Устройство для контроля и диагностики блоков микроэвм

(19) 1111 А ц 4 С 06 Р 1 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ 3989526/24-241612.8515.02.88. Бюл. В.бРижское производственноие ВЭФ им. В.И.ЛенинаВ,Н.Павлов и В.И.цвелен681.3 (088.8)Авторское свидетельство025, кл. С 06 Р 11/00,торское свидетельство С9756, кл. С 06 Р 11/26,(21) (22) (46) (71) динен (72) (53) (56) У 942 Иф 110 ъ 980.СР1983 КОНТРОЛЯ И ДИАГЭВИосится к вычислиожет быть использированной провер ения неах и блотва. Цель убины кон блок 1 я и нахожд ровыхпроизв личение глсодержитляющий раблок памя ус ес ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯНОСТИКИ БЛОКОВ ИИ(57) Изобретениетельной технике изовано для автомаки функционированисправностей в циках в условиях ихизобретения - уветроля. Устройствоуправления, управройства в целом,вых команд, предназначенныи для ввода программ с носителя информации в эталонный объект, блок 3 сравнения, блок 4 шинных формирователей, служащий для подключения эталонного блока 6 и проверяемого блока в процессе контроля к эталонному объекту, эталонный объект 5, обеспечивающий работу эталонного блока 6 в реальных условиях, и предназначенного для получения потока эталонных сигналов с его выходных контактов, а также для съема контрольных сигналов, обеспечивающих переключение схем с высоким импедансом в эталонном блоке. Блок 7 согласования предназначен для съема сигналов с эталонного блока 6 в точках, где формируются управляющие сигналы, обеспечивающие работу схем с высоким нмпедансом (т.е. переключение входа-выхода), и передачи этих сигналов в блок 1 управления, Устройство также содержит блок 8 индикации и контролируемый блок 95 ил.1 1,3Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматизированной проверки функционирования и нахождения неисправностей в цифровых узлах и блоках дискретных объектов в условиях ихпроизводства.Цель изобретения - увеличение глубины контроля,На Фиг.1 изображено предлагаемоеустройство контроля; на фиг.2 - блокуправления; на фиг.3 - блок сравнения и индикации; на фиг,4 - блок шинных Формирователей; на фиг.5 - пример подключения блока согласования кэталонному блоку.Устройство (фиг. 1) содержит блок1 управления, блок 2 памяти тестовыхкоманд, блок 3 сравнения, блок 4 шинных формирователей, эталонную микроЭВМ 5, эталонный блок 6,эталонноймикроЭВМ, блок 7 согласования, блок 8индикации, контролируемый блок 9.Блок управления (фиг.2) содержиттриггер 10 пуска, мультиплексор 11,регистр 12, схему сравнения, образованную элементами 13 сравнения иэлементом И-НЕ 14, формирователь 15импульса сброса, вход 16 начальнойустановки, элемент ИЛИ 17, элементыНЕ 18 и 19, элемент 20 задержки, блок21 задания начальных условий, коммутатор 22 с элементами 23 коммутации.На фиг.2 обозначены: а - выходызадания входов-выходов 1 с-го контролируемого блока диагностируемоймикроЭВМ; Ъ - группа выходов заданиякода управления направлением обменаблока задания начальных условий; с -выходы номера конечного отствета контроля эталонной микроЭВМ; е - группавыходов задания номера начального адреса тестовой команды; .Е - выходызадания номера теста.Блок 3 сравнения содержит элементы 24 сравнения, элементы И-НЕ 25,триггеры 26, элемент ИЛИ 27 с ин версными входами, времязадающие цепи28, элементы И-НЕ 29 и 30.Блок 8 индикации образован элементами НЕ 31 и элементами 32 индикации,Блок шинных формирователей (фиг,4)построен на нескольких шинных формирователях 33.На фиг.5 обозначены отдельные микросхемы эталонного блока: элементыИ-НЕ 34-36, элементы НЕ 37, триггер 38, 74230 2 ББ такт является выходом. Управление шинным Формирователем осуществляет 5 10 1 Г 20 25 30 35 40 45 50 Блок 2 памяти тестовых команд предназначен для ввода программы в эталонную микроЭВМ (объект).Блок сравнения служит для сравне ния сигналов, поступающих с эталонного блока 6 и проверяемого блока 9 через блок 4 шинных формирователей.Блок 4 шинных формирователей служит для подключения проверяемого блока в процессе контроля к эталонному объекту (это может быть не только микроЭВМ) и обеспечивает его функционирование даже в случае наличия неисправности в проверяемом блоке.