Устройство для контроля цифровых модулей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (I I)100) 015 (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву(22) Заявлено О1. 09. 81 (21) 3326156/18-24 с присоединением заявяи,% (23) Приоритет

Опубликовано 28,02. 83. Бюллетень № 8 (5! )М. Кл.

G 05 В 23/02

С 01 R 31/28 ве аевем изобретете и етерыти11 (53) УДК 621 ° 396 (088.8) Дата опубликования описания 28.02 . 83 !,!

:j Т а!

В.Ю. Солонин, В. В. Тарасов и Г. Н.вииове!ц ..;-, 1

;- /

f . : . ;.

" v ° ";.

° Конотопское специальное проектное конструктттрсас1:/ технологическое бюро Союзсчеттехники ЦСУ СССР (?2) Авторы изобретения (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЦИФРОВЫХ

МОДУЛЕЙ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для контроля цифровых модулей, Известно устройство для обнаружения неисправностей в логических схемах, содержащее счетчик, эталонный цифровой блок, блок сравнения, блок регистрации, блок индикации, генератор импульсов (1) .

Недостатками известного устройства являются ограниченная область применения, вследствие необходимости перестройки при смене типов модулей и низкая полнота контроля изза невозможности прогона всех возмож" ных состояний счетных схем.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст.ройство для контроля цифровых модулей, содержащее первый и второй элементы ИЛИ, эталонный цифровой модуль, генератор импульсов, ключ, блок срав

2 нения, блок индикации, пороговый и интегрирующий элементы (?1.

Известное устройство не обеспечивает необходимой полноты контроля неисправностей модулей, имеет ограниченные функциональные возможности и низкое быстродействие. Так с его помощью невозможно проконтролировать и те элементы, для контроля которых он предназначен (счетчики, регистры), если неизвестно функциональное назначение входов (неиэвестно, где какой вход). Невозможно проконтролировать многие оригинальные модули и все те оригинальные модули, временная ха15 рактеристика функционирования которых неизвестна, Например, для контроля коммутатора необходимо, изменяя код на управляющих входах, проверять появление на выходах сигналов, соответствующих логическим состояниям на коммутируемых входах, что не обес.. печивается известным устройством.

Для контроля оригинальных модулей

100101 c б г;«,30 нз 1Х рxQ *,!. ГЗОЛ ва Г ь

;Мб,1; I ац,ги г Q i И ЧЕ С КИХ с.: -:„ с) ., КО-()ры-.- . с -3(гу Г:! IT h сфо,. ):-"-1 В,г 3 ВЕС) Н.., С) i) г)й С ki ý . КО.Сг(: -:"НО", НИЗ КУЮ !!i!;)::3 ВОДИ ТаЛ ЬНОСTЬ

1я -е:: 3оg „ ëå(,, контролироват ь

»,;е о(.")оедл азначен,счетчики, реГис, р,,10: контроле этих модулей

И;; И с ("!;(Q ij -1МО ПОД К) г ЮЧВТ Ь:. I:i! OT 03 И

: ссколько раз по разному Напри- 1В

С ЧЕТ 1 К 3 г1Е()ВЬ1й Ра 1 — ЦГ(Я

К. IТР(, !Згг СГ36та, BT()PG!1 PGB ДЛЯ г(ОН" (РОДЯ 3<30«I С С Г1ЯРЯЛГ«ЕЛЬI!ЫК ВХОДОВ

110:.;,т ом воз ни кает тр удност ь, г3;! ) г гги К«)TOP QI. Н Еог к PVi !.1 0 ДО

000, .) ьн я з)а- ра Га времени, на анаП 1З ": ВСЕХ гСПЕКТОВ фУI" КЦИОНИ р" -;: я с етчик, гтобьг правильно .;,, .,-.л. :и-, 1 (Го к Г1рототи пу;; пода ь

