Устройство для имитации сбоев

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК с 5)5 8 06 Г 1 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ИЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСАН ИК ПАТЕНТУ зоэано для моделирования, исследова вероятностных характеристик автомат ских средств контроля управляющего числительного комплекса, Ц изобретения - расширение функцион ных возможностей путем формирования токов сбоев. распределенных по различн законам, Устройство для имитации сбоеэ держит блок формирования адреса 1, мент И 2, блок формирования искажен слов 3, блок синхронизации 4, блок фор рования количества адресов и искажен слов 5, блок задания начальных услови счетчик 8, триггер 9, ключи 10 и 11, 1 зл лы, 5 ил. 31оизводстеенное объе.Серышев и И,А,Чебоельство СССР 11/12, 1983.ельство СССР 11/26, 1989,й ИМИТАЦИИ СБОЕВ осится к области выи и может быть ислоль(21) 4847165/24(57) Изобретение очислительной техни ель ль- поым со- леных миных й 6,Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для моделирования, исследованиявероятностных характеристик автоматических средств контроля (АСК) управляющеговычислительного комплекса (УВК), определения оетимальной периодичности операции контроля путем формирования потоковсбоев, распределенных по различных законам. Конкретный вид законом распределения потоков сбоев определяетэффективность аппаратных средств контроля.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путемформирования потоков сбоев, распределенных по различным законам.Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена структурнаясхема предлагаемого устройства для имитации сбоев; на фиг,2 - приведена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг.3 представлен пример конкретнойреализации блока синхронизации; на фиг,4- пример конкретной реализации блокаформирования количества адресов и искаженных слов; нз фиг.5 - приведена блоксхема алгоритм работы блокасинхронизации.Устройство для имитации сбоев (фиг,1)содержит; блок формирования адресаэлемент И 2, блок формирования искаженных слов 3, блок синхронизации 4, блок формирования количества адресов иискаженных слов 5, блок задания начальныхусловий 6, генератор спорной частоты 7,счетчик 8, О-триггер 9, первый 1, и второй 11ключи,На фиг.2: блок формирования адреса содержит регистр сдвига 12, шинный форми. рователь 13, ограничительнуюдиодно-резистивную цепочку 14.Блок формирования искаженных словсодержит регистр сдвига 15, шинный формирователь 16, ограничительную диаднорезистивную цепочку 17.Блок синхронизации (фиг,3) содержитформирователь 18 сигнала "захват магистрали", формирователь 19 сигнала "подтверждение выборки задатчика",формировател ь 20 сигнала "занято", формирователь 21 сигнала "признак внешнего устройства", формирователь 22 сигнала"наличие данных", формирователь 23 сигнала "признак приемника", формирователь 24 сигнала "признак адресации".Формирователи содержат; триггер 25.элемент И - НЕ 26, элемент И 27, триггер 28, элементы И-НЕ 29,30, элемент НЕ 31. элемент И 32, триггер 33, элемент И-НЕ 34,элемент И 35, элемент И - НЕ 36, элемент НЕ37, триггер 38, элемент И-НЕ 39, элемент И40, триггер 41, элемент И - НЕ 42, элемент И43, элемент И - НЕ 44, элемент НЕ 45, триг 5 гер 46, элемент.И-НЕ 47, элемент И 48,триггер 49, элементы И - НЕ 50,51, светодиод 52, элемент И 53, элемент НЕ 54, 55.Блок формирования количества адресови искаженных слав (фиг,4) содержит мульти 10 плексор 56, двоичный счетчик 57, реверсивный счетчик 58, элемент Н Е 59, в узелиндикации входят группа инверторов 60,1-,60,16, элементы индикации 61,1, 612. Вблок тзк же входят элемент И 62 и"5 триггер 63,Блок синхронизации 4 связан с вычислительным комплексам с помощью стандартного интерфейса ИУС, в состав котороговходят шины "Захват магистрали" (ШЗМ),20 "Разрешение захвата лагистрали" по входу."ПРИЗНАК ПРИЕМНИКА" (ШППР), "ПРИЗНАК ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА" (ШПВУ),25 -ПРИЗНАК АДРЕСА- (ШПРА), -ПРИЗНАКПОДТВЕРЖДЕНИЯ АДРЕСА" (ШППА), "ЗАПРОС ДАННЫХ" (ШЗД), "НАЛИЧИЕ ДАННЫХ" (ШНД).