Устройство для контроля состояния работоспособности центрального ядра вычислительного комплекса

СО 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 6891 А Р 11/ ИСАНИЕ ВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 70/249092. Б юл. 31овиков, О.В.Мальцев и А.Р.Кап(21) 48714(56) Авторское свидетельство СССР М 1589281, кл. 0 06 Р 11/28, 1988,Авторское свидетельство СССР И. 628492, кл, 6 06 Г 15/46, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦЕНТРАЛЬНОГО ЯДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для определения технического состояния блоков, вычислительного комплекса, которые через промежутки времени выдают сигнал, свидетельствующий о их работоспособности,Целью изобретения является повышение достоверности функционирования устройства,На фиг,1 представлена структурная схема устройства: на фиг.2 - схема блока управления,Устройство содержит объекты 1-1,1-п контроля, регистр 2, элемент 3 задержки; первый 4, второй 5 и третий 6 элементы И. первый 7, второй 8 и третий 9 сумматоры, четвертый 10. пятый 11 и шестой 12 элементы И, дешифратор 13, седьмой элемент И 14, первый элемент ИЛИ 15, четвертый 16 и пятый 17 сумматоры, восьмой 18, девятый 19, десятый 20, одиннадцатый 21 и двенад Ь:; т.;Щ.,.44, титя 2определения технического состояния блоков вычислительного комплекса, который через промежутки времени выдает сигнал, свидетельствующий о работоспособности. Целью изобретения является повышение достоверности функционирования устройства. Изобретение основано на теории парафазной.логики. В процессе функционирования выявляются все неисправности, которые формируют на выходах а) и а 2 код н 00 илй "11 н, Устройство содержит регистр, элемент задержки, 25 ЭЛЕМЕНТОВ И. тРИ ЭЛЕМЕНта ИЛИ т 11 ЕВЯТЬ СУМ- маторов, элемент НЕ, дешифратор, блок уп-равления. счетчик импульсов, элемент сравнения, 2 ил.. л и Ьи цатый 22 элементы И, генератор 23 импульсов, тринадцатый элемент И 24, второй элемент ИЛИ 25, шестой 26,и седьмой 27 - ъ сумматоры, блок 28 управления, четырнадцатый 29, пятнадцатый 30. шеСтнадцатый . (Я 31, семнадцатый 32, восемйадцтатйй 33 и О, девятнадцатый 34 элементы И, третий элемент ИЛИ 35, двадцатый элемент И 36, восьмой 37 и девятый 38 сумматоры, счетчик 39 импульсов. двадцать "первый 40, двадцатьвторой 41; двадцать третйй 42, дватдЦатьчетввртии 43 и двадцать пвтЫй 44 ааеиентн И, элемент 45 сравнения,"элемент НЕ 46, груп- а пу 47 элементов И, блок 48 индикации; шйнуСброс, информационные выходы а 1 и й 2, управляющий вход "Сброс", управляющий вход самопроверки Усп.Блок 28 управления (Фиг,2) содержит переключатель 29 "Питание", переключатель 50 "Пуск", первое реле 51, первый замыкаю-. щий контакт 52 первого реле 51, второй размыкающий контакт 53 первого реле 51,третий размыкающий контакт 54 реле 51, которого поступает сигнал, эквивалентныйвторое реле 55, первый замыкающий кон- логической единице с прямого выхода сооттакт 56 реле 55, второй замыкающий кон- ветствующего ВЯ-триггера регистра 2. Сигтакт 57, реле 55, третий размыка 1 ощий нал, эквивалентный логицеской единице, сконтакт 58 реле 55, третье реле 59, замцка выхода сумматора 7 поступает на первыйющий контакт 60 реле 59, вход элемента И 12. Допустим, ВЯ-триггерВ таблице представлены функции неис- регистра 2, соответствующий объекту 1-2правностей длл одиночных неисправностей контроля, находится в исходном состоянии,типа "сопзт 0" и "сопрет 1", выявляемых в тогда с выхода элемента И 5 сигнал, эквиваустройстве. 10 лентный логической единице, поступает наУстройство работает следуощим обра- второй вход сумматора 8, а на его первыйвход поступает сигнал, эквивалентный логиОбъекты.1-11-п контролл должны вц- цескому нулю, с выхода второго сумматорадавать через определенное время э, сигнал, 8 сигнал, эквивалентньй логической единисвидетельствующий о том, что они работо це, поступает на второй вход элемента И 12способны, Исходы из величины Г выбирает- и т.д, Таким образом, на все входы элементася емкость счетчика 39 импульсов и частота И 12 поступает сигнал, эквивалентныйлогигенератора импульа 23 импульсов. Зто необходимо, цеской единице. Сигнал, эквивалентный лог И 12б аннцй отрезоквремениТобъекты гицеской единице,с ыода эееат г, . Н1-1.1-п контролл правильно реализовали 20 поступает на второй вход элемента И 43. азаданный участок прог аммы,с ок программы, С объектов выходе элемента И 43 появляется сигнал,1-1.1-п контроля за время не более чем т эквивалентный логической единице, кото 2 единичный сигнал рьй приводит счетчик 39 импульсов в исходесли этот объект 1-11-п контроля испра- ное состояние и через элемент 3 задержкивен, и ноль - в противн- противном случае, Сигнал 25 приводит соответствующие разряды регистпоступающиисо ъектом - -о,об ектом 1-11-п контроля, оа 2 в исходное состояние, т.