с первыми входами мультиплексора, соединенного выходом с вторым входом блока сравнения, вторыми входами с выходами соответствующих первых элементов ИЛИ, выходЫ дешифратора соединены с входами одноименных переключателей каждого из блоков индикации, выходы переключателей со динены с входами соответствующих элементов индикации и с соответствую. щими входами первого элемента ИЛИ данного блока индикации,1071979 2Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит элемент И, соединенный первым и вторым входами с одноименными входами блока, первый гене" ратор одиночных импульсов, соединенный выходом с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного соответственно вторым входом и выходом с третьим входом и первым выходом блока, четвертый вход которого соеИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики неисправйостей цифровых узлов.Известно устройство для обнаружения неисправностей в логических схемах, содержащее счетчик, выход которого соединены с блоком регистрации, эталонным блоком и контролируемым блоком, соединяемым своими выходами О с соответствующими входами блока .регистрации и блока сравнения, вторые входы которого подключены к выходам эталонного блока,- а выходы к блока индикации и регистрации 113,Однако устройство имеет ограниченную область применения, так как не может быть использовано при диагностике неисправностей цифровых узлов.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля интегральных микросхем, входящих в состав диагностируемого цифрового узла, содержащее зонд, соединенный входом с клеммой для подключения вывода контролируемой микросхеьь, блок контроля, соединенный первыми выходами и первыми входами с клеммами для подключения входов и выходов диагностируемого цифрового узла, блок управления и блок сравнения 23.Недостатками известного устройства являются недостаточная достоверность результатов диагностики и низкое быстродействие. Недостаточная 35 достоверность результатов диагностики обусловлена тем, что при контроле микросхем, находящихся на пути от неправильно функционирующего выхода цифрового узла до места неисправности используются эталонные микросхеьи, полная гарантия работоспособности которых отсутствует.Низкое быстродействие определяется необходимостью замены эталонных микросхем при смене типов контролируемых микросхем, находящихся на пудинен с первым входом третьего зле .мента ИЛИ, соединенного вторым входом с выходом элемента И, третьимвходом с выходом второго генератораодиночных импульсов, выходом с вторым выходом блока, соединенного третьими выходами с выходами дополнительного счетчика, первый и второйвходы которого соединены с выходамитретьего и четвертого генератороводиночных импульсов,соответственно. 2ти поиска неисправности, а такжесущественными затратами времени наприем и запись информации по каждому выводу каждой микросхемы на всехсловах текста в процессе записидиагностической информации,Цель изобретения - повышение достоверности результатов диагностики и быстродействия устройства,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для диагностики цифровых узлов, содержащее первый блок индикации, зонд, соединенныи входом с клеммой для подключения вывода диагностируемого цифрового узла, блок контроля, соединенный первыми выходами и первыми входамн соответственно с клеммами для подключения входов и выходов диагностируемого цифрового узла, блок управления и блок сравне ни я, введены элемент з адержки, счетчик, дешифратор, мультиплексор и вторые блоки индикации, каждый из блоков индикации содержит переключатели, элементы индикации и первый элемент ИЛИ, причем первый выход блока управления соединен с вторым входом блока контроля и со счетным входом счетчика, соединенного выходами с входами дешифратора, установочным входом с вторым выходом блока управления и с третьим входом блока контроля, соединенного вторым выходом с первым входом блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом блока сравнения, соединенного первым входом с выходом зонда, вторым выходом непосредственно с третьим входом блока управления, а через элемент задержки с четвертым входом блока управления, соединенного третьими выходами с первыми входами мультиплексора, соединенного выходом с вторым входом блока сравнения, вторыми входами с выходами соответствующих первых элементов ИЛИ, выходы дешифратора соединены с вхо 1071979дами одноименных переключателей,каждого из блоков индикации, выходыпереключателей соединены с входамисоответствующих элеменТов индикации и с соответствующими входамипервого элемента ИЛИ данного блокаиндикации.Цуоме того, блок управления содержит элемент И, соединенный первым и вторым входами с одноименнымивходами блока, перный генератор одиночных импульсов, соединенный выходом с перным входом второго элемента ИЛИ, соединенного соответственновторым входом и выходом с третьимвходом и первым выходом блока, четвертый вход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ,соединенного вторым входом с выходом элемента И, третьим входом сныходом второго генератора одиночных импульсов, выходом с вторым выходом блока, соединенного третьимивыходами с ныходами дополнительногосчетчика., первый и второй входы ко-.