Устройство для обучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 9 В 19/(5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ содержит генераторы, формирователиимпульсных последовательностей, клавишные регистры, преобразователи кодов, элементы индикации, изучаемыеэлементы, коммутатор, блок контроля,триггеры, регистры, блок сравнения,группу сумматоров помодулю два,элементы И-НЕ, И, НЕ, Устройство может использоваться не только дляобучения проектированию логическихструктур, йо и для обучения проектированию, сборке и наладке системтестового диагностирования сложныхцифровых изделий, имеющих большоечисло выходов. Особенностью устройства является независимость временидиагностирования от числа одновременно контролируемых последовательностей, которая обусловливается гибкой структурой формирователя контрольных кодов, позволяющего одновременно обрабатывать произвольное число двоичных последовательностей. ческий ание Опи анию анов ым м унивеи пошинам ДЛЯ ОБУЧЕНИЯотносится к тех обучения и може обучения проект .тового диагности объектов. Цель из ение дидактическ ройства. Устройс.(54) УСТРОЙСТВО (57) Изобретеническим средства пользоваться дл ванию систем те вания цифровых ретения - расши возможностей ус нит исироро об х ми двоичных послфиг. 4 - ячейкавид; на фиг.регистра, общийУстройство соФормирователи 2вательностей, клпреобразователиб индикации, изкоммутатор 8, бтриггер 10, пертретий 13 регисния, второй три й м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Ковригин Б.Н. и др.руководство по использовсальной лабораторной устэлектронным выцислительнМ.: МИФИ, 1982. Изобретение относится к техническим средствам обучения и может использоваться для обучения проектированию систем тестового дйагностирова ния цифровых объектов.Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства.На фиг. 1 представлена схема устройства для обучения, на Фиг. 2- временная диаграмма процесса тестового диагностирования при использовании элементов устройства; на Фиг. 3 - схема примера контроля вось едовательностеи; нгенератора, общийячейка клавишногвид.держит генераторыимпульсных последоавишные регистры 34 кодов, элементыучаемые элементы 7ок 9 контроля, первый 11, второй 12 иры, блок 14 сравнегер 15, группу сумторов 16 по модулю два, элемент И-НС 17, элемент И 18 и элемент НЕ 19.При проектировании системы тестового диагностирования блок 9 выполня; ет Функцию блока 20 временного сжа"5тия диагностической информации. При числе контролируемых последовательностей, большем числа информационных входов блока 9, в состав системы вводится блок 21 пространственного сжатия диагностической информации, собираемый на элементах 7. В состав блока 21 входят сумматоры 22 по моду, лю два. 15Коммутатор 8 сконструирован по , модульному принципу и содержит двауровня конструктивных модулей: первый уровень - ячейка, второй - панель. В состав устройства входят четыре панели, вставляемые в проем стола. Каждая панель представляет собой каркас с тремя вертикальными перегородками, разделяющими лицевую плоскость панели на четыре части - верти кальнь 1 е ряды, в которые устанавливаются ячейки различных типоразмеров, различное сочетание которых позволяет заполнить весь вертикальный ряд панели.ЗОНа фиг. 4 показана ячейка генератора 1, В состав ячейки входят несуцая плата 23, плата 24 с печатным монтажом, на которой расположен разъем 25 и коммутационные гнезда 26, соединенные с этим разъемом,35 сменная печатная плата 27 с микросхемами 28, вставляемая в разъем 25 платы 24, накладная Фальшпанель 29, на которой нанесено условное графическое обозначение. На Фиг. 4 показаны так- же тумблер 30, кнопка 31, винт 32 крепления разъема 25; На Фиг, 5 показана ячейка клавишного -регистра 3. В состав ячейки входят несущая плата 23, плата 24 с печатным монтажом, на которой расположены разъем 25 и коммутационные ,гнезда 26, соединенные с этим разъемом, сменная печатная плата 27 с микросхемами 28, вставляемая в разъем 25 платы 24, накладная Фальшпанель 29, на которой нанесено усЛовное графическое обозначение клавишного регистра 3. На Фиг. 5 показаны также 55 клавишный переключатель 33, винт 34 крепления переключателя 33, штифт 35 и втулка 36,Ячейки других органов управления, элементов 7 и блоков 9 имеют аналогичный вид. Платы 23 и Фальшпанели 29 ячеек элементов 7 и блоков 9 имеют кроме того отверстия для светодиодов, образующих элементы 6 индикации, Светодиоды, необходимые для индикации состояния элементов памяти ячеек, расположены на плате 24 с печатным монтажом.