Устройство для контроля цифровых узлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУЬЛИН 09) (И) ЗШ 06 Г 11/26 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСНОМУ СВИДВТВВСТВУ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9903888, кл, Я 06 Г 11/16, 1980.2, Авторское свидетельство СССР 9987154, кл, Я 06 Р 11/16, 1981 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ УЗЛОВ, содержащее генератор тестов, мультиплексор, сигнатурный анализатор, блок управления мультиплексором, группа информационных .выходов которого соединена с грулпой управляющих входов мультиплексора и блока коммутации управляющих сигналов, вход начальной установки устройства соединен с установочными входами сигнатурного анализатора и блока управления мультиплексором, информационный выход и синхровход генератора тестов соединены соответственно с входом и синхровыходом контролируемого узла, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом сигнатурного анализатора, входы "Пуск" "Стоп"и синхронизации которого через блоккоммутации управляющих сигналов соединены с соответствующими выходамиконтролируемого узла, элемент И,триггер, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения быстродействия и глубины контроля, устройство содержит блок индикации номера параметра, блок сравнения сигнатур и элемент задержки, причем стробирующий выход сигнатурного анализатора соединен с С-входом триггераи через элемент задержки с первымвходом элемента И, выход которогосоединен с управляющим входом блокауправления мультиплексором, выходтриггера является выходом неисправности устройства и подключен к второму входу элемента И, Р -входтриггера соединен с входом начальной установки устройства, а Р -входс выходом блока сравнения сигнатур,первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группой информационных выходов сигнатурного анализатора и блока управлениямультиплексором, соединенной такжес группой входов блока индикацииномера параметра.10 30 50 11 Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может бытьиспользовано для проверки исправности цифровых устройств и обнаружениянеисправных цифровых узлов и микросхем в них,Известно устройство для контроляцифровых узлов, содержащее генератортестов, генератор синхросигналов,логический анализатор, коммутатор,блок управления глубиной анализа.Это устройство позволяет выбратьглубину анализа, т.е. осуществитьпроверку на заданное число тактов.Преобразование потока двоичных контролируемых данных в сигнатуры осуществляет регистр сдвига, Потокконтролируемых,данных суммируетсяпо модулю два с сигналом на выходецепи обратной связи регистра сдвига,который синхронизируется теми жетактирующими сигналами, что и потокконтролируемых данных1 ,Недостатком устройства являетсямалое быстродействие при контролеи поиске неисправности, обусловленное тем, что оператор вручную подключает устройство к контролируемым точкам устройства, визуально считываетсигнатуру и сравнивает ее с эталоннымзначением.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для контроляцифровых устройств, содержащее последовательно соединенные генератортестов, проверяемый блок, мультиплексор, а также сигнатурный анализатор, блок управления мультиплексором, группа информационных выходовкоторого подключена к входам управления мультиплексора и блока коммутации управляющих сигналов, последовательно соединенные первый триггерР 5-типа первый элемент И, элементИЛИ, второй триггер Р 5 -типа, второйэлемент И.Выход мультиплексора подключенк информационному входу сигнатурногоанализатора, группы выходов сигналовостанова, запуска и синхронизациипроверяемого блока подключены соответственно к группам входов останова,запуска и синхронизации блока коммутации управляющих сигналов. Выходыоетанова и синхронизации блока коммутации управляющих сигналов подключены к соответствующим входам сигнатурного анализатора (СА) непосредственно, а выход запуска - через вто 20338 л рой элемент И. Первый выход соединенс управляющим входом блока управления мультиплексором, установочныевходы СА, блока управления мультиплексором и второй вход элемента ИЛИподключены к установочному входуустройства. Вход включения шаговогорежима устройства соединен с вторымвходом элемента И, третий вход элемента ИЛИ подключен к управляющемувыходу блока управления мультиплексором. Вход включения режима "Пуск"устройства соединен с входом сбросапервого и входом установки второготриггеров йб-типа, Второй выходСА подключен к входу установки первого триггера Я 5 -типа, инверсныйвыход которого подключен к второмууправляющему входу СА.