0(.:-с ьныс входы еобходи1iie логи-- )» .Ge Гояния 13еобход«1мал Г.олнр - »Ог. Гц), этом ile обсспечиваетк..:и I- ет возмо>!<.L(ocT," ОГ)реде я 1и е ц и кл: — работы, одуля, СОО Ht-: 3 СТПг«ЮШЕI 0 Да НОМУ Э.Я(. TРИЧЕС" к. м г -,::действию на входы

Н(3()(.) .Qjll ность анализа схсмы модуЯ=.й -:.!IGBBÊGI, И ВЬ1130ГГ-;ЕНИЯ СПЕЦИаЛЬНЬ Х и(;ДКГ гЧОН, и Сг.ижа,Т Г1рОИЗВОдИТЕЛ;—

ЗСг и:: ВЕС, г НО(-гr ° Т,)Oй, Т Ва

З()брЕ ТЕНИН --:ОВЫ(3)Е, -гиЕ (IOJ)

i(. О, ля, р;,сш,31)е1-.ие функциональ;; З., Н Н; СТ г ;i -1 ti . ВЬ!Ш Ег3И (- Г3 „) ОИ 3

ООЙС .ге;:

3»С (г В 1ЕН-IQBj ЕТ)Ь диСти ГаЕТСЯ тЕМ, 35

;; 1С DQ p, гЯ Г(ОНТрОЛЯ цифрО

Hi: х модулей, содержащее э салонный шифp0B )l, м(. дул ь, сОеди н IHbivi вхОдами с вход..ми -(ok Tpэлируемогo Llw1)pGBGl мод л), выходам — = первыми вхQдами

4г) бло"; сравнениЯ, соединенногc) вторы.1.-; входами .-. Выходами к -1тролируемоц, фрово "0 модуля, выходами — с соОтветс-.»-.вующими входами бло .à индикаBх0дами Iep BGf 0 элсл1ен) а ИЛИ

4 ."г

СОЕДИ -ieÍHQÃО ВЫХОДОМ ПЕР ВЫл1 ВХОДОЛ1 ключ".-, второй вход которо -0 с.оеди нем

ВЫХОДОМ ГЕНС.ратара ИМПуЛьСОВ, ВЫХОД с первым входом второго элемента ИЛИ, соединенного выходом через последовательно соединенные интегрирующий

5О и пороговый элементы с первым входом ключа, B ведены пер вый счет чи к, коммуТатОР 3 ПО ЧИСЛУ ВЫХОДОВ ЭтаЛОННОГО ц ифрового модуля первые и вторые триггеры., формировател.1 импульсов, причем вход первого счетчика соединен с выходом кяюча„ соединенного вторым BxQ ,ом с первым входом коммутатора, сое5 4 диненнОГО втОрыми Вх(2дами с cooT BBT ст вующи ми выходами первого счет чи ка, выхэдами с соответствующими входами эталонного цифрового модуля, каждый выход которого соеди н ен с первыми входами соответствующих первого и второго триггеров, вторые входы которых

ОЕДИНЕНЬ1 С ПЕР ВЬ1М ВХОДОМ КЛЮЧа > ВЫ» ходь через соответствующие формирователи импульсов †. с соответствующими вторыми входами второго элемента ИЛИ.

1(оммутатор содержит первый и второй дешифратор, вТорой счетчик, первый и второй элементы запрета и тревЂ.ьи элементы ИЛИ, соединенные выходами с выходами коммутатора, первыми и B Topbl ми входами - соот Вр т ст венно с выходами первых и вторых элементов

-,.B-прета, сигнальные входы первых элемен" QB -апрета соединены с первым входом коммутатора „информационные входы — с соответствующими выходами пер вогс) дешифра тора и с ин версными инфо=мационными B)(opàliv вторых элементов запрета, соединенных сигналь ными входами с соответствующими вторыми входами коммутатора и с первыйи входами второго дешифратора, соединенного сыходом через второй счетчик с входами первого дешифратора.

На фиг« 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема комму т а т ор а .

