Устройство для диагностирования цифровых объектов

)з 6 06 Р 11/О ОПИ ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ овы- ржит ованыи амм блок блок ется ъема ельов искют фратора 9, зле рого 12 шинны гистров 13 и 1 лю два, образ натур,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТ ПРИ ГКНТ СССР(71) Институт проблем управления(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРНИЯ ЦИФРОВЫХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к вычислиной технике и может быть использовсистемах тестового диагностирования Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах тестового диагностирования цифровых устройств.Цель изобретения - повышение надежности.На фиг.1 показана схема устройства для диагностирования; на фиг,2 - схема блока формирования обобщенной сигнатуры; на фиг.3- алгоритм работы устройства в случае восьмиразрядных сигнатур и одиночных неисправностях ТЭЗов.Устройство содержит сигнатурный анализатор 1, блок 2 формирования обобщенной сигнатуры, блок 3 индикации, центральный процессор 4, блок 5 оперативной памяти, блок 6 постоянной памяти программ формирования сигнатур, блок 7 внешней памяти программ контроля и блок 8 клавиатуры. Блок 2 состоит иэ аеш ента И 10, первого 11 и вт формирователей, а также р сумматоров 15-30 по мод щих формирователь 31 си ретных объектов, Цель изобретения - шение надежности. Устройство соде сигнатурный анализатор, блок форми ния обобщенной сигнатуры, централ процессор, блок внешней памяти прог контроля, блок оперативной памяти, постоянной памяти программ форми ния сигнатур, блок задания режимов и индикации, Цель изобретения достиг за счет существенного уменьшения об блока памяти эталонных сигнатур. 3 ил Перед тестированием в ОД размыка ся обратные связи, идущие от ТЭЗов, а ТЭЗы ранжируются, К первому рангу относятся ТЭЗы, на которые воздействия поступают непосредственно с генератора тестов. К 1.-му рангу относят ТЭЗы, на которые воздействия поступают с ТЕЗов ранга 1-1 и меньше. ТЭ 3 ы, принадлежащие 1-му рангу, образуют 1-ю область аппаратуры объекта. Диагностирование областей выполняется последовательно в порядке возрастания их рангов. Сначала проверяются ТЭЗы первой области. Если все они неисправны, то переходят к следующей области. Если найдены неисправные ТЭЗы, то процесс диагностирования возобновляется только после их восстановления. Очевидно, при таком подходе кратность неисправностей ТЭЗов в пределах любой области не превышает 1, где т - число одновременно отказавших ТЭЗов. Для поиска неисправных ТЭЗов областей в устройстве используется процедура декодирования кодов, локализующих 1-кратные ошибки (ЛО-кодов). Данные коды позволяют указать с искаженных подслов кодовых слов, В качестве1-го кодового слова рассматриваются выходные последовательности ТЭЗов 1-й области.Проверочная часть кодового слова - обобщенная сигнатура. ЛО-коды строятся на основе двух кодов: К 1, обнаруживающего 5ошибки, и Кг. корректирующего ошибки,Сигнатурный анализатор 1 - декодеркода К 1, обнаруживающий некоторый классошибок. Длина гп сигнатуры определяетчисло проверочных символов этого кода. 10Блок 2 является декодером циклического кода Кг над полем (ЗГ(2 ), исправляющегоошибки и порождаемого 2 п 1-ичным многочленом 6(х)степени г. Поскольку для целейдиагностирования достаточно лишь указать 15неисправные ТЭЗы, то коррекция искаженных 2 гп-ичных символов(сигнатур) не производится, а только определяется ихместоположение. Длина п(когда К 2) выбирается таким образом, чтобы удовлетворять 20п 1 ахусловию и- . - - П( - где 1 - число обла 1=1,стей, на которые разбит ОД, а п( - числоТЭЗов е 1-й области.