Блок управления мультиплексоромсодержит последовательно соединенныепервый переключатель, счетчик, узелсравнения кодов, группа вторых информационных входов которого подключенак второму переключателю. Управляющийвход и вход . начальной установки блока подключены к соответствующим входам счетчика, выход узла сравненияподключен к управляющему выходу блока,а выходы счетчика - к информационномувыходу блока.Блок коммутации управляющих сигналов содержит три синхронно управляе-,мых мультиплексора, информационныевходы которых подключены соответственно к группам входов запуска, остановаи синхронизации блока коммутацииуправляювцтх сигналов, а выходы мультиплексоров являются соответственновыходами запуска, останова и синхронизации блока коммутации управляющихсигналов 23Однако в известном устройстве быстродействие существенно повышено засчет того, что блоком коммутации управляющих сигналов и мультиплексоромобеспечивается автоматическое синхронное подключение к входам СА информационного сигнала и соответствующихему сигналов запуска, останова исинхронизации. Кроме того, формируется составной последовательный информационный сигнал, сигнатура которогохарактеризует исправность проверяемого блока в целом,Что же касается визуализации сигнатур и сравнения их с эталонами,то эти операции остаются неавтоматизированными и выполняются оператором1120338 Эвручную, чем и определяется недоста точное быстродействие устройства, что особенно ощутимо при локализации места неисправности. Кроме того, достоверность классификации сигнатур (правильная - неправильная) снижена, Это связано с формированием последовательного составного контролируемого сигнала из сигналов на различных выходах проверяемого блока. При этом возможна компенсация ошибок на одном из выходов проверяемого блока за счет ошибок на другом из его выходов. Вероятность ошибки возрастает приблизительно в ь раз, где п - число контролируемых сигналов, объединяемых в составной последовательный сигнал.Недостатком устройства также являются его ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью автоматического и достоверного получения единого сигнала исправности.Цель изобретения - повышение быстродействия и глубины контроляПоставленная цель достигается тем, что устройство для контроля цифровых узлов, содержащее генератор тестов, мультиплексор, сигнатурный анали 30 затор, блок управления мультиплексором, группа информационных выходов которого соединена с группой управляющих входов мультиплексора и блока коммутации управляющих сигналов, вход начальной установки устройства соединен с установочными входами СА и блока управления мультиплексором, информационный выход и синхровход генератора тестов соединены соответственно с входом и синхровыходом контролируемого узла, группа информационных выходов которого соединена с группой информационных входов мультиплексора., выход которого соединен с информационным входом СА, входы "Пуск", "Стоп" и синхронизации которого через блок коммутации управляющих сигналов соединены с соответствующими .выходами контролируемого узла, элемент И, триггер, содержит,. блок индикации номера параметра, блок сравнения сигнатур и элемент задержки, причем стробирующий выход СА, соединен с С-входом триггера и через элемент задержки с первым 55 входом элемента И, выход которого соединен с управляющим входом блока управления мультиплексором, выход триггера является выходом неисправности устройства и подключен к второму входу элемента И Й-вход триггера соединен с входом начальной установки устройства, а В -вх д - с выходом блока сравнения сигнатур, первая и вторая группы входов которого соединены соответственно с группой информационных выходов СА и блока управления мультиплексором, соединенной также с группой входов блока индикации номера параметра.Блоком сравнения сигнатур, реализуемым на базе постоянного запоминающего устройства, обеспечивается не только хранение эталонных значений сигнатур, но автоматическое сравнение сигнатуры контролируемого параметра с эталоном. В результате после фиксации сигнатуры очередного контролируемого параметра, т.