Устройство для контроля цифровых узлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (И) 2184 А 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИ БРЕТ АВТОРСКОМУ СВИД. - .,л 54)ЗЛОВ57) УСТРОЙСТВ ОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ к вычисспользо зобретениеной технике тноситс и может(лит аться в системах встрое а но иерныхобретен вания конв ств. Цельстоверност н ко 3 егистр одержит д с(21) 4462 (22) 18.0 (46) 23.0 (72) А.Н, В.К. ИЫд (53) 681(56) Элек с. 23-33.ТИИЭР,67/24-24 .88 .90. Бюл Тарасенк ковский 26,7 (О роника,Иф 11 о, О.Н. Дяче и Н.А. Зосим 8.8)1977, У 5,71, В 1, с. 133. 5 С Об Р 11 00 . ого диагцифровых ия - повьппеУстрой,2,.две1552184 группы 3,4 элементов И-НЕ, две группы 5,6 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,двасумматора по модулю два 7,8, двамультиплексора 9, 10, группу 11 повторителей, одновибратор 12, дешифратор13, два элемента И 14, 15, элемент Изобретение относится к цифровой,вычислительной технике и может бытьиспользовано в системах встроенногодиагностирования конвейерных цифровык устройств.Целью изобретения является повышение достоверности контроля засчет обнаружения неисправностей линий связи и сбойных ситуаций в режи,ме передачи информации,.На фиг.1 представлена Функциональная схема устройства для контроляцифровых узлов, на Фиг.2 - временные25диаграммы работы устройства, наФиг.З - схема использования устройства.Устройство (Фиг.1) содержит первый1 и чторой 2 регистры, первую 3 и ЗОвторую 4 группы элементов И-НЕ, первую 5 и вторую б группы элементовИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый 7 и второй 8сумматоры по модулю два, первый 9 ивторой 10 мультиплексоры, группу повторителей 11, одновибратор 12, дешифратор 13, первый 14 и второй 15 элементы И, элемент ИЛИ 16, элементИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ ИЛИ 17, контролируемыелинии 18.1-18,п связи группу информационных входов 19.1-19.п, тактовыйвход 20, первый 21 и второй 22 входызадания режима вход начальной установки 23,. группу информационных вы 1 ходов 24,1-24.п, 25 устройства выход 4526 ошибки устройства.Выходы последних разрядов регистров 1 и 2 могут использоваться длясканирования их содержимого.При использовании двух устройствдля контроля цифровых узлов (фиг.З)схема содержит первый 27, второй 28и третий 29 модули, соединенные междусобой линиями связи, первое 30 ивторое 3 1 устройства для контроляцифровых узлов, многофункциональныерегистры 32 и 33,Устройство работает следующим образом. ИЛИ 16, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17.Цель изобретения достигается за счетобнаружения сбоев и неисправностейлиний связи в режиме передачи информации между цифровыми узлами, 3 ил.1 табл. В зависимости от управляющих сигналов, поступающих на первый 21 и второй 22 входы задания режима функционирования устройства, оно может работать в четырех различных режимах,Первый режим - передача информациис информационных входов 19,1-19,пустройства на его информационные выходы 24,1-24 л и обнаружение сбойных ситуаций и неисправностей линий18.1-18,п связи,В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются сигналы, соответствующие уровню логической единицы, при этом разрешается прохождение импульсов свыхода одновибратора 12 через второйэлемент И 15, а на выходе элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливаетсяуровень логического нуля, который,поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоровпередает информацию с вторых информационных входов на их выходы и обеспечивает таким образом циклическийсдвиг первого 1 и второго 2 регистров. Разрешается передача информациичерез элементы И-НЕ 3 второй группы,На входе 23 начальной установки уст ройства установлен уровень логического нуля.Синхроимпульсы, поступающие натактовый вход устройства, являютсясигналами сопровождения информации,поступающей на информационные входы19.1-19.п устройства, При этом поФронту синхроимпульса оцновибратор12 вырабатывает импульс, которыйчерез второй элемент И 15 и элементИЛИ 16 поступает на входы сброса первого 1 и второго 2 регистров и устанавливает их в нулевое состояние.Кроме того, на выходе первого элемента И 14 появляется уровень логическойединицы, который разрешает прохождение информации, поступившей на инфор. -1552184 мационные входы 19,1-19,п устройства, через элементы И-НЕ 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные входы 5 первого регистра 1 и далее через группу повторителей 11, линии 18,1- 18,п связи, элемента И-НЕ 4 второй группы, элементы ИСАЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы на информационные входы 10 второго регистра 2. При этом на информационных входах первого регистра 1 устанавливается обратный код информационного слова, на информационных входах второго регистра 2 - прямой 15 код информационного слова, через линии связи проходит обратный код информационного слова.