Устройство для контроля цифровых блоков

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски кСоцманистнчесиикРвснубнмн(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХБЛОКОВ 1Изобретение относится к автомати.ке и вычислительной технике и можетбыть использовано в качестве встроенной системы контроля цифровых блоков в процессе эксплуатации,Известно устройство для обнаружения неисправностей цифровых систем,содержащее постоянный запоминающийблок, блоки управления и вывода информации, счетчик команд, коммутаторы,блоки сравнения и индикации, регистр1 Оприема, сумматор и элементы И 11.Однако в укаэанном устройстве дляпроверки цифровых систем требуетсяэталонная информация, хранящаяся в15запоминающем блоке, поэтому для контроля сложных систем требуется памятьс большим объемом. Кроме того, дляконтроля цифровых систем с больюмчислом выходов методом сравнения необ- оходимы громоздкие блоки сравнения.Эти недостатки делают невозможнымприменение указанного устройства длядиагностирования сложных систем в процессе эксплуатации в качестве встроенной системы диагностирования.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для испытания логических блоков, содержащее генератор тактов, блок управления, задат. - чик контрольных кодов, состоящий иэ генератора случайных кодов, дешифратора и сумматора, эталонное устройство, коммутатор и блок сравнения 121.Недостатком известного устройства является то, что оно не может осуществлять контроль технического объекта в процессе его эксплуатации из-за того, что для определения таким устройством правильности функционирования контролируемого объекта необходим эталонный объект, выполненный в точном соответствии с контролируемым объектом. Особенно ощутимым этот недостаток становится в случае обеспечения контролем сложных объектов. Использование эталонных блоков в устройствах контроля, предназначенных3 96082для контроля цифровых систем в процессе их эксплуатации, не представляетсявозможным в связи с тем, что введение эталонных блоков в устройствоконтроля требует периодической перепроверки эталонных блоков, что в процессе. эксплуатации не представляетсявозможным. Введение эталонных блоковне позволяет сделать аппаратуру контроля встроейной, так как существенно 10увеличивается объем контрольной аппаратуры. Это приводит к снижению надежности контролируемой и контрольнойаппаратуры в целом, к увеличению потребляемой энергии и габаритов, что 3не всегда допустимо.Кроме того, введение эталонногообъекта в состав устройств контролясущественно ухудшает эксплуатационныехарактеристики не только самого устройства контроля, но и техническогообъекта, в состав которого оно введено,Целью изобретения является увеличение быстродействия путем обеспечения автоматического контроля контролируемого блока в процессе его эксплуатации.Поставленная цель достигается темчто е устройство для контроля цифровыхблоков, содержащее блок управления,генератор тестов, причем первый, выходблока управления соединен с входомгенератора тестов, выходы которого соединены соответственно с входами контролируемого блока, вход запуска устИройства соединен с входом блока управления, введен блок предварительнойобработки информации, элемент ИЛИ,счетчик, дешифратор, причем выходы40дешифратора являются соответственнопервым и вторым выходами устройства,управляющий вход дешифратора соединен с вторым выходом блока управлениятретий выход которого соединен с управляющим входом счетчика, счетныйвход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, первая группа входов которого соединена соответственно спервой группой выходов блока предварительной обработки информации, втораягруппа выходов которого соединена,соответственно с второй группой входов элемента ИЛИ, третья группа входов которого соединена соответственнос первой группой выходов проверяемого фблока, вторая группа выходов которогосоединена с первой группой входов блока предварительной обработки информа 6 4ции, вторая группа входов которогосоединена с третьей группой выходовпроверяемого блока, группа выходовсчетчика соединена соответственно сгруппой входое дешифратора.Кроме того, блок предварительнойобработки информации содержит группуэлементов задержки и группу элементов И, причем выходы элементов задержки являются соответственно первойгруппой выходов блока, вторая группавыходов которого соединена соответственно с выходами элементов И группы,входы линий задержки являются соответственно первой группой входов блока, вторая группа входов которогосоединена с входами элементов И.При этом блок управления содержитдва элемента задержки, два триггера,причем вход блока соединен с входомпервого элемента задержки, .с входомустановки первого триггера, с входомустановки второго триггера, выходпервого триггера является первым выходом блока, второй выход блока соединен с выходом первого элемента задержки, с входом сброса первого триггера, с входом второго элемента задержки, выход которого соединен свходом сброса второго триггера, выход которого является третьим выходом блока.