Устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин

(22)Заявлено 03,01.77 (21) 2439938/18-24 (51) М. Кл,И 06 Р 11/00 с присоединением заявки .% ПкударстмеыЯ квинтет СССР вв лалаи изабретеннЯ и втвритвЯ(088.8 ) Дата опубликования описания 07;01,80(72) Авторы изобретения Г. С. Бритов, Н, М, Иванов и Л. А, Мироновский Ленинградский институт авиационного приборостроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ГРУППЫ ЛИНЕЙНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНЫХ МАШИН Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в функциональных блоках цифровых вычислительных машин.Известно устройство для контроля линейных последовательностных машин (ЛПМ)содержащее элементы И, ИЛИ, триггеры и схемы управления 11,Его недостатком является большая аппаратурная избыточность.1 О Наиболее близким техническим решением к данному является устройство для диагностики группы линейных последовательностных машин, содержешее ( в+1) сумматоров по модулю 2 и в элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю два соединен с информационным входом соответствующего-го элемента задержки, выход которого соединен с первым входом ( + 1)-го сумматора по модулю два, синхронизирующий вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки 21. Недостатком известного устройства является то, что оно позволяет обнаружить лишь факт неисправной работы одного из контролируемых регистров, номера неисправного регистра определить нельзяЦель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства за счет локализациинеисправной линейной последовательностной машины.Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены первая и вторая группы элементов И и блок определения номера неисправной последователь- ностной мешины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входов устройства, выходы первой группы элементов И являются первой группой выходов устройства, выход каждого-го элемента И первой группы элементов И соединен с (+ +1 )-ым входом всех сумматоров по модулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второй группой входов устройства, выход каждого(3) 3 7083 ) -го элемента И второй группы элементов И соединен с ( И + + 1)-чм входом всех сумматоров по модулю два, выход (И 1+ 1)-го сумматора по модулю два соединен с первым входом блока определе 5 ния номера неисправной последовательностной машины, первый выход которого соединен с управляющими входами первой и второй групп элементов И группа выходов блока определении номера неисправ О ной последовательностной машины является второй группой выходов устройства, синхронизирующий и установочный входы блока определения номера неисправной последовательностной машины являются со ответственно, вторым и третьим входом устройства, в также тем, что блок определения номера неисправной последовательностной машины содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, тре тий,четвертый и пятый элементы И, первый второй и третий элементы ИЛИ, счетчик, регистр и дешифратор, причем выходы дешифраторв являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом блока и с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера сое 1динен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с ну левым входом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, синхронизвционный вход блока соединен с первым входом пятого элемента И и вторым входом третьего элемен 40 та И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с синхронизирующим входом регистра, выход второго элемента И соединен с информационным входом регистра, выходы кото 45 рого соединены с информационными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ,50 выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом третьего триггера, второй выход счетчика55 соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, едиГ г 4цичпый выход третьего триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со вторым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора.Рассмотрим процесс образования связей входов сумматоров по модулю два с информационными входами и выходами контролируемых последовательностных машин. Контролируемые последовательностные машины относятся к классу дискретных устройств, функционирование которых описывается с помощью передаточной функции видяв- -=ЖСЭ)= ЖЪ 3 Жо 2 (1) Х; 1,11 11 (здесь и далее: 5 - знак суммирования по модулю два;- оператор задержки;1 - передаточная функция 1=1,И; С 1Ь 1,6"0,1 При этом на каждую передаточную функцию налагается следующее требование: по крайней мере, один из коэффициентов О (1 = 4,и ) в знаменателе передаточной функции не должен равняться нулю, (Попутно заметим, что из условия физической реализуемости О 1 з=4.