Устройство для диагностики неисправностей цифровых блоков

С 01 ОЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ив 8 11/26 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ выходов которого соединены с первыми группами входов коммутатора иблока сравнения соответственно, первая и вторая группы выходов блокауйРавления соединены с. вторыми группами входов блока памяти и коммутатора соответственно, первая группа выходов коммутатора соединена с второй группой входов блока сравнения,вторая группа выходов и третья группа входов соединены с входами и выходами диагностируемого блока, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюсокращения времени локализации неисправностей, первый и второй входыблока управления соединены с выходамиФкоммутатора и блока сравнения соответственно,третья группа выходовкоммутатора соединена с входами блока ЦЯиндикации,ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельство СССР й 354415, кл. О 06 Р 11/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР й 607218, кл, О 06 Г 11/00, 1978 (прототип).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИ-, КИ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ЦИФРОВЫХ БЛОКОВ, содержащее блок ввода информации, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управления, причем первая и вторая группы выходов блока ввода информации соединены с первыми группами входов блока памяти и блока управления соответственно, первая и вторая группы 024925 Д10242, Устройство по и. 1, о т л и е ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержитйб-триггер тактовый генератор, сдвиговый регистр, счетчин . импульсов, дешифратор адреса, регист управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммутатора, причем нулевой вход Я 5-триггера является первым входом блокаупрвв ления, нулевой выход йб-триггера соединен с управляющим входом такто.вого генератора, выход которого сое" динен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена 925с первой группой входов дешифратора адреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового регистра, группа выходов которого соединена с второй группой входов дешифратора адреса, выходы которого являются первой группой выходов блока управления, первая группа входов блока управления соединена с входами реги": "тра управляющего слова коммутатора выхбды которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора, выходы которогоявляются второй группой выходов блока управления.10 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано для контроля идиагностики неисправностей цифровыхлогических схем,Известно устройство для контроляцифровых блоков, содержащее блок вво 1да, блок памяти, коммутатор, блоксравнения, блок индикации, блокуправления и два регистра контроляНедостатком известного устройства.является локализация неисправностейс помощью диагностических словарейили таблиц, что требует значительных затрат времени.Наиболее. близким к предлагаемомуизобретению является устройство для.контроля цифровых блоков, содержащее блок ввода, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок инди"кации, блок управления, первый и второй регистры контроля, причем первыйи второй выходы блока ввода соединены соответственно с первым входомблока памяти и с первыми входамипервого и второго. регистров контроля,первый и второй .выходы блока управления соединены соответственно с30входом блока ввода и с вторым входом блока памяти, первый и второйвыходы блока памяти соединены соответственно спервым входомкоммутато-:ра и с первым входом блока сравнения;первый выход коммутатора соединенс вторым входом блока сравнения,второй вход и. второй выход коммута 2тора являются соответственно выходом и входом устройства, выход первого. и второго регистров контроля соединены с входами блока индикации, .первый и второй выходы блока сравне" ния соединены соответственно с вторыми входами регистров контроля, третий и четвертйй выходы блока управления соединены соответственно с третьим входом блока сравнения и с третьим входом. коммутатора, третий выход блока ввода соединен с вто рым входом блока управления 2Это устройство позволяет определить исправность проверяемого узла и локализовывать его неисправность.