торого соединены с выходами третьего и четвертого генераторов одиночных импульсов соответственно .На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока упрааяения. 30Устройство для диагностики цифрового узла 1, ныполненного на микросхемах 2, содержит блок 3 контро"ля, блок 4 управления, зонд 5,счетчик 6, дешифратор 7, мультиплексор 8, блок 9 сравнения, элементзадержки 10, и переключатели 11=1 - 11=в, элементы 12= 1 - 12=гпиндикации, элементы ИЛИ 13, образующие первый 14=1 и вторые 14=2 - 14=иблоки индикации.40Блок 4 управления содержит элемент 15 И, второй 16 и третий 17элементы ИЛИ, дополнительный счетчик 18, первый 19, второй 20, тре"тий 21 и четвертый 22 генераторы 45одиночных импульсов.Выход зонда 5 соединен с клеммойдпя подключения вывода диагностируемого цифрового узла 1, блок 3 контроля соединен первыми выходами и пер нымивходами соответственно с клеммами для подключения входов и выходов диагностируемого цифрового узла,первый вход блока 4 управления соединен с вторим входом блока 3 контро"55ля и со счетным входом счетчика 6,соединенного выходами с входамидешифратора 7, установочным входЬмс вторым выходом блока 4 управленияи с третьим входом блока 3 контроля, 60соединенного вторым выходом с первымвходом блока 4 управления, второйвход которого соединен с первым выходом блока 9 сравнения, соединенногопервым входом с ныходом зонда 5, вторым выходом непосредственно с третьим входом блока 4 управления, а через элемент 10 задержки - с четвертым входом блока 4 Управления, соединенного третьими выходами с первыми входами мультиплексора 8, соединенного выходом с нторым входом блока 9 сравнения, вторыми входами - свыходамисоответствующих первыхэлементов ИЛИ 13, выходы дешифратора 7 соединены с входами одноименных переключателей 11=1 - 11=е каждого иэ блоков 14=1 - 14=п индикации, аыходы которых соединены с входами соответствующих элемент.тов 12:1 - 12=а индикации и с соответствующими входами первого элемента 13 ИЛИ данного 1-того блока индикации 14:1.В блоке 4 управления первый ивторой входы элемента И 15 соединены с одноименными нходами блокаВыход первого генератора 19 одиночных импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 16, соединенного соответственно вторым входоми выходом с третьим входом и первымвыходом блока 4, четвертый вход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ 17, соединенноговторым входом с выходом элемента И 15, третьим входом - с выходомвторого генератора 2 0 одиночныхимпульсов, выходом - с вторым входом блока 4, соединенного третьимивыходами с выходами дополнительного счетчика 18, первый и второйвхода которого соединены с выходами третьего 2 1 и четвертого 22 генераторов одиночных импульсов соответственно.Устройство работает следующим образом.На первом этапе работы зонд 5 неподключается. При этом, на входблока 9 с зонда 5 поступает нулевойсигнал, блок 9 нсегда ныдает сигналсравнения на элемент И 15 и осуществ.ляется контроль циФрового узла 1 спомощью блока 3 контроля и блока 4 Управления.Сигналом с генератора 19 блока 4устанавливают блок 3 контроля в исходное состояние, затем сигналом сгенератора 20 блока 4 задают первыйтест, поступающий на входы контролируемого узла 1. Блок контроля 3сравнивает информацию с выходов узла 1 с эталонной информацией и в слу. чае равенства нырабатывает сигналфСравнениеф, который поступает вблок 4 на элемент И 15 для выработки команды на задание второго теста. Реакция контролируемого цифрового узла 1 повторно сравнивается с эталонной и по сигналу Сраннениеф осуществляется переход к следую 1071979щему тесту и т.д, до тех пор, пока выходная информация не сравнится с эталонной, В этом случае блок 4 невырабатывает сигнал 1 ф Сравнение ф и происходит остановка программы контроля на тесте, в котором впервые проявилась неисправность .По информации контрольного теста, на котором произошел останов, определяют список подозреваемых в отказе микросхем 2. Этот список может включать несколько микросхем 2, так как обычно объем контролирующей про" граммы цифрового узла 1 рассчитан только на обнаружение неисправностей, на не на их диагностику, 15Для точного определения места неисправности на втором этапе работы устройства с помощью однотактного зонда 5 последовательно снимают диаграммы переключений с каждого из вы О водов подозреваемых в отказе микросхем , запоминают их на переключателях 11 = + - 11=я и индицируют с помощьд элементов 12. Переключатели 11=1 - 11:ъ каждого из блоко в 14 =1 - 14 = и з апоми н ают со стояния одного из выводов микросхем 2 на всех м словах теста. Число блоков 14=1 - 14=п определяется числом выводов микросхем, , состояния кото рых необходимо запомнить.