Устройство для контроля цифровых блоков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ОиС 0 О РЕТЕНИЯВУ свиде тел Р 11/00иде тельс К 5/18,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Авторское ьство СССР9 730133, кл. С 06 1978.2. Лвторское св тво СССРВ 949793, .кл. Н 03 1980(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯЦИФРОВЫХ БЛОКОВ; содержащее блокуправления.и счетчик, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства,в него введены ш анализаторов, блокфиксации неисправности и блок инди.кации, каждый из .ш анализаторов содержит первый и второй мультиплексоры, четыре триггера, блок управлениясодержит первый и второй триггеры,первый и второй элементы задержки,генератор импульсов, два элемента И,четыре элемента И-НЕ, причем группавходов и группа выходов контролируемого блока подключены соответственнок первым информационным входам первого и второго мультиплексоров каждого-го анализатора (1йа), вторые информационные входы первого и второгомультиплексоров связаны с выходомпрямого кода счетчика, входы сбросапервого и второго триггеров д-го анализатора связаны с выходом первогоэлемента И-НЕ блока управления, входысброса третьего и четвертого триггеров 1-го анализатора соединены с вы".ходом второго элемента задержки блокауправления, установочные входы первого и второго триггеров -.го анализатора связаны с третьим выходом первого элемента И блока управления,входы синхронизации первого и второготриггеров х-го анализатора связаныс выходом четвертого элемента И-НЕ,входы синхронизации третьего и четвертого триггеров з-го анализатора связаны соответственно с выходами первого и второго мультиплексоров, выходвторого элемента И блока управленияподключен к счетному входу счетчика,выход переполнения которого соединенс входом первого элемента задержкиблока управления и синхровходом блокафиксации неисправности,. первый выход результата контроля которого подключен к первому прямому входу четвертого элемента И-НЕ блока управления, входы сигнала проверки и пускаустройства соединены соответственнос первым входом первого элемента ИНЕ и с первым входом элемента И блокауправления, группы первых и вторыхвыходов ш анализаторов соединенысоответственно с первой и второйгруппами входов блока индикации, выход обратного кода счетчика связан с третьим входом блока индикации, четвертый вход которого соединен с вторым выходом результата контроля блока фиксации неисправности, вход установки которого является входом установки устройства, нулевые входы первого и второго триггеров блока управления объединены и подключены к входу пуска устройства,. С-входы первого и второго триггеров объединены и связаны с первым выходом генера тора импульсов и инверсными входами второго и третьего элементов И-НЕ,1166115 прямые входы второго элемента И-НЕ;соединены соответственно с инверснымвыходом второго триггера и прямымвыходом первого триггера, прямыевходы третьего элемента И-НЕ связанысоответственно с прямым выходомвторого триггера и первым выходомрезультата контроля блока фиксациинеисправности, выходы второго итретьего элементов И"НЕ блока управления соединены с соответствующимивходами второго элемента И, выходкоторого подключен к входу второгоэлемента задержки и является соответствующим входом 1-го анализатора,3 Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено длявыявления неисправностей типа постоянного "О" или постоянной "1" в любомцифровом блоке, например, блоке синтеза полного фгелевизионного сигналасистемы отображения информации (СОИ)метеорологической радиолокационнойстанции (МРЛ)В составе такого блока можно выделить функционально законченныеустройства синхронизации, оперативной и постоянной памяти отображаемойинформации, генерации видеоимпульсовпостоянной и переменной, графическойи символьной информации, цифровогоформирования и преобразования кодовкоординат маркера и формирования телевизионного сигнала.Известно устройство для обнаружения неисправностей в подобном блоке,функционирующее по принципу тестовогоконтроля и содержащее элементы ИЛИ,деюифратор, две группысхем сравнениягруппу элементов задержки, группутриггеров фиксации состояний, элементыи Я.Недостатком устройства является невозможность разделения синхронизирующих и вычислительных операций,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для контроля импульсов, содержащее элемент ИЛИ, входы которогоподключены к выходам элементов И, 35 второй выход генератора импульсовблока управления подключен к инверсному входу четвертого элемента И-НЕ,второй прямой вход которого связанс вторым входом первого элемента И-НЕ,выход первого элемента задержкисоединен с вторым входом первогоэлемента. И, выход которого соединенс соответствующим входом д-го анализатора , информационный вход второго триггера связан с прямым.