Эталонная микроЭВМ (объект) предназначена для обеспечения работы эталонного блока 6 в реальном масштабе времени. Эталонный блок 6 предназначен для получения потока эталонных сигналов на своих выходах, а также для получения управляющих сигналов, обеспечивающих переключение схем с высоким импедансом в эталонном блоке 6, и является составной частью эталонного объекта 5.Блок 7 согласования предназначен для съема сигналов в контрольных точках эталонного блока, где формируются управляющие сигналы - переключение входов-выходов схем, входящих в состав блока 6.На фиг,5 представлен пример подключения эталонного блока 6 к устройству. Блок 6 соединен с устройством, а именно с блоком 4 контактами а, Ь, с, причем контакт может быть как входом, так и выходом в зависимости от значения сигнала в точке М. Если в точке М "0", контакт является входным контактом блока 6, при этом элемент И-НЕ 36 находится в состоянии высокого импеданса и по его контакту может поступать в блок 6 с эталонного объекта входная информация, Еспи же в точке М - "1", то контакт является выходом и информация поступает из блока 6 в эталонный объект 5. Чтобы обеспечить правильную параллельную работу проверяемого блока, необходимо в проверяемый блок подавать информацию, когда контакт является входом, и запирать шинный Формирователь 33 а, когда конся сигналами управления, которые формируются в точке М и через соответствующий щуп с согласующим устрой 1374230ством а блока 7 и через коммутатор22 блока 1 управления подаются науправляющий вход ВК шинного формирователя 33 р .Контакт Ь является выходным контактом элемента И-НЕ 35 по отношениюк блоку 6, поэтому шинный формирователь ЗЗЬ должен быть заперт, чтобыможно было сравнить сигналы с эталонного блока 6 и проверяемого. Режим работы формирователя ЗЗЬ определяется работой коммутатора 22 блока1 управления. При этом на коммутационный элемент 23 Ъ подаются следующие сигналы. Состояние первого входабезразлично, так как управление элементом 23 Ь осуществляется с блока 1управления. На второй и четвертыйвходы подается 0", а на третий вход 2 Оэлемента 23 Ь - "1".Контакт с является входным на элементе 34, Состояние шинного формирователя ЗЗс также определяется сигналом, вырабатываемым коммутатором 22, 25В этом случае на элемент 23 с подаются следующие сигналы: на первыйвход - безразлично какой, на второйвход - "О", а на четвертый вход -При этом на управляющий вход ВКшинного формирователя 33 с подается"О". Шинный формирователь .ЗЗс передает сигнал с входа А на выход В,Даже если на проверяемом блоке будет неисправлен этот контакт (например, замыкание с общим проводом),это не вызовет сбоя эталонного объекта 5, так как входы эталонного блока 6 и проверяемого развязаны, нонесовпадение сигналов также будет обОнаружено схемой сравнения. Для контактов Ь и с согласующие устройствав работе не участвуют,В зависимости от функциональногоназначения блока 6 могут быть различные сочетания контактов этогоблока. Но устройство позволяет приразличных комбинациях контактов обеспечить параллельную работу проверяемого и эталонного блоков, причемпроверяемый блок не будет сбиватьработу эталонного объекта даже в томслучае, если в проверяемом блоке будут неисправности,Устройство работает следующим образом.По команде с блока 1 блок 2 осуществляет ввод команды в эталонныйобъект 5. К устройству подключаются эталонный блок 6, соответствующий контролируемому блоку, и очередной контролируемый блок того же типа, что и эталонный.В блоке 1 управления делаются следующие подготовительные операции и подключения: в соответствии с принципиальной схемой проверяемого блока делаются подключения для формирования управляющих сигналов, которые поступают на блок 4 с коммутатора 22 и управляют работой схем, осуществляющих подключение контактов проверяемого блока к одноименным контактам эталонного объекта 5, если этот контакт блоков является входом, или отключение этого контакта проверяемого блока от контакта объекта, если конТакт является выходом блока; в соответствии с принципиальной схемой проверяемого блока формируются цепи для трансляции управляющих сигналов блока 7 на блок 4, который осуществляет либо параллельное подключение контактов проверяемого блока к идентичным контактам эталонного блока 6, либо отключение от них в соответствии с изменением управляющих сигналов, если эти контакты погружены на схемы с высоким импедансом, т.