Устройство непрерывного тестового диагностирования линейных цифровых систем

(71) Ленинградский ордена Ленинаэлектротехнический институтим. В. И. Ульянова (Ленина)(56 ) 1. Патент США У 4049957,кл. 6 06 Р 11/26, опублик. 980.2. Авторское свидетельство СССРУ 983710 кле б 06 Р 1 1/26 1981( прототип ),(54),(57) УСТРОЙСТВО НЕПРЕРЫВНОГОТЕСТОВОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЛИНЕЙНЫХЦИФРОВЫХ СИСТЕМ, содержащее генератор тестовых воздействий, блок хранения эталонных реакций, первый ивторой блоки суммирования, первый ивторой блоки вычитания и блок сравнения, причем первый и второй информационные входы первого блока суммирования и первого. блока вычитаниясоединены соответственно с информационным входом устройства и выходомгенератора тестовых воздействий, аих выходы - соответственнс с первыми вторым информационными входами -пиагностируемых систем, синхрониэирующий и установочный входы устройства соединены с соответствующими входами гиагностируемых систем, генератора тестовых воздействий и блока хранения эталонных реакций, первые информационные входы второго блока вычитания и второго блока суммирования соединены с соответствующими выходами диагностируемых систем, выход блока сравнения является выходом сигнала ошибки устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности непрерывного диагностирования, в него введены первый и второй формирователи контрольных разрядов, причем вход первого формирователя контрольных разрядов соединен с вторым информационным входом второго блока вычитания и с выходом блока хранения эталонных реакций, выход первого формирователя контрольных разрядов соединен с вторым информационным входом , второго блока суммирования, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя контрольных разрядов, выход второго блока вычитания соединен с входом второго формирователя контрольных разрядов и являетсявыходом реакций на входные воздействия устройства.9 густройств тестового диагностирования, и содержащее генератор тестовых воздействий и эталонных реакций, блок сравнения, сумматоры, блоки вычитаг,Р ния, блоки умножения на 2 , объект диагностирования, состоящий из двух идентичных линейных систем, информационный, синхронизирующий и установочный входы устройства, информа,Ационные выходы и входы для подключения диагностируемых,систем, выход реакции устройства на входные воздействия и выход сигнала ошибки устройства 1 21.Основными недостатками прототипа являются следующие.Однако известчое устройство непригодно для непрерывного тестового диагностирования линейных в поле вычетов по мсдулю два цифровых систем из-за отсутствия разницы между суммированием и вычитанием в этом поле. Кроме того, для осуществления непрерывного тестового диагностирования требуется наличие у объекта диагностирования значительной аппаратурной избыточности (непрерывному тестовому диагностированию подлежат лишь дублированные системы). Введение большой избыточности в исходную линейную цифровую систему с целью обеспечения ее непрерывного тестового диагностирования приводит х значительному снижению ее надежности.Цель изобретения - повышение точности непрерывного диагностирования с одновременным расширением функциональных возможностей устройства путем обеспечения диагностирования цифровых систем, линейных в поле вычетов.по модулю два, а также систем, обладающих избыточностью меньшей, чем дублированные системы.6 Поставленная цель достигается тем, что в устройство непрерывного тестового диагностирования линейных цифровых систем, содержащее генератор тестовых воздействий, блок хранения эталонных реакций, первый и второй блоки суммирования, первый и второй блоки вычитания и блок сравнения, причем первый и второй информационные входы первого блока суммирования и первого блока вычитания соединены соответственно с информационным входом устройства и выходом генератора тестовых воздействий, а их выходы- соответственно с первым и вторым инНаиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство непрерывного тестового диагностирования линейных динамических систем, позволяющее повысить точность диагностирования линейных систем по сравнению с устройствами 55 функционального диагностирования и исключить перерывы в работе объекта диагностирования характерные для 1 116332"Изобретение относится к вычислительной технике.Известны устройства тестового диагностирования, содержащие генератор тестовых воздействий, блок эталонов и блок сравнения. Испытательные сигналы с выхода генератора тестовых воздействий поступают на вход диагностируемого устройства, а сигналы эталонных реакций - на блок сравнения 10 где устанавливается идентичность или различие их с фактическими реакциями диагностируемого устройства Г 1 .