е. но заднему фронту измерительного интервала, с выхода блока сравнения сигнатур снимается "1" или "О" в случае правильной сигнатуры соответственно. Это значение сигнала по заднему фронту измерительного интервала переписывается в триггер.Таким образом, триггер находится в состоянии "1" до тех пор, пока сигнатуры контролирующих параметров соответствуют эталоном. Как только сигнатура некоторого параметра не соответствует эталону, триггер переключается в состояние нулевое и запрещает прохождение через элемент И счетных импульсов на вход счетчика блока управления мультиплексором. Блоком индикации индицируется код на выходе счетчика, т.е. номер отказавшего параметра. Сигнал на выходе триггера является единым сигналом исправности контролируемого блока. Элемент задержки между выходом формирователя измерительного интервала и входом элемента И обеспечивает задержку счетных импульсов счетчика для того, чтобы состояние триггера могло измениться раньше, чем счетчик переключится. Если требуется локализация места неисправности с точностью до отказавшей микросхемы, то в области ПЗУ блока сравнения сигнатур, соответствующей 1-му контролируемому параметру, по адресам, соответствующимзначениям сигнатур, вырабатываемым в случае неисправности, в разря 1120338дах втором, третьем и т,д. записывается код номера отказавшей микросхемы, который индицируется блокоминдикации, входящим в состав блокасравнения сигнатур. 5Достоверность контроля повышается за счет того, что классифицируются сигнатуры отдельных параметров,а не сигнатура последовательногосоставного параметра. 1 ОВ результате в предлагаемом устройстве обеспечивается автоматизация процессов подключения к СА информационных и управляющих сигналов,сравнения сигнатур и формирования 15единого сигнала исправности устройства. При этом быстродействие устройства повышается и функциональные возможности его расширяются. Достоверностьконтроля повышается за счет того, 2 Очто с эталоном сравнивается сигнатура каждого контролируемого сигналав отдельности, а не единого составного последовательного сигнала.Функциональные возможности и быст-родействие устройства увеличиваетсяи за счет того, что в случае неисправности обеспечивается локализацияи индикация неисправности с точностьюдо номера отказавшего параметра и да- ЗОже до номера отказавшей микросхемы.Единый сигнал неисправности устройства во многих случаях может использоваться для контроля Функционирования устройства в работе,5На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 тестов, контролируемый узел 2, мультиплексор Зблок 4 коммутации управляющих сигналов СА 5, блок 6 управления мультиплексором, блок 7 индикации номера параметра, блок Я,сравнения сигнатур, триггер 9 Р -типа, элементы 10 и 11 задержки, элемент ИЛИ 12 и элемент И 13, входы "Пуск" 14 "Стоп" 15 и синхронизации 16 блока 4, входы "Пуск" 17 и "Стоп" 18 и синхронизации 1.9 СА 5, информационный вход 20, вход 21 установочный СА 5, вход 22 начальной установки устройства, вход 23 начальной установки, управляющий выход 24, стробирующий выход 25 СА 5, управляющий вход 26 блока 6 управления мультиплексором, группа информационных выходов 27 блока 6 управления мультиплексором, вторая группа 28 входов блока 8 сравнения сигнатур, группа информационных выходов 29 СА 5, первая группа 30 входов блока 8 сравнения сигнатур, выход 31 блока 8, выход 32 неисправности устройства. Блок 6 управления мультиплексором содержит последовательно соединенные переключатель 33, счетчик 34, блок 35 сравнения кодов, второй информационный вход которого подключен к второму переключателю 36. Выход блока 35 через элемент 11 задержки и элемент ИЛИ 12 подключен к входу сброса счетчика 34.СА 5 включаетформирователь 37 измерительного интервала, входы "Пуск", "Стоп" и синхронизации которого подключены соответственно к входам 17-19 СА 5, регистр 38 сдвига с обратной связью, входы начальной установки и синхронизации которого подключены к выходу формирователя 37, а его информационный вход - к информационному входу 20 СА 5. Управляющий выходФормирователя 37 подключен к стробирующему выходу 25 СА 5. Выходы регистра 38 подключены к группе информационных выходов СА 5.