выходом первого триггера, информационный вход которого. является входом логической ",1"блока управления. входы первого из которых через соответствующие элементы НЕ подключенык входам второго, генератор контрольного канала, формирователь импульсов,мультиплексор и счетчик входом соединенный с выходом элемента ИЛИ, а выходами разрядов - с адресными входами мультиплексора, один из информационных входов которого подключен к выходу генератора контрольного канала,а остальные являются входами устройства, причем выход мультиплексора подключен к первому входу первогоэлемента И, вторым входом соединенного с выходом формирователя импульсов 2 . Недостатками устройства являются низкое быстродействие (контролируемые сигналы блока проверяются последовательно) и недостаточная надежностьконтроля, так как отсутствует синхронизация между моментами появлениясигналов на выходах коммутатора и Формирователя импульсов. Это приводит к пропускам обнаружения неисправности.Цель изобретения - повьппение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля цифровых блоков, содержащее блок управления и счетчик, введены в анализаторов, блок фиксации неисправности и блок индикации, каждый из щ анализаторов содержит первый и второй1166115 3мультиплексоры, четыре триггера, блок управления содержит первый и второй триггеры, первый и второй элементы задержки, генератор импульсов, два элементаИ, четыре элемента И-НЕ, причем группа входов и группа выходов контролируемого блока подключены соответственно к первым информационным . входам первого и второго мультиплексоров каждого -го анализатора 10 (16 Ыш), вторые информационные входы первого и второго мультиплексоров связаны с выходом прямого кода счетчика, входы сброса первогои второго триггеров -го анализатора связаны 15 с выходом первого элемента И-НЕ блока управления, входы сброса третьего и четвертого триггеров д-го анализатора соединены с выходом второго элемента задержки блока управления, 20 установочные входы первого и второго триггеров -го анализатора связаны с третьим выходом первого элемента И блока управления, входы синхронизации первого и второго триггеров 25 -го анализатора связаны с выходом четвертого элемента И-НЕ, входысинхронизации третьего и четвертого триггеров -го анализатора связаны соответственно с выходами первого 30 .и второго мультиплексоров, выход второго элемента И блока управления подключен к счетному входу счетчика, выход переполнения которого соединен с входом первого элемента задержки блока управления и синхровходом блока фиксации неисправности, первый выход результата контроля которого подключен к первому прямому входу четвертого элемента И-НЕ блока управления, входы сигнала проверки и пуска устройства соединены соответственно.с первым входом первого эле" мента И-НЕ и с первым входом элемента И блока управления, .группы первых 45 и вторых выходов ш анализаторов соединены соответственно с первой и второй группами входов блока индикации, выход обратного кода счетчика связан с третьим входом блока инди кации, четвертый вход которого соединен с вторым выходом результата контроля блока фиксации неисправности, вход установки которого является входом установки устройства, 55 нулевые входы первого и второго триггеров блока управления объединены и подключены к входу пуска устройст" 4ва, С-входы первого и второго триггеров объединены и связаны с первым выходом генератора импульсов и инверсными входами второго и третьего элементов И-НЕ, прямые входы второго элемента И-НЕ соединены соответственно с инверсным выходом второго триггера и прямым выходом первого триггера, прямые входы третьего элемента И-НЕ связаны соответственно с прямым выходом второго триггера и первым выходом результата контроля блока фиксации неисправности, выходы второго и третьего элементов И-НЕ блока управления соединены с соответствующими входами второго элемента И, выход которого подключен к входу второго элемента задержки и является соответствующим входом 1-го анализатора, второй выход генератора импульсов блока управления подключен к инверсному входу четвертого элемента И-НЕ, второй прямой вход которого связан с вторым входом первого элемента И-НЕ, выход первого элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого соединен с соответствующим входом -го анализатора, информационный вход второго триггера связан с прямым выходом первого триггера, информационный вход которого является входом логической единицы блока управления.