Контроль исправности проверяемого узла осуществляется подачей на его ,входы"тестовой последовательности и проверкой правильности реакции проверяемого узла. Локализация неисправностей осуществляется путем обработки специальной диагностичес.кой информации и выделения по результатам контроля возможных"подозреваемых") неисправностей проверяемого узла. Причем на вход проверяемого. узла подаются все тестовые последовательности независимо от результатов диагностики на различных этапах проверки, т.,е, реализуется безусловная диагностическая процедура.Оптимальными по времени локализации неисправностей являются условные диагностические процедуры, характеризующиеся тем, что на каждом шаге кроме первого) таких процедур вид310249 входйого воздействия определяется в зависимости от реакции диагностируемого узла на предыдущем шаге. Оптимальность условной процедуры диагностирования достигается целенаправ ленным поиском места неисправности, При этом протекание процесса диагностирования зависит от конкретной неисправности, имеющейся в диагностируемом узле. 1 ОЦелью изобретения является сокращение времени локализации неисправ- . ностей путем реализации условнойпроцедуры диагностирования.Поставленная цель достигается . 15 тем, что в устройство для диагностики неисправностей цифровых блоков, содержащее блок ввода информации, блок памяти, коммутатор, блок сравнения, блок индикации, блок управ ленив, причем первая и вторая группа выходов блока ввода информации соединены с первыми группами входов блока памяти и блока управления соответственно, первая и вторая груп пы выходов которого соединены с первыми группами входов коммутатора и блока сравнения соответственно, ф первая и вторая группы выходов блока управления соединены с вторыми группами входов блока памяти и коммутатора соответственно, первая группа выходов коммутатора соединена с вто 1 рой группой входов блока сравнения, вторая группа выходов и третья груп 35 па входов соединены с входами и выходами диагностируемого блока, дополнительно первый и второй. входы блока управления соединены с выходами коммутатора и блока сравнения соот О ветственно,третья группа выходов коммутатора соединена с входами блока индикации.Кроме того, блок управления устройства содержит Кб-триггер, тактовый45 генератор, сдвиговый регистр, счетчик импульсов, дешифратор адреса, регистр управляющего слова коммутатора, дешифратор управляющего слова коммута-, тора, причем нулевой входКБ-тригге- . ра является первым входом блока управления, нулевой выход Я 5-триггерасоединен с управляющим входом тактового генератора, выход которого сое динен с входом счетчика импульсов, группа выходов которого соединена 55с первой группой входов дещифратораадреса, второй вход блока управления соединен с входом сдвигового регистра, группа выходов которогосоединена с второй группой входовдешифратора адреса, выходы которогообразуют первую группу выходовблока управления, первая группа входов блока управления соединена свходами регистра управляющего словакоммутатора, выходы которого соединены с входами дешифратора управляющего слова коммутатора, выходыкоторого образуют вторую группу выходов блока управления.На фиг. 1 представлена блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг2 "блок-схема блока управления; на "фиг, 3 - блок-схема коммутатора.Устройство содержит блок 1 вводаинформации, блок 2 памяти, коммутатор 3, блок 4 сравнения, блок 5 индикации, блок 6 управления и диагностируемый блок 7.Блок 1 ввода информации предназначен для ввода с перфоленты кодовтестовых воздействий, правильных реакций на них исправного диагностируемого узла, кодов номеров неисправностей и информации о входных и выходных контактах диагностируемогоузла.Блок 2 памяти предназначен дляхранения кодов тестовых воздействий,реакций на них исправного диагностируемого узла и номеров его неисправностей.