Блок формирования адреса 1 искажае 30 май ячейки ОЗУ предназначен для преобразования последовательности кодабинарного шумового сигнала от первого генератора шума в параллельный 16-разрядный двоичный код,35 Блок формирования искаженных слав 3предназначен для преобразования последовательного кода бинарного шумового сигнала ат второго генератора шума впараллельный двоичный 16-разрядный код.40 Блок синхронизации 4 осуществляетсвязь устройства и ОЗУ по идеологии интерфейса ИУС, а также вывод 16-разрядногодвоичного кода адреса ячейки ОЗУ с выходаблока формирования адреса 1 искажаемой45 ячейки ОЗУ и када искаженного информационного слава с выходз блока формированияискаженных слов 3,Устройство работает следующим образам.50 При нажатии кнопки СБРОС блока задания начальных условий б происходит установка в исходное состояние триггеров,счетчиков. регистров устройства, При этомвсе триггеры, регистры и счетчики устанав 55 ливаются в состояние логического нуля, атриггер 63 астзнава - в состояние логической единицы,Перед запуском устройства в работу задается количество искаженных адресов ислов, Это осуществляется следующим обрз 18366845 .10 15 20 25 30 35 40 50 55 зом. Генератор опорной частоты 7 генерирует тактовые импульсы частотой 320 Гц, которые поступают на второй вход мультиплексора 56 (см. Фиг.4) и на счетный вход счетчика 57, осуществляющего деление частоты импульсов на 64, С выхода счетчика 57 импульсы с частотой 5 Гц поступают на третий вход мультиплексора 56, Нажатием кнопок "320 Гц" и "5 Гц" блока задания начальных условий 6 осуществляется коммутация импульсов соответствующей тактовой частоты.С выхода мультиплексора 56 импульсы поступают на суммирующий вход .16-разрядного двоичного счетчика 58, сигналы с выходов которого через инверторы 60 подаются на входы индикаторов 61, которые позволяют наблюдать изменение состояния этого счетчика в двоичном коде,Нажатием кнопки "ПУСК" блока задания начальных условий 6 осуществляется установка триггера останова 63 в нулевое состояние, при этом на инверсном выходе его появляется сигнал, поступающий на третий вход элемента И 2 (Фиг.2) и снимающий запрет на работу устройства, Тактовые импульсы с генератора опорной частоты 7 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 8, с выхода переполнения которого они подаются на вычитающий вход счетчика 58 блока 5 (см, фиг,4) и вычитаются из записанного.в него кода, После обнуления счетчика 58 блока 5 на его выходе переполнения "0" появляется импульс, который через элемент И 62 взводит триггер останова 63 и сбрасывает триггер 33 (см. Фиг.З), входящий в состав формирователя 20 сигнала ЗАНЯТО блока управления 4, При этом на выходе триггера 63 блока 5 появляется сигнал, который закрывает элемент И 2 по третьему входу, а сигнал, поступающий на вход формирователя 20 блока 4 отключает устройство для имитации сбоев от интерфейса ИУС.Обнуление индикаторов 61 соответствует окончанию работы устройства.Синхронизация работы всех блоков устройства и первого и второго генераторов шума осуществляется следующим образом.Тактовые импульсы с генератора опорной частоты 7 поступают на вход элемента И 2, на выходе которого формируются сигналы, поступающие на счетные входы счетчика 8, на тактовые входы регистров сдвига 12 и 15, а также через соответствующие ключи 10 и 11 на "ВЫХОД 1" и "ВЫХОД 2". С ВЫХОДА 1 тактовые импульсы поступают на вход "ВНЕШНЯЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ" первого генератора шума, а с ВЫХОДА 2 - на тот же ход второго генератора шума.Счетчик 8 счи гает до 16 импульсов и по переполнению выдает импульс, который переводит триггер блокировки 9 в состояние логической единицы. При этом триггер 9 своим выходным сигналом, поступающим на вход элемента И 2, блокирует прохождение тактовых импульсов на вход счетчика 8, а также сигналом, поступающим на вход блока 4, взводит триггер 25 (см. Фиг,З), вхо- . дящий в состав формирователя 18 сигнала ЗАХВАТ МАГИСТРАЛИ. Сброс триггеров блокировки 9 в исходное состояние осуществляется сигналом с блока 4, формируемым на выходе триггера 41 (Фиг.Э) Формирователя 22 сигнала НАЛИЧИЕ ДАННЫХ после записи очередного слова в ОЗУ.После установки триггера блокировки 9 в состояние логической "1" выходной сигнал последнего поступает на вход триггера 25.(фиг.З) формирователя 18 сигнала ЗАХВАТ МАГИСТРАЛИ, который формирует на своем выходе сигнал "ШЗМ". поступающий в вычислительный комплекс (процессор СМ 1634.18).