Устройство для контроля цифровых модулей

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскидСоциалистическихРеспублик(5 )М. Кл,С 05 В 23/02 С 01 В 31/28 ве аедеа дзовретеддд и етерытийДата опубликования описания 28.02 . 83.ф о .,В.Ю.Солонин, В.В.Тарасов и Г,Н.Вйиовец.Г фсКонотопское специальное проектное конструкорсар 3технологическое бюро Союзсчеттехники ЦСУ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХМОДУЛЕЙ 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля цифровых модулей,Известно устройство для обнаружения неисправностей в логических схемах, содержащее счетчик, эталонный цифровой блок, блок сравнения, блок регистрации, блок индикации, генератор импульсовНедостатками известного устройства являются ограниченная область применения, вследствие необходимости перестройки при смене типов модулей и низкая полнота контроля изза невозможности прогона всех возмож" ных состояний счетных схем.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст.ройство для контроля цифровых модулей, содержащее первый и второй элементы ИЛИ, эталонный цифровой модуль, генератор импульсов, ключ, блок срав гнения, блок индикации, пороговый и интегрирующий элементы 21.Известное устройство не обеспечивает необходимой полноты контроля неисправь"остей модулей, имеет огра ниценные функциональные возможностии низкое быстродействие, Так с его помощью невозможно проконтролировать и те элементы, для контроля которых он предназначен (счетчики, регистры), если неизвестно функциональное назначение входов (неиэвестно, где какой вход). Невозможно проконтролировать многие оригинальные модули и все те оригинальные модули, временная характеристика функционирования которых неизвестна, Например, для контроля коммутатора необходимо, изменяя код на управляющих входах, проверять появление на выходах сигналов, соответствующих логическим состояниям на коммутируемых входах , цто не обес.печивается известным устройством.Для контроля оригинальных модулей,; С О 5 пи Е Д. а 3 Н а Ч Е Н , С Ц Е Т ЦИ КИ, Р Е" , - .:с; р, 1 О . контроле этих модулеЙгРОГ)ХОД"НО ПОД 1 КГЮЦБТ Г г.1 О 5 ОТИгссколько раз по разному Напри- ССЧЕт, 1 Каг)вг)БЫЙ Ра - ДПЯ К)ТРГС)15 СЦРТг), БТОРОЙ РБЗ " ДЛЯ КОН Г РОЛЯ 3 г)Г 1 И С,С 5 БР БЛЛЕЛ Ь НЫ Х БХОДОБ1)" Бт Ом БОБ 5 и кает тр )Дност ь,Г)СГИ С КОТОРГ)51 1 ЕГ)г ГХ ДИМО ДО Гго)И ")ЬНРЯ ЗаРа Га БРРМЕНИНа г)на П 1 З : У," БСЕХ ггСПЕКТОБ Ц)У" КЦИОНИ - псг): ив с с)цика, гтобь правильно.Д;Т . ИТ 1,ГО К ПРОтОТИГ)У И ПСДать 1-,.Б Ос - сг ьныс Входы собхиди 1,1 е логиг.Остояния. 55 ег.)бход 1 мгз 5) полноэгя гц)и этом не обеспечивает.как 1-ет Возможности Ог)редеив г 1 е цикл: - работы, одуля,Рг-ПгШг.О Ргз НОМУ г ТРИ ЦГК. ." .:., ЗДГИ Ст БИ Ю Н г) БХОДЬ5;ОГ 5 бхэдимость анапиза схсмы и." й -с 105) е КОм и Бьг 1 О. 51 сния специ аль НЬ Хг:;ДГ)ЧСН, й СНИжаст ГРОИЗБОДИТЕЛг; -ЗС,г-тИ УС;Сг)ИС ГБ;.,П )С 5. БГС 1-1;)Я г, ЕГ 1 Ь г ОС Г 1, ГБГ тея ТЕ)13,) ц г и;Гт ";, 1БО Д 1 Я кон"рОл 51 цифро Бь х моду.пей, содержащее эгалонный шиф- РОБ;)г,; М)ДУЛ Ь, ГОРДИНЕ:-1 НЫЙ БХОДБМИ С БХО;:,.Ми КОНТРОЛИРУЕМОГО ЦИФРОВОГО МОдупл, Бьходемс пер Быфи Бх:)дами4 г) блоБ сравнения, соединен.1 ого вторы гИ БХ)ДБМИ С ВЫХОДаМИ Кг 1 тРОПИРУЕМОЦг,гфРОБО"О МОДУЛЯ, БЫХОДами - С СООтветствующими входами блока индикаци)1 и Входами пРр ВО ГО эл смена ИЛИ45 соединенного Выходомпервым Входом ключа, второй вход которо -о соединенВыходом генератора импульсов, выход с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного выходом через последо- БатЕЛЬНО СОЕДИНЕННЬЕ ИНтЕГРИРУЮЩИй5 О и пороговый элементы с первым входом ключа Введены первый сцетцик, коммутатор по числу выходов эталонного ц 1 ифрового модуля первые и Вторые триг. геры., Формироватспи импульсов, причемвход первого сцетчи ка соединен с выходом 5 спюца соединенного Вторым входом с первым Входом коммутатора, сое 5диненного вторыми входами с соотВетствующими Выходами первого сцетцика, выходами с соответствующими входами эвоино)гГ) цифрового модуля, каждый выход которого соединен с первыми вхо. дами соответствующих первого и второго триггеров, вторые входы которых соединены с первым входом ключа выходьг церез соответствующие формирова. тепи импульсов в . с соответствующими Вторыми входами второго элемента ИЛИ.