е. устройствоперебрасывает в единичное состояние свой готово к работе,разряд регистра 2. При нажатии кнопки 50 "Пуск" в блокеДля приведения разрядов регистра 2 в 28 управления сработает репе 51, котороеисходное состояние подсостояние подаетсл сигнал, экви своим замыкающим контактом 52 обеспецивалентныи логической ецеской единице на вэину вает срабатывание реле 55, размыкающимконтактом 53 реле 51 разрывается цепь подП нии переключателя 49 "Пи- ачи напРЯженил на Репе 59, а Размыкающим1 ри включении перектание в блоке управлб 28 е 1 ия им вь 1 дается кон гактом 54 разрывается цепь подачи сигсигнал, эквивалентный ле лтный логической единице 35 нала, эквивалентного логической единице,с первого выхода. второго в. С торого выхода снима- на первый выход блока 28 управления, елеется сигнал, эквивалентный логическому ну, сработав, своим замыкающим контактомлю. Аналогичныи сигналс гнал снимается с 56 становигсл на самобпокировку, замыкатретьего выхода блока уп авления.б 28 управления. ющим контактом 57 готовится цепь срабаа 2 о слуцэе формирует тцвания реле 59, а размыкающим контактомг л 59ся сигнал, эквивалентный логичтный логическому ну разрывается цепь срабать 1 вания реле 5,лю, а на выходе сг 1 - сигнал, эквив леа - с ал, эквивалентный а размыкающим контактом 58 разрьваетсяцепь подачи сигнала, эквивалентного логиН ВЯ- еров регистра 2, со- ческой единице, на первый выход блока 8На выходе ВЯ-триггеров регистра , соответствующих обьектам 1-11-п контроля 45 управления,формируется кодили, т10 или01, т,е, В 8- При отпускании кнопки 50 "Пуск" в блоке 28 управления реле 51 обесточивается,триггеры могут находиться в единичном ипив исхо ном (н левом) состоянии. Если ВЯ- размыкая свой контакт 52 и замыкая своитриггер находится в единичном состоянии,то сигнал, эквивалентный логи .а ентный логическому ну своим контактом 60 обеспечивает подачулю, поступает на первый вхо соответстввход соответству-сигнала, эквивалентного логической единиющего элемента И, например первогоИ, ри ер первого це, на третий выход блока 28 управления,элемента И 4, на второй вход которого по- Сигнал, эквивалентный логической единигнал эквивалентный логической це, через контакт 56 реле 55 подается наединице, с инверсного выхода соответству- эЬ второй выход блока 28 упра еющего ВЯ-триггера регистра, 1 гнВЯ- е а регистра 2 Сигнал, эк- образом, на первом и втором выходах блокавивалентнцй логическому нул вес ому нулю с -ыхода 28 управлсния устанавливается сигналпе вого элемента И 4 поступает на второй01, что приводит к изменению выходногод р ого сумматора 7, на первый вход сигнала на выходах а 1 и й 2,он устанавливаетсл в начальное.положение01 .На первый вход схемы 45 сравнения поступает сигнал, эквиоалентный логической единице, с выхода аг, а на второй - эквивалентный логическому нулю с выхода а 1, С выхода элемента 45 сравнения сигнал, эквивалентный логическому нулю, поступает на вход элемента НЕ 46, а с его выхода сигнал, эквивалентный логической единице, поступает на первый вход элемента И 34, на второй вход которого поступает сигнал, эквивалентный логической единице, с третьего выхода блока 28 управления, что соответствует команде "Пуск",Одновременно с запуском в работу обьектов 1-1,1-п контроля начинает работать генератор 23 импульсов. Импульсы с генератора 23 импульсов поступают через элемент И 34 в счетчик 39 импульсов, рассчитанный на заполнение определенного количества импульсов, соответствующего времени т.Если со всех обьектов 1-1.1-п контроля поступил сигнал за время менее г об их исправном состоянии о регистр 2, то на выходе элемента И 29 появится сигнал, эквивалентный логической единице, а на выходе элемента И 30 - сигнал, эквивалентный логическому нулю. Эти сигналы передаются на выходы устройства, На выходе а 1 устанавливается сигнал, эквивалентный логической единице, а нд выходе а - сигнал, эквивалентн ый логическому нул ю. Сигнал, эквивалентный логической единице. с выхода а 1 сбрасывает в исходное состояние счетчик 39 импульсов и через элемент 3 задержки соответствующие разряды регистра 2. Далее обьекты 1-1.1-п контроля реализуют следующий участок программы,В случае; если в одном или в нескольких