Вычислительный комплекс (ВК) в ответ на поступающий сигнал "ЩЗМ" (см, фиг.5) выставляет сигнал "ШРЗМвх", который поступает в блок 4 и взводит триггер 28 (фиг,З), входящий в состав формирователя 19 сигнала ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ВЫБОРКИ ЗАДАТЧИКА, На выходе триггера 28 формируется сигнал "ШПВЗ", а на инверсном его выходе формируется сигнал, который через элемент И 27 снимает сигнал "ШМЗ" с выхода блока 4 и после снятия ВК сигналов "ШРЗМвх" и "ШЗАН" выставляет сигнал "ШЗАН" на выходе устройства для имитации сбоев и снимает его только по окончании работы устройства по сигналу с триггера 63 (см. Фиг.4),Сигнал "ШЗАН", появляющийся на выходе устройства для имитации сбоев, сбрасывает сигнал "ШПВЗ", взводит триггер 38 Формирователя 21 сигнала ПРИЗНАК ВНЕШНЕГО УСТРОЙСТВА и устанавливает сигнал "ШПВУ", который соответственно устанавливает сигнал "ШППР" и подключает шинный формирователь 13 блока 1 к шинам ШАД 00-ШАД 15, Далее устанавливается сигнал "ШПРА". Снятие сигналов "ШПВУ", "ШППР", "ШПРА" происходит по сигналу с блока управления ОЗУ. При этом шинный формирователь 13 отключается от шин адреса ШАД 00-ШАД 15.По.сигналу "ШЗД" с блока управления ОЗУ и при наличии сигнала "ШЗАН" на выходе устройства для имитации сбоев взводится триггер 41 формирователя 22 сигнала"НАЛИЧИЕ ДАННЫХ". При этом шинный форьлирователь 16 блока формирования искаженных слов 3 подключается к шинам адреса ШАД 00-ШАД 15 и после этого устанавливается сигнал "ШНД", По второму появлению сигнала "ШЗД" от блока управления ОЗУ сигнал "ШНД" снимается, а шинный формирователь 16 блока 3 отключается от шин данных ШАД ОО-ШАД 15. При этом триггер блокировки 19 приводится в исходное состояние, т.е. сеоьььм выходным сигналом снимает запрет на прохождение импульсов с генераторе опорной частоты 7,Формирование адреса искажаемой ячейки ОЗУ осуществляется следующим образом,Для формироваимя бинарных шумовых сигналов используетса генератор шума.Генератор шума может генерировать следующие сигнальь:1) случайный бинарный шумовой сигнал (Б Ш).2) псевдослучайный бинарный шумовой сигнал (ПСС);3) равновероятный случайный бинарный шумовой сигнал (РБШ);4) равновероятньтй псевдослучайнььй бинарный шумовой сигнал (РПСС),Бинарный шумовой сигнал (в любом из возможных режимьов) с первого генератора шума, тактируемый сигналами с генератора опорной частоты 7, подается на "ВХОД 1" и поступает на последовательный вход регистра сдвига 12 и сдвигается теми же тактовыми импульсами, генерируемыми генератором 7. При этом на выходе регистра сдвига 12 формируется 16-разрядный двоичный код, соответствующий коду адреса ячейки ОЗУ вычислительного комплекса.Следует отметить. что в старшем разряде жестко записана логическая "1", Это необходимо для того. цтобы искажения происходили только в первом разделе ОЗУ. Нулевой раздел не искажается, так как в нем размещается операционная система процессора СМ 1634,18, Диодно-резистивная цепочка 14 служит для ограничения входного сигнала до уровня (0-4,5) В, Двоичный код с выхода регистра сдвига 12 поступает на шинный формирователь 13 и по сигналу с блока управления 4 выдается на шины адреса ШАД 00-ШАД 15,Формирование искаженного слова осуществляется блоком формирования искаженных слов 3 аналогично вышеописанному, Бинарная шумовая последовательность с выхода второго генератора шума, тактируемая генератором опорной частоты 7, подается в ВХОД 2 устройства для имитации сбоев и поступает на последовательный вход регистра сдвига 15, в старшем разряде которого, в отличие от регистра 12 блока 1, нет жестко записанной логической "1". С выхода регистра 15 16-разрядный двоичный код поступает на шинный формирователь 16 и по сигналу с блока управления 4 - на шины адреса ШАД 00-ШАД 15,Таким образом перед началом работы устройства блок формирования адреса искаженных ячеек ОЗУ 1 и блок формирования искаженных слов 3 позволяет задать код необходимого числа адресов и слов.Предлагаемое техническое решение позволяет повысить эффективность анализа и оценки автоматических средств контроля за счет формирования различных потоков сбоев на вход автоматизированной системы контроля (АСК), что дает возможность определения эффективности средств контроля, оптимальной периодичности контроля, создания адаптивных средств контроля управляемых технологических объектов и, в частности, УВК,Формула изобретения 1. Устройство для имитации сбоев, содержащее блок формирования адреса. блок формирования искаженных слов, блок формирования количества адресов и искаженных слов, генератор опорной частоты, блок задания начальных условий, счетчик, элемент И, О-триггер, инверсный выход которого соединен с первым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входомсчетцика.