Генератор 1 вырабатывает импульсы положительной и отрицательной полярности. В режиме одиночных импульсов (тумблер 30 в положении ГИ ОДИН) на выходе генератора 1 после каждого нажатия кнопки 31 в момент ее отпускания появляется один импульс. Одновременно инверсный сигнал появляется на инверсном выходе генератора 1. В непрерывном режиме (тумблер 30 в положении ГИ НГПР) на выходах гене,ратора 1 присутствуют последовательности прямых и инверсных импульсов. Формирователь 2 предназначен для получения серии из трех импульсов, сдвинуть;. относительно Фронта 0/1 запускающего сигнала, Элемент 5 индикации содержит один четырехканальный усилитель с четырьмя светодиодами. Клавишный регистр 3 построен на регистрах хранения и используется для задания значений операндов и управляющих сигналов, сохраняющих постоянное значение в течение нескольких циклов работы исследуемой схемы. Код на входах регистров задается нажатием клавиш. Прием информации в регистры 3 производится в течение единичного сигнала, подаваемого на вход С регистра. При незакоммутированном входе С код на выходах регистров 3 повторяет код на соответствующих клавишах.Код на входах преобразователя 4 также задается нажатием клавиш. Нажатие клавиши -го разряда приводит к появлению импульсного инверсного сигнала на выходе Х совпадающего по времени с импульсным сигналом, поданным на тактовый вход преобразователя 4, Значение сигнала на выходе У; равно в этом случае "1". При отжатой клавише инверсный импульсный сигнал присутствует на выходе У., а1Х; = 1. При незакоммутированном тактовом входе преобразователь 4 выполняет функцию клавишного регистра,804236 5 1 О 15 20 5 15когда код на выходах У повторяет кодна соответствующих клавишах .Библиотека изучаемых элементовможет состоять из одного элемента,например из элемента И-НБ 3, можетбыть определена из лицного опытаразработчика, состоять из схем, соответствующих какой-либо серии илисериям микросхем, может состоять изпостоянной части, определенной какимлибо способом, и переменной, зависящей от специФических свойств проектируемых устройств. Коммутация узловустройства на панелях производитсяпри помоши соединительных шнуров,вставляемых в коммутационные гнезда26 ячеек.Устройство работает следующим образом.На этапе подготовки к работе производится разработка логических схемисследуемого устройства и системыего тестового диагностирования. Определяется состав необходимых ячеекорганов управления и излучаемых элементов 7. Путем моделирования определяется эталонный контрольный код.Генераторы 1, Формирователи 2,преобразователи 4 используются дляпостроения схем синхронизации и начальной установки. При необходимостидля этих же целей могут быть использованы некоторые из элементов 7.Регистры 3 применяются для задания значений операндов, а также управляющих сигналов, сохраняющих пос.тоянное значение в течение несколькихциклов диагностирования исследуемойсхемы,Элементы 5 индикации сгужат длянаблюдения за состояниями отдельныхточек исследуемого устройства.Исследуемое устройство (объектдиагностирования) собирается на основе ячеек элементов 7, состояние элементов памяти которых отображаетсяна светодиодах элементов 6.Тестовое диагностирование предполагает подачу на объект специальныхтестовых воздействий, По реакциямна них принимается решение о техническом состоянии объекта диагностирования (ОД), так как наличие неисправностей проявляется в виде искаженийего выходных последовательностей,Формирователь контрольных кодов (сумматоры 16,1, 16.2, 16.3, 16,4 и ре"гистр 11) преобразует длинные двоич 25 ЭО Э 5 40 45 50 55 ные последовательности, реакции ОДна входные воздействия, в четырехразрядный контрольный код, который затем сравнивается с кодовым эталоном,полученным заранее на этапе моделирования. На основе результате сравнения делается вывод о наличии илиотсутствии искажений в выходных последовательностях ОД,Основу Формирователя контрольныхкодов составляет генератор двоичныхМ-последовательностей (последовательностей максимальной длины).Блок 9 имеет контролируемые входы,на которые подаются анализируемыепоследовательности, либо сигналы свыхода блока 20 (Фиг. 3). вход сигнала "Пуск/Останов", определяющегоинтервал ооработки выходных последовательностей СД, иначе называемый "Окном измерений" (ОИ), вход сигнала сброса триггера 10, вход сигнала сброса триггера 15 и вход синхроимпульсов ОД, Выходами блока 9 являются выходы разрядов регистра 11 и выходы триггеров 10 и 15. На элементах 6 выводятся содержимое регистра 12, а также состояние триггеров 10 и 15.Приход сигнала "Пуск/Останов" приводит к установке в "1" триггера 10, единичное состояние которого определяет интервал обработки анализируемых последовательностей. Переключение триггеров регистра 11 происходит по Фронту 1/О сигналов на входе С. Следующий сигнал "Пуск/Останов" сбрасывает в "0" триггер 10, прекращая тем самым процесс Формирования контрольного кода. Первый после окончания интервала обработки анализируемых последовательностей импульс С в случае нестабильности контрольного кода, т.