В результате анализа сигналов на выходах подозреваемг микросхем 2 при соответствуюших входных воздействиях делают заключение об исправности или неиспра;ности данной микро схемыЗапись диаграммы переключений на блоках 14=1 - 14=п индикаторов начинают с контактирования зондом 5 к первому выводу подозреваемой в отказе микросхемы 2 и подачи информации с этого вывода на первый вход блока 9 сравнения. Блок 4 управления, задавая с помощью генератора 21 и счетчика 10 управляющие сигналы на мультиплексор 8 подключает второй вход блока 9 сравнения к выходу блока 14 1.В исходном состоянии переключатели 11=1 - 11=я в блоке 14:1 находятся в нулевом сос тоянии, при котором соответствующие . элементы 12 .не горят, а при приходе единичного сигнала опроса от дешифратора он на вход элемента ИЛИ 13 не проходит, Сигнал с блока 4 управле ния устанавливает блок 3 контроля и счетчик б в исходное состояние, Сигнал с генератора 22 сбрасывает счетчик 18 в исходное состояние по сигналу запуска с блока 4 блок 3 бО задает первый тест на циФровой узел 1, при,этом счетчик б с помощью дешифратора 7 выбирает переключатели 11=1 всех блоков 14"-1 14%, Блок 3 контроля вырабатывает сигнал Сравнениеи задает его на первый вход элемента И 15, но разрешение на вывод следующего теста формируется в блоке 4 только в том случае, если на второй вход элемента И 15 блока 4 управления приходит сигнал ф Сравнениес блока 9 сравнения. Сигнал сравнения на выходе блока 9 образуется в том случае, если информация на контролируемом выводе микросхемы 2 совпадения с информацией на выбранном в данный момент переключателе 11=1 блока 14:=1 . Если логический уровень информации на выводе микросхемы 2 в первом тесте равен нулю, то на блоке 9 сравнения он сравнивается с нулевым уровнем, задаваемым пере" ключателем 11-"1 блока 14=1, который поступает на второй вход блока 9 сравнения через элемент ИЛИ 13 блока 14-:1 и первый вход мультиплексора 8. По команде блока 4 управления осуществляется переход к второму тесту, С блока 3 контроля задается второй тест, счетчик б устанавливает. ся в следующее состояние, в результате чего дешифратор 7 выбирает переключатель 11=2 блока 14 =1., Нулевой уровень переключателя 11-.2 через элемент ИЛИ 13 и мультиплексор 8 пос. тупает на один из входов блока 9 сравнения, на другой вход которого поступает через зонд 5 информация с вывода микросхемы 2, Если логический уровень на выводе микросхемы 2 равен нулю, то блок 9 сравнения вырабатывает сигнал, по которому блок 4 управления осуществляем переход к третьему тестуЕсли логический уровень на выводе микросхемы 2 равен единице, то возникает сигналНесравнение , который, поступая на элемент 16 ИЛИ в блок 4 управления, приводит блок 3 в исходное сос. тояние, а пройдя элемент 10 задержки, через. элемент ИЛИ 17 осуществляет перезапуск блока 3. Для того, чтобы устройство перешло к реализации третьего теста, необходимо установить переключатель 11=2 блока 14=1в единичное положение, в результате чего при повтором приходе сигналаопроса от дешифратора 7 на переключатель 11=2, этот переключатель вы" дает через элемент ИЛИ 13 блока 14=1и мультиплексор 8, единичный сигнална блок 9 сравнения, который разрешает переход к кодам следующего теста.ФПо мере продвижения по тестпро-грамме до последнего теста на пере"ключателях 11=1 - 11=м записывается,а на элементах 12=1 - 12 а 1 ъ блока 14=1 индицируется диаграмма переключений на первом выводе микросхемы 2.1071979 Составитель В. ДворкинРедактор А.Шандор Техред О.йеце Корректор етник" 118/38 ТиВНИИПИ ГоеУдпо делам113035, Москва,аж 711 Подписирственного комитета СССРзобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. а е 4/ лиал ППП ф ф Патент ф ф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 После этого зонд 5 переставляют на второй вывод микросхемы 2, со счетчика 18 блока 4 управления включением генератора 21 задают, следую ф. щий код для управления мультиплексором 8, который подключает один из 5 входов блока 9 сравнения блоку 14=2, в котором осуществляется запись диаграмма переключений второго вывода микросхеж и т.д., в каждом блоке .14=1 - 14:и на переключателях 10 11=1 - 11=в оказывается записанной информация о состояниях каждого ив выводов микросхемы 2, которая индицируется элементами 12=1 - 12=а., 15Оператор, занимающийся поиском неисправности по индикаторам 42=1 12=в судит о логических состояниях на выводах всех микросхем на всех словах теста и сравнения их с эталонО ными заданными, например, таблично, определяет с использованием электрической схемы цифрового узла 1 путь поиска неисправности и отказавшую микросхему.Таким образом, введение счетчика б, дешифратора 7, мультиплексора 8, элемента 10 задержки, переключателей 11=1 - 11-"п, элементов 12=1 12: индикации, элементов ИЛИ 13, блоков 14=1 - 14 ю индикации позволяет о.существлять поиск неисправностей цифрового узла 1 без использования эталонных микросхем, что повысило достоверность диагностики и повысило быстродействие устройства из-за отсутствия необходимости замены эталонных микросхем.В связи с тем, что в среднем половина переключателей 11=1 - 11=ж уже перед началом работы устройства находится в состоянии соответствующем реальным состояниям выводов микросхем, отсутствует необходимость записи этих состояний в блоках14=1 - 14=0, что также повышает быстродействие устройства.