объектах 1-11-и контроля появится неисправность, то на выходах в и а 2 сигналы не изменятся (они будут соответственно. равны01 ), за время г счетчик 38 импульсов заполняется до переполнения. Импульс переполнения через время г поступает на первые входь: группы 47 элементов И, на вторые входы группы 47 элементов И сигнал поступает с регистра 2, С выхода группы 47 элементов И сигналы поступают в блок 48 индикации, сигнализируя о наличии неисправности, При этом нд инверсном выходе счетчика 39 импульсоо появляется сигнал, эквивалентный логическому нулю, который, поступая на четвертый вход элемента И 34, закрывает его и прекращается подача импульсов на счетчик 39 импульсов,Неисправный обьект 1-11-п контроля устанавливается по информации, снимаемой с блока 48 индикации. В случае возникновения неисправностив самом устройстве контроля на выходаха 1 и а 2 устанавливаются сигналы00или11 . В этом случае на выходе элемента 455 сравнения появится сигнал, эквивалентнь:йлогической единице, который подается наблок 48 индикации, сигнализируя о неисправности в устройстве. Одновременно этотсигнал запрещает прохождение импульсов10 с генератора 23 импульсов в счетчик 39 импульсов,Одиночные йейсправности типа "сопя0" и "сопзт 1", выявляемые в устройстве,представлены в таблйце, где 2 означает: 215 - номер элемента; 0 - неисправность типа"сопзт 0"; а 3 : 3 - номер элемента; 1 -неисправность типа "сопз 1 1",Неисправности типа "сопзт 1" элемецтоо 7-9, 16, 17, 26, 27, 37 и 38 неравнознач 20 ности в процессе функционирования необнаруживаются. С целью обнаруженияданного класса неисправностей введен дешифратор 13 и дополнительные разряды орегистре 2, После приведения регистра 2 в25 исходное состояние на управляющий входУсг, подается код, обеспечиоающий записьединицы в соответствующий разряд регистра 2. Это осуществляется с целью подачи навходы указанных элементов неравнозндч 30 ности кодов00. В этом случае не вьходах а 1 и аг формируется код00 .Неисправности, необнаруживае ые впроцессе функционирования, также предстаолены в таблице.35 Коэффициент глубины поиска дефектаКг л, характеризующий количество обнаруженных неисправйостей, определяется поформуле40РКг.п. =Вгде Г - количество неисправностей задайного класса и типа, обнаруживаемых в процес се диагностирования устройства;Я - общее количество неисправностейзаданного класса и тийа, о устройстве.Для одиночных неисправностей типа"созп 1 0" и "созп 1" для этого устройства 50 К.п. = 0,93Преимуществом разработанного устройства является повышение достоверности функционирования устройстваУстройство позволяет выявить все "неисп-55 равности, которые приводят к формированию на выходах а 1 и а 2 кода 00 или 11, Коэффициент глубйны поиска дефекта для одиночного класса неисправностей типа "сопзт 0" и "сопзс 1" на выходе10 30 40 50 логических элементов равен 0,93, Это позволяет сократить время обнарукения и локализации неисправности в устройстве, Локализдция места неисправности н обьектах контроля осуществляется с точностью до блока, выдающего сигнал на регистр.Формула изобретения Устройство для контроля состояния работоспособности центрального ядра вычислительного комплекса, содержащее регистр, с первого по третий элементы И, группу элементов И, элемент 1 Е, блок индикации, блок управления, генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности функционирования устройства, оно дополнительно содержит дешифратор, счетчик импульсов, с первого по девятый сумматоры, с четвертого по двадцать пятый элементы И, с первого по третий элементы ИЛИ, элемент сравнения, элемент задержки, причем его выход соединен с входами первого, третьего и пятого разрядов, входы этих разрядов регистра являются входами устройства для подключения к выходам соответствующих обьектов контроля, инверсные выходы первого, третьего и пятого разрядов регистра подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего элементов И, вторые входы которых соединены с инверсными выходами соответственно второго, четвертого и шестого разрядов регистра. выходы первого, второго и третьего элементов И соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров, вторые входы которых соединены соответственно с прямыми выходами первого, третьего и пятого разрядов регистра, выходы с первого по третий сумматоров соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами шестого элемента И, выход которого соединен с первыми входами двадцать четвертого и двадцать пятого элементов И, выходы которых подключены к первОму и второму информационным выходам устройства и первому и второму входам элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу блока индикации и через элемент НЕ к первому входу девятнадцатого элемента И, второй вход которого соединен стретьим выходом блока управления, а третий вход соединен с выходом генератора импульсов, четвертый вход соединен с инверсным выходом переполнения счетчика импульсон, выходдевятнадцатого элемента И соединен со счетным входом сче,чика импульсов, вход сброса которого.