Система для контроля и диагностики цифровых узлов — SU 1594544 (original) (raw)
(51) 5 6 06 1"ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТНРЫТИ ПИСАНИ РЕТЕНИ Н ДВТОРСК ТЕЛВСТ чгюкггъ :слчмд(21) (22) (46) (71) 491384/24-240.10.88.3.09.90. Бюл.35Московский институ лектронпой т гиг ислительной ля контроляв процессе и диагностифнг. 1) упра лектроника. 911531, кл. б 06 Р 11/16, 982. Изобретение относится к вычтехнике, а именно к системам ди диагностики цифровых узлових производства и ремонта,Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет оперативного изменения частоты выдачи тестовых воздействий и повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов.На фиг. 1 представлена структурная схема системы; на фиг. 2 - функциональная схема блока синхронизации; на фиг. 3 функциональная схема контакгного зонда; на фиг. 4 - функциональная схема блока управления; на фнг. 5 - функциональная схема параллельно-последовательного сигнатурного анализатора.Система для контроля ки цифровых узлов содержит ( вляющую микроЗВМ 1 типа Э О(54) СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИ КИ ЦИ ФРОВ ЪХ УЗЛ ОБ(57) Изобретение относится к пычислпгельной технике, а именно к системам для кот. роли и диагностики цифровых узлов и про. цессе их производства и ремонта. Цельк) изобретения является повышение достоверности контроля за счет оперативного изме нения частоты выдачи тестогзых воздействий и повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов. Для этого в систему, содержащую блок задания тестов и анализа ргак. ций, блок управления, регистр управления, блок шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь и контактный зонд, введены блок памяти тестовых воздействий. счетчик адреса, мультиплексор, блок синхро. низации и параллельно-последовательный сигнатурный регистр, 1 з.п. ф-лы, 5 нл. с комплектом периферийного оборудования (алфавито-цифровое печатающее устроиство. накоггитель на гибких магнитных дисках) и алфавитно. цифровой дисплей 2. образующие,блок задания тестов и анализа реакций, а также блок 3 управления, регистр 4 управления, блок 5 шинных формирователей, аналого-цифровой преобразователь 6, контактный зонд 7, проверяемый узел 8, блок 9 памяти тестовых воздействий, счетчик 10 адреса, мультиплексор 11, блок 12 синхронизации, параллельно-последовательный сигнатурный анализатор (регистр) 3.Блок 12 синхронизации содержит (фиг. 2) элемент И 14, Я 5-триггер 5, делитель 6 частоты, генератор 17 тактовых импульсов. Контактный зонд 7 содержит (фиг. 3) аналоговый повторитель 18. формирователь 19 цифровых сигналов, резистор 20, первый 21 и второй 22 аналоговые ключи, элемент НЕ 23.Управлягощая микроЭВМ 1 типа Электпоникапрелцазначена лля подготовки, редактирования, ввода, хранения тестовых воздействий, эталоцных сигнатур, моделей неисправностей, графов поиска неисправностей, уцравлеция работой составцьгх компонентов системы, диалога с пользователем, поиска по полученной сигнатуре и коду напряжения соотпетствуюшей модели неисправ;ности, определения дальнейшего пути локализаггии точного местонахождения неисправности, .Алфавитно-цифровой дисплей 2 типа 15- РЭ-013 прелцазначец для осуществления лиалогового режима работы между пользователем и системой.Блок 3 управления (фиг. 4) обеспечи,вает стандартный способ