Программно-аппаратный стенд для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков

Изобретение относится к средствам автоматизированного контроля и диагностики цифровых и микропроцессорных блоков. Техническим результатом является обеспечение локализации скрытых неисправностей и эмуляции среды, в которой реально работает исследуемый блок, при этом не требуется создания нового комплекса аппаратуры при смене тестируемого блока. Это достигается за счет того, что процесс диагностирования основан на программной эмуляции выходных последовательностей в тестируемые блоки через блок дискретного ввода-вывода, который содержит подключенную к системной шине ISA компьютера схему сопряжения с шиной ISA по магистралям данных и управления, и переходные устройства, которые выполнены в виде шлейфа с разъемами для подключения диагностируемых блоков, и приеме через них ответной информации. 2 ил.

 

Изобретение относится к средствам автоматизированного контроля и диагностики цифровых и микропроцессорных блоков.

Известен автоматизированный комплекс для контроля и диагностики неисправностей радиоэлектронной аппаратуры, включающий блок синхронизации, блок формирования тестов, блок сопряжения и управляющий компьютер, соединенный входами-выходами с выходами-входами блока сопряжения, блок сопряжения установлен на свободный слот системной магистрали управляющего компьютера, коммутатор, группа выходов и группа входов которого являются соответственно группой выходов и группой входов автоматизированного комплекса контроля и диагностики для подключения к объекту контроля, первый выход блока формирования тестов соединен с первым входом коммутатора, первый выход блока синхронизации подключен к синхронизирующему входу блока формирования тестов, который дополнительно содержит логический анализатор, сигнатурный анализатор, блок цифровых осциллографов, блок программируемых источников электропитания, блок программируемых генераторов сигналов специальной формы и локальную магистраль обмена данными, через которую блок сопряжения соединен с блоком формирования тестов, логическим анализатором, сигнатурным анализатором, блоком цифровых осциллографов, блоком синхронизации, блоком программируемых источников электропитания, блоком программируемых генераторов сигналов специальной формы, коммутатором, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока синхронизации соединены с синхронизирующими входами соответственно сигнатурного анализатора, блока цифровых осциллографов, логического анализатора и блока программируемых источников электропитания, первый выход которого подключен к второму входу коммутатора, третий вход которого подключен к выходу блока программируемых генераторов сигналов специальной формы, выход коммутатора подключен к первому входу логического анализатора, второй вход которого и входы сигнатурного анализатора и блока цифровых осциллографов являются соответствующими входами автоматизированного комплекса контроля и диагностики для подключения к объекту контроля, выходы блока формирования тестов и блока программируемых источников электропитания являются соответствующими выходами автоматизированного комплекса контроля и диагностики для подключения к объекту контроля, а информационные выходы управляющего компьютера являются выходами комплекса, при этом коммутатор содержит группу входов и группу выходов для подключения комплекса к объекту контроля, а также содержит дополнительные входы, которые соединены соответственно с выходами блока формирования тестов, блока программируемых источников электропитания, блока программируемых генераторов сигналов специальной формы, содержит отдельный выход, соединенный со входом логического анализатора для передачи с выхода объекта контроля на вход логического анализатора измеряемых сигналов отклика, при этом коммутатор предназначен для осуществления при работе комплекса в режиме встроенного контроля непосредственного поочередного подключения входов измерительных блоков к выходам блоков формирования соответствующих стимулирующих воздействий по командам от управляющего компьютера, а также для осуществления при работе комплекса в режимах контроля и диагностики соответствующего подключения объекта контроля к выходам источников стимулирующих воздействий и ко входам логического анализатора, управляющий компьютер комплекса предназначен для хранения базы данных и программы работы комплекса, извлечения из базы данных программы контроля по заданному типу объекта, включая эталонные тесты, обеспечения работы всех составных частей комплекса по заданной программе, занесения тестов в буферную память блока формирования тестов, управления выдачей тестовых сигналов с блока формирования тестов, управления установкой параметров сигналов специальной формы для контроля аналоговых и аналого-цифровых схем, управления выдачей тестовых сигналов, измерением параметров сигналов отклика и сравнением сигналов отклика с эталонными сигналами по программе, фиксации результата сравнения, полученного в каждом такте, анализа результатов сравнения эталонных сигналов и сигналов отклика для каждого такта, формирования сообщений о положительных результатах контроля, выдачи сообщения о неисправности объекта контроля и о необходимости диагностики неисправностей, выдачи по программе диагностики указания на подключение щупов сигнатурного анализатора, логического анализатора и цифрового осциллографа в соответствующие промежуточные точки схемы, идентификации на основе анализа параметров сигналов, полученных с помощью сигнатурного анализатора, логического анализатора и цифрового осциллографа неисправности и выдачи уточнения на анализ других участков электрической схемы объекта контроля, управления последовательностью поочередного подключения входов измерительных блоков комплекса (цифрового осциллографа, логического анализатора, сигнатурного анализатора) с помощью коммутатора к выходам блоков формирования стимулирующих воздействий (блока формирования тестов, блока программируемых генераторов специальной формы, блока программируемых источников электропитания) по программе встроенного контроля, логический анализатор снабжен на входе набором компараторов логического нуля и логической единицы и предназначен для подключения входными цепями к выходам коммутатора, а через коммутатор - к выходам объекта контроля, приема с выхода объекта контроля через коммутатор на входные цепи сигналов отклика, уровень которых может соответствовать значению логического нуля или логической единицы, идентификации выходных сигналов отклика объекта контроля значениями ноль или единицам, занесения этих значений в соответствующие разряды 1 выходного регистра логического анализатора, формирования кода отклика на поданный на объект контроля входной тест, работы синхронно с блоком формирования тестов под управлением блока синхронизации (патент РФ №2257604, G05B 23/02, Н04В 17/00, опубл. 2005.07.27).