Устройство работает следующим образом.На заранее заданные входы контролируемого узла 2 поступают стимулирующие сигналы с выхода генератора 1 тестов, при этом указанные сигналы подаются только на те входы узла 2, которые находятся в статическом состоянии. Для обеспечения синхронности стимулирующих сигналов с остальными сигналами, формируемыми узлом 2, из последнего в генератор 1 тестов поступает опорный синхронизирующий сигнал, При этом на всех выходах контролируемого узла 2 вырабатываются определенные двоичные последовательности. Проверка исправности узла 2 проводится путем контроля двоичных последовательностей на его выходах, подключенных к входам мультиплексора 3. Переключателем 33 (начального номера параметра) устанавливают номер первого прове" ряемого выхода контролируемого узла 2, а переключателем 36 (конечного номера параметра) - номер последнего проверяемого выхода узла 2. Если переключатель 33 начального номера параметра отсутствует, то проверка всегда начинается с нулевого параметра.338 40 7 1120При подаче импульса на вход 22сигнала начальной установки устройства триггер 9 сбрасывается, формирователь 37 измерительного интервалаСА 5 устанавливается в исходное состояние ожидания запускающего сигналаЗадним фронтом сигнала начальнойустановки в блоке 6 управления мультиплексором в счетчик 34 записывается начальный код, поступающий с 1 Опервого переключателя 33 начального номера параметрЫ) и соответствующий этому номеру код с выходасчетчика 34 поступает на группу информационных выходов 27 блока 6 управления мультиплексором. На выходе блока 35 сравнения кодов приэтом сигнал отсутствует. Для четкойработы устройства длительность сигнала начальной установки должна 20быть больше величины задержки элемента 10 задержки.При этом в мультиплексоре 3 открыт первый канал, а к входам 17-19 .формирователя 37 измерительного интервала СА 5 подключаются соответствующие сигналы узла 2, относящиеся к сигналу на первом проверяемомвыходе контролируемого узла 2. Припоступлении сигнала на вход 17 СА 5 он ЗОпроходит на Формирователь 37 измерительного интервала, который вырабатывает импульс установки, поступающий на вход начальной установки регистра 38 и переходит в состояниеизмерения. В этом состоянии в формирователе 37 измерительного интервала блокируется воздействие импульсов, поступающих на вход 17 и разрешается воздействие (прием) импульсов,поступающих на вход 18.В состоянии измерения формирователь 37 измерительного интервала вырабатывает измерительный строб, разрешающий прохождение синхронизирующих сигналов на вход синхронизации регистра 38.Синхронизирующими сигналами врегистр 38 записывается первый контролируемый сигнал, поступающийс выхода мультиплексора 3 на информационный вхбд 20 СА 5, В конце интервала проверки первого контролируемого сигнала узла 2 на вход 18 Формирователя 37 с соответствующего выхода блока 4 коммутации управляющихсигналов поступает импульс, переводящий формирователь 37 в состояние ожидания запускающего сигнала. При -этом прекращается формирование измерительного строба, в связи с чемзапрещается прохождение импульсовна синхронизирующийвход регистра38. После окончания измерительногоинтервала код состояния регистра 38,так называемая сигнатура (к-разрядное двоичное число) поступаетна группу входов 30 блока 8 сравнения сигнатур, реализуемого наоснове запоминающего устройства.Вторая группа входов 28 блока 8подключена к информационным выходамблока 6 управления мультиплексором.Для каждого контролируемого сигнала (параметра) отведено поле памяти, содержащее 2 ячеек (К-разКрядность сигнатуры). В блоке 8в ячейке, адрес которой соответствует правильной сигнатуре первогопараметра,записана "1", а в остальных ячейках поля памяти, соответствующего первому параметру, записаны0". Если исправному состояниюпервого параметра соответствуетнесколько возможных сигнатур, то"1" записана в нескольких соответствующих ячейках.Соответственно, если сигнатураправильная, то с выхода 31 блока8 сравнения сигнатур считываетсясигнал "1", в противном случае "0",Этот сигнал поступает на Э -входтриггера 9. Запись информации втриггер 9 производится задним Фронтом измерительного строба.