Устройство для контроля и диагностики цифровых узлов

Союз Советскнк Соцнапнстическик Республик(22) Заявлено 280480 (21) 2920159/28-24с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 070182 Бюллетень Но 1Дата опубликования описания 07. 01. 82 6 06 Г 11/16 ГосударствениыЯ комитет СССР ио дедам изобретениЯ и открвпиЯ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ ЦИФРОВЫХУЗЛОВ Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обнаружения и локализации неисправностей цифровых узлов,Известно устройство для проверки блоков ЭВМ с ручным и автоматическим управлением 1), которое не обеспечивает локализации неисправностей с точностью до интегральных схем (ИС). Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, обеспечивающее локализацию неисправностей с точностью до ИС, которое содержит накопитель тестов, 15 входной регистр, регистр тестов, блок преобразователей параллельного кода в последовательный, управляющий блок, блок индикации, а также регистр результата, регистр обмена, буферный 2 О блок памяти, блок сравнения и переключатели входов и выходов. Причем выход накопителя тестов соединен со входами входного регистра и управляющего блока, выходы которого соединены с управляющими входами входного регистра, регистра результата, регистра обмена, буферного блока памяти и регистра тестовИнформация о состоянии выходов регистра тестов ЗО счетчика и переключателя выходов через преобразователь параллельного кода в последовательный и регистр обмена поступает на блок для сравнения данных с .эталонными, результат сравнения накапливается в регистре результата и через регистр обмена записывается в буферный блок памяти 2).Известное устройство обеспечивает локализацию неисправностей ИС в блоках ЭВМ, например типовом элементе замены (ТЭЗ), путем .получения вектора неисправности на множестве входных наборов и определения по диагностическому справочнику адреса неисправной ИС, соответствующей полученному вектору неисправности. Для определения вектора неисправности необходи- ма аппаратура, выполняющая сравнение значений выходов проверяемого блока с эталонными значениями, и аппаратура, накапливающая вектор неисправности. Кроме того, для получения диагностических справочников необходимо сложное математическое обеспечение. Все это делает устройство сложным.Цель изобретения - упрощение устройства за счет исключения аппаратуры, выполняющей сравнение резуль 89662740 45 ю50 55 60 а65 тата с эталонным и формирующей вектор неисправностей, а также диагностических справочников и матобеспечения, необходимого для их получения,Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее накопитель тестов, блок управления, входной ре-. гистр, регистр тестов, блок преобразования параллельного кода в последовательный и блок индикации, первый вход которого соединен с первым выХодом блока преобразования параллельного кода в последовательный, информационные входы которого соединены с выходами контролируемого цифрового узла, входы которого соединены с выходами регистра тестов, информационныевходы которого соединены с выходами входного регистра, информационные входы которого соединены с выходами накопителя тестов и входами блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами входного регистра, регистра тестов, блока преобразования параллельного кода в последовательный и блока индикации, содержит блок селекции и Формирователь контрольного кода, причем второй вход блока индикации соединен с выходом Форми-рователя контрольного кода, информа" ционный вход которого соединен с первым выходом блока селекции, пер" вый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие входы которого соединены соответственно с пятым, шестым, седьмым, восьмым, девятым и десятым выходами блока управления, второй выход блока преобразования параллельного кода в последовательный соединен с первым информационным входом блока селекции, второй информациониай вход которого является входом устройства, второй выход блока селекции соединен с управляющим входом Формирователя контрольного кода.Блок управления содержит два дешифратора, генератор, элемент И, триггер, счетчик и регистр диагности ческих операций, выход которого соединен оо входом первого дешифратора, первый, второй и третий выходы ко- . торого являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока, четвертый выход которого соединен с выходом генератора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, вход установки в единицу которого соединен с п-выходом (п=1,2,).