Устройство для контроля цифровых узлов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ Н АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТ 1) 3948529/24-24(56) Авторское свидетельс И 830391) кл, С 06 Р 11/ОЭлектроника, 1977, 9 5 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТР ВЫХ УЗЛОВ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для поиска неисправностей в аппаратных средствах цифровой вычислитель - ной техники, в том числе для анализа выходных последовательностей при тестовом контроле цифровых узлов ЭВМ, Целью изобретения является увеличение глубины диагностирования за счет выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью, Устройство содержит генератор тестов, и-разрядный сдвиговый регистр на О-триггерах, сумматор по модулю два и блок синхронизации, а также и Т-триггеров, группу из п 1 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где т - максимальное количество входов элементов внутренней структуры проверяемого цифрового узла, т двухвходовых элементов ИЛИ, т -входовый элемент И, и-входовый элемент ИЛИ, две группы . элементов коммутации, два элемента коммутации и элемент индикации. Предлагаемое устройство кроме обеспечения свертки выходных реакций проверяемого цифрового узла методом сигнатурного анализа позволяет дополнительно реализовать функции различных логических элементов, количество входов которых не превышает сп (И, ИЛИ, НЕ, М 2, И-НЕ и др,), а также проверять элементы памяти (1)-триггера), что позволяет, в свою очередь, локализовать неисправность в проверяемом узле с точностью да указанных элементов, даже в случае, если они охвачены кольцом обратной связи, 1 з,п. ф-лы, 3 ил., Изобретение относится к вычислительной технике и предназначенодля поиска неисправностей в аппаратных средствах цифровой вычислительной техники, в том числе для анализа выходных последовательностей притестовом контроле цифровых узлов ЭВМ,Цель изобретения - увеличениеглубины диагностирования путем выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью,На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройствана базе сигнатурного анализатора,предназначенного для выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью для п=16 и х)=1+х +х +х+х; на фиг, 2 - схемаблока синхронизации; на фиг. 3 -схема проверяемого цифрового узла,состоящего из элементов, охваченныхобратной связью,Устройство содержит генератор 1тестов, проверяемый цифровой узел 2,группу из щ элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 3, группу из ш элементов ИЛИ 4,ш-входовый элемент И 5, первый 6 ивторой 7 блоки элементов коммутации,первый 8 и второй 9 элементы коммутации, 6-входовый сумматор 10 по мо дулю два, Т-триггеры 11, и-входовыйэлемент ИЛИ 12, элемент 13 индикации, 0-триггеры 14, образующие иразрядный сдвиговый регистр, и блок15 синхронизации,Блок 15 синхронизации образуютпервый 16 и второй 17 формирователиодиночного импульса, генератор 18тактовых импульсов, счетчик 19, элемент И 20 и элемент 21 задержки.Проверяемый цифровой узел содержит элемент ЗИЛИ-НЕ 21, двухвходовый сумматор 22 по модулю два (элемент М 2), 0-триггер 23, элементЗИ 24, элемент 2 ИЛИ 25, элементНЕ 26, Позициями 27-40 обозначенывнутренние точки проверяемого цифрового узла,Устройство работает следующимобразом.Работа начинается с подачи сигнала "Пуск" (положительный потенциал), на вход блока 15 синхронизации(фиг. 2), по которому вырабатываетсяодиночный импульс на шине 15.1, Этотимпульс. поступает на установочныевходы триггеров 14 и через второйэлемент 9 коммутации на установочные 83772входы триггеров 11, Под действиемэтого импульса все триггеры устанавливаются в нулевое состояние.Кроме того, все элементы проверяе- .5 мого цифрового узла 2 и генератора1 тестов устанавливаются в первоначальное, строго определенное состояние.