На фиг;показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема анализатора;.на фиг. 3 - функциональная схема блока управления; на фиг. 4 - временная диаграмма устройства; на фиг. 5- функциональная схема блока фиксации неисправности.Устройство содержит группу ш анализаторов 1, пульт 2 управления, блок 3 управления, счетчик 4, блок 5 фиксации неисправности, блок 6 индикации, шины входных 7 и выходных 8 сигналов контролируемых узлов, шины 9 и 10 анализа входных и выходных сигналов, вход 11 сигнала проверки, вход 12 сигнала пуска, установочные выходы 13 - 15 и выходы 16 и 17 синхроимпульсов блока З,выход 18 переполнения счетчика, выход 19 прямого и выход 20 обратного кода счетчика 4, вход 21 установки, выходы 22 и 23 результирующих сигналов, анализатор содержит мультиплексоры 24 и 25, триггеры 26 - 29, переключатель 30, кнопки 31 и 32 пульта управления, блок управления содержит первый элемент 33 задержки, триггеры 34и 35, первый элемент И 36, генератор 37 импульсов, второй третий, 5четвертый элементы И-НЕ 38 - 40, второй элемейт И 41, первый элемент И-НЕ 42,второй элемент . 43 задержки,блок фиксации неисправности содержитэлементы И 44 - 46, регистр 47 элемент ИЛИ 48.Устройство для контроля цифровыхблоков работает следующим образом.При подаче на вход устройстваконтроля питающего напряжения регистр 47 блока 5 устанавливается в исходное состояние "11", и с элемента 48 блока 5 на блок 3 поступаетсигнал П 23=1, по которому блок 3начинает вырабатывать установочные 2 фИ 14, И 15, синхронизирующие И 16,и счетные И 17 импульсы "отрицательной" полярности. Счетчик 4 считает импульсы И 17 и выдает текущий код,поступающий на вход каждого из т ана-ф 5лизаторов 1, по которому с помощьюмультиплексоров 24 и 25 выбираютсядля каждого ФЗУ соответственно одиниз входных (т.е. один из Ф 7) и одиниз выходных (т.е. один из Ф 8) контролируемых сигналовПо импульсу И 15=0 триггеры 28и 29 анализатора 1 устанавливаютсяв "1" (импульсы И 15 формируютсяэлементом 36 блока З,объединяющим задержанный элементом 33 блока 3 импульс И 18 переполнения счетчика 4и сигнал И 12 пуска от кнопки 31пульта управления 2). Триггеры 26и 27 анализатора 1 фиксируются в состоянии "0" импульсом И 14=0,Импульсы И 14 и И 17 (фиг. 4) сдвинуты во времени относительно другдруга с помощью элемента 33 задержкиблока 3. Переключение счетчика 4, а,следовательно, и сигналов на выходахмультиплексоров 24 и 25 анализатораосуществляется по положительному.фронту импульса И 17. Благодаря сдвигу между И 14 и И 17 триггеры 26и 27 анализатора 1 фиксируются в.состояние "0" во время переходных процессов в счетчике 4 и мультиплексорах 24 и 25,После установки на выходе счетчика 4 очередного кода по сигналам с мультиплексоров 24 и 25 анализато.ра 1, поступающим на синхронизирующие входы триг 1 еров 26 и 27 анализатора 1, триггеры 26 и 27 переключаются в "1", и по окончании импульса И 16логическая "1" переписываетсяв триггеры 28 и 29 анализатора 1,что говорит об отсутствии неисправности типа логического "0" или логической "1" на соответствующих входахи выходах соответствующего ФЗУ (частота следования импульсов И 14, 16и 17 значительно ниже частоты изменения контролируемых сигналов).В случае, если на выходе мультиплексора 24 или 25 анализатора 1 в течение периода импульсов И 16 держитсяпостоянный уровень напряжения (логический "О" или логическая "1"),триггер 26 или 27 анализатора 1 останется в состоянии "0", и по импульсу И 16 логический "0" переписывается н триггер 28 (или 29), что говорито наличии неисправности в -м ФЗУ,причем, если в "0" устанавливаетсятриггер 28, отсутствует входной сигнал х-го ФЗУ, а если.в "0" устанавливается триггер 29, не вырабатываетсявыходной сигнал -го ФЗУ.Сигналы анализа,Ф 9 и Ф 10 посту-.пают на блок 6, который содержит трилинейки светодиодов и элемент индикации,Сигналы анализа Ф 9 и ф 10 поступают также на вход блока 5, где объеди"няются на 2 П 1-входовом элементе И 44.При наличии неисправности, хотя быв одном ФЗУ (т.е, при появлении сигнала неисправности на шинах 9 или 10)по окончании импульса И 18 в первыйразряд регистра 47 блока 5 записывается "0" с выхода элемента .И 44.Лля того, чтобы обеспечить запись в регистр 47 раньше, чем снимется сигнал неисправности с выхода группы анализаторов 1, импульсы И 18 и И 15 с помощью элемента 33 задержки блока 3 сдвинуты во времени друг относительно друга не менее, чем на длительность импульса (фиг. 4).