от лица ющееся тем,что, с целью расширения функциональных возможностей путем формирования потоков сбоев, распределенных по различным законам, в устройство введены блок синхронизации, первый и второй ключи, управляющие входы которых и синхровходы блока формирования адреса и блока формирования искаженных слов подключены к выходу злеьлента И, входы управления блока формирования адреса и блока формирования неискаженных слов соединены соответственно с первым и вторым выходами блока синхронизации, первый и второй входы которого соединены соответственно с прямым выходом О-триггера и с первым выходом блока формирования количества адресов и искаженных слов, второй и третий выходы которого подключены соответственно к второму входу элемента И и й-входу счетчика выход переполнения которого соединен с Я-входом О-триггера и с первым счетным входом блока формирования количества адресов и искаженных слов, второй счетный вход которого и третий вход элемента Иподключены к выходу генератора опорной частоты, входы сброса блока формирования количества адресов и искаженных слов, блока формирования адреса, блока формирования искаженных слов, блока синхронизации 5 и В-вход О-триггера соединены с выходом "Сброс" блока задания начальных условий, первый и второй выходы задания частоть и выход "Пуск" которого подключены соответственно к первому и второму установочным 10 входам и синхровходу блока формирования количества адресов и искаженных слов, третий выход блока синхронизации соединен с С-входом О-триггера, информационные входы первого и второго ключей соединены 15 с выходами "+58" соответственно блока формирования адреса и блока формирования искаженных сл 1 эв, выходы первого и второго ключей являются соответственно первым и вторым выходами устройства для 20 подключения к входам внешней синхронизации соответствующих генераторов шума, информационные входы блока формирования адреса и блока формирования искаженных слов являются первым и вторым 25 входами задания сбоев устройства для подключения к выходам соответствующих генераторов шума, информационные шины блока синхронизации являются входами- выходами устройства для подключения к уп- ЗО равляющим шинам исследуемого вычислительного комплекса, информационные выходы блока формирования адреса и блока формирования искаженных слов явплюйся вь ходами устройства для подключенич к шинам адреса данных исследуемого вычислительного комплекса,2. Устройство по п.1, о г л и ч а ю щ е ес я тем, что блок формирования количества адресов и искаженных слов содержит мультиплексор, элемент И, элемент НЕ, триггер, реверсивный счетчик. узел индикации и двоичный счетчик, счетный вход которого и второй разряд информационного входа мультиплексора подключены к второму счетному входу блока, выход переполнения двоичного счетчика соединен с третьим разрядом информационного входа мультиплексора, управляющие входы которого подключены к первому и второму установочным входам блока, выход мультиплексора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, вычитающий вход которого подключен к первому счетному входу блока, вход сброса реверсивного счетчика через элемент НЕ соединен с входом сброса блока, разрядные выходы реверсивного счетчика - с входами соответствующих разрядов узла индикации, выход переполнения - с первым выходом блока и с первым входом элемента И, второй вход которого соединен с входом сброса блока, выход элемента И подключен к установочному входу триггера, вход синхронизации которого соединен с синхровходом блока, инверсный выход триггера подключен к второму выходу блока, к третьему выходу которого подключен прямой выход триггера, 18366841836 б 84 ШЦ 41-5 нанц 8 а ШЯАИ,. шфко 3 а аЪси с БУР/У;ЯД Г Щч 1 нц 1 ка шЦ 400 АД дкааба цкакениоа сьма СигР 161 Емелю саАаЛ;- Юг СигЮа 1 а,Составитель Д, ВанюхинТехред М. Моргентал К ектор М. Самборская Реда кто Тираж Подписноеенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 13035, Москва, Ж, Раушская наб,. 4/5 Заказ 3021 ВНИИПИ Гос зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101