Устройство содержит генератор 1 импульсов, блок 2 сравнения, контроi-«pye ivI цифровой модуль 3, приведенный для пояснения принципа действия устройства, эталонный цифровой модуль 4, блок 5 индикации, второй элемент ЙЛИ, ключ 7, второй 8 и первый 3 входы ключа 7, пороговый 10

«1 и н ге грирующи и 11 элементы, блок

12 три ггеров, первые 13 и вторые 14 триггеры, формирователи 15 импульсов, коммутатор 16, первый счетчик

17„ вход 18 счетчика 17, первый вход

1с1 коммутатора 16, первый вход 20

",òîðîãо элемента ИЛИ 6, выход 21 первого элемента ИЛИ 22, второй счетчик 23, второй 24 и первый 25 дешифраторы, первый 26 и второй 27 эле" менты запрета, третьи элементы ИЛИ 28.

Устройство для проверки цифровых модулей работает следующим образом.

Импульс с генератора 1 поступает на вход 19 коммутатора 16, через открытый ключ 7 на счетный вход 18 счетчика 17 и на вход 20 элемента

ИЛИ 6, Б результате двоичное число

S l0 на выходах счетчика !7 изменяется на единицу. Этот же импульс, пройдя через элемент ИлИ 6, заряжает конденсатор интегрирующего элемента 11 ° На его выходе появляется напряжение высокого уровня, вызывающее срабатывание порогового элемента 10. Напряжение с выхода порогового элемента 10 подается на управляющий вход 9 ключа

7 и закрывает его. В результате следующий импульс с генератора 1 не поступает на счетный вход 18 счетчика 17.

На входах коммутатора 16 (на выходах счетчика 17) двоичное число остается неизменным. Импульсы с генератора 1 (с входа 19) поступают на один из выходов коммутатора 16 (на выход, определяемый самим коммутатором 16, например входящим в его состав счетчиком, в зависимости от числа циклов счета счетчика 17, пример исполнения коммутатора 16 при веден на фиг. 2, ниже дается подробное его описание), Логические состояния всех остальных выходов коммутатора 16 соответствуют логическим .состояниям выходов счетчика 17 и неизменны во времени, когда ключ 7 закрыт. Таким образом, на один из входов эталонного 4 и на аналогичный вход проверяемого 3 модулей (модули 3 и 4 своими входами включены параллельно) поступают импульсы с генератора 1, а на остальные - логические состояния (потенциальные сигналы) со счетчи ка 17,. На у казанные входные эле ктрические воздействия модули 3 и 4 реагируют определенным образом (если они оба исправны - то одинаково).

Сигналы с выходов эталонного модуля

4 поступают на входы триггеров 13 и 14 блока 12. Триггеры 13 устанавливаются в единичное состояние но положительному перепаду напряжения (с логического "0" в логическую "1") .

Триггеры 14 - no отрицательному ! с логической "1" в логический "0") .

Положительный перепад напряжен ия (с логического "0" в логическую "1") на выходе триггера блока 12 приводит к формированию короткого импульса соответствующим формирователем (дифференцирующей цепью) блока 15. Про-йдя через элемент 11ЛИ 6, этот. импульс подзаряжает конденсатор интегратора 11, что продлевает время нахождения ключа 7 в закрытом состоянии. Следовательно, продление нахож01015 4 дения ключа 7 в закрытом состоянии вызывают только первые перепады напряжения на каждом выходе эталонного модуля, которые возникают, когда цикл работы, соответствующий данному воздействию сигналов на входы модуля, еще нв закончен. Последующие перепады напряжения на каждом выходе эталонного модуля 4 (второй, о третий и т.д.) не вызывают изменение состояния триггера блока 12 (так как каждый триггер подключен к выходу эта. лонного модуля входом S и уже установлен в единичное состояние первым з перепадом напряжения), а.следовательно не вызывает формирование блоком

15 коротких импульсов, продлевающих время нахождения ключа 7 в закрытом состоянии. После прогона эталонного