Коммутатор 3 обеспечивает передачу входных воздействий с блока 2памяти на диагностируемый блок 7,прием с диагностируемого блока 7его реакций и передачу их в блок4 сравнения, Кроме того коммутатор3 формирует и передает в блок 6управления сигнал окончания процессадиагностирования, а в блок 5 индикации - код номера локализованнойнеисправности.Блок 4 сравнения предназначендля сравнения реакции диагностируемого блока 7 с кодом правильной реак"ции, получаемой с блока 2 памяти, ивыдачи единичного сигнала в блок6 управления в случае несовпаденияэтих кодов,Блок 5 индикации предназначендляиндикации номеров локализованныхнеисправностей. Блок 6 управления синхронизирует работу всего устройства (цепи синхронизации не показаны), в зависи102492 0 мости от реакции диагностируемогоблока 7 формирует адрес ячейки блока 2 памяти, в которой записано очередное тестовоевоздействие и пра"вильная реакция на него диагности 5руемого блока 7, а также хранит идешифрирует код входных и выходныхконтактов диагностируемого блока 7В состав блока 6 управления(фиг. 2) входит Ц 5-триггер 8, тактовый генератор 9, сдвиговый регистр10, счетчик 1.1 импульсов, дещифратор 12 адреса, регистр 13 управляюще го слова коммутатора й дешифратор14 управляющего слова коммутатора,к 5 -триггер 8 предназначен для запуска и останова тактового генератора,9 (цепи установки 85-триггера в единичное состояние на фиг. 2 не показаны 1. Тактовый генератор 9 осуществляет синхронизацию работы всего уст"ройства и перед каждой подачей тестового воздействия на диагностируемыйблок 7 подает импульс на,вход счетчика 11 импульсов. Сдвиговый регистр10 предназначен для запоминания результатов сравнения в блоке 4 сравнения реакций диагностируемого блока7 с правильными реакциями, получаемыми с блока 2 памяти. Счетчик 11импульсов предназначен для получе. и хранения числа поданных яа входдиагностируемого узла тестовых воздей"ствий. Дешифратор 12 адреса совместносо сдвиговым регистром 1 О и сцетчиком11. импульсов выбирает ячеику блока 2ч . 35памяти, в которой записан код требуемоготестового воздействия и правильной реакции на него диагностируемогоузла. Дешифратор 14 управляющего словакоммутатора совместно в регистром14013 управляющего слова коммутатораосуществляет формированиесигналовуправления коммутационными элемента"ми коммутатора 3, осуществляющими соответствующие подключения входныхи выходных каналов диагностируемогоблока 7 к устройству,68 состав коммутатора 3 (фиг, 3) входит регистр 1 тестовых воздействий, первая группа элементов И 16, вторая группа элементов И 17, эле-, мент НЕ 18 и группа коммутационных элементов 19.Регистр 15 тестовых воздействий предназначен для приема с блока 2 памяти тестового воздействия, его хранения и .передачи на вход диагностируемого блока 7, приема с блока 2 памяти, хранения и передачи на блокиндикации кода номера локализованной неисправности, а также для формирования сигнала управления группами элементов И 16 и 17 и сигнала окончания процесса локализации неисправ" ности. Первая группа элементов И 16 предназначена дляпередачи коданомера локализованной неисправности в блок 5 индикации. Вторая группа элементов И 17 предназначена для передачи тестового воздействия .через коммутационные элементы 19 на вход диагностируемого блока 7. Элемент НЕ 18 осуществляет управление элементами И 17 второй группы. Коммутационные элементы 19 подключают в соответствии с управляющей командой блока 6 управления входные и выходные каналы диагностируемого блока 7 к устройствуДля пояснения работы устройства рассмотрим организацию условной диагностической процедуры. Для диагностируемого узла строится диагностическая таблица, которая представляет собой прямоугольную матрицу,столбцы которой обозначены номерамитестовых воздействий, а строкиномерами неисправностей диагностируемого узла, подлежащих локализации. Напересечении / -й строкии 3-го столбца матрицы ставится 1, если 1 -я не исправность обнаруживается 1 -ым тестовым воздействием, и 0 - если не обнаруживается. 