По спаду синхроимпульса, поступающего на тактовый вход 20 устрой ства, в первый регистр 1 записывается обратный код информационного слова, во второй регистр 2 - прямой код информационного слова. Кроме того, на выходе первого элемента И 14 ус танавливается уровень логического нуля, который запрещает прохождение информации через элементы И-НЕ 3 первой группы, на выходах которых устанавливаются уровни логических единиц. 30Обратный код информационного слова, записанный в первый регистр 1, с циклическим сдвигом на один разряд поступает на первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы, на вторых входах которых установлены уровни логической единицы. В результате на выходах элементов ИСКЛ 10 ЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы устанавливается прямой код информационного сло ва, циклически сдвинутый на один разряд, Этот код через группу повторителей 11, линии 18.1-18.п связи поступает на первые входы элементов И-НЕ 3 второй группы, на выходах которых получается обратный код информационного слова, циклически сдвинутый на один разряд, Этот код поступает на вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы, на первые входы которых поступает прямой код информационного слова, записанный во второй регистр 2,. с циклическим сдвигом на один разряд. Таким образом, вторая группа элементов ,ИСКЛЮЧАНЗЦЕЕ ИЛИ 6 производит поразрядное сравнение прямого и обратного кодов с циклическим сдвигом на один разряд в одном н том же направлении,6В случае правильного прохожденияинформации через линии 18,1-18.псвязи, т.е. при отсутствии неисправностей и сбойных ситуаций, результатом сравнения должно быть информационное слово на выходах элементов 6,состоящее из логических единиц"111", В противном случае, т.е,при появлении хотя бы одного нуля врезультате сравнения на выходах злементов 6, на выходе дешифратора 13,который является выходом 26 ошибкиустройства устанавливается сигнал,сигализирующий об ошибке при передаче информации,Сигнал о наличии или отсутствииошибок при передаче информации можетбыть считан с выхода 26 устройства поспаду синхроимпульса, поступающегона вход 20 устройства, задержанногона время переходных процессов в первой группе элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ5, группе повторителей 11, линиях18,1-18,п связи, второй группеэлементов И-НЕ 4, второй группе элементов исключающее или 6 и дешифраторе 13. В этот же момент времениинформация, записанная во второй регистр 2, может быть считана с информационных выходов 24.1-24.п устройства,Далее устройство повторяет излОженные операции и может передаватьочередное информационное слово.На фиг.2 приведена временная диаграмма работы устройства на примерахпередачи информационных слов"000" и " 111",Обнаружение сбойных ситуаций,возможно благодаря тому, что информация через линии связи передаетсядважды, Обнаружение неисправностейлиний связи типа константных неисправностей, коротких замыканий иперепутывания обеспечивается тем,что во второй раз информационноеслово передается с циклическим.сдвигом на один разряд по отношению ктому слову, которое передавалось впервый раз.В таблице приведены примеры обнаружения устройством встроенногоконтроля сбойных ситуаций и неисправфностей линии связи,Второй режим - первый. регистрработает в качестве сигнатурного анализатора, второй регистр 2 - в ка 1552184честве генератора псевдослучайнойпоследовательности.В этом режиме на первом входе 21задания режима функционирования уст 5ройства устанавливается уровень логической единицы, на втором входе 22 , задания режима функционирования уст-, ройства - уровень логического нуля.При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логическойединицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию из первых информационных входов , на их выходы и обеспечивает таким образом работу первого 1 и второго 2регистров в качестве регистров сдвига с линейными обратными связями. Запрещается прохождение информации через элементы И-НЕ 4 второй юруппы,В этом режиме перед началом работы 25 устройство устанавливается в исходное состояние с помощью импульса, который поступает на вход 23 начальной установки устройства и через элемент ИЛИ . 