е, в случае несовпадения контрольных кодов, полученных во время двух соседних ОИ (хранящихся в регистрах 11 и 12), обеспечивает установку в 1" триггера 15 с последующим загоранием индикатора ошибки соответствующего элемента 6, Установка в "1" триггера 15 происходит при появлении на выходе блока 14 единичного потенциала. На одну группу входов блока 14 с разрядов регистра 11 поступает код полученного контрольного кода, на другую с выходов ре" гистра 12 - контрольный код, получен" ный в предыдущем ОИ. Сброс триггера 15 осуществляется сигналом по уста 7 15804 новочному входу. По Фронту О/1 второго после окончания ОИ импульса С происходит загрузка в регистр 12 нового значения контрольного кода. В следующих цетырех тактах происходит сдвиг содержимого триггеров регистра 11, таким образом через шесть тактов после окончания ОИ регистр 11 оказывается в состоянии 10 0 0 0 ДО т.е. готов к Формированию контрольного кода в следующем ОИ.Таким образом, из описания работы. блока 9 видно, цто установка регистра 11 в нулевое начальное состояние . происходит автоматически перед началом очередного ОИ. Сброс в нулевое начальное состояние триггеров 10 и ,15 происходит при подаче сигналовсбросаТаким образом, положительный эфФект от использования изобретения заключается в расширении дидактических возможностей. Предлагаемое устройство может использоваться не толь ко для обуцения проектированию логических структур, но и для обуцения проектированию, сборке и наладке систем тестового диагностирования сложных цифровых изделий, имеющих большое число выходов. Особенностью уст-. ройства является независимость времени диагностирования от числа одновременно контролируемых последовательностей, которая обусловливаетсяЗг гибкой структурой Формирователя контрольных кодов, позволяющего одновременно обрабатывать произвольное число двоичных последовательностей. При любом цисле контролируемых входов40 алгоритм Формирования контрольного кода остается одним и тем же и основан на делении многоцлена входных последовательностей на характеристический многоцлен Формирователя контрольных кодов. Указанное, свойство45 позволяет обеспечить высокую достоверность контроля и предельно упрощает процедуру получения эталонных контрольных кодов, что особенно важно для технических средств обучения.Формула изобретенияУстройство для обучения, содержащее генераторы, Формирователи импульсных последовательностей, клавишные регистры и преобразователи кодов, выходы которых подключены к входам соответственно первой, второй, третьейи четвертой групп коммутатора, элементы индикации первой и второйгрупп, входы которых соединены с выходами соответственно первой и второйгрупп коммутатора, выходы третьей,четвертой и пятой групп которого подключены к входам формирователей импульсных последовательностей, клавишных регистров и рреобразователей кодов соответственно, а выходы шестойгруппы и входы пятой группы являютсявходами и выходами изучаемых элементов соответственно, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических возможностей устройства, в него введены первый и второй триггеры, элемент И, первый,второй и третий регистры, блок сравнения, сумматоры по модулю два, элемент И-НЕ и элемент НЕ, причем входыпервой группысумматоров по модулюдва подключены к соответствующим выходам седьмой группы коммутатора,входы второй группы - к соответствующим выходам, первого регистра, соответст.,ующим входам шестой группыкоммутатор", первому входу блокасравнения и информационному входувторого регистра, а выходы - к соответствующим информационным входампервого регистра, Ч-вход которогосоединен с Ч-входом третьего регистпа, первым входом коммутатора и единичным выходом первого триггера, первый С-вход - с первым выходом комму"татора, с первым и вторым С-входамитретьего регистра и с одним входомэлемента И, выход которого подклюценк второму С-входу первого регистра,а другой вход - к единичному выходутретьего регистра и входу элементаНЕ, выход которого соединен с С-входом второго регистра, выходы которого подключены к второму входу блокасравнения и соответствующим входамседьмой группы коммутатора, второйвход коммутатора соединен с однимвходом элемента И-ЯЕ и выходом второго триггера, второй и третий выходысоответственно с К- и С-входами первого триггера, а четвертый выход " сдругим входом элемента И-НЕ и К-входом второго триггера, Я-вход которогоподклюцен к выходу элемента И-НЕ,0-вход - к выходу блока сравнения, аС-вход - к нулевому выходу третьегорегистраКорректор И Мус Тираж 38 КНТ СС изобретениям и о Раушская наб, изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 1 ак НИ 201 Гоарственного комитета 113035, Москва, Ж писное ткрытиям пр д. 4/5