(оммутатор содержит первый и второй дешифратор, второй счетчик, первый и второй элементы запрета и третьи элементы ИЛИ, соединенные выходами с Выходами коммутатора, первыми и Вторыми входами - соответственно с Бьходами первых и вторых элементов запрета, сигнальные входы первых элемен" ОБ запрета соединены с первым входом коммутатора информационные Входы - с соответствующими выходами первог.) дешифратора и с инверсными инфо:мационными входами вторых э: ементов запрета, соединенных си гналь ными входами с соответствующими вторыми Входами коммутатора и с первыми входами Второго дешифратора, соединен. НОГО БЬХОДОМ ЧЕРЕЗ ВтОРОй СЧЕтчИК С Бхлодаги первого дешифратора.Иа фиг, 1 приведена блок-схема устройства, на Фиг. 2 - блок-схема коммутатора.устройстао содерж т генератор 1 импульсов блок 2 сравнения, контролируемый цифровой модуль 3, при веденный для пояснения принципа дейст- ВиЯ у стООЙ ст Вд, эталонныЙ цифроВОЙ модул ь 4блок 5 индикации, второй элемент ИЛИ 6, ключ 7, второй 8 и первый 3 входы ключа 7, пороговый 10 и ингегрирующий 11 элементы, блок 12 триггеров, первые 13 и вторые 14 триггеры, Формирователи 15 импульсов, коммутатор 16, первый счетчик 17 вход 18 сцетцика 17, первый вход 1 г 1 коммутатора 16, первый вход 20 второго элемента ИЛИ 6, выход 21 первого элемента ИЛИ 22, второй счетчик 23, второй 24 и первый 25 дешифраторы, первый 26 и второй 27 эле" менты запрета, трет ьи элементы ИЛИ 28.Устройство для проверки цифровых модулей работает следующим образом.Импульс с генератора 1 поступает на вход 19 коммутатора 16, через открытый ключ 7 на счетный вход 18 сцегцика 17 и на вход 20 элемента ИЛИ 6. Б результате двоичное число5 10 на выходах счетчика 7 изменяется на единицу. Этот же импульс, пройдя через элемент ИЗ 6, заряжает конденсатор интегрирующего элемента 11. На его выходе появляется напряжение высокого уровня, вызывающее срабатывание порогового элемента 10. Напряжение с выхода порогового элемента 10 подается на управляющий вход 9 ключа 7 и закрывает его. В результате следующий импульс с генератора 1 не поступает на счетный вход 18 счетчика 17.На входах коммутатора 16 (на выходах счетчика 17) двоичное число остается неизменным. Импульсы с генератора 1 (с входа 19) поступают на один из выходов коммутатора 16 (на выход, определяемый самим коммутатором 16, например входящим в его состав счетчиком, в зависимости от числа циклов счета счетчика 17, пример исполнения коммутатора 16 приведен на фиг. 2, ниже дается подробное его описание), Логические состояния всех остальных выходов коммутатора 16 соответствуют логическим .состояниям выходов счетчика 17 и неизменны во времени, когда ключ 7 закрыт, Таким образом на один из входов эталонного 4 и на аналогичный вход проверяемого 3 модулей (модули 3 и 4 своими входами включены параллельно) поступают импульсы с генератора 1, а на остальные - логические состояния (потенциальные сигналы) со счетчика 17,. На указанные входные электрические воздействия модули 3 и реагируют определенным образом (если они оба исправны - то одинаково), Сигналы с выходов эталонного модуля 4 поступают на входы триггеров 13 и 14 блока 12, Триггеры 13 устанавливаются в единичное состояние по положительному перепаду напряжения (с логического "0" в логическую "1"). Триггеры 14 - по отрицательному (с логической "1" в логический "0"). Положительный перепад напряжения (с логического "0" в логическую "1") на выходе триггера блока 12 приводит к формированию короткого импульса соответствующим формирователем (дифференцирующей цепью) блока 15. Про"- йдя через элемент ИЛИ 6, этот. импульс подзаряжает конденсатор интегратора 11, что продлевает время нахождения ключа 7 в закрытом состоянии, Следовательно, продление нахождения ключа 7 в закрытом состояниивызывают только первые перепады напряжения на каждом выходе эталонного модуля, которые возникают, когдацикл работы, соответствующий данному воздействию сигналов на входымодуля, еще нв закончен, Последующие перепады напряжения на каждомвыходе эталонного модуля 4 (второй, 1 о третий и т.