Если сигнатура первого параметраправильная, то триггер 9 переключится в состояние 1 и на вход элемента И 13 и на выход 32 устройства поступает разрешающий потенциалтВ противном случае в триггер 9 записывается "0" и на вход элементаИ 13 и на выход 32 устройства поступает запрещающий потенциал. В первом случае задним же фронтом измерительного строба через элемент 10задержки счетчик 34 блока 6 управления мультиплексором переключаетсяв следующее состояние, соответствующее следующему контролируемому параметру, код которого устанавливаетсяна группе информационных выходов27 блока 6 управления мультиплексором.В мультиплексоре 3 и блоке 4 коммутации управляющих сигналов первыеканалы закрываются, вторые каналыоткрываются,1120338 20 9При этом к информационному входу 20, синхронизирующему входу 19 СА 5, а также к его входам "Пуск" 17 и "Стоп" 18 подключаются сигналы контролируемого узла 2, соответствующее следующему контролируемому параметру. Цикл измерения повторяется и если сигнатура второго контролируемого параметра правильная, то аналогичным образом устройство переходит 10 к проверке следующего параметра и т,д, Если сигнатуры всех следукнцих параметров правильные, то счетчик 34 от начального состояния последовательно проходит через все состояния 15 до последнего. После проверки сигнала на последнем выходе узла 2, если сигнатура правильная, счетчик 34 пере- переключается в состояние, когда на его выходах устанавливается код, равный коду, набранному на втором переключателе 36 (номера последнего параметра). При этом на выходе блока 35 сравнения кодов выработан сигнал, который через элемент 11 задержки 25 и элемент ИЛИ 12 поступает на вход 23 начальной установки счетчика и цикл повторяется сначала.В течение всего этого времени на личие единичного сигнала на выходе 32 устройства свидетельствует об его исправности с достоверностью, определяемой количеством ( разрядов регистра 38. 5Если же в процессе контроля сигнатура одного из параметров оказывается неисправной, то с зоны памяти блока 8, соответствующей этому параметру считывается нулевой сиг нал, который записывается в триггер 9. Прохождение счетных импульсов через элемент И на счетчик 34 запрещено и на выходе счетчика 34 остается код номера. параметра, который классифицирован как неисправный. Этот код индицируется блоком 7 и служит исходной посылкой для замены отказавшего узла или более детальной диагностики. Одновременно на выходе 32 устройства устанавливается нулевой потенциал, свидетельствующий о неисправности узла2. Если узел состоит из несколькихсъемных узлов, то блоком 7 можетиндицироваться не номер параметра,а непосредственно номер отказавшего блока узла 2. Если от устройстватребуется локализация неисправности с точностью до микросхемы, то вполе памяти соответствующего параметра, в ячейках, адреса которых равнысигнатурам, вырабатываемым при отказах соответствующего узла, в первомразряде, связанном с выходом 3 1блока 8, записывается "0", а в остальных разрядах - код номера от- .казавшей микросхемы, который отображается блоком индикации. Во всехрежимах работы устройства блок 4коммутации управляющих сигналовосуществляет подключение к соответствующим входам СА 5 сигналов"Пуск", "Стоп" синхронизации,относящихся к тому контролируемомусигналу, который в данный моментпоступает с выхода мультиплексора3 на информационный вход СА, а блок8 сравнения сигнатур обеспечиваетоперативное автоматическое сравнение сигнатур (одной или нескольких),соответствующих контролируемомусигналу с эталоном (эталонами).В случае неисправности обеспечивается оперативная информация о местеповреждения, вплоть до номеровотказавших узлов и микросхемы.Выбор требуемых сигналов управления определяется кодом, поступающим из блока управления мультиплексором, Количество сигналов "Пуск"и "Стоп" определяется количествомгрупп контролируемых сигналов,имеющих различный период следования.Количество сигналов синхронизацииопределяется количеством групп контролируемых сигналов, сформированныхна базе различных тактирующихсигналов.Таким образом, изобретение позволяет повысить быстродействие и глубину контроля,1120338 Составитель И. ХазРедактор Н. Бобкова Техред И,Кастелевич Корректор О. Била пис н д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна каз 7744/37 ВНИИПИ Государ по делам из 113035, Москва, Тираж 698твенного комитета ССбретений и открытийЖ, Раушская наб.,