Если у некоторых передаточных функций знаменатели одинаковы, то диагностика в таком случае будет осуществляться с меньшей точностью.Запишем выражение (1) в виде системы уравненийп0-(о,ч ЗЪ х )Э=о (2) и сложим эти уравнения Для реализации данного соотношения требуется дополнительная последовательностная машинаИ 1 состояниями. На ее входы подаются текущие значения сигналов ХЪ (1 = 1 ) а нв выходе вырабатывястся контрольный сигнал Д . Если все послеповятельностные мвцины (их число равно И) исправны, то сигнал Д в каждом такте будет равен нулю, Появление сигнала Д=1 будет говорить о возникновении неисправности.Дополнительная последовятельностнаямашина состоит из ( Э+ 1) сумматоров по модулю два и Ю регистров, причем, еслца:Ь:1 для всех 1 и , то конт"3 1 15 708рольные регистры являются однорвзрядными, если при = к,91,=1 -О,то один изконтрольных регистров содержит два разряда, а количество сумматоров по модулю два сокращается на один,Рассмотрим процесс локализации неисправност ей,Для этого предположим,что в 6-ой последовательностной машине может произойти сбой.Запишем выражение для выходного сигнала этой ЛПМ в виде У= ч+ дуиподставим его в выражение (2). Тогдаопуская слагаемые, сумма которых по модулю два равна нулю, получим15Д=ЬУ (О О+1)О Ю "ОЭ а ), (4)Е,о В,югде в скобках заключен знаменатель пере -даточной функции %(Ю (см. выражение (Ц).20Для выяснения принципа работы предлагаемого устройства, отметим два момента,1. Сигнал Д=1 в том же такте, вкотором произошел сбой на выходе С-ойпоследовательностной машины. Это явля 25ется следствием того, что для всех физически реализуемых последоввтельностныхмашин 01 о= 1.2. Сигнал д пропорционален толькоошибкам той последовательностной маши- З 0ны у которой изменилась передаточнаяфункция.Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схемаустройства.Шины входных Х;, = 1,и и выходных31)1 = "1, сигналов контролируемых последовательных мешин (1=1 1- И)соединены со входами сумматоров по модулюдва через первую группу элементов И 1(2-1, 2-22- г) и через вторую группу элементов И (3-1, 3-2, , З-И). Выход сумматора 4-1 соединен с информационным входом элемента задержки.5 5-1, выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю два 4-2, выход которого соединен с информационным входом элементе задержки 5-2. Наконец, выход сумматоре по модулю два 4- Ю соединен с информационным входом элемертв задержки 5- Э выход которого соединен с первым входом сумматора по модулю двв 4-( в+1).Выход сумматора по модулю два 4- (,в+1) соединен со входом блока определения номера неисправной последовательной машины, который соединен, соответ 354 Бственно,со входами первого, второго ичетвертого элемента И 6, 7, 8. Выходпервого элемента 6 соединен с единичнымвходом триггера 9, единичный выход которого соединен соответственно со входамивторого и третьего элементов 7 и 10, Нулевой выход триггере 9 соединен с управляющими входами первой группы элементов И входов 2-1 2- И) и второйгруппы элементов И выходов (3-1,3- М) последоввтельносткых машин и совходом первого элемента И 6. Выход второго элемента И 7 соединен с информационным входом регистра 11. Выход четвертого элемента И 8 соединен с единичным входом второго триггера 12, выходтретьего элемента И 10 соединен со входом третьего элемента ИЛИ 13 и с синхронизационным входом для импульсовсдвига регистре 11. Единичный выходпервого разряда регистра 11 соединен спервым входом дешифратора 14, единичныйвыход второго разряда регистра 11 соединен со вторым входом дешифраторе 14,наконец, единичный выход Ф -го разрядарегистра 11 соединен с И-ым входомдешифратора 14. Единичный выход триггера 12 соединен с управляющим входом де.шифраторе 14. Выход третьего элементеИЛИ 13 соединен со входом счетчика 15,первый выход которого соединен со входом второго элементе ИЛИ 16 и с единичным входом третьего триггера 17. Второй выход счетчика 15 соединен с первымвходом первого элемента ИЛИ 18. Выходвторого элемента ИЛИ 16 соединен с нулевым входом триггера 9, выход первогоэлемента ИЛИ 18 соединен с нулевымвходом триггера 17. Единичный выходтриггера 17 соединен, соответственно,совходом четвертого и пятого элементов И8 и 19, а его нулевой выход соединен совходом первого элемента И 6. Выход пятого элемента И 19 соединен со вторымвходом третьего элемента ИЛИ 13,Вход импульсов сдвиге устройстве соединен с синхронизационными входами элементов задержки (5-1, , 5- И) и совходами блока 20 определения номера неисправной последовательностной машины.