Элемент И 46 блока 5 выделяет,сос тояние "00" регистра 47 и выдает сигнал П 22 общей неисправности наблок 6, Элемент 48 блока 5 выделяет . момент появления сигнала неисправности в третьем цикле контроля, вырабатывая сигнал П 23=0, который запрещает формирование импульсов И 14- 17 в блоке 3.7 1166Импульсы И 17 поступают на счет.чик 4 с задержкой, т.е, позднее импульса И 16, по которому в триггеры 28 и 29 переписывается информация с триггеров 26 и 27 соответственно, Поэтому в счетчике 4 при П 23=0 (т.е. при обнаружении неисправности) содержится код, соответствующий номеру неисправного сигнала в 1-м ФЗУ.Импульсы И 16 и И 17 формируются 1 О соответственно с помощью элементов 40 и 38, 39 41 блока 3 из двух последовательностей импульсов отрицатель-. ной полярности, вырабатываемых генератором 37 блока 3 и сдвинутых во15 времени друг относительно друга более, чем на длительность импульса.После автоматического обнаружения неисправности кнопки 31 и 32 пульта 2 позволяют провести счетчик 4 20 в очередное состояние. При этом по нажатию кнопки 32 пульта управления 2 формируется сигнал П 21=0, по которому через элемент 45 блока 5 устанавливается в исходное положение ре" 25 гистр 47 блока 5 и формируется сигнал П 23=1.При нажатии кнопки, 31 формируется сигнал И 15=0, устанавливающий в "1" триггеры 28 и 29 анализаторов 1, З 0 Поэтому счетчик 4 продолжит счет, начиная с того момента, где он был остановлен, до обнаружения следующей неисправности. Причем сигналом П 12=0 (при нажатой кнопке 31 пульта управ-, ления 2) триггеры 34 и 35 блока 3 фиксируются в состоянии "0", блокируется прохождение сигнала проверки П 11=1 с переключателя 30 пульта управления 2 через элемент 42 бло ка 3 на установочные входы тригге" . ров 28 и 29 анализаторов 1.С помощью сигнала П 11=1 при необходимости проверяется правильность функционирования устройства контроля. При установке переключателя 30 пульта 2 в положение "про. - верка контроля", т.е. когда.П 11 1, в блоке 6 индицируются неисправности входных и выходных сигналов всех ФЗУ 50и сигнал П 22 общей неисправности.Работа анализаторов 1 после нажатия кнопки 31 пульта 2 организована так, чтобы вывести триггеры 28 и 29 анализаторов 1 из состояния "О".55 С этой целью импульс И.16 поступает на .их синхронизирующие входы только тогда, когда произойдет переключе 115 8 ние счетчика 4 в новое состояние, следующее за. тем, при котором была обнаружена неисправность. По первом импульсу с генератора 37 устанавливается в " 1" триггер 34 блока 3, а с помощью элемента 38 блока 3 происходит выделение второго импульса, начиная с момента пуска, т.е. с момента переключения сигнала Л 12 из "О" в "1". Импульс с выхода элемента 38 через элемент 41 блока 3 поступает на вход счетчика 4, а через элемент задержки 43 на установочный вход триггеров 26 и 27 анализаторов 1. Так как триггер 35 блока 3 находится в состоянии "О", то импульс И 16 формируется. После этого триггер 35 устанавливается в "1" и разрешает формирование импульсов И 14, И 15, И 16, И 17, согласно фиг. 4, до появления сигнала П 23=0 на выходе блока 5, т.е. до обнаружения .очередной неисправности в контролируемом блоке.Таким образом, с помощью кнопок 31 и 32 пульта 2 производится поиск неисправных сигналов ФЗУ блока с фиксацией порядковых номеров сигналов по коду счетчика 4 и определением номера неисправного ФЗУ по соответствующей индикации блока 6.Предлагаемое устройство с высокой степенью надежности контролирует любые динамические последовательности цифрового блока, минимальная частота изменения которых не менее, чемЮв 2 раза превышает частоту тактовых импульсов контроля, вырабатываемых генератором 37 блока 3. Кроме того, устройство позволяетуменьшить время локализации неисправности за счет того, что нндицируется ие только номер неисправности сигнала, но и номер ФЗУ с указанием того, какой из сигналов ФЗУ входной или выходной не изменяется.Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что по сравнению с известным предлагаемое устройство обладает более высоким быстродействием (примерно в ш раз) а также повьппенными степенью надежности контроля (исключается пропуск обнаружения неисправности во время переходных процессов в устройстве контроля) и удобством в эксплуатации (уменьшается время локализации неисправностиоператором).1166115 Фиа 4 4311/44 . Тирак 710 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская нПодписимитета ССС и открытий ак иал ППЛ "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,Составитель И.Сафронова актор А.Шандор ТехредМ.Гергель Корректор В.Гирняк