16 проходит на входы сброса первого 1 30 и второго 2 регистров.После этого информация, поступающая на информационные входы 19,1- 19,п устройства,. при появлении синхроимпульса на входе 20 устройства пере 35 дается через элементы И-НЕ 3 первой группы и элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 5 первой группы на информационные входы первого регистра 1 По спаду синхроимпульса информация, установив шаяся на информационных входах первого регистра 1, записывается в него. При этом первый регистр 1, первая группа элементов ИСКЛ 10 ЧА 1 МЕЕ ИЛИ 5 и первый сумматор 7 по модулю два об 45 разуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который производит сжатие поступающей на его входы информации в сигнатуру. 50второй регистр, 2, вторая группа цементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 и второй сумматор 8 по модулю два также образуют регистр сдвига с линейными обратными связями, который работает в режиме генерации псевдослучайной последовательности, так как на его входах, те, на вторых входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 второй группы, постоянно установлены уровнилогических единиц.Таким образом, первый регистр 1работает в качестве сигнатурногоанализатора, второй регистр 2 - в качестве генератора псевдослучайнойпоследовательности,Третий режим - первый регист; 1работает в качестве генераторапсевдослучайной последовательности,второй регистр - в качестве сигнатурного анализатора,В этом режиме на первом входе 21задания режима функционирования устройства устанавливается уровень логического нуля, на втором входе 22задания режима функционирования устройства - уровень логической единицы. При этом запрещается прохождениеимпульсов с выхода одновибратора 12через второй элемент И 15, на выходеэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логической единицы, который, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10мультиплексоров, передает информацию первых информационных входов наих выходы и обеспечивает, таким образом, работу первого 1 и второго2 регистров в качестве регистровсдвига с линейными обратными связями.Запрещается прохождение информациичерез элементы И-НЕ 3 первой группы,Работа устройства в третьем режиме аналогична работе во втором режиме за исключением того, что в этомрежиме первый регистр 1 работает вкачестве генератора псевдослучайнойпоследовательности, а второй регистр2 - в качестве сигнатурного анализатора.Четвертый режим - режим сканирования первого 1 и второго 2 регистров,В этом режиме на первом 21 и втором 22 входах задания режима функционирования устройства устанавливаются уровни логического нуля. При этом запрещается прохождение импульсов с выхода одновибратора 12 через второй элемент И 15, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 17 устанавливается уровень логического нуля, ксторый, поступая на управляющие входы первого 9 и второго 10 мультиплексоров, передает информацию, поступающую на их вторые информационные входы, на к выходы и обеспечивает, такимУстройство для контроля цифровыхузлов, содержащее два регистра разрядностью и, где и - степень образующихмногочленов, две группы из и элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И,два мультиплексора, два сумматора помодулю два, причем выходы 3-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второйгрупп соединены с 3-ми информационными входами соответственно первого и второго регистров, где 3=7,й, выходы разрядов первого и второго регистров, соответствующие ненулевым коэФ- фициентам образующих многочленов, подключены к входам соответственно первого и второго сумматоров по модулю два, выходы которых соединены с первыми информационными входами со-. ответственно первого и второго мультиплексоров, тактовые входы первого и второго регистров объединены и являются тактовым входом устройства, и выходов второго регистра и и-й выход первого регистра образуют группу информационных выходов устройства, первые входы первого и второго элементов И объединены и образуют первый вход задания режима устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит две группы элементов И-НЕ, группу повторителей, дешифратор, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход дешифратора является. выходом ошибки устройства, вход одновибратора и второй вход первого элемента И объединены и подключены к тактовому входу устройства, выход первого элемента И соединен с первыми входами элементов И-НЕ первой группы, вторые входы которых образуют группу информационных входов устройства, выход одновибратора соединен с вторым входом второго элемента И, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к первому входу задания режима устройства, третий вход второго элемента И объединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, с первыми входами элементов И-НЕ второй групобразом циклический сдвиг содержимого первого 1 и второго 2 регистров.