Одиночный импульс, сформированный на шине формирователя 16, подается на К-вход счетчика 19 блока 15синхронизации, устанавливая насчетчике нулевой код, который формирует на выходе 16-входового элемента И 20 (16 - количество разрядовсчетчика) нулевой уровень, подаваеемый на вход управления генератора18 тактовых импульсов. Генератор 18тактовых импульсов состоит иэ трехпоследовательно включенных элементов НЕ, резистора и емкости, Генератор 18 начинает генерировать последовательность синхронизирующих им" 25пульсов при наличии нулевых уровней на двух входах разрешения выходного элемента ИЛИ-НЕ, Через промежуток времени 1, определяемыйэлементом 21 задержки, на второмвходе управления элемента ИЛИ-НЕ .ф Формируется нулевой разрешающийуровень, после чего генератор 18тактовых импульсов начинает генерировать серию импульсов, количество которых определяется емкостью 35 счетчика 19, Допустим, блок 156генерирует серию из (2 - 1)импульсов, так как под действием(2 ф - )-го импульса на счетчике 19 устанавливается код1111111111111110, подаваеий на 16 входовый элемент И 20, на выходекоторого Формируется единичный уровень, подаваемый на управляющийвход генератора 18 тактовых импульсов. После этого генератор 18 прекращает генерирование тактовых импульсов. При этом формирователем 7на шине формируется одиночный импульс, который подается на вход сТ-триггеров 11. При этом на Т-триггерах 11 происходит суммирование помодулю два содержимого Э-триггеров14 с содержимым соответствующихТ-триггеров 1,Под действием каждого тактовогоимпульса генератор 1 тестов выдаеттест, который поспутает на входыпроверяемого цифрового узла 2.3Рассмотрим работу устройства напримере диагностирования неисправности в цифровой схеме (фиг, 3).Предположим, что в результатеанализа выходных реакций цифровойсхемы оказалось, что сигнатура Бполученная на шине 40, отпичаетсяэот эталонной сигнатуры Б 4 О, В результате последовательного анализа сигнатур по шинам 39, 38, 37,36 34 35 33 32 31 30 29 2827 оказалось, что только сигнатурыР Р Р Р Р РБ 4 О Бза Бз 4 Б 32 БЪО И Б 29 отличаются от соответствующих эталон 3 9 э эных сигнатур Б 4 О Бзб БО 4 БзгэБз и Б . Таким образом можно заключить, что неисправный элемент илиэлементы находятся среди элементовЗИЛИ-НЕ, М 2 ЗИ, НЕ и Р-триггер,При помощи предлагаемого устройстваможно определить, какой или какиеиэ этих элементов неисправны, т,е.можно провести диагностирование сточностью до элемента, входящего вкольцо указанНых элементов,Вначале получим сигнатуру Б какрезультат сжатия последовательности,состоящей из (2 - 1) единиц. Для16этого первый элемент коммутациигруппы б подключен к шине "1", первый элемент коммутации группы 7 -.к шине "0", а остальные элементыкоммутации группы- к шине "1".Первый элемент 8 коммутации подключен к шине "Ов а второй элемент 9коммутации установлен в замкнутоесостояние. Щуп сигнатурного анализатора закреплен на шину питателя.Необходимо подать сигнап "Пуск" набблок 15. Через (2 - 1) тактов наР-триггерах 14 Формируется сигнатура Б , которая с появлением импульса на шине блока 15 синхронизациизаписывается на Т-триггерах 11. Затем, не меняя положения элементов6-8 коммутации, элемент 9 коммутации подключают к шине "О. Первыйщуп закрепляют в точке 38. Подаваясигнал "Пуск" на Р-тригРгеры блока14 получают сигнатуру Б , котораяс появлением импульса на шине 15.3программируется по модулю два с содержимым Т-триггеров 11, Таким образом, на Т-триггерах 11 располагается сумма Б Я Бм, В случае неравенства сигнатур ББ на выходеэлемента ИЛИ 12 находится единичныйсигнал и при этом лампочка блока 13индикации горит, В.противном случае283772 4 40 45 50 55 10 15 20 30 35 когда лампочка не горит, Б=Я.в следовательно, в точке 38 схемы присутствует неисправность типа тождественная 1", которую необходимо устранитьСравнивая аналогичнымР Р Р способом сигнатуры Б, Б, Б и Б,с снгнатурой Б, определяется наличие неисправностей типа "тождественная 1" и устраняют их, Далее получают сигнатуру Б путем сжатияошпоследовательности из (2 - 1) нуОлей, Сигнатура Б содержит все нули, поэтому она получается при подаче сигнала "Пуск" на Т-триггерах, когда элемент 9 коммутации находится в замкнутом состоянии, Оставляя элементы б - 8 коммутации в прежнем состоянии и подсоединяя щуп при помощи зажима к точке 38 схемы (фиг. 3), подают сигнал "Пуск" блока 15, При этом получают сигнатуру Б , которая с появлением