Рассмотрим работу устройства для случая, когда в каждой из 1 областей ОД возможна неисправность одного ТЭЗа, асигнатуры ТЭЗов - восьмиразрядные,В качестве кода Кг можно испольэоватькод, корректирующий одиночные ошибки 2 - 30ичных символов, например, обобщенный кодХемминга, порождаемый многочленом нагдполем ОГ(28) степени г = 2;С(х) = 1+Рх+ х,где В - примитивный элемент поля ОР(2 )8(кореньдвоичногонеприведенногомногочлена еосьмой степени д(х) = 1+ х+ х + х + х 8),эДлина и такового кода равна 257,Рассмотрим процедуры кодирования идекодирования выбранного кода Хемминга.Процедура кодирования, 40Пусть необходимо закодировать словаВ = (Ь 2,Ь 256) длиной К = и-г = 257-2=255(где Ь - 2 -ичный символ или элемент поля"8ОГ(2 ). 1 = 2.256). с которым сопоставляетсямногачлЕн В(х) = Ьг+ЬэхЬ 256 х, т,Е. най256ти такое (кодовое) слово Вк = (Ь Ь 1Ьг 56)длиной и = К + г = 257, чтобы сопоставляемый с ним многочлен Вк(х) = Ьо + Ь 1 х+Ь 256 х делился на 0(х) без остатка. Найдемсимволы Ьо, Ь 1. Поскольку ф-примитивный 50элемент ОР(2 ). то выразим все нулевые символы Ь 1 степенями Р,1 хе 0,256(4), Например,2 -ичному символу Ь 4 = 011010108соотееткетует 1 т" щс поскопкку х стасе(х)=9х+х +х +х,55Аналогично, символу Ьз = 11010100соответствует ф =38, так как х еобд(х) = 18. ) - 0,256 - некоторые целые числа. а искомыми являются фоф 1. Очевидного +ф 1 = =(х В(хеоОС(х) = (О + Ох.+ф х 2 + +/7 х 256)гпог 1 Я(х) Например для В(х) =(/Р,/Р,фУ,О, О) имеютох(х) = Фф 1 РРЯанус О О т поскопь. ку зехх,дсхктех"флк 1 трх,хх .баххх.фттк (тех(тк 8 к.й р 8 рех рс р +у 8 Х=р +,8"Процедура кодирования, т.е, вычисления остатка х В(х) по гпобО(х), реализуется вг блоке 2 для восьмиразрядных сигнатур в случае одиночных неисправностей ТЭЗов следующим образом,В начальный момент времени импульс, поступающий на вход "Сброс", устанавливает регистры 13 и 14 е нулевое состояние, Далее на вход "Чтение" подается "Оо (что соответствует передаче информации с входов-выходов ДВ на выходы ДО двунаправлен ного ш ин ного формирователя 11), на шину данных - 2 -ичный символ Ь 256, а на8 шину адреса - адрес двунаправленного шинного формирователя 11 (что вызывает появление "1 п на первом выходе дешифратора 9), Приходящий вслед за этим на вход "Запись", импульс проходит через элемент И 10 на входы 5 ТВ регистров 13 и 14 и вызывает запись в них информации, присутствующей на их входах Д 1, Каждый такой такт работы блока 2 называется сдвигом. Далее на шину данных подается символ Ь 255, и осуществляЕтСя ЕщЕ Один Сдвиг и т.д. до символа Ьг включительно, после чего на шину данных подается нулевой байт и осуществляется еще деа сдвига, Содержимое Ьо и Ь 1 регистров 13 и 14 соответственно является искомым остатком. Очевидно, если содержимое регистров 13 и 14 было нулевым, то оно останется таковым при любом количестве сдвигов с нулевым байтом на шине данных. Поэтому нулевые символы Ь 256 Ь 6 можно не подавать на шину данных и не осуществлять лишние сдвиги, Процесс можно начать непосредственно с символа Ь 5 4-ф .Процедура декодирования рассматриваемого кода заключается в следующем.На шину данных поступают символы слова Вк, отличающегося от слова Вк одним (искаженным) символом, местоположение которого неизвестно, Причем первым поступает 256-й символ, а последним - нулевой,1705829 ме.квеМф е Л Лф 30 1+ . х+хх". х лй Лв.хвегф елях е елво Хв+ Х+Лл ехе:Лф 35 ф ), Тогда кодо 55-го дополнительнорегистра 13 обнуляет57 - 255= 2-й символ В После одержим эжен был вига) посС (х)=0.й являетсяЗа (т.