Недостатком этого комплекса является сложность и необходимость подстройки при смене диагностируемых узлов.

Известно техническое решение, предназначенное для изучения блоков с целью обучения персонала, содержащее компьютер с соответствующим программным обеспечением, к которому через интерфейс (блок сопряжения) подключен изучаемый блок, который может быть как цифровым, так и аналоговым; на входы блока через интерфейс поступают тестовые сигналы, формируемые компьютером, а с выходов блока через упомянутый интерфейс полученный отклик поступает в компьютер для последующего анализа. В программном обеспечении компьютера предусмотрено выполнение операции сравнения тестовых сигналов с сигналами, формируемыми на выходах диагностируемого блока, с целью выявления неисправности, а также визуализация и регистрация результатов контроля (US 4812125, G09B 98/00, опубл. 14.03.1989).

Отличие прототипа от предлагаемого решения заключается в том, что устройство предназначено прежде всего для обучения, т.е. является тренажером. Поэтому в нем не предусмотрены режимы, обеспечивающие локализацию скрытых неисправностей и эмуляцию среды, в которой реально работает исследуемый блок.

В основу изобретения положена задача создания программно-аппаратного стенда для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков, в котором за счет того, что процесс диагностирования основан на программной эмуляции выходных последовательностей в тестируемые блоки через блок дискретного ввода-вывода и переходные устройства и приеме через них ответной информации, вследствие чего в процессе диагностики различных блоков не требуется создания нового комплекса аппаратуры при смене тестируемого блока.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в программно-аппаратном стенде для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков, содержащем компьютер с моделирующим программным обеспечением функций формирования тестовых сигналов, сравнения тестовых сигналов с сигналами, формируемыми на выходах диагностируемого блока, визуализации и регистрации результатов контроля, а также блок дискретного ввода-вывода, в блок дискретного ввода-вывода дополнительно включены схема сопряжения с шиной ISA по магистралям данных; схема дешифрации адреса блока дискретного ввода-вывода, предназначенная для выбора порта схемы внешнего параллельного интерфейса, через который осуществляется обмен информацией между компьютером и диагностируемым блоком; при этом к схеме дешифрации подсоединены схемы внешнего параллельного интерфейса и схема коммутации, предназначенная для направления передачи портов; диагностируемые блоки подключены к компьютеру через переходные устройства, которые выполнены в виде шлейфа с разъемами для подключения диагностируемых блоков и блока дискретного ввода-вывода, а компьютер выполнен с возможностью эмуляции реальных условий функционирования диагностируемых блоков, реального воздействия на диагностируемый объект, поиска и локализации неисправности.

В предлагаемом изобретении эмулятором является программно-аппаратный комплекс, состоящий из блока дискретного ввода-вывода, программ и переходных устройств. Использование такого стенда значительно упрощает процесс диагностики цифровых и микропроцессорных блоков удешевляет его, не требует переделки стенда под конкретное диагностируемое устройство.

Изобретение поясняется фиг.1, на которой показана блок-схема предлагаемого стенда для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков. На фиг.2 показана схема блока дискретного ввода-вывода.

В состав программно-аппаратного стенда для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков входят блок дискретного ввода-вывода 1; источник внешнего питания тестируемых блоков 2; переходное устройство 3; ПЭВМ+программное обеспечение 4. Блок дискретного ввода-вывода включает в себя следующие основные узлы:

схема сопряжения 6 с шиной ISA по магистралям данных;

схема дешифрации адреса блока дискретного ввода-вывода 7;

схема внешнего параллельного интерфейса 8;

схема коммутации направления передачи портов 9.