импульса на шине блока 15 записывается на Т- триггерах 11. В случае неравенстваР осигнатур ББ на выходе элемента 12 формируется единичный уровень и лампочка блока индикации 13 загорается, В противном случае, когда Б =Б лампочка блока 13 индикации не горит, следовательно в точке 38 схемы присутствует неисправность "тождественный О", которую необходимо устранить. Полчая аналогичнымР Р образом сигнатуры Б 4 Бг Бон42Ъо О Б, и сравнивая их с сигнатурой Б определяют неисправности типа "тождественный 0" и устраняют их,Если после проведения описанныхР эпроцедур Бз 4 Б диагностированиепроводят следующйм образом,Проверим исправность элемента 24,Для этого первые три элемента коммутации групп 6 и, 7 соединяют с ши"ной "О", а остальные элементы коммутации этих групп - с шиной " 1",Элемент 8 коммутации соединен, с шиной "ОО а элемент 9 коммутации устанавливают в замкнутое состояние.Первые три щупа подсоединены соответственно к точкам схемы 36, 34 и37 (фиг. 3). Подав сигнал "Пуск" наблок 15, получают на Т-триггерах 11сигнатуру Я . Состояние элемента 8коммутации не изменяется, состояние первых элементов коммутациигрупп б и 7 также не изменяется, аостальные элементы коммутации группы 7 подключают к шине "1". Элемент129 подключают к шине "1", Подав сигнал "Пуск", на 1)-триггерах 14 палучают сигнатуру Б , которая с. почв -пением импульса на шине блока 15суммируются по модулю два с сигнаэтурой Б., и результат Я Я Я записывается в Т-триггеры 11, В случаеР эравенства сигнатур Б и Я на выходе элемента 12 имеется нулевойуровень и лампочка блока 13 индикации не горит, что свидетельствуетсб исправности элементов 24 (фиг, 3).В противном случае лампочка горит иэлемент 24 неисправен,Проверим исправность 0-триггера23,Первые элементы коммутации группы6 подключены к шине "0", элементыкоммутации группы 7 - к шине "1"Элемент 8 коммутации подключен к шине "1", а элемент 9 коммутации установлен в замкнутое состояние. Первыйщуп закреплен в точке 34. Подавсигнал "Пуск", получают сигнатуруБ , которая записывается на Т-триггерах 11, Состояние элементов коммутации групп би 7 не изменяется, а элемент 9 переводят в положение "0".Первый щуп закреплен в точке 35.Подав сигнал "Пуск" на блок 15, через (2 - 1)тактов на П-триггерах 14Рполучают сигнатуру Я 9 Б, котораяс появлением импульса на шине 15,3блока 15 суммиуется по модулю двас сигнатурой Б и записывается вТ-триггеры 11, Таким образом, вТ-три г гер ах з апи сывает ся Я О+ Б Я1з зОБ . Если лампочка блока 13 индикации горит, то Б. Я Б ф Б , т,е,Ртриггер неисправен. В противном слуР,Рчае Яц Ф Яз = Б триггер исправен и лампочка блока 13 индикациине Горит Проверим элемент М 2.Для этого состояние элементов коммутации групп 6 ине изменяют, элемент 8 переводят в состояние "0", элемент 9 находится в замкнутом положении. Щуп подключают к точке 30 схемы (фиг, 3), Подав сигнал "Пуск", получают сигнатуру БНе изменяя состояния элементов 6,7 и 8, элемент 9 переводят в положение "0", Щуп подключают к точке 31 схемы (фиг. 3). Подав сигнал "Пуск", получают сигна,ртуру Я О+ Б . Подключив щуп к точке 32 и не меняя положения всехэлементов коммутации, получают сигЯЗ 72 бнатуру Я" Я Я, Я Б . Если лямпочка блока 13 индикации горит, тоБо Я Б,Я , т.е, элемент М 2 неРисправен, В противном случае Яо Ю,Р Г5 ЭЯ, =Я, лампочка блока 13 индикации не горит и элемент М 2 исправен,Проверим элемент ЗИЛИ-НЕ.Для этого первые три элементагруппы 6 устанавливают в "1", а10 три первых элемента группы 7 - в"0", Элемент 8 устанавливают в "1",а элемент 9 - в замкнутое положение,Первые три щупа подключают соответственно к точкам 27 - 29, Подав15 сигнал "Пуск", получают на Т-триггерр ах 11 си гн атуру Б . Состояние первого элемента группы 7 не изменяется, а остальные переводятся в 1.Элемент 9 переводится в "0". Первый20 щуп подключают к точке 30, Подавсигнал "Пуск", на Т-триггерах 11 поР Элучают сигнатуру Я О+Я . Еслипри этом лампочка блока 13 индикаРции не горит, то Б =Я т,е, элемент ЗИЛИ-НЕ исправен. В противномРслучае, Я д 4 Бо и элемент ЗИЛИ-НЕнеисправен.Проверим элемент НЕ.