д.) не вызывают изменениесостояния триггера блока 12 (так каккаждый триггер подключен к выходу эта.лонного модуля входом 5 и уже установлен в единичное состояние первым 1 з перепадом напряжения), а.следователь.но не вызывает Формирование блоком15 коротких импульсов, продлевающихвремя нахождения ключа 7 в закрытомсостоянии. После прогона эталонного 2 о модуля по всему его циклу работы, со.ответствующему данному электрическому воздействию на его,входы с коммутатора 16, на выходах эталонногомодуля первые перепады напряжения зарю канчиваются (идут вторые, третьи и т.д,перепады напряжения , Это означаетокончание цикла работы модуля, соответствующего данному воздействию сигналов на его входы с коммутатора 6,Напряжение на выходе интегратора11, самопроизвольно снижаясь, становится меньше порога срабатыванияэлемента 10. На аыходе элемента 10появляется логический ".0". В результате ключ 7 открывается а триггеры 312 обнуляются (по обнулению корот киеимпульсы формирователями блока 5не формируются ), Импульс, прошедшийчерез открытый ключ 7, изменяет двоичное число на выходе счетчика 17 на 4 оединицу, и зарядив конденсатор интегратара 11вновь вызывает закры.тие ключа 7, Далее прогон модулей3 и 4 осуществляется при другойкомбинации логических состояний на 45их входах до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 17.( этому моменту времени на входахмодулей 3 и 4 осуществлен переборвсех возможных комбинаций логических 0состояний при задании импульсов с генераторана один и тот же вход мо",дуля 4. Переполнение счетчика 17 вызывает изменение коммутации импульсов, поступающих с выхода генеоатора 1 на вход 19 коммутатора 16. Этиимпульсы в течение времени до очеред.ного переполнения счетчика 17 поступают на следующий вход модуля 4 а1 Х ГОДавтСЛ ЛОГицеСкОЕ сос", Оя; ; 1, ПОтЕНц Иап Ь ГЫй С" ГнаЛСОсчет 1 ика 17. Сце-ц" считает далеециклы модулей, наци 1 г 1 я со своего нулевого состояния,ПООгон мОДлей прохОДит ДО техпор пока импульсы с генератора непобыва ат на всех входах модуляПасле чего проверка считается законченной Об этом можно судить, например, по срабатыванию индикатора имПУЛЬСОВ ПОДКЛЮЧЕННОГО К ПОСЛЕДНЕМУвыходу коммутатора 16 этот инди катор условно не показан, Блок 2 срав.нсния сравнивает срабатывания (логицеские состояния на выходах) модулей3 и Ч., Различие в срабатываниях привод, т к включению блоком 2 сравненияи 1 ди КатОра 5 (СООтВЕтСтВуЮщЕй ЛаМПЫиндикатора 5, указывающей на неиспоавность проверяемого модуля 3) иК ОСтанОВУ ВСЕГО УСтРОЙСтВа СИГНаЛОМ1,закрывающим ключ 7) по цепи 21 салеке.та ИЛИ 22, Таким образом, каки ми бы фун кционал ьными возможноствк, не обладал проверяемый модуль икакое .ы не было назначение входовмодуля - коммутатор 16 обеспечит установку :-а них таких комбинаций электаицеских воздействий, которые позвоЛЯЮГ ПРОВЕСтв ПРОВЕРКУ ВСЕХ ЕГО ФУНКц ональ 1 ых возможностей при одном под./люцении его входов;т,.е по сравнению с г;ротогипом экономится времябгагодар"- изменениям подключения вхо 35коду.",яКонтроль будет достоверным, еслитри г геры,. входящие в сост а в модулейи 1предварительно перРд началомконтроля будут установлены в одинакоВОЕ ПОЛОЖЕНИР,Коммутвтор 16 работа 1 следуа 1 имобразом.Дешифратор 25 преобразует двоицныйкод со счетчика 23 в гозиционный, На45одном из выходов 1К устанавливается логическая "1" в зависимости отдвоицного числа на выходах сцетчика23, Эта логическая1 открывает соответствующий элемент 26 запрета и-э 511закрывает соответствующий элемент 27запрета На всех остальных выходах де.шифратора 25 устанавливаются логические 0, в результате чего все остальные элементы 26 закрыты, а все осталь55ные элементы 27 открытыбледовательно, через элемент 26,на вх д которого годана логическаяЛ П 1 И 1;11 агОра 2, ПрОХОдят ИМПуЛЬ. ась со входа 13, а через элемент 27на вход которого подана логическаяс дешифратора 25 - логическое сотаяние (потенциальный сигнал) со счетц 1 ка 17 не поступает, Через все остальные элементы 26 импульсы с входа19 11 е, проходят, тогда как через всеостальные элементы 27 проходят логическиг состояния (потенциальные сигналылогический 0" или логическая 1")со счетчика 17.