первого дешифратора и является пятым выходом блока, выход элемента И соединен со счетным входом счетчика, вход начальной установки которого соединен со входом установки триггер в ноль и с т-выходом второго де" шиФратора и является шестым выходом блока, седьмой выход которого соединен с выходом счетчика и входомдешифратора, восьмой выход блока соединен с первым выходом переключателя,второй выход которого является девятым выходом блока, десятый выходкоторого соединен с выходом элементаИ, вход регистра диагностических операций является входом блока.Блок селекции содержит два эле мента 2 И-ИЛИ, элемент И, элемент ИНЕ и триггер, синхропровод которогосоединен с выходом элемента И, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента 2 И-ИЛИи является первым управляющим входомблока, второй управляющий вход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ, второй вход которогосоединен со вторым входом элемента Ии является третьим управляющим вхо дом. блока, четвертый управляющийвход которого соединен со вторымвходом первого элемента 2 И-ИЛИ и первым входом второго элемента 2 И-ИЛИ,второй и третий входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами блока,пятый управляющий вход блока соединен с третьим входом первого элемента 2 И-ИЛИ и четвертым входом второго Зо элемента 2 И-ИЛИ, четвертый вход пер-.вого элемента 2 И-ИЛИ является шестымуправляющим входом блока, пятый входпервого элемента 2 И-ИЛИ соединен свыходом триггера, вход начальнойустановки которого соединен с выходом элемента И-НЕ, выходы первогои второго элементов 2 И-ИЛИ являютсясоответственно первым и вторым выходами блока. Формирователь контрольного кода содержит регистр сдвига и элемент сложения по модулю два, выход которого является выходом формирователя контрольного кода и соединен с инФормационным входом регистра сдвига, синхровход которого соединен с управляющим входом Формирователя контрольного кода, информационный вход которого соединен с лервым входом элемента сложения 9 о модулю два, группа входов которого соединена соответственно с группой выходов регистра сдвига.На Фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема блока .:селекции и Формирователя контрольного кодау на Фиг. 3 - принципиальная схема блока управления.Устройство (фиг. 1) содержит накопитель 1 тестов, входной регистр 2, регистр 3 тестов, блок 4 преобразования параллельного кода в последовательный, блок 5 селекции, формирователь 6 контрольного кода, блок 7 индикации и блок .8 управления,установки счетчика 35 в нулевое состояние соединен с выходом дешифратора 31. На вход переключателя режимов36 поступает логическая единица, авыходы переключателя соединены свыходами 19 и 20 управляющего блока 8.В устройстве использован принципсжатия информации о состоянии контактов проверяемого блока на тестовыхнаборах путем формирования контрольного кода для последовательностидвоичных сигналов на выходах проверяемого блока.К-разрядный контрольный код длядвоичной последовательности образуется с помощью порождающего полиномаР(Х), степени К. Контрольный код формируется с помощью К-разрядного регистра, имеющего обратные связи, соответствующие виду порождающего полиномаПорождающий полином должениметь такую степень, чтобы контрольный код, полученный для двоичнойпоследовательности на выходе неисправного блока, всегда отличался от контрольного кода для исправного блока,т.е. сжатие информации не должно приводить к неправильному диагнозу.Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.В первом режиме для определенияисправности диагностируемого блокавырабатывается контрольный код для двоичной последовательности сигналов, с которым затем сравнивается эталонный код блока. За эталонный контрольный код принимается код, полученный в этом режиме для заведомо исправного блока.Во втором режиме контрольный код вырабатывается для двоичной последовательности сигналов на выходе проверяемой ИС диагностируемого блока. Полученный код сравнивается с эталонным. За эталонные принимаются коды, полученные на выходах ИС заведомо исправного блока в этом режиме. Для удобства работы обслуживающего персонала эталонный код для выхода каждой ИС блока записывается у соответствующего вывода ИС на функциональ" ной схеме блока.Работа по определению эталонных кодов и нанесению их на функциональную схему блоков предшествует передаче ЭВМ в эксплуатацию.