Устройство для контроля цифровых систем

(19) И 1) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЗШ 0 06 Е 11/16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ, (56) 1, "Электроника", 1975, У 10, М., "Мир", с 53.2, Авторское свидетельство СССР Иф 900286, кл. 6 06 Р 11/321980 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ, содержащее блок срав. нения кодов, группу формирователей напряже ния, формирователь напряжения, два триггера, два элемента И, группу элементов И, счетчик, первую групт 1 у регистров сдвигаблок пере. ключателей, элемент ИЛИ, причем первая группа входов блока сравнения кодов .соединена с группой выходов блока лереключателей, синхровход устройства соединен с входом формирователя напряжения, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с единичным входом второго триггера и с установочным входом устройства, группа информационных входов которого соединена с входами формирователей напряжения группы и с второй группой взводов блока сравнения кодов, выход кото. рого соединен с нулевым входом второго трйгге. ра, выход которого соединен с первым входом . второго элемента И, выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с нулевым входом первого триггера и с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами формирователей напряжения группы, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с информационными входами регистров сдвига первой группы, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения возможности регистрации изменений логического состояния в промежут. ках времени между синхроимпульсами, в устройство введены элемент задержки, группа счетчиков, вторая группа регистров сдвига, причем установочный вход устройотва соеди % нен с вторым входомэлемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задер.га жки, выход которого соединен с установочными входами счетчиков группы, счетные входы которых соединены соответственно с выходами элементов И группы, выход первого элемента И соединен с синхровходами регистров сдвига первой группы, с вторым входом второго элемента И и синхровходами регистров сдвига второй группы, информационные входы которых соединены соответствен но с выходами разрядов счетчиков группы.Изобретение относится к вычислительнойтехнике и может быть использовано для поиска дефектов, ошибок и сбоев в работеаппаратных средств электронного цифровогооборудования. 5Известно устройство для контроля цифровых систем, содержащее компаратор запускапо коду, блок индикации, элемент ИЛИ,генератор. цифровой задержки, две группыэлементов И, формирователь синхросигнала, 10блок памяти, два триггера, элемент И, генера.тор импульсов, амплитудные компараторы 1,Недостатком данного устройства являетсяжесткая привязка запоминаемой информациик запускающему коду, что не позволяет од-,5повременно регистрировать предшествующиеи последующие запускающему коду слова.Наиболее близким по технической сущностик предложенному является устройство дляконтроля цифровых систем, содержащее блок 20сравнения кодов, амплитудные компараторы,группу элементов И, формирователь синхросигналов, два элемента И, группу регистровсдвига, два триггера, элемент цифровой за. фдержки, причем установочный вход устройства, 25соединен с первыми установочными входамипервого и второго триггера, .второй установочный вход которого соединен с выходом эле-:мента цифровой задержки и с первыми входа.ми группы элементов И, а выход соединенс первым входом первого элемента И, второйвход которого соединен с выходом формирователя синхросигналов, а выход соединен спервым входом второго элемента И и с так.товыми входами регистров сдвига, информационные входы которых соединены с выходами амплитудных компараторов, входы которых являются группой информационных входов устройства и соединены с входами блокасравнения кодоввыход которого соединенс вторым установочным входом второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход которогосоединен с входом элемента цифровой за.держки, синхровход устройства соединен с45входом формирователя синхросигналов,Устройство регистрирует информацию, появ.ляющуюся на выходах контролируемого объекта в моменты существования синхроимпульсов.Устройство позволяет запоминать для индика.ции информацию, последующую запускающемуслову или предшествующую запускающему ело.ву на любое число тактов 121,Недостатком известного устройства являетсяограниченность регистрируемой информации,что не позволяет достоверно диагностироватьцепи.с асинхронными элементами, цепи с помехами или паразитной генерацией. Это объясняет..