Недостатками таких устройств являются необходимость наличия перерывов в работе диагностируемого устройства и невозможность диагностирования в,рабочем режиме.Для диагностирования в рабочем режиме используются устройства функционального диагностирования, состоящие из основного устройства, вспомогательного устройства и решающего органа, вырабатывающего сигнал ошибки при несоответствии выходных векторов основного и вспомогательного устройств, имеющем место в случае возник" новения дефектов из заданного класса. В большинстве случаев вспомогательное устройство является более простым (по аппаратурным затратам) по сравнению с основным (диагностируемым) устройством и лишь в некоторых (неблагоприятных) частных случаев является дублем основного 11Недостаток устройств функциональ- З 5 ного диагностирования заключается в необнаружении таких дефектов в такте их возникновения, которые не приводят к искажению выходного вектора40 в данном такте. В результате может произойти накопление своевременно не обнаруженных дефехтов, обнаруживающая способность устройства функционального диагностирования будет45 превышена и искажение выходного сигнала основного устройства обнаружено не будет,формационными входами диагностируеьнх систем, синхронизирующий и установочный входы устройства соединеныс соответствующими входами диагноатируемых систем, генератора тестовыхвоздействий и блока хранения эталонных реакций, первые информационныевходы второго блока вычитания и второго блока суммирования соединены ссоответствующими выходами диагностируемых систем, выход блока сравненияявляется выходом сигнала ошибки устройства, введены первый и второй формирователи контрольных разрядов, причем вход первого формирователя контрольных разрядов соединен с вторыминформационным входом второго блокавычитания и с выходом блока храненияэталонных реакций, выход первого формирователя контрольных разрядов соединен с вторым информационным входомвторого блока суммирования, выходкоторого подключен к первому входублока сравнения, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя контрольных разрядов, выходвторого блока вычитания соединен свходом второго формирователя контрольных разрядов и является выходом реакций на входные воздействия устройства,каждый из них может быть реализованна 2 комбинационных сумматорах по заданному модулю, где 1 - размерность(число компонент )выходного вектора5 вспомогательной цифровой системы 9,чЕсли в векторе выхода основноицифровой системы 8 требуется обнаружение однократной ошибки, то Х = 1,формирователь 1 О (11) контрольных10 разрядов - комбинационный сумматор счислом входов, равным размерностивыходного вектора основной цифровойсистемы 8, Блоки 2, 4 и 3, 5 являются асинхронными безынерционными уст 15 ойствами покомпонентного суммироварния (2, 4) и вычитания (3, 5) по заданному модулю, Такие блоки для цифровых систем могут быть реализованына комбинационных сумматорах, работа 20 ющих в прямом и дополнительном кодах.Устройство работает следующим образом,В начальный момент времени навход 14 устройства подается сигнал25 начальной установки, который, поступая на установочные входы генератора1 тестовых воздействий, блока 23 хранения эталонных реакций на вход 19диагностируемых систем, осуществляет30 начальную установку генератора 1 тестовых воздействий, блока 23 храненияэталонных реакций, основной 8 и вспомогательной 9 цифровых систем так,что выполняется равенство где 40 45 На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит генератор 1 тестовых воздействий, первый сумматор 2, первый блок 3 вычитания, второй сумматор 4, второй блок 5 вычитания, блок 6 сравнения, объект 7 диагностирования, состоящий из основной 8 и вспомогательной 9 линейных цифровых систем, первый 10 и второй 11 формирователи контрольных разрядов, информационный 12, синхронизирующий 13 и установочный 14 входы, выход 15 реакции устройства на входные воздействия выход 16 сигнала ошибки устройства, информационные входы 17 и 18 основной и вспомогательной линейных цифровых систем соответственно, синхронизирующий 19 и установочный 20 входы диагностируемых систем, информацион- ные выходы 21 и 22 диагностируемых систем, блок 23 хранения эталонных реакций. Формирователи 10 и 11 контрольных разрядов - это формирователи избыточных разрядов линейных разделимых кодов с обнаружением ошибок заданной кратности, они идентичны,у (О) = Ну(О),у (О) иу (О) - значения векторов выхода основной 8 и вспомогательной 9 цифровыхсистем соответственно вначальный момент времени;,Н - матрица, определяющаязакон формирования избыточных разрядов. В процессе обработки информациисистемами 8 и 9 входной сигнал с входа 12 и тестовый сигнал с выхода генератора 1 тестовых воздействий, покомпонентно складываясь в сумматоре 