На фиг. 1 показана структурнаясхема устройства для контроля цифровых блоков; на фиг. 2 - то же, блокуправления,Устройство содержит блок 1 управления, генератор 2 тестов, проверяемый блок 3, блок 4 предварительнойобработки информации, элемент ИЛИ 5,счетчик 6 и дешифратор 7.Блок 4 предварительной обработкиинформации содержит элемент 8 задержки и элементы И 9 блок 1 управлениятриггеры 10, 11 и элементы 12., 13 задержки.Блок 1,управления предназначен длявыработки по сигналу "Контроль" управляющих сигналов "Начало контроля" и"Режим контроль" в начале контроляи сигнала "Конец контроля" по окончании контроля.., Устройство работает следующим образом.Устройство может работать в режимепроверки цифровых блоков в процессеих производства, в процессе эксплуатации и в процессе профилактическихработ е эксплуатации. Во всех указанных режимах оно работает по одному итому же алгоритму, Различие может существовать только в конструктивномисполнении предлагаемого устройствавстроенное в систему или внешнее. 5В режиме "Контроль", когда на входылюбого объекта контроля подают тестовые воздействия, на его выходахвозникают единичные импульсы или последовательности импульсов. При правильной работе контролируемого объекта за время, отведенное для контроля,суммарное число импульсов в последовательностях всегда является постоянным числом, которое известно для 15определенного блока. При отказах илисбоях в контролируемом блоке числоимпульсов на его выходах изменяется.Поэтому, опрашивая в конце контролясчетчик, подсчитывающий эти импульсы. 20можно определить в исправном или неисправном состоянии находится проверяемый объект,Рассмотрим более подробно работу д устройства в процессе эксплуатации. В этом режиме для контроля отводится некоторое время, по истечении которого устройство диагностирования должно выдать информацию о состоянии 0 блока 3 "Исправен" или "Неисправен",Пр,. включении блока 3 и устройства все элементы в них устанавливаются в исходное состояние, (Цепи установки в исходное .состояние не показаны).5 После этого на вход блока 1 управления поступает сигнал "Контроль", в результате чего на его втором выходе на все время контроля появляется сигнал "Режим контроль" который разу40 решает работу счетчика 6 . Одновременно на первом выходе блокауправления появляется сигнал "Начало контроля", который поступает на вход генератора 2 тестов. По этому сигналу ге 45 нератор 2 тестов начинает вырабатывать последовательность контрольных импульсов (тестовые воздействия), которые поступают на входы блока 3. На выходах блока 3, в ответ на контИ рольные импульсы, появляются импульсы или последовательности импульсов, которые поступают на входы блока 4.В общем случае импульсы или импульсные последовательности на отдельных выходах блокамогут совпадатьИ л поэтому могут быть неразличимы на входах элемента ИЛИ 5, так как перекрываются во времени. Введенные элементы задержки в блоке предварительной обработки информации позволяют сдвинуть импульсныепоследовательности, чтобы они не перекрывались во времени, Введенныеэлементы И в блоке предварительнойобработки информации позволяют сократить число входов элемента ИЛИ, таккак если на выходах объекта контроляприсутствуют одинаковые комбинации,то их целесообразно объединить на входах элемента И, При этом на выходеэлемента И будет уже одна кодовая комбинация, повторяющая входные,Для любого контролируемого блока3 число импульсов, появляющихся навыходе элемента ИЛИ 5, при правильнойработе в процессе контроля заранее известно. На это число и настраиваютсчетчик 6, который по истечении времени контроля устанавливается в заранее определенное состояние, котороедешифрируется дешифратором 7. В конце контроля на третьем выходе блока1 управления появляется сигнал "Конец контроля", который опрашиваетдешифратор 7. Если блок 3 исправен,на выходе дешифратора 7 появляетсясигнал "Исправен", который переводитцифровую систему в режим рабочего функционирования. В случае отказа объек-.та контроля 3 на выходе дешифраторапоявляется сигнал "Неисправен".Таким образом, указанная совокупность признаков позволяет использовать устройство для контроля цифровыхблоков не только в процессе производства, но и в процессе эксплуатации,например по каждому включению.Для выбора объектов контроля, соединяемых с входами элементов задержки,элементов И и ИЛИ можно использоватьследующее правило. Выходы объектаконтроля, на которых одиночные импульсы или импульсные последовательности не перекрываются во времени(т. е. различимы на входах элементаИЛИ), соединяются непосредственно свхоцами элемента ИЛИ, Выходы объекта контроля, на которых выходные одиночные импульсы или импульсные последовательности перекрываются во времени (т. е. неразличимы на входахэлемента ИЛИ), соединяются с входамиразличных элементов задержек для достижения сдвига импульсов или последовательностей импульсов во времени.Сдвинутые относительно друг другаимпульсы или импульсные последователь 960826ности (ставшие различимыми на входах элемента ИЛИ) с выходов элементов задержек подаются на входы элемента ИЛИ.