е. могут быть как входами, так и выходами; записывается стартовый адрес контролируемого теста; записывается номер конца теста.Щупы блока 7 устанавливаются в точках эталонного блока 6, в которых формируются сигналы, осуществляющие переключение микросхем с высоким импедансом.По команде с блока 1 управления осуществляется запуск программы эталонного объекта 5 и начинается диагностика проверяемого блока, Номер текущей команды фиксируется блоком управления и хранится в течение исполнения команды, Проверяемый блок подключается к эталонному объекту 5 и блоку 3 через блок 4 сопряжения, но на проверяемый блок с эталонного объекта 5 поступают только входные сигналы. Сигналы с контактов проверяемого блока через блок 4 поступают на блок 3 сравнения. Если контак. ты проверяемого блока нагружены на схемы с высоким импедансом, то съем выходных сигналов с этих контактов осуществляется одновременно с приходом управляющих сигналов на блок 4, 13742Эти сигналы управления снимаются сэталонного блока 6 блоком 7 и черезблок 1 управления подаются на блок 4,С контактов эталонного блока 6 блоком 4 овуществляется съем сигналов5и передача их на блок 3 сравнения. Вблоке 3 сравнения происходит попарное сравнение и оценка временныхсдвигов фронтов импульсов. Если временной сдвиг больше определенного интервала-допуска, то в блоке 3 вырабатывается сигнал, который поступаетв блок 1 управления, где вырабатывается сигнал останова эталонногообъекта 5. Блоком 8 индикации отображается номер команды, на которойпроизошло несравнение, и номера контактов, на которых это несравнениепроизошло. 20Если проверяемый блок исправен,то программа эталонного .объекта 5выполняется до конца. Номер остановафиксируется блоком 1 управления навходах элементов 13 и вырабатываетсясигнал останова устройства, послечего можно приступить к проверке блока другим тестом или окончить проверку,Блок 1 управления (фиг.2) работает 30следующим образом.Перед началом контроля произведеныподготовительные операции, которыеосуществлены следующими элементамисхемы, Блок 21 задания начальных условий выполнен на кнопках и переклю 35чателях, С шины Г осуществляется подача на блок 2 сигнала о номере теста, который будет вводиться в эталонный объект 5.40С шины е устанавливается стартовыйномер тестовой программы эталонногоблока. Сигналы с переключателей поступают на вход А мультиплексора 11С выхода Б мультиплексора 11 код номера команды старта поступает на управляющие шины эталонного объекта 5,так как на управляющий вход ВК подается нулевой потенциал, который снимается с элемента 20 задержки. С шины с устанавливается номер конечной50команды тестового набора. С шины аустанавливается вид проверяемого контакта. Здесь ш - максимальное числоконтактов на разъеме любого из проверяемых блоков, "0" соответствуетвходному проверяемому контакту, а"1" - выходному (имеется ввиду входи выход по отношению к проверяемому 30 6блоку). С шины Ь коммутатора 22 устанавливается направление управленияработой шинных формирователей блока 4.Управление возможно либо от шиныблока 1 управления, либо от блока 7,При поступлении с шины Ь единичногопотенциала - управление от блока 7,при изменении потенциала на шине Ь -управление осуществляется сигналом,приходящим с шины в . При этом нулевой потенциал на шине а будет соответствовать выходному контакту напроверяемом блоке, а единичный потенциал на шине а - входному контакту.Работа блока 1 управления в режиме контроля блоков осуществляетсяследующим образом.Взводится триггер 10, Сигнал сединичного выхода триггера 10 одновременно дает разрешение на запускпрограммы эталонного объекта 5 и переключает входы мультиплексора 11через элемент 20 задержки. Мультиплексор 11 принимает сигналы по входам Ь, и на выходах С появляетсякод номера исполняемой команды, Свыходов С код номера исполняемойкоманды подается на входы регистра 12и на первые входы элементов 13 сравнения. На вторые входы элементовсравнения подаются сигналы с шиныС, Таким образом, происходит постоянное сравнение номера исполняемой команды с номером конца теста, занесенной с шины С. Если проверяемыйблок исправен и тестовая программаисполняется без остановов, то по достижении ноМера конца теста на выходеэлемента И-НЕ 14 появляется нулевойперепад напряжения, который запускает