2, поступают на информационный вход 17 линейной цифровой системы 8, где они обрабатываются в соответствии с функцией этой системы. Одновременно 55на информационный вход 18 динамической системы 9 поступает покомпонентная разность входного и тестового сигналов, образующаяся на выходе1163329 1 О 15 20 25 вычитающего блока 3. Выходной сигналс информационного выхода 22 динамической системы 9 покомпонентно складывается в блоке 4 с преобразованнойс помощью блока 10 эталонной реакцией блока 23, и суммарный сигнал свыхода блока 4 поступает на первыйвход блока 6 сравнения. Эталоннаяреакция, поступающая с выхода блока23, покомпонентно вычитается вблоке 5 из выходного, с информационного выхода 21, сигнала системы 8,в результате чего на выходе блока 5выделяется сигнал реакции системы навходное воздействие, Этот сигнал реакции поступает на выход 5 устройства, а также на вход блока 11, выход которого связан с вторым входомблока 6 сравнения, Сигнал с выходаблока сравнения, являющийся сигналомошибки, поступаетна выход 6 устройства, Синхронность работы блоков 1,8, 9 и 23 обеспечивается путем подачи сигнала синхронизации с входа 13устройства на синхровходы генератора1 тестовых воздействий, блока 23и на вход 20 диагностируемых систем,Пусть входной сигнал устройства30 х, тестовый С, функции передачи основной системы Ь , дополнительной Ь1 фэталонная реакция на выходе генератора 1 равна Ь(1), Н - матрица, описывающая закон формирования избыточных разрядов линейного разделимого кода З 5 с обнаружением ошибок заданной кратности. Тогда Ь 2(х) НЬ(х) при отсутствии ошибок в выходйом сигнале основной системы и Ь(х) Ф НЬ (х)при наличии ошибок кратности, не пре вьппающей заданную в выходном векторе основной системы, где Ь - функция передачи основной системы при наличии в ней дефекта. При отсутствии дефектов сигналы на входах блоков 8 и 45 и 9 равны (х + й) и (х - й), а на их выходах - соответственно Ь (х + й) и Ь(х - 1), Последние сигналы подаются на входы блоков 5 и 4, поэтому сигнал на выходе каждого иэ блоков 50 вследствие линейности Ь и Ь равен соответственно Ь(х + й) - ЬЬ (х) и Ь (х е) + НЬ(с) Ь (х е) + Ь Ь (х). Сигналы, поступающие2на вход блока 6 сравнения,. соответ ственно равны Ь(х) и НЬ(х) = Ь (х), в результате чего сигнал на выходе блока сравнения равен нулю, При появлении дефектов в линейной динамической системе 8 или 9 выход системы, 8 не равен Ь(х + Е) либо выход системы 9 не равен Ь (х " 1), поэтому сигнал на выходе блока 4 не равен Ь(х)либо на выходе блока 5 не равен Ь(х)и как следствие, на выходе блока 11 неравен Ь (х) и, далее, за счет неравенства выходных сигналов блоков 4 и11 на выходе блока 6 появляется сигнал ошибки. Обнаруживаются и те дефекты, которые не приводят к искажению Ь(х) или Ь (х), так как значение Ь(С) или Ь (С) хотя бы на одном иэ тестовых воздействий искажается ( условие полноты теста ), чтоприводит к неравенству сигналов навходе блока сравнения и, как следствие, к появлению сигнала ошибки,Дефекты в одном из блоков 2, 3, 4, 5,10 и 11, приводящие к изменению ихпередаточной функции, непосредственно приводят к искажению сигналов на одном из входов блока 6 сравнения, в результате чего на его выходе появляется сигнал ошибки,Предлагаемое устройство в отличие от известного пригодно и для непрерывного тестового диагностирования линеййых в поле вычетов по модулю два цифровых систем, при этом блоки 2-5 будут блоками покомпонентного суммирования по модулю два(операции суммирования и вычитания в поле вычетов по модулю два совпадают ),Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить,точность непрерывного диагностирования (по сравнению с устройствами функционального диагностирования) линейных в поле вычетов по модулю два цифровых систем. Очевидно, что линейные цифровые системы 8 и 9 могут различаться (система 9 в смысле аппаратурных затрат не сложнее системы 8 ), достаточно только чтобы их передаточные функции были связаны соотношени- ем Ь (х) = НЬ(х) . В частном случае, когда закон функционирования избыточ" ных разрядов Н задается единичной матрицей, вспомогательная линейная цифровая система 9 является дублем основной системы 8. Таким образом, в общем случае для осуществления непрерывного тестового диагностирования с помощью предлагаемого устройства требуется меньшая избыточ1163329 Технико-экономический эффектизобретения определяетсяповышением произ" водительности диагностируемогообьекта. тарчихин Корректор И. Самборская СоставительТехред М. Редактор С. Са ь Заказ 4104 Тираж 710 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 035, Москва, 3-.35, Рауву де ал ППП "Патент".г. Ужгород, ул. Прое 4 ность диагностируемой системы, чемпри использовании известного устройства. Подписноекомитета СССоткрытийкая наб