После подключения выводов 9 диагностируемого блока 10 к выводам устройства и установки первого режима обеспечивается запуск устройства, тестовые наборы, считываемые из накопителя 1, через входной регистр 2 . поступает в регистр 3, в результате чего на выводы диагностируемого блока 10 поступает последовательность тестовых наборов. Вследствие наличия двусторонней связи, сигналы с выводов диагностируемого блока 10 через блок 4 последовательно поступают В состав блока 5 селекции (фиг. 2) входит триггер 22, элементы 2 И-ИЛИ 23 и 24, элемент И 25 и элемент И-НЕ 26, Первые входы элементов 2 И-ИЛИ 23 и 24 образуют управляющий вход 19 блока 5 селекции, вторые входы -вход 20, Другие два входа элемента 2 И-ИЛИ 23 являются информационными входами 11 и 12 блока 5 селекции, третий вход элемента 2 И-ИЛИ 24 вместе с первым входом элемента И 25 образуют управляющий вход 16, а четвертый вход - управляющий вход 21. Пятый вход элемента 2 И-ИЛИ 24 соединен с выходом триггера 22, синхронизирующий вход которого соединен с выходом элемента И 25, вход установки 0 ф с выходом элемента .И-НЕ 26, один из входов которого является управляющим входом 17 блока 5 селекции, а вторые входы вместе со вторыми входами элемента И 25 образуют управляющие входы 20 18 блока 5 селекции. Выходами блока 5 селекции являются выходы 13 и 14 элементов 2 И-ИЛИ 23 и 24.В состав формирователя 6 входят регистр 27 сдвига и элемент 28 сло- р жения по модулю два. Синхронизирующий вход регистра 27 соединен с управляющим входом формирователя 6, который соединен с выходом 14 селектора 5, а информационный вход регистра 27 соединен с выходом элемента 28, который соединен также с выходом 15 формирователя 6. Первый вход элемента 28 соединен с информационным входом формирователя 6, который соединен с выходом 13 селектора 5, а остальные входы - с выходами разрядов регистра 27, определяемых порождающим полиномом Р(Х).В состав блока управления входят регистр 29 диагностических операций, 40 дешифраторы 30 и 31, генератор 32 синхроимпульсов, НЯ-триггер 33, элемент И 34, счетчик 35 и переключатель 36 режимов. Выходы регистра 29 соединены со входами дешифратора 30, 4 первые три входа которого соединены соответственно с выходами 37 - 39 блока 8 управления, которые соединены с управляющими входами регистров 2 и 3 и блока 4 соответственно (фиг 1 О Четвертый выход дешифратора 30 соединен с Б -входом триггера 33 и выходом 16 блока 8 управления, й-входы триггера 33 и счетчика 35 соединены с выходом дешифратора 31 и выходом 17 блока 8 управления, а выход триггера 33 соединен с одним из входов элемента И 34, другой вход которого соединен с выходом генератора 32 и выходом 40, который соединен с управляющим входом блока 7 (фиг, 1); Вы ход элемента И 34 соединен с выходом 21 управляющего блока 8 и счетным входом счетчика 35, выход которого соединен с выходами 18 блока 8 управления и входами дешифратора 31, Вход 65на вход 11 селектора 5, входы 19 и20 которого (фиг. 2) после установкипервого режима переходят в состояниер и 1 ф соответственно, далеесигналы с выхода 13 селектора 5 поступают на первый вход элемента 28.Контрольный код для этой двоичнойпоследовательности сигналов вырабатывается в регистре 27 с обратнойсвязью, определяемой заданным порож.дающим полиномом.Очередной сигнал двоичной послеДовательности с выхода 13 селектора5 суммируется в элементе 28 по модулю два со значениями разрядов регистра 27 и результат с выхода 15элемента 28 поступает на информационный вход регистра 27. В этом режимесигналы на синхрониризующий входрегистра 27 поступают с выхода 14элемента 2 И-ИЛИ 24, на вход 21 которого они поступают из управляющегоблока 8. После установки первогорежима выходы 19 и 20 управляющегоблока 8 (фиг. 3) устанавливаются всостояние 0.и 1 соответственно, осуществляя запуск устройства.Коды операции, считываемые с накопителя, поступают в регистр 29 диагностических операций, в результате чегона выходах 37 - 39 дешифратора 30в зависимости от программы испытаний,появляются сигналы управления входным регистром 2, регистром 3 тестови блоком 4 преобразования параллельного кода в последовательный.