Установочный вход устройства соединен со входом блока 20,Рассмотрим работу устройства в динамике. Перед началом работы устройствапервый, второй и третий триггеры 9, 12,17 специальным сигналом сброса устанавливаются в нулевое состояние. Сигналынв выходах контролируемых последователь/7083 постных машин должны равняться нулю (нудевые начальные условия). Несоблюдение последнего условия приведет к тому, что во время работы устройства на выходе сумматора 4-(+1) будет постоянно присутствовать последовательность из нулей и единиц даже при исправной работе всех контролируемых ЛПМ, что, в свою очередь, исказит информацию на выходе у стройств а еВ качестве выходов устройства используются п выходных шин дешифретора 14, Признаком исправной работы контролируемых последовательностных машин является наличие нулевых сигналов на всех вы ходах дешифратора.Все элементы задержки (5-1, ., 5- й) и регистр 11, входящие в устройство, а также контролируемые последовательстные машины являются тактируемыми. По 20 этому работа всех этих узлов рассматривается по тактам, т,е. по моментам дискретного времени Ф,1, .Пусть в момент временина выходе Ъ-ой последовательностной машины произошел сбой, т,е.,(1 И 4,.)к =к В и ЬЧ К) - 4; в тот же момент времени сиг нал на выходе сумматооа по модулю два 4-( 81+1 ) д а 1. Этот сигнал непосредственно для локализации неисправной последовательностной машины не используется, так как он соответствует тому, что СК о =1 (см. (4. Денный сигнал поступает на вход блока 20, а затем через первый элемент И 6 устанавливает в единичное состояние первый триггер 9. Сигнал на его нулевом выходе запрещает прохождение сигналов через первую и втоРую группу элементов И .в результате че-, го устройство отключается от сигналов последовательностной машины. Это необходимо для того, чтобы при возобновлении работы устройства для лелей диагностики последовательностных машин на выходах последних имелись бы нулевые начальные условия. Сигнал на единичном выходе первого триггера 9 открывает второй и третьи элементы И 7 и 10. Через второй элемент И 7 начинает поступать на ин- а формационный вход регистра 11 последовательность нулей и единиц в соответствии с видом знаменателя передаточной функции К-ой последовательностной машины. Одновременно через третий элемент И 10 5 на вход импульсов сдвига регистра 11 поступают сигналы от генератора импульсов сдвига, Кроме того, эти сигналы постус 4 8лают через третий элемент ИЛИ 13 на счетный вход счетчика импульсов 15. Когда число этих сигналов достигнет величины М ( М = уи Охо 1,1: (, и ( см. выражение (1) ), на первом выходе счетчика появится сигнал, который через второй элемент ИЛИ 16 установит первый триггер 9 опять в нулевое состояние, подключив тем самым входы устройства ко входам и выходам контролируемых последовательностных машин. Благодаря этому первый элемент И 6 откроется, а элементы И 7 и 10 закроются, В результате вход регистра 11 будет закрыт для импульсов сдвига, и наего разрядах установится двоичный код, соответствующий знаменателю передаточной функции К-ой ЛПМ. Тот же сигнал с первого выходя счетчика 15 установит в единичное состояние третий триггер 17. Сигнал на его нулевом выходе закроет первый элемент И 6, исключив тем самым возможность установления в единичное состояние первого триггера 9, Сигнал на единичном выходе третьего триггера 17 откроет четвертые и пятые элементы И 8 и 19. Сигналы от генератора импуль" сов сдвига поступают на счетчик 15 теперь уже. через пятый элемент И 19 и третий элемент ИЛИ 13. Счетчик отсчитывает следующие М импульсов, в течение которых производятся анализ, был ли сигнал Д =1 вызван сбоем или отказом, Если в течение этого промежутка времени опять появится сигнал д -"1, значит это быд отказ ( К -ая ЛПМ неисправна), В этом случае сигнал с выхода сумматора по модулю два 4 - (+1) через четвертый элемент И 3 устанавливает в единичное состояние второй триггер 12,Таким обрезом,на входах дещифратора 14 присутствуют сигналы с единичных выходов разрядов регистра 11 и разрешающий сигнал с выходя второго триггера 12. На одном выходе дешифратора, соответствующем номеру неисправной посдедовательностной машины, появляется единичный сигнал, который может быть подан, например, на индикаторное устройство. На остальных (М -1) выходах дешифратора имеют место нулевые сигналы.Если зе время второй серии из М импульсов сигнал Д =О, то последний импульс этой серии со второго выхода счетчике 15 через первый элемент ИЛИ 18 установит опять в нулевое состояние третий триггер 1 7, сигнал нулевого выхода которого опять откроет первый элемент И 6.7 08.