Для этого не изменяя состояния30 элементов 6 - 8, элемент 9 переводят в замкнутое положение. Первыйщуп подключают к точке 29 и подаютсигнал "Пуск", В результате получают сигнатуру Б , Затем элемент 835 переводят в 1, а элемент 9 - в0, Первый щуп подключают к точке38 и подают сигнал "Пуск". В результате получают сигнатуру Б О+ Б Б еЕсли лампочка блока 13 индикации го 40 рит, то Б О Я ф Б и элемент НЕР РРнеисправен, В противном случае Я ЯРЩБ =Б, лампочка блока индикациине горит и элемент НЕ исправен.Таким образом, предлагаемый сиг 45 натурный анализатор позволяет определять исправность элементов, входящих в кольцо элементов, охваченныхобратной связью,50 Формула изобретения1, Устройство для контроля цифровых узлов, содержащее и-разрядный сдвиговый регистр на Р-триггерах, сумматор по модулю два и блок синхронизации, причем группа выходов и-разрядного сдвигового регистра, соответствующая образующему полиному, соединена с группой входов сум2 матора по модулю дна, выход которого соединен с информационным входом первого В-триггера, входы сброса всех П-триггеров объединены и подключены к первому выходу блока синхронизации, синхровходы всех В-триггеров объединены и подключены к второму выходу блока синхронизации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения глубины диагностирования путем выявления неисправных элементов, охваченных обратной связью, оно содержит и Т-триггеров, группу из ш элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, где ш - максимальное количество входов элементов внутренней структуры проверяемого цифрового узла, группу из ш элементов ИЛИ, ш-входовый элемент И, п-входовый элемент ИЛИ, два блока элементов коммутации, два элемента коммутации и элемент индикации, причем первый вход сумматора по модулю два соединен с выходом первого элемента коммутации, первый и второй входы которого соединены соответственно с шинами "О" и "1" устройства, второй вход сумматора по модулю два соединен с выходом ш-входового элемента И, входы которого соединены с соответствующими выходами элементов ИЛИ группы, первые входы элементов ИЛИ соединены с выходами соответствующих элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы, первые входы которых образуют группу информационных входов устройства для подключения к группе выходов проверяемого узла, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы и элементов ИЛИ группы подключены к соответствующим выходам первого и второго блоков коммутации соответственно, перЯЗ .2вые и вторые входы блоков коммутации подключены к шинам "О" и устройства соответственно, выходыкаждого из 0-триггеров соединены сосчетными входами соответствующихТ-триггеров, синхровходы которыхобъединены и подключены к третьемувыходу блока синхронизации, входысброса Т-триггеров объединены и че рез второй элемент коммутации подключены к первому выходу блока синхронизации, выходы всех Т-триггеровсоединены с соответствующими входа"ми п-входового элемента ИЛИ, выход 15 которого соединен с входом элементаиндикации,2, Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит два формирователя одиночного импульса, генератортактовых импульсов, счетчик, элемент И и элемент задержки, входкоторого соединен с входом первогоформирователя одиночного импульса и 25является входом Пуск блока, выходиэлемента задержки соединен с первымразрешающим входом генератора тактовых импульсов, второй разрешающийвход которого соединен с входомвторого формирователя одиночного импульса и выходом элемента И, группа входов которого соединена с группой разрядных выходов счетчика, входсброса счетчика соединен с выходом 35 первого формирователя одиночного импульса и является первым выходомблока, счетный вход счетчика соединен с выходом генератора тактовыхимпульсов и является вторым выходом 40 блока, выход второго формирователяодиночного импульса является третьимвыходом блока.1283772 уч Подписно Заказ 7443/48ВНИИ ТиражПИ Государственнопо делам иэобретени5, Москва, Ж, Р о коьжтета С й и открытий ушская наб ул. Проектная,роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уз Составитель С, СтарчихинРедактор Л. Пчолинская Техред П.Олейник Корректор