Сигнал. операции Конец тестовогонабора вырабатывается на п-ом выходе дешифратора 30 и осуществляет установку в единицу триггера 33 и за пуск блока селекции через вход 16,после чего начинает работать счетчик 35 по счетному входу от импульсов с выхода генератора 32 черезэлемент И 34.,Состояния счетчика, соответствующие кодам 0001+11+111 определяютпорядковый номер выводов разъемадиагностируемого блока. Из этих состояний - первый (код 0001) соответствует сигналу Готовность копросу и при появлении его на выходах 18 начинается опрос состояниявыводов диагностируемого блока и формирование контрольного кода. Процесснакопления контрольного кода завершается, когда счетчик 35 переходитв состояние 1111 и на выходедешифратора 31 возникает сигналфКонец цикла накопления контрольно"го кода, который сбрасывает триг"гер 23 и счетчик 35, переводя управляющий блок 8 в состояние ожиданиядо появления следующего кода операции Конец тестового набора навыходе дешифратора 30. Таким образом, в первом режиме тестовые наборы, поступающие на диагностируемыйблок 10, формируют контрольный код в соответствии с состоянием выводовдиагностируемого блока 10.Во втором режиме на выходах 19 и20 устанавливаются сигналы 1 и0 соответственно. Выход проверяемой ИС диагностируемого блока 10,как было описано выше, соединяетсясо входом 12 блока селекции. Послепуска устройства тестовые наборы,считываемые из накопителя поступаютв диагностируемый блок 10. Состояниевыхода проверяемой ИС на каждом тестовом наборе поступает на первыйвход элемента 28 (фиг. 2) и формирует контрольный код для последовательности сигналов с выхода проверяемой 15 ИС при появлении сигнала Конец тестового набора на входе 16 устройства.Прохождение синхросигналов на входрегистра 27 разрешается единичным сос тоянием триггера 22, которое устанавливается при поступлении на его синхронизирующий вход сигнала с выходаэлемента 25 и сбрасывается при поступлении на его вход установки 0 д сигнала с выхода элемента 26. На входы элементов 25 и 26 из блока 8 поступают сигналы, определяющие порядковый номер вывода разъема диагностируемого блока 10. Сигнал на выходе14 элемента 2 И-ИЛИ 24 появляется припоступлении на вход 16 блока селекции сигнала Конец тестового набораф и на входы 18 кода, определяющего номер первого из выводов, т. е.сигнална выходе 17 свидетельствуето готовности к опросу состояния выводов диагностируемого блока 10 и кочередному циклу накопления контрольного кода. При поступлении на входы18 блока 5 селекции кода номера пос леднего вывода диагностируемого блока10 и сигнала на вход 17, свидетельствующего об окончании очередного цикла накопления контрольного кода, сигналом на выходе элемента И-НЕ 26 про изводится сброс триггера 22, в результате которого на выходе 14 блока5 селекции присутствует 0, т. е.содержимое регистра 27 не изменяется.Состояние регистра 27 сдвига поокончании последовательности тестовых наборов является контрольным кодом диагностируемого блока. По окончании проверки полученный контрольный код визуально сравнивается с эталонным контрольным кодом диагностируемого блока 10, записанным на егофункциональной схеме. Несовпадениерезультатов свидетельствует о неисправности блока.Для локализации неисправной ИС 65 устанавливается второй режим. Приего установке из блока 8 управленияна входы 19 и 20 блока 5 селекциипоступают сигналы1 и 0 соответственно, Выход проверяемой.ИС Я диагностируемого. блока 10 соединяется со входом 12 устройства. После пуска устройства тестовые наборы, считываемые из накопителя 1 через входной регистр 2, поступают в ре- гистр 3, в результате чего на входы диагностируемого блока 10 поступает последовательность тестовых наборов. Состояние выхода ИС на каждом тестовом наборе поступает на первый вход элемента 28 и суммируется по модулю два со значениями разрядов регист" о ра 27, где и формируется контрольный код для последовательности сигналов с выхода проверяемой ИС. Синхросигнал приема и сдвига информации на регистре 27 поступает через выход 14 элемента 2 И-ИЛИ 24 при появлении в 1 5 этом режиме сигнала Конец тестового набора на вход 16 блока 5 селекции, Состояние регистра 27, наблюдаемое через блок индикации, определяет контрольный код для проверяемого 20 элемента ИС. Признаком неисправности ИС является совпадение контрольного кода с эталонным на ее входах и несовпадение на выходе.