8 качествепримера рассмотримтабл.1.7 1024925 8По диагностической таблице строит- локализации неисправностей; Одним ся алгоритм локализации неисправности из алгоритмов локализации неисправкоторый может быть представлен дере- ностей, построенных по табл. 1, яв 5вом. Существует целый ряд методов ляется алгоритм, представленный построения и оптимизации алгоритмов деревом 1-й ранг а-и ранг абл. 2 для р а представле состояниямисчетчика 11 чеек блока 2 тих ячеек. см с атрива о соответ двигового импульсов памяти и мого твие 5 приме между ра 10 рами нием регистноме" одержа Для. локализации неисправности поэтому алгоритму на вход диагностируемого узла необходимо подать тестовоевоздействие % . Всли реакция на негОдиагностируемого узла совпадает справильной (на дереве ветвь обозначена цифрой О, то следующим тестовымвоздействием должно быть воздействие Мр если не совпадает ( ветвьобозначена цифрой 1) - воздействие5 и т.д. Согласно рассматриваемогоалгоритма для локализации любой не-, исправности необходимо на диагностиру" емый узел подать не более 3-х тестовых воздействий (ч 1, ъ 1, 6 ) а ес". ли в диагностируемом узле появилась неисправностьили Ч, то достаточно двух Ю иЮ,1.Реализация безусловной диагности" ческой процедуры, которую осуществя" ет известное устройство, предусматривает подачу всех тестовых воздействий (, м, д 5.ч) независимо от конкретной неисправности, возникшейв диагностируемом узле, что удлиняет процесс диагностированияВ устройстве сдвиговый регистр1 О, счетчик 11 импульсов, дешифратор 12 адреса и блок 2 памяти моделируют двоичное дерево, описывающее условную диагностическую процедуру,При этом счетчик 11 импульсов обес-.печивает выбор ранга ветвей дерева,сдвиговый регистр 10 - выбор ветви З 5 данного ранга, а дешифратор 12 адре-,са - обращение к определенной ячейке блока 2 памяти, соответствующейвыбранной ветви дерева данного ранга.В ячейке блока 2 памяти записывают" 40 ся коды тестовых воздействий и правильных реакций на них диагностируемого блока 7, а также коды номеровнеисправностей диагностируемого блока 7, соответствующих оконечнымветвям дерева. При этом для отличиякодов тестовых воздействий от кодовномеров неисправностей в старшийразряд каждой ячейки, в которой хранится код тестовых воздействий иправильных реакций, записывается О,а в старший разряд каждой ячейки, вкоторой хранится код номера неисправности, записывается 1.1024925 Таблица 2 Содержаниеячейки памяти Состояниесчетчика11 импульсов Состояние сдвигового регистра 10 Номер ячейкипамяти блока2 памяти 000 2 000 001 000 001 010 1 а 011 000 001 10 1 е 010 011 100 12 101 11 О В табл. 2 символами 1 обозначеныправильные реакции диагностируемого блока 7 на тестовые воздействия Ф.Устройство работает следующимобразом.8 исходном состоянии блок 2 памяти,йб -триггер 8, сдвиговый регистр 10, счетчик 11 импульсов, регистр 13 управляющего слова коммутатораи регистр 15 тестовых воздействий находятся в нулевых состояниях.По команде "Загрузка" блока 6 управления (цепи команды не показаны ) с блока 1 ввода информации в блок 2 памяти поступает информация о тестовых воздействиях, правильных реакциях на них диагностируемого блока О уТ, 0 тУД 4 66 О 76 457 и номерах неисправностей а такжВна регистр 13 блока 6 управленияуправляющее слово коммутатора. Управ.ляющее слово коммутатора дешифруется дешифратором 14. С выхода дешифратора 14 в коммутатор 3 поступает50сигнал, где в соответствии с этимсигналом коммутационные элементы19 группы подключают входные и выходные сигналы диагностируемого блока7 к устройству.55 Коммутационные элементы 19 группыкоммутатора 3 представляют собой электромагнитные дистанционные переключатели, число которых равно числу выходовкоммутатора 3, подключаемых к полюсам диагностируемого блока 7. Каж10249 11дый,иэ этих выходов .коммутатора 3 соединен с подвижным контактом соот" ветствующего дистанционного переключателя, нормально замкнутый контакт, с одним иэ входов блока 4 сравнения. Рабочая обмотка каждого из дистанционных переключателей соединена с соответствующим выходом дешифратора10 14 управляющего слова коммутатора, а отбойная -" с шиной общего сброса.