Делается вывод о том, что появлениесигнала Ь =1 было вызвано сбоем, и устройство опять готово к анализу на случай возможной неисправной работы однойиз ЛПМ.5Использование устройства предлагаемого изобретения позволит оперативно производить ремонт оборудования, тем самымсократить время его простоя, В результате повышается коэффициент использования последовательностных машин,формула и зоб ретени я1. Устройство для диагностики группылинейных последовательностных машин, содержащее (О+1) сумматоров по модулюдва и Э элементов задержки, причем выход каждого сумматора по модулю двасоединен с информационным входом соответствующего-ч.о элемента задержки,выход которого соединен с первым вхоДом (+1 ) ГО сумматора по моДулю Дрорсинхронизирующий вход устройства соединен с управляющими входами всех элементов задержки, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью расширения функциональ.5ных возможностей устройства за счет локализации неисправной линейной последовательностной машины из группы И диагностируемых машин, в устройство введены первая и вторая группы элементов Ии блок определения номера неисправнойпоследовательностной машины, причем информационные входы первой группы элементов И являются первой группой входовустройства, выходы первой группы элемен 5тов И являются первой группой выходовустройства, выход каждого-го элемента И первой группы элементов И соединенс ( 3 +1)-ым входом всех сумматоров помодулю два, входы всех элементов И второй группы элементов И являются второйгруппой входов устройства, выход каждого 1-го элемента И второй группы элементов И соединен с (И + +1)-ым входом всех сумматоров по модулю два, выход (В+1)-го сумматора по модулю двасоединен с первым входом блока определения номера неисправной последовательностной машины, первый управляющий выходкоторого соединен с управляющими входамипервой и второй групп элементов И, группавыходов блока определения номера неисправной последовательностной машины являетсявторойгруппойвыходов устройства, синхрони 55зируюший и установочный входы блока определения номера неисправной последовательностной машины являются соответственно вторым и третьим входом устройства,10Устройство по и. 1, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что блок определения номера неисправной последовательностной машины содержит первый, второй и третий триггеры, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы И, первый, второй и третий элементы ИЛИ, счетчик, регистр и дешифратор, причем выходы дешифратора являются первой группой выходов блока, нулевой выход первого триггера соединен с первым выходом блока и с первым входом первого элемента И, единичный выход первого триггера соединен с первым входом второго и третьего элементов И, первый вход блока соединен со вторыми входами первого и второго элементов И и первым входом четвертого элемента И, выход которого соединен с единичным входом второго триггера, установочный вход блока соединен с нулевым входом второго триггера и с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ, синхронизационный вход блока соединен с первым входом пятого элемента И и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ и с синхронизирующим входом регистра, выход второго элемента И соединен с информационным входом регистра, выходы которого соединены с информационными входами дешифратора, выход первого элемента И соединен с единичным входом первого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, выход третьего элемента ИЛИ соединен со входом счетчика, первый выход которого соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ и с единичным входом третьего триггера, второй выход счетчика соединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с нулевым входом третьего триггера, единичный выход третьего триггера соединен со вторыми входами четвертого и пятого элементов И, нулевой выход третьего триггера соединен с третьим входом первого элемента И, выход пятого элемента И соединен со вто-" рым входом третьего элемента ИЛИ, выход второго триггера соединен с управляющим входом дешифратора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетелютво СССР Я 239668, кл, Й 06 Р 11/02, 26.02.68.2. Авторское свидетельство СССР М 528569, кл. Я 06 Г 11/00, 08,07, 1 ф 4 (прототип).ф у аро ктор Д. Мепу Тираж 751 Государственного комитета елам изобретений и открытий осква, Ж, Раушская набПодписи оСССР дэ иал ППП аэ 8489/44 ЦНИИПИ по д 113035, МСоставитель И. Сигалов швили Техред 3. фанта Корректс