Запрещается прохождение информациикак через элементы И-НЕ 3 первой, таки через элементы И-НЕ 4 второй групп. 5На входе 23 начальной установки устройства постоянно установлен уровеньлогического нуля.Синхроимпульсы, поступающие навкод 20 устройства и, таким образом,1 Она входы синхронизации первого 1 ивторого 2 регистров, обеспечиваютциклический сдвиг их содержимого через элементы ИСКЛЮЧАВ%ЕЕ ИЛИ 5 и 615соответственно первой и второй группи первый 9 и второй 10 мультиплексоры. Считывая информацию с выходов25 и 24 р, первого и второго регистров,можно определить содержимое первогои второго регистров.Устройство обеспечивает контрольи диагностирование конвейерных цифровых устройств, состоящих из нескольких модулей, соединенных между 25собой последовательно линиями связи.На фиг,3 изображен пример использования двух устройств для контроляцифровых узлов в конфейерном цифровомустройстве, Когда конвейер выполняетсвои функции, т,е, находится в рабоЗО чем режиме, первое 30 и второе 31устройства для контроля цифровых узлов производят обнаружение сбойныхситуаций и неисправностей линий связи.35Когда конвейер переводится в ре жим тестирования,.первое 30 и второе . 31 устройства контроля цифровых узлов позволяют произвести его контроль и диагностирование с локализацией,мес О та неисправности с точностью до модуля или группы линий связи, Вначале первое 30 и второе 31 устройства для контроля цифровых узлов переводятся во второй режим работы, первый много функциональный регистр 32 - в режим генератора псевдослучайной последовательности, второй многофункциональный регистр 33 - в режим сигнатурного анализатора. После этого 5 О необходимо произвести сканирование регистров, работающих в качестве сигнатурных анализаторов. Для этого все встроенные средства конвейера переводятся в режим сканирования, Сравнивая полученные и эталонные сигнатуры, можно судить о наличии или отсутствии неисправностей в первом 27, втором 28 или третьем 29 модуле. Используя третий режим первого 30 и второго 31 устройств для контроля. цифровых узлов, производят контроль групп линий связи,Формула и з обретения12 1552184 Регистр Линии связиФ 0001 Ф0101 0000 0001 000 1 1111 0000 1100 1100 1111 0000 1101 0000 1110 1110 1000 0000 0011 0011 0110 0000 0010 О Нет ошибок Нет ошибокКороткое замыкание 1-йи 2-й шин ЛСКонстантная Ф 0011 1101 0011 0000 0011 1010 0010 0000 1100 1000 0101 1110 1010 0011 0000 1100 0000 Ф 1100 ФО1111 1100 1110 0111 1010 0000 1110 0011 0110 0000 0001 0000 1111 пы и образует второй вход заданиярежима устройства, выход второгоэлемента И соединен с первым входомэлемента ИЛИ второй вход которогоявляется входом начальной установкиустройства, входы сброса. первого ивторого регистров объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, управляющие входы первого и второгомультиплексоров объединены и подключены к выходу элемента ИСКЛЮЧАКЗЦЕЕИЛИ, выходы 1-х элементов И-НЕ первой и второй. групп соединены с первыми входами 1-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой и второй групп соответственно, выходы -х разрядов первого и второго регистров, где х=1,(1+1)-х элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИпервой и второй групп соответственно,выходы и-х разрядов первого и второго 5регистров соединены с вторыми информационными входами первого и второго мультиплексоров соответственно,выходы которых соединены с вторымивходами первых элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно первой и второй групп, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ первой группы соединены свходами соответствующих повторителейгруппы, выходы которых соединены свторыми входами соответствующих элементов И-НЕ второй группы, выходыэлементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ второйгруппы соединены с входами дешифратора. неисправность"0" на 4-й 1 шине ЛСНеисправностьтипа перепутывания 2-й 1 и 3-й шин ЛССбойная ситу ация на 4-йшине ЛС-РЕ 3 бвхсдьЦОЬ/ Составитжь Я. Ин Техред Л. Олийник Пе Л, Бесх а ррек оеи от рственного 113035, и ГКБт СССР тия 4/5ВВЮВЮ аЮВЮЮ фф 1 Производственно-и здательск 01 Ужго ибинатредактор В3 аказ 331цщц Гас Тираж комит Моска 66 Поди та по изобретения , Ж, Раушская о Патент",йааРедна 5 ибраторо ыЯОЗы фЦОЯОюежещоЮ ЮЮ, р