2О модуля по всему его циклу работы, со. ответствующему данному электрическому воздействию на его,входы с коммутатора 16, на выходах эталонного модуля первые перепады напряжения за? канчиваются (идут вторые, третьи и т.д, перепады напряжения ) Это означает окончание цикла работы модуля, соответствующего данному воздействию сигналов на его входы с коммутатора 16, Напряжение на выходе интегратора

11, самопроизвольно снижаясь, становится меньше порога срабатывания элемента 10. На выходе элемента 10 появляется логический ".0". В результате ключ 7 открывается, а триггеры

js

12 обнуляются (по обнулению корот кие импульсы формирователями блока !5 не формируются ). Импульс, прошедший через открытый ключ 7, изменяет двоичное число на выходе счетчика 17 на

io едини цу, и зарядив конденсатор ин1 тегратара 11 > вновь вызывает закры.тие ключа 7, Далее прогон модулей

3 и 4 осуществляется при другой комбинации логических состояний на

45 их входах до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 17.

I(этому моменту времени на входах модулей 3 и 4 осуществлен перебор всех возможных комбинаций логических

so состояний при задании импульсов с генератора на один и тот же вход мо" ,дуля 4. Переполнение счетчика 17 вызывает изменение коммутации импульсов, поступающих с выхода генератора 1 на вход 1 коммутатора 16. Эти импульсы в течение времени до очеред. ного переполнения счетчика 17 поступают на следующий вход модуля 4, а

100 10 I 5 8 >.; годается логическое сос":о::-.::.. =,потенциаль ый с" гнал со

1 : нет-ика 17с Сче-ч : ". с,, тает дале.циклы модулей, начиная со своего нулевого состояния, 4

ПООГОн модулей прОходит до тех пор.„пока импул ьсы с генератора не побыва:ат на всех входах модуля 4„

Пас:e «eго проверка считается законченной, Об этой можно судить, напри- 10 мер, го срабатыванию индикатора импульсов,. подключенного к последнему выходу коммутатора 16 (этот инди катор условно не показан). Блок ? сравнсния ..равнивает срабатывания (логические состояния на выходах) модулей

3 Ч. Различие в срабатываниях привод, т к включению блоком 2 сравнения и- ди катора 5 (соответствующей лампы индикатора <, указывающей на неис- 20 поавность проверяемого модуля 3) и к о"-:аг ову всего устройства си гналом (закрывающим ключ 7) по цепи 21 с элеме -i -ë ИЛИ 22, Таки м образом, каки ми бы фун кционал ьными возможноств-;Б ми не обладал проверяемый модуль и какое бы не было назначение входов модуля — коммутатор 16 обеспечит установку -:-:а них таких комбинаций элекiаических воздейсгвий, которые позво- щ ляюг провести проверку всех его функц. о;- альных воэможностей при одном под/ ключении его входов,т,.е по сравнению с ",ротог иром экономится время бгагодар"- изменениям подключения Вхо

33 до F моду.", я,, Контроль будет достоверным, если триггеры,. входящие в состав модулей и 1, предварительно перед началом контроля будут установлены в одинако- 6

ВО» ПояожвнИP.

Коммутвтор 16 работ < следунх1им образом., 1ешифратор 25 преобразует двоичный код со счетчика 23 в гозиционный. На

45 одном из выходов 1,,К устанавливается логическая "1" в зависимости от двоичного числа на выходах счетчика

- 3. Эта ло ги чес кая 1 от кры вает соответствующий элемент 26 запрета и

И закрывает соответствующий элемент 27 запрета, На всех î" òàëüíûõ выходах дешифратора ?5 устанавливаются логические 0, в результа — å чего все осталь. ные элементы ?6 закрыты, а все осталь. 4 ные элементы 27 открыты блед вательно, - врез элемент 26, на вх д которого годана логическая л шифрагора ?»«, проходят импуль. а сгы со входа 13, а через элемент 2 7, на вход которого подана логическая с дешифратора 25 — логическое со. тояние (потенциальный сигнал) со счетч ка 17 не поступает, Через все остальные элементы 26 импульсы с входа

19 не, проходяг, тогда как через все остальные элементы 27 проходят логичес кие состояния (потенциальные си гналы логи че с ки и 0" или ло ги че с кая 1" ) со счет чи ка 17.