При предлагаемой организации диаг ностики цифровых узлов достигается высокая локализуемость неисправнос" тей до ИС в диагностируемом блоке при значительном упрощении устройства диагностики и его программных средств ЗОФормула изобретения,УстрОйствО для контрОля и диагнОс З 5 тики цифровых узлов, содержащее накопитель тестов, блок управления, входной регистр, регистр тестов, блок преобразования параллельного кода в последовательный и блок индикации, первый вход которого соединен с пер вым выходом блока преобразования параллельного кода в последовательный, информационные входы которого соединены с выходами контролируемого цифрового узла, входы которого соединены 45 с выходами регистра тестов, информационные входы которого соединены с выходами входного регистра, информационные входы которого соединены с выходами накопителя тестов и входами 5 О блока управления, первый, второй, третий и четвертый выходы которого соединены соответственно с управляющими входами входного регистра, регистра тестов, блока преобразования параллельного кода в последовательный и блока индикации, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства, оно содержит блок селекции и формирователь контрольного кода, причем второй Вход блока индикации Я соединен с выходом формирователя контрольного кода, информационный вход которого соединен с первым выходом блока селекции, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой управляющие 65 входы которого соединены соо,тветственно с пятый, шестым, седьмым, восьмым,девятым, десятым выходами блока управления, второй выход блока преобразования параллельного кода в последовательный соединен с первым информационным входом блока селекции, второй информационный вход которого является входом устройства, второйвыход блока селекции соединен с управляющим входом формирователя контрольного кода.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит два дешифратора, генератор, элемент И, триггер,.счетчик и регистр диагностических операций,выход которого соединен со входомпервого дешифратора, первый, второй итретий выходы которого являются соответственно первым, вторым и третьим выходами блока, четвертый выход которого соединен с . выходом генератора и первым входом элемента И, второй вход которого соединен с выходом ,триггера, вход установки в единицу которого соединен с и-выходом первого дешифратора и является пятым выходом блока, выход элемента И соединен со счетным входом счетчика, входначальной установки которого соединен со входом установки триггера в ноль и щ-выходом второго дешифратора и является шестым выходом блока, седьмой выход которого соединен с выходом счетчика и входом второго дешифратора, восьмой выход блока соединен с первым выходом переключателя, второй выход которого является девятым выходом блока, десятый выход которого соединен с выходом элемента И, вход регистра диагностических операций является входом блока.3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок селекции содержит два элемента 2 И-ИЛИ, .элемент И, элемент И-НЕ, триггер, синхровход которого соединен с выходом элемента.И, первый вход которого соединен с первым входом первого элемента 2 И-ИЛИ и является первым управляющим входом блока, второй управляющий вход которого соединен с первым входом элемента И - НЕ,второй вход которого соединен со вторым входом элемента И и,является третьим управляющим входомблока,четвертый управляющий вход которого соединен со вторым входом первого элемента 2 И-ИЛИ и второй и третий входы которого являются соответственно первым и вторым информационными входами блока, пятый управляющий вход блока соединен с третьим входом первого элемента 2 ИИЛИ и четвертым входом второго элемента 2 И-ИЛИ, четвертый вход перрого элемента 2 И-ИЛИ является шестым управляющим входом блока, пятый вход первого элемента 2 И-ИЛИ соединен свыходом триггера, вход начальной установки которого соединен с выходомэлемента И-НЯ, выходы первого и второго элементов 2 И-ИЛИ являются соответственно первым и вторым выходами блока. 4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что формирователь контрольного кода содержит регистр сдвига и элемент сложения по модулю два, выход которого является выходом формирователя контрольного кода и соединен с информационным входом регистра сдвига, синхровхоцкоторого соединен с управляющим входом формирователя контрольного кода,информационный вход которого соединенс первым входом элемента сложения помодулю два, группа входов которогосоединена соответственно с группойвыходов регистра сдвига.Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1. Оп 1 чегва 6 Сагй Т 1 с 1 ег, -Еп-91 пеег 1 пд Тодауф., 1973, 9 5.2. Авторское свидетельство СССРВ 640080, кл. 6 06 Р 11/04, 1979.тор Р. Рааетник Закаэ 11707/38 ВНИИПИ Росударстве по делам иэобрете 113035, Москва, ЖТирак, 731 . Подпного комитета СССУний и открытий, Раущская наб., д. 4 ис Филиал ЙПП ф фПатентф ф, г. Уагород, ул. Проектная,