формирователь 15 импульса; Импульс сброса через элемент ИЛИ 17 иэлемент НЕ 19 поступает на К-входтриггера 10 и сбрасывает его. На эталонный объект поступает сигыал останова, а на мультиплексор 11 черезэлемент 20 задержки - сигнал переключения,Если проверяемый блок неисправлен, то сигнал сбоя приходит с блока 3 сравнения на элемент НЕ 18, свыхода которого сигнал поступает наодин из трех входов элемента ИЛИ 11и через элемент НЕ 19 производитсброс триггера 10 по входу сброса,тем самым останавливая работу эталонного объекта 5. Номер команды несрав 1374230нения фиксируется регистром 12 с помощью синхросигнала, приходящего сэталонного объекта 5, Таким образом,регистром 12 будет зафиксирован кодномера команды, на которой произошлонесравнение, С выходов регистра 12код номера команды несравнения подается на блок 8 индикации. Работа эталонного объекта 5 прекращается, а на 10мультиплексор 11 через элемент 20задержки подается сигнал для переключения входов мультиплексора 11. Элемент 20 задержки нужендля того,чтобы надежно записать код номера ко манды несравнения в регистр 12.После включения питания устройстводолжно находиться в исходном состоянии, для этого триггер 10 долженбыть сброшен. Поэтому в блоке 1 управления имеется формирователь 16начальной установки, формирующийкратковременный импульс в момент вклю.чения питания,Блок 3 сравнения (фиг.3) работает 25следующим образом.Сигналы с выходов эталонного 6 ипроверяемого блоков через блок 4 поступают на элементы 24 сравнения, гдепроисходит их попарное сравнение. Навыходе каждого элемента 24 при несравнении появляется импульс, длительность которого пропорциональнавременному расстоянию между двумяфронтами сравниваемых импульсов. Приэтом безразлично, какой именно импульс запоздал - с проверяемого блока или с эталонного. Сигналы несравнения поступают на группу схемы определения допусковф аждая из которых 40состоит из. одновибратора (элементы29 и 30) и элемента И-НЕ 25.Рассмотрим работу схем определения допуска. С появлением сигналанесравнения одновибратор (элементы29 и 30) вырабатывают импульс отрицательной полярности, длительностькоторого равна возможному сдвигуфронта импульса на конкретном выходе эталонного блока 6 при устойчивойработе эталонного объекта 5 в целом.Длительность этих импульсов, которуюназовем допуском, определяется впроцессе настройки устройства и задается и задается времязадающими конденсаторами в одновибраторах. Далееимпульс несравнения и отрицательныйимпульс с выхода одновибратора (элементы 29 и 30) поступают на входы элемента 25, На выходе элемента 25 выходной импульс появится в том случае, если длительность импульса не- сравнения больше длительности импульса одновибратора, т.е. допуска.Выходы схем определения допусков подключаются к входам элемента ИЛИ 27 и к единичным входам триггеров 26. При появлении на выходе какой-либо схемы определения допуска сигнала на выходе элемента ИЛИ 27 формируется сигнал, который подается в блок 1 управления и в дальнейшем используется для останова эталонного объекта 5. При появлении импульса на выходе какой-либо из схем определения допусков взводится соответствующий ей триггер 26. К прямым выходам триггеров подключен индикатор. Под действием сигнала с триггера происходит срабатывание конкретной схемы индикации в блоке 8 индикации, сигнализирующей о номере контакта, на котором произошло несравнение, Установочные входы сброса триггеров объединены и на них перед началом работы с блока 1 управления подается сигнал сброса, приводящий в исходное состояние триггеры 26. На группу 32 индикации при останове эталонного объекта 5 поступает код номера команды оста- нова. Таким образом, при несравнении оператор имеет информацию о номерах контактов проверяемого блока, на которых произошло несравнение, и номер команды, на котором оно произошло.Блок 4 (фиг.4) работает следующим образом.