Таким образом на один иэ выходов коммутатора 16, определяемый двоичный числом, установленным на выходе счетчика 23, поступают импульсы со входа 1, а на все остальные выходы коммутатора 16 — логические состсмнин

c:o счетчика 17, При возникновении переполнения счетчика 17 на счетный вход С счетчика ?3 поступает сигнал с дешифратора

24, который изменяет двои чное чи сло на выходах счетчика 23 на единицу.

В результате на другом выходе дешифратора ?5 появляется логическая "1", а на всех остальных — логический "9".

Теперь уже на другой выход коммутатора 16 поступают импульсы с входа 19, а на все остальные - логические состояния со счетчика 17.

Чтобы проконтролировать с г1омощью предлагаемого устройства, например счетчик, его достаточно только один раз подключить к предлагаемому устройству и будут проконтролированы все pro режимы: счет, установка в 0", установка всех его триггеров в 1", запись с параллельных входов др, Б прототип, как отмечено выше, счетчик необходимо подключить несколь ко раз по разному: сначала счетным входом, затем входом установки в 0" и "1", затем управляющим входом для записи с параллельных входов и т.д., и все равно контроль неисправностей будет далек от полного, Коммутатор, дешифратор и др,, а также оригинальные модули невозможно проверить с помощью прототипа, а с помощью предлагаемого устройства можно, причем все его режимы, подключив входы к предлагаемому устройСТВУ ТОЛЬКО ОДИН Раэ Т Е СЭКОНОМие время на переключениях)

Таким образом, предлагаемое устройство расширяет область применения, повышает производительность контроля и полноту контроля временной xëðàê-! терисгики функци онирования модулей, 9 формула и з обре те ни я

10010

1. Устройство для контроля цифровых модулей, содержащее эталонный цифровой модуль, соединенный входами с входами контролируемого цифрового модуля, выходами - с первыми входами блока сравнения, соединенного вторыми входами с выходами контролируемого цифрового модуля, выходами - с со- 10 ответствующими входами блока индикации и с входами первого элемента ИЛИ, соединенного выходом с первым входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход-1s с первым вхддом второго элемента И/И, соединенного выходом через последова" тельно соединенные интегрирукщий и пороговый элементы с первым входом ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 20 что, с целью повышения полноты контроля, расширения функциональных воз" можностей и повышения производительности, в него введены первый счетчик, коммутатор и по числу выходов эталон- р ного цифрового модуля первые и вторые триггеры, формирователи импульсов, причем вход первого счетчика соединен с выходом ключа, соединенного вторым входом с первым входом коммутатора, соединенного вторйми вхОдами с соответствующими входами эталонного цифрового модуля, каждый выход которого соединен с первыми входами соответст вующи х пер во го и второго три ггеро в, 1 10 вторые входы которых соединены с первым входом ключа, выходы через соответствующие формирователи импульсовс соответствующими вторыми входами второго элемента ИЛИ, 2. Устройство по n ° 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что коммутатор содержит первый и второй дешифратор, второй счетчик, первый и второй элементы запрета и третьи элементы ИЛИ, соединенные выходам с выходами коммутатора, первыми и вторыми входамисоответственно с выходами первых и вторых элементов запрета, сигнальные входы первых элементов запрета соединены с первым входом коммутатора, информационные входы — с соответствующими выходами первого дешифратора и с инверсными информационными входами вторых элементов запрета, соединенных сигнальными входами с соответствующими вторыми входами коммутатора и с первыми входами второго дешифратора, соединенного выходом через второй счетчик с входами первого дешифратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

441532, кл. G 01 R 31/28, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

V 570055, кл. G 06 F 11/02, 1977 (прототип).

1001015

Составитель В.Дворкин

Редактор Н.Греаанова Техред Т;Фанта Корректор О.Билак

Заказ 1390/52 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

И 3035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

° ею

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4