Коммутация входных и выходных каналов диагностируемого блока 7 осуществляется следующим образом.Управляющее слово коммутатора,15 поступившее с блока 1.ввода информации в регистр 13 блока 6 управления дешифруется дешифратором 14. При этом1 на одном из выходов дешифратора появляется напряжение, которое подается на рабочую обмотку того дистанционного переключателя коммутатора 3, который подключен к этому выходу дешифратора 14, Дистанционный переключатель срабатывает, соответствующий кайал диагностируемого блока 7 отключает от элемента И 17 второй группы.(источника входных воздействий ) и подключает его к блоку, 4 сравнения.30 Следующее входное слово включаетдругой дистанционный переключатель.Управляющие слова .выбираютсятаким образом, чтобы включить все/дистанционные переключатели, соответствующие выходам коммутатора 3, : подключенным к выходным каналам диагностируемого блока 7. При этом все выходные каналы диагностируемого блока 7 подключены к- блоку 4 сравнения, а его входные каналы останутся под-ключенными к соответствующим элементам И 17 второй группы, т.е. к источнику входных воздействий.По команде "Диагностика" блока 6 45 управления .(цепи комайды не показаны) Кб-триггер 8 переключается в единич-, ное состояние, с его выхода снимается сигнал, запрещающий работу тактового генератора 9. Тактовый .генератгс 50 9 начинает работать, С его выхода на счетчик 11 импульсов поступает импульс. Дешифратор 12.адреса дешифрует состояние сдвигового регистра 10 и счетчика 11 импульсов, формирует 55 код адреса первой ячейки блока 2 памяти и код первого тестового воздей; ствия записывается в регистр 15 тестовых воздействий коммутатора 3, Код ,правильнбй реакции диагностируемого 25 12блока 7 на это тестовое воздействиепоступает на первый вход блока 4сравнения.Поскольку в регистре 15 тестовоговоздействия записан код тестовоговоздействия, то старший разряд со-.держит 0. Нулевой сигнал поступаетс выхода старшего разряда регистра15 тестового воздействия на.входыэлементов И 16 группы, закрывает их,а пройдя через.элемент НЕ 1 о, поступает на входы элементов И 17 второйгруппы и открывает их. Тестовоевоздействие с выхода регистра 15 через элементы И 17 второй группы икоммутационные элементы 19 группы по;ступает на вход диагностируемогоблока 7.Реакция диагностируемого блока 7через коммутационные элементы 19группы коммутатора 3 поступает навторую группу входов блока 4 сравнениягде сравнивается с кодом пра".вильной реакции, поступившим с бло"ка 2 памяти,Если реакция диагностируемогоблока 7 совпадает с правильной ре-.В лакцией, то на выходе блока 4 сравнения появляется нулевой сигнал, если не совпадает " единичный. Сигналс выхода блока 4 сравнения поступаетна вход сдвигового регистра 10 блока6 управления.На этом первый шаг процесса лока"лизации неисправности заканчивается. Работа устройства на последующихшагах локализации неисправности диагностируемого блока 7 аналогична Процесс диагностирования продолжается до тех пор, пока в регистр.1 тестовых воздействий коммутатора 3 вместо кода тестового воздействия не поступит код номера неисправности диагностируемого блока 7. При этом старший разряд регистра 15 тестовых воздействий содержит 1, Единичный сигнал с выхода старшего разряда регистра 15,поступит на входы элементов И 16 первой группы, откроет их, а пройдя через элемент НЕ 18, закроет элементы И 17 второй группы. Код номера неисправности с регистра 15 проходит через элементы И 16 первойгруппы и поступает в блок 5 индикации; где высвечивается номер локализованной неисправности диагностируемого узла. Одновременно единичныйсигнал с выхода старшего разряда регистра 15 тестовых воздействий по1024925 13ступает на ВБ-триггер 8 блока 6 управления, ВО-триггер 8 переключается в нулевое состояние, запрещая работу тактовогогенератора 9.Наэтом процесс.локализациинеисправности диагностируемого узла заканчивается. Таким образом, предлагаемое устройство осуществляет .локализацию не-исправностей диагностируемого узлас помощью условной диагностической процедуры, которая позволяет сократить время диагностирования,