Такимобразом на один иэ выходовкоммутатора 16 определяемый двоичный числом, установленным на выходесчетцика 23, поступают импульсы совхода 19 а на все остальные выходыкоммутатора 16 - логические состсенинсо счетчика 17,При возникновении переполнениясчетчика 17 на счетный вход 0 счетчи.ка 23 поступает сигнал с дешифратора2 ч, который изменяет двоичное числона выходах счетчика 23 на единицу,В результате на другом выходе дешифратора 25 появляется логи ческая "1",а на всех остальных - логический "0".Теперь уже на другой выход коммутатора 16 поступают импульсы с входа 19а на все остальные - логические сос"тояния со счетчика 17.Чтобы проконтролировать с г 1 омощьопредлагаемого устройства, напримерсчетчик, его достаточно только одинраз подключить к предлагаемому устройству и будут проконтролированывсе его режимы: счет, установка в0", установка всех его триггеров в11", запись с параллельных входовдр, Б прототип, как отмечено выше,сцетцик необходимо подключить несколько рз по разному: сначала счетнымвходом, затем входом установки в 0"и "1", затем управляющим входом длязаггиси с параллельных входов и т.д.,и все равно контроль неисправностейбудет далек от полного,Коммутатор, дешиФратор и др атакже оригинальные модули невозможнопроверить с помощью прототипа, а спомощью предлагаемого устройстваможно, причем все его режимы, подключив входы к предлагаемому устройСТВУ ТОЛЬКО ОДИН Раэ Т Р СЭКОНОМИЕвремя на переключенияхТаким образом, предлагаемое устройство расширяет область применения,повышает производительность контроляи полноту контроля временной характерисгики Функционирования модулей,9 формула и з обре те ни я10010 1. Устройство для контроля цифровых модулей, содержащее эталонный цифровой модуль, соединенный входами с входами контролируемого цифрового модуля, выходами - с первыми входами блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходами контролируемого цифрового модуля, выходами - с со ответствующими входами блока индикации и с входами первого элемента ИЛИ, соединенного выходом с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход 1 ь с первым вхддом второго элемента ИЮ, соединенного выходом через последова" тельно соединенные интегрирукщий и пороговый элементы с первым входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, щ что, с целью повышения полноты контроля, расширения функциональных воз". можностей и повышения производительности, в него введены первый счетчик, коммутатор и по числу выходов эталон- р ного цифрового модуля первые и вторые триггеры, формирователи импульсов, причем вход первого счетчика соединен с выходом ключа, соединенного вторым входом с первым входом коммутатора, соединенного вторйми вхОдами с соответствующими входами эталонного цифрового модуля, каждый выход которого соединен с первыми входами соответствующих первого и второго триггеров,15 10вторые входы которых соединены с первым входом ключа, выходы через соответствующие формирователи импульсов -с соответствующими вторыми входамивторого элемента ИЛИ,2, Устройство по п1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что коммутаторсодержит первый и второй дешифратор,второй счетчик, первый и второй элементы запрета и третьи элементы ИЛИ,соединенные выходаю с выходами коммутатора, первыми и вторыми входамисоответственно с выходами первых ивторых элементов запрета, сигнальные входы первых элементов запретасоединены с первым входом коммутатора, информационные входы - с соответствующими выходами первого дешифратора и с инверсными информационнымивходами вторых элементов запрета,соединенных сигнальными входами ссоответствующими вторыми входами коммутатора и с первыми входами второгодешифратора, соединенного выходом через второй счетчик с входами первогодешифратора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1. Авторское свидетельство СССР Ю 11153, кл. 6 01 К 31/28, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР Ь 570055) кл. С 06 Е 11/02, 1977 (прототип).1001015 Заказ 1390/ 52 Тираж 872 ПоВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Рауаская наб.,еаиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная ис Составитель В,ДворкинРедактор Н.Греаанова Техред Т;Фанта Корректор 0.6 илак