К входам А шинных формирователей подключаются контакты эталонного объекта 5, эталонный блок 6 и первые входы элементов 24 в блоке 3 сравнения. К выходам В подключены проверяемый блок и другие входы элементо 24 в блоке 3 сравнения. Управляющие входы ВК соединены с выходами коммутатора 22 в блоке 1 управления, С приходом нулевого потенциала на вход ВК (это соответствует входному контакту на проверяемом блоке) шинный формирователь 33 передает информацию с входа А на выход В. При этом сигнал с эталонного объекта 5 передается как на эталонный 6, так и на проверяемый блоки без каких-либо из менений. При поступлении единичного потенциала на вход ВК (это соответствует выходному контакту на проверя1374230 9емом блоке) шинный формирователь находится в выключенном состоянии и выходы имеют высокое выходное сопротивление (третье состояние). При этом выходные сигналы с проверяемого блока не влияют на работу эталонного объекта 5. с выходами задания номера теста блока задания начальных условий, выходсинхронизации эталонной микроЭВМ соединен с входами синхронизации регистра блока управления, причем в блокеуправления группа информационных входов регистра соединена с группой вы"ходов мультиплексора и первой группойФоомула изобретения 10устройство для контроля и диагностики блоков микроЭВМ, содержащее блок 15 20 25 30 35 памяти тестовых команд, блок шинныхформирователей блок сравнения, эталонную микроЭВМ, к-й эталонный блокэталонной микроЭВМ В=1а, и -число блоков, входящих в состав диагностируемой микроЭВМ), блок управления, содержащий регистр, причем первая группа входов-выходов блока шинных формирователей соединена с первой группой информационных входов блока сравнения, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью увеличения глубины контроля, устройство содержит блок согласования и блок индикации, а блок управления содержит блокзадания начальных условий, коммутатор, схему сравнения, элемент задержки, мультиплексор, формирователь импульса сброса, два элемент НЕ итриггер пуска, причем выходы задания входов-выходов 1-го контролируемого блока диагностируемой микроЭВМблока задания начальных условий соединены с первой группой управляющихвходов коммутатора, информационныевходы которого через блок согласования соединены с контрольными точкамик-го эталонного блока эталонной микроЭВМ, группа инверсных выходов коммутатора соединена с группой входовуправления направлением коммутацииблока шинных формирователей, втораягруппа входов-выходов которого соединена с второй группой информационных входов блока сравнения и является группой входов-выходов устройствадля подключения к входам-выходамк-го контролируемого блока диагностируемой микроЭВМ, командные входыэталонной микроЭВМ соединены с выходами блока памяти тестовых команд,адресные входы которого соединены 40 45 50 входов схемы сравнения, вторая группа входов которой соединена с группой выходов задания номера конечной команды тестового набора блока за" дания начальных условий, выход "Неравно" схемы сравнения соединен через формирователь импульса сброса с первым инверсным входом элемента ИЛИ, выход которого через первый элемент НЕ соединен с инверсным входом сброса тоиггера пуска, инверсныйединичный вход которого соединен с входом пуска устройства, выход триггера пуска соединен с входом пуска эталонной микроЭВМ и через элемент задержки - с инверсным управляющим входом мультиплексора, первая и вто-. рая группы информационных входов которого соединены с группами выходов задания номера начального адреса тестовой команды блока задания начальных условий и адресными шинами эталонной микроЭВМ блока задания. начальных условий соответственно, группа выходов регистра соединена с первой группой входов, блока индикации, вторая группа входов которого сое динена с группой выходов результатов сравнения по всем разрядам блока сравнения, выход "Неравно" которого соединен с входом второго элемента НЕ, вход начальной установки устройства соединен с вторым инверсным входом элемента ИЛИ, третий инверсный вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ, при этом группа входов-выходов К-го эталонного блока эталонной микроЭВМ соединена с первой группой входов-выходовблока шинных формирователей и группой входов-выходов эталонной микроЭВМ, вторая группа управляющих входов комму татора соединена с группой выходов задания кода управления направлением обмена блока задания начальных условий.1374230 оставитель А.Сиротсехред А,Кравчук рректорВ.Бутяга едактор Е.Коп аказ 603/ писно оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у ектная, 4 5 .Т ВНИИПИ Госу по делам 3035, Москва, аж 704рственного комитета СССзобретений и открытий