подключен к выходу двадцать четвертого элемента И, прямой выход переполнения счетчика импульсон соединен с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответстненно с инверсными выходами первого, третьего и пятого разрядов регист ра, выходы элементов И группы соединены с группой нходон блока индикации, первый выход блока управления подключен к перному входу третьего элемента ИЛИ и первому входу девятого сумматора, второй выход блока управления соединен с первым входом двадцатого элемента И и первым входом восемнадцатого элемента И, второй вход которого и второй вход семнадцатого элемента И соединены с соотнетствующими инверсными управляющими выходами рсгистра, выход восемнадцатого элемента И соединен с вторым входом девятого сумматора, выход которого подлючен к первому входу двадцать первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом восьмого сумматора, выход двадцать первого элемента И соединен с первыми входами двадцать второго и двадцать третьего элементов И, второй вход двадцать второго элемента И подключен к ныхору третьего элемента ИЛИ, д выход - к второму входу двадцать четвертого элемента И, второй вход двадцать третьего элемента И подклочен к выходу двадцатого элемента И, д выход - к второму входу двадцать пятого элемента И, выход двадцать четвертого элемента И соединен с входом элемента задержки, прямой выход первого разряда регистра подключен к первым входам четвертого сумматора и седьмого элемента И, инверсный выход первого разряда регистра соединен с первыми входами первого элемента ИЛИ и чатнертого элемента И, прялой выход третьего разряда регистра подключен к второму входу седьмого элемента И и первому входу пятого сумматора. а инверсный выход - к второму входу первого элемента ИЛИ и первому входу пятого элемента И, соответствующие управляющие инверсные выходы регистра соединены с вторыми входами четвертого, пятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов Я выходы которых соединены соотнетстненно с вторыми входами четвертого, пятого, шестого и седьмого сумматоров, выходы четвертого и пятого сумматоров подключены к первому и второму входам деСятого элемента И, выходы шестого и сер,ьмого сумматоров - первому и второму входам шестнадцатого элемента И, выход которого соединен с первыми входами четырнадцатого и пятнадцатого элементов И, выход десятого элемента И соединен с первыми входали восьмого и девятого элементов И, второй вход восьмого элемента И подключен к выходу седьмого элемента И,второй вход девятого элемента И подключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход восьмого элемента И соединен с первыми входами тринадцатого элемента И и шестого сумматора; выход девятого элемента И соединен с первыми входами одиннадцатого элемента И и второго элемента ИЛИ, второй вход которого и первый вход двенадцатого элемента И подключены к инверсному выходу пятого разряда регистра, прямой выход которого соединен с вторым входом тринадцатого элемента И и первым входом седьмого сумматора, выход тринадцатого элемента И подключен к второму входу четырнадцатого элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к второмувходу пятнадцатого элемента И, выходкоторого соединен с первым входом семнадца-того и вторым входом двадцатого элементов5 И, выход четырнадцатого элемента И подключен к второму входу третьего элементаИЛИ и первому входу восьмого сумматора,второй вход которого соединен с выходомсемнадцатого элемента И, управляющие10 входы устройства соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены свходами разрядов регистра, обеспечивающих выдачу управляющих воздействий, входы этих разрядов соединены с входом15 сброса устройства,1756891 СоРедактор В,Петраш Те Корректор М,Петров ставитель Д,Ванюхинхред М.Моргентал Заказ 3089 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС . 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патант", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О 1