Кроме того, на некоторых выходах объекта контроля могут быть одиночные импульсы или последовательности импульсов, совершенно одинаковые, т, е. полностью перекрывающиеся во времени. Поэтому с целью экономии разрядов счетчика эти выходы соединены 1 О с входами элемента ИЛИ, на выходе которого число последовательностей импульсов во столько раз меньше, сколько одинаковых последовательностей на выходах объекта контроля. 15формирование сигнала на входе "Контроль" устройства зависит от области использования предлагаемого устройства. Например, при использовании устройства в качестве встроенного 20 устройства контроля цифровой системы контроль осуществляется по включении питания, при этом. система еще не выполняет свои основные функции. В этом случае на вход "Контроль" поступает 25 импульсный сигнал, который может быть задержан сигналом начальной установки или общего сброса. Обычно такой сигнал формируется по включении питания системы. Сигнал "Режим конт О роль " появляется только на время проведения контроля. Его отсутствие блокирует только работу счетчика, и, таким образом, устройство не мешает работе объекта контроля в режиме выЭ 5 полнения объектом своих основных функ. ций. В случае использования предлагаемого устройства для профилактических работ в процессе эксплуатации сигнал, поступающий на вход "Контроль" устройства, также является импульсным, Только в этом случае он может формироваться, например, он кнопки, установленной на пульте блока управления.Технико-экономический эффект исполь 45 зования предлагаемого устройства заключается в повышении эксплуатационной надежности цифровых систем за счет возможности диагностирования их в процессе эксплуатации, что существенно уменьшает эксплуатационные расходы. Особую актуальность надежность имеет в случае использования устройства при управлении технологическими процессами, когда неисправность может привести к большим материальным убыт кам. Поэтому введение в состав устройства встроенного контроля позволяет своевременно выявлять отказы в системе, что дает возможность предусмотретьпоследствия отказов и своевременноустранять обнаруженные отказы.формула изобретения1. Устройство для контроля цифровых блоков, содержащее блок управления, генератор тестов, причем первыйвыход блока управления соединен свходом генератора тестов, выходы которого соединены соответственно свходами контролируемого блока, входзапуска устройства соединен с входомблока управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью увеличениябыстродействия путем обеспечения автоматического контроля контролируемого блока в процессе его эксплуатации,в него введен блок предварительнойобработки информации, элемент ИЛИ,счетчик, дешифратор, причем выходыдешифратора являются соответственнопервым и вторым выходами устройства,управляющий вход дешифратора соединенс вторым вь.ходом блока управления,третий выход которого соединен суправляющим входом счетчика, счетныйвход которого соединен с выходомэлемента ИЛИ, первая группа входовкоторого соединена соответственно спервой группой выходов блока предварительной обработки информации, вторая группа выходов которого соединенасоответственно с второй группой входов элемента ИЛИ, третья группа входов которого соединена соответственно с первой группой выходов проверяемого блока, вторая группа выходовкоторого соединена с первой группойвходов блока предварительной обработки информации, вторая группа входовкоторого соединена соответственно стретьей группой выходов проверяемогоблока,. группа выходов счетчика соединена соответственно с группой входов дешифратора,2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок предварительной обработки информации содержит группу элементов задержки игруппу элементов И, причем выходыэлементов задержки являются соответственно первой группой выходов блока,вторая группа выходов которого соединена соответственно с выходами элементов И группы, входы линий задержкиявляются соответственно первой груп9 960826 10пой входов блока, вторая группа вхо- первого элемента задержки, с входомдов которого соединена соответствен- сброса первого триггера, с входомно с входами элементов. И. второго элемента задержки, выход ко 3. Устройство по и. 1, о т л и - торого соединен с входом сброса второ.ч а ю щ е е с я тем, что блок уп-го триггера, выход которого являетсяравления содержит два элемента за- третьим выходом блока.держки, два триггера, причем входблока соединен с входом первого эле- Источники инФормации,мента задержки, с входом установки принятые во внимание при экспертизепервого триггера, с входом установки 1 в ,1. Авторское свидетельство СССРвторого триггера, выход первого триг- Р 561965, кл, О 06 Г 11/00, 1973.гера является первым выходом блока, . 2. Авторское свидетельство СССРвторой выход блока соединен с выходом Ю 551573, кл. С 01 й 31/02, 1975960826 Составитель И. ТороповаТехред 3. Палий Корректор М. Демчик едактор И, Николаи Тираж 731 Подписное 8 НИИПИ Государственного комитета СССР по дегам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4