е. чисг), то Ьбоби содержит впадающи,й я слов(/3 . фо) ( о) об- тоПоступление каждого символа сопровождается сдвигом блока анализа. После 267-го сдвига на вход "Чтение" подается н 1 н (что соответствует передаче информации с входов Д 1 на входы-выходы ДВ двунаправленного шинного формирователя 11), а на шину адреса-адрес двунаправленного шинного формирователя 11. Тогда содержимое регистра 13 с его выходов ЯО поступает на шину данных. Если это содержимое равно нулю, то на шину адреса подается адрес однонаправленного шинного формирователя 12 (что вызывает появление нОн на первом выходе дешифратора 9 адресов и "1 н на его втором выходе). через который на шину данных поступает содержимое регистра 14 с его выходов ДО. Если и это содержимое равно нулю, то считается, что ошибок нет; если содержимое регистра 14 не равно нулю, то ошибочным является нулевой символ слова Вк,Если содержимое регистра 13 не равно нулю, то поступают следующим образом, На шину данных подается нулевой байт и осуществляется один (дополнительный) сдвиг блока 2. Затем нулевой байт снимается, а на шину данных поступает содержимое регистра 13 (путем адресации и двунаправленного шинного формирователя 11 и установления соответствующего направления передачи информации через него),Дополнительные сдвиги с последующим считыванием содержимого регистра 13 продолжается до тех пор, пока в последнем не окажется ноль. Тогда искаженным является (257-Ь)-й символ слова Вк, где Ь - число дополнительных сдвигов,Пусть, например, в Вк искажен второй символ сф =ф на О. Тогда, после 257 сдвигов в регистрах 13 и 14 соответственно имеется о 8 и р 9, поскольку Р +ф х+Ох еЬ е х Рассмотрим процедуры кодировандекодирования ЛО-кода.Пусть сигнатурный анализатор 1 опивается порождающим многочленом 9(1+х+х +х +х . ЛО-код составлен из кодо3 5 8и К 2 с порождающими многочленами 96(х) соответственно,Предположим, что проверяемаяласть содержит 257 ТЭЗов, сигнатуры крых обозначим соответственно через Яол 256 Процедура кодирования ЛО-кода заключается в следующем.Сначала вычисляются сигнатуры 50.3256, представим ненулевые сигнатуры в ви де степеней примитивного элемента, т,е,Ь = ф - 0.256, Затем определяетсяостатокуу+Ях +,. + фббх 256)пасс 6(х) око + ркх 10Очевидно, кодовым является слово, соответствующее многочлену (х)- - фо Щко)ф 1 Щк 1) ф 22 ..ф 25 бх 256 Рчо + У 1 х +ф 2 х 2 + .ф 256 256 15 Совокупность символов (в данном слунее ненулевых), (уо,ех 1)= во,ео 1)=я леляется обобщенной сигна ой областью,Пусть, например. (Яо 5256)= ф ОЯЯЯР, О О),. где сигнатура. нап имер 5 = О, соответствует следующейдвоичной последовательности с выходапервого ТЭЗа 10010111000000001, Дейст 25 вительно,Х +,Лх+хз+ хеох +, хвел ев ел"+ел1+хелз+х .хв Найдем обобщенную сигнатуру 40 зв о л увлек зЬрсфРУ ,рл л ев,в, у, увх ,в= дрееф,ве,ООК(х)пзос 0(х)=фб+фЯ +38 х+РхУх+фбхОчевидно, если ненулевоолька сигнатура Яо нулевого ТЭо ненулевых сигнатур меньшещенная сигнатура этой областсего один 2 -ичный символ, со8сигнатурой, Таким образом, дл5 10 55 т = (О)/2 - кратность неисправностей;а - целая часть а;п 1 - длина сигнатуры;и - максимальное по областям числоТЭЗов (или длина кода К 2),Отсюда 1 оор сп(2" - 1) /гп Г -Щ со(2 - ) lпс-г,1= и интервальное значение суммарной эконочмии, определяемое как /с = чlг, лежит влпределах р ,а р, где=Ор = чгп/(о 92 Со (2-1) )1.1=Использование устройства являетсямэкономически выгодным, если р1, и темлсамым более выгодным, чем большер,Если р1, а Й1 , то целесообразность использования устройства зависит отконкретно выбранного кода К 2. Если дляэтого кода точечное значение,и 1, то использование устройства является экономически выгодным, если же,й 1, тоиспольэовать устройство невыгодно,Локализация искаженных банков данных производится аналогично. На вход"Данные" блока 1 поступает непосредственно содержимое банков.