В процессе диагностики неисправностей тестируемый (диагностируемый) цифровой блок 5 подключается через переходное устройство 3 к блоку дискретного ввода-вывода 1 (по другому - устройству сопряжения), который, в свою очередь, установлен в системную шину ISA управляющего компьютера 4. На управляющем компьютере 4 запускается соответствующая программа, под управлением которой в диагностируемый блок 5 через устройство сопряжения 1, а именно через блок дискретного ввода-вывода 1, и переходное устройство 3 поступают тестовые сигналы и через них же с блока в компьютер 4 поступают отклики от диагностируемого блока 5. В управляющем компьютере 4 производится анализ этих откликов и принимается решение об их соответствии эталонным. В случае несоответствия программа выдает сообщение об ошибке и ее описание. Далее на компьютере запускается режим поиска неисправности.

Работу стенда можно пояснить на примере работы стенда, включающего ПЭВМ IBM PC/AT 4. Процесс диагностирования осуществляется через блок дискретного ввода-вывода 1 ДВВ-ПК/72, устанавливаемый в системную шину ISA процессорного блока ПЭВМ 4.

Тестируемые блоки через соответствующие переходные устройства подключаются к блоку дискретного ввода-вывода 1, установленному в ПЭВМ 4. Питание тестируемых блоков 5 осуществляется от внешнего блока питания.

Процесс тестирования основан на программной эмуляции выходных последовательностей в тестируемые блоки через блок дискретного ввода-вывода 1 и переходные устройства 3 и приеме через них ответной информации.

Блок-схема алгоритма работы устройства такова:

1. Блок дискретного ввода-вывода предназначен для инициализации работы устройства, в процессе которой происходит настройка работы под определенный тип диагностируемого блока.

2. Далее предусмотрен тест на наличие замыканий на разъемах диагностируемого блока. Если выявлено наличие замыканий, то выводится информация об этом, и далее проводится процедура локализации неисправностей, которая завершается отчетом. Если замыкания отсутствуют, то переходят к следующему этапу исследований.

3. Далее проводят функциональный тест, который соответствует режиму эмуляции работы диагностируемого блока в реальных условиях с проверкой полученных результатов. Если выявлены несоответствия, то выводится информация об этом, запускается часть программы, обеспечивающая локализацию неисправностей, которая также завершается отчетом.

4. В завершающей части алгоритма предусмотрен вывод общего сообщения о наличии неисправностей в диагностируемом блоке.

Питание тестируемых блоков 5 осуществляется от блока питания, что обеспечивает развязку ПЭВМ 4 и тестируемых блоков по цепи+5 В.

Блок ДВВ-ПК/72 представляет собой блок дискретного ввода-вывода 1, имеющий 72 двунаправленных канала ввода-вывода, конструктивно выполненный в виде слота, устанавливаемого в разъем шины ISA системной платы ПЭВМ 4, функционирование которого может быть описано следующим образом. С магистрали ISA через схему сопряжения 7 поступает адрес внутреннего порта в блоке дискретного ввода - вывода 1, адрес дешифрируется в схеме дешифрации адреса адаптера и его составных частей 7 и выбирается порт, через который осуществляется обмен информацией между ПЭВМ 4 и диагностируемым блоком 5. Информация от диагностируемого блока 5 или в диагностируемый блок 5 поступает через схему внешнего параллельного интерфейса 8 и схему сопряжения 6 с шиной ISA по магистрали данных в ПЭВМ 4 или из ПЭВМ 4. Направление передачи информации определяется схемой коммутации направления передачи портов 9.

Предлагаемый состав блока дискретного ввода-вывода является оптимальным для обеспечения работы стенда в режиме эмуляции среды функционирования диагностируемых блоков.

Программно-аппаратный стенд для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков, содержащий компьютер с моделирующим программным обеспечением функций формирования тестовых сигналов, сравнения тестовых сигналов с сигналами, формируемыми на выходах диагностируемого блока, визуализации и регистрации результатов контроля, а также блок дискретного ввода-вывода, отличающийся тем, что блок дискретного ввода-вывода содержит подключенную к системной шине ISA компьютера схему сопряжения с шиной ISA по магистралям данных и управления, к ней подключена схема дешифрации адреса блока дискретного ввода-вывода, предназначенная для выбора порта схемы внешнего параллельного интерфейса, через который осуществляется обмен информацией между компьютером и диагностируемым блоком; при этом к схеме дешифрации подсоединены схемы внешнего параллельного интерфейса и схема коммутации, предназначенная для направления передачи портов; диагностируемые блоки подключены к компьютеру через переходные устройства, которые выполнены в виде шлейфа с разъемами для подключения диагностируемых блоков и блока дискретного ввода-вывода, а блок дискретного ввода-вывода обеспечивает работу стенда в режиме эмуляции реальных условий функционирования диагностируемых блоков.