ея тем, что, в известном устройстве никак не фиксируются события, которые могут происхо. дит в контролируемом объекте в промежутках времени между синхроим ульсами.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности регистрации изменений логического состо. яния в промежутках времени между синхроимпульсами.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля цифровых систем, содержащее блок сравнения кодов, группу формирователей напряжения, формирователь напряжения, два триггера, два элемента И, группу элементов И, счетчик, первую группу регистров сдвига, блок переключателей, элемент ИЛИ, причем первая группа входов блока сравнения кодов соединена с груп пой выходов блока переключателей, синхровход устройства соединен с входом формирователя напряжения, выход которого соединеп с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, единичный вход которого соединен с единич. ным входом второго триггера и с установочным входом устройства, группа информацион. ных входов которого соединена с входами формирователей напряжения группы и с второй группой входов блока сравнения кодов, выход которого соединен с нулевым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с нулевым входом первого триггера и с первыми входами элементов И группы, вторые входы которых соединены соответственно с выходами формирователей напряже. ния группы, выход первого элемента И сое. динен с первым входом элемента ИЛИ, выходы элементов И группы соединены соответственно с информационными вхоДами регистров сдвига первой группы, введены элемент задержки, группа счетчиков, вторая группа регистров сдвига, причем установочный вход устройства соединен с вторым вхо- . ,дом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента задержки, выход кото рого соединен с установочными входами счетчиков группы, счетные входы которых соединены соответственно с выходами элементов И группы, выход первого элемента И соединен с синхровходами регистров сдвига первой группы, с втооым входом второго элемента И и с синхровходами регистров сдвига второй группы, информационные входы которых соединены соответственно с выходами разрядов счетчиков группы.На фиг. 1 .представлена блок. схема предлагаемого устроиства; на фиг, 2 - схемафор- мирователя напряжения; на фиг, 3 - схема871 4 3 1130блока сравнения кодов, на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит блок 1 переключателей,формирователь, 2 напряжения, блок 3 сравне.ния кодов, группу 4 формирователей напря.5жения, триггер 5,элемент 6 И, элемент 7 Игруппу 8 элементов И, счетчик 9, триггер 10,группу 11 регистров сдвига, элемент 12 ИЛИ,группу 13 счетчиков, элемент 14 задержки,группу 15 регистров сдвига, установочныйвход 16 устройства, синхровход 17 устройства, группу 18 информационных входовустройства,Каждый формирователь напряжения содер.жит преобразователь 19 уровня напряженияи триггер 20 Шмидта.Блок 3 сравнения кодов содержит элементы 21 сравнения, элемент 22 И.Формирователи 2 и 4 напряжения предназна"чены для того, чтобы уменьшить влияние20входных цепей устройства, повысить помехозащищенность входных цепей, согласовать уровни,При этом эталонное значение сигналовзадается жестко уровнем порога срабатываниявходного элемента. Такой подход оправдантем, что система, в состав которой входитпредлагаемое устройство, ориентирована наконкретный набор объектов диагностирования,выходные сигналы которых имеют уровни .ТТЛ, за исключением небольшого количествацепей, работающих в уровнях ЭСЛ-логики.Поэтому для большинства каналов вырождает.ся в единственный элемент триггер Шмидта,в качестве которого может быть использована.интегральная микросхема 155 ТЛ 1. Преоб- З 5разователи уровня ЭСЛ - ТТЛ (может бытьиспользована интегральная микросхема500 ПУ 125) включаются в.случае необходимости прн помощи специального выносного блока.Блок 3 сравнения кодов предназначен 40для вьщеления момента проявления на шинахпроверяемой системы заданной логическойкомбинации,Причем заданная комбинация задаетсяблоком 1 переключателей.45Счетчик 9 предназначен для формированиявременного сдвига процесса регистрации состояний выходов проверяемой системы относительно момента появления заданного кодового слова. Причем в счетчик предваритель. 50но записывется число тактов, на которое должен быть задержан импульс синхронизации.Импульс переполнения счетчика будет сигналомпо которому останавливается запись в регистры сдвига и соответственно фиксируются логические состояния, сдвинутые относительнозаданного кодового слова на нужное числотактов. Группа счетчиков 13 предназначена дляподсчета по каждой выходной шине объектаконтроля числа переходов сигнала из одногологического состояния в другое за периодсинхронизации, Разрядность счетчиков 13 и,следовательно, общее количество регистровсдвига выбирается с учетом характера сигналов объекта (наличие асинхронных сигналов,вероятности помех и паразитной генерации),требований к диагностическим возможностям,сложности и стоимости аппаратуры,Устройство работает следующим образом.До начала контроля сигнал с установочного входа 16 устройства устанавливает. в еди. нннчное состояние первый триггер 5, второйтриггер 10 и через элемент ИЛИ 12 и элемент14 задержки счетчики 13 в исходное состояние, В процессе диагностирования контролируемые сигналы поступают через группу 4формирователей напряжения и группу 8элементов И на информационные входы группы 11 регистров сдвига и счетные входысчетчиков 13 группы, а также непосредственнона входы блока 3 сравнения, который поопределенному заданному состоянию блокапереключателей переводит триггер 5, в нулевоесостояние; При этом закрывается элемент 7 Ичерез который поступали тактовые импульсына вход счетчика 9, так как по отработкезаданной задержки триггер 10 закрываетэлемент 6 И, через который поступали синхроимпульсы на тактовые входы регистровсдвига и через элемент 12 ИЛИ и элемент14 задержки на счетные входы счетчиков 13,При этом в регистрах сдвига будет находиться информация, предшествующая заданномув блоке 3 сравнения кодов и последующая.Количество предшествуннцих и последующихснов информации зависит от разрядности регистров сдвига и задержки, заданной счетчиком 9,Выход каждого разряда счетчиков 13 соединен с информационным входом одного изрегистров 15 сдвига группы. Таким образом,содержимым групща регистров 11 сдвига являются состояния выходов проверяемой системыв моменты появления синхроимпульсов, а содержимым группы регистров 15 сдвига являетсякод, соответствующий количеству переходовсигнала из одного логического уровня в другой за период между двумя синхроимпульсатми, так как каждый очередной сиихроимпульс,поступая через элемент 12 ИЛИ и элемент 14задержки на установочные входы счетчиков 13приводит их в исходное состояние, Величиназадержки выбирается минимальной при условиинадежной записи информации в регистры сдви.га до того, как содержимое, счетчиков 13 бу.дет сброшено,1130871 3Сущность процесса регистрации поясняютвременные диаграммы и таблица состояний,записанных для каждой временной диаграммыв регистрах сдвига, показанные на фиг, 4.На временной диаграмме фиг. 4 а показанысинхроимпульсы, б - . и - восемь возможныхвариантов изменения состояний выходныхсигналов йиагиостируемой системы.Чтобьг различить зти временные диаграммыдостаточно иметь одноразрядные счетчики 13 и 10по одному дополнительному регистру сдвигана каждый канал. В таблице состояний показаны данные, записанные в регистр 11 сдвигапо первому синхроимпульсу (первый столбец)по второму импульсу (второй столбец) и данные, записанные в регистр 15 сдвига в концепериода (третий столбец). Предполагается,что счетчик срабатывает по переходу логического уровня из низкого в высокий: Каквидно иэ временных диаграмм и таблицысостояний, запоминаемая информация позволя ет зафиксировап восемь различных ситуацийиа информационных входах. Это дает воэмож.ность устройству регистрировать асинхронныепроцессы, протекающие в объекте контроляв промежутках времени между синхроимпульсами, что косвенным образом повышает разрепиющую способность системы,Опираясь на информацию о состоянии проверяемого выхода в предыдущем сннхроимпульсе, в текущем синхроимпульсе и зная число переходов из одного логического состояния в другое в промежутке времени между син. хроимпульсами, можно восстановить квазивременную диаграмму на анализируемом, выходе. Такая организация процесса регистрации оказывается особенно. продуктивной при диагностировании цепей с обратными связями, позволяя обнаружить различия в реакции элементов кольца обратной связи на внешнее воздействие. Кроме того, предлагаемый метод регистрации дает возможность более качественно диганостировать цепи, находящиеся под влиянием импульсных помех и цепи с паразитной генерацией. Таким образом, устройство позволяет за счет введения дополнительных элементов счета и запоминания расширить 1 функциональные возМожности устройства, осуществляя помимо регистрации логических состояний объектаконтроля по синхроимпульсам еще и под счет числа переходов из одного логического состояния в другое в промежутках времени между синхроимпульсами,