При локализации дефектных частей печатных плат состояние очередной точки платы кодируется троичным кодом, например,с помощью лазерной установки.Наличию проводника соответствует"0",наличию отверстия - "1", отсутствию проводника и отверстия - "2", Лучи лазера последовательно пробегают все точки платы.При этом на выходе установки появляетсяпоследовательность двоичных эквивалентовтроичных символов, Эту последовательностьможно разбить на подпоследовательности,соответствующие различным частям платы.Локализация дефектных частей производится аналогично,Таким образом, положительный эффект от использования изобретения заключается в увеличении надежности, за счет уменьшения объема памяти и снижения вероятности записи в нее ошибочных сигнатур при определенных соотношениях количества ТЭЗов в областях ОД и кратности их неисправностей. При этом экономия памяти достигается как в блоке 5, так и в блоке 7. 15 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения Устройство для диагностирования цифровых объектов. содержащее центральный процессор, блок внешней памяти программ контроля, блок оперативной памяти. блок постоянной памяти программ формирования сигнатур, блок клавиатуры, сигнатурный анализатор и блок индикации, группа входов-выходов данных центрального процессора подключена к группам одноименных входов-выходов блока оперативной памяти и сигнатурного анализатора, вьходам блока внешней памяти программ контроля, блока постоянной памяти программ формирования сигнатур и блока клавиатуры и входам блока индикации и образует шину данных устройства, группы адресных и управляющих выходов центрального процессора соединены с одноименными группами входов блока онешней памяти программ контроля. блока оперативной памяти, блока постоянной памяти программ формирования сигнатур, блока клавиатуры, сигнатур- ного анализатора и блока индикации и образует соответственно шины адреса и управления устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения надежности зд счет уменьшения обьем памяти, в него введен блок формирования обобщенной сигнатуры, группы входов-выходов даннрх, входов адреса и управления которого подключены к одноименным шинам устройства, причем блок формирования обобщенной сигнатуры содержит дешифратор, элемент И, два шинных формирователя, группа информационных входов-выходов первого из которых соединена с группой выходов второго шинного формирователя и подключена к шине данных устройства, входы дешифрдтора подключены к шине адреса устройства, вход сброса формирователя сигнатур, вход режима первого шинного формирователя и первый вход элемента И подключены к шине управления устройства, первый выход дешифратора соединен с вторым входом элемента И и входом разрешения первого шинного формирователя, выход элемента И соединен с тактовым входом формирователя сигнатур, первая группа выходов которого соединена с группой информационных входов первого шинного формирователя, группа выходов которого соединена с группой информационных входов формировдтеля сигнатур, вторая группа выходов которого соединена с группой информационнрх входов второго шинного формирооателя, вход разрешения которого подключенк второму выходу дешифратора.1705829 иа ставитель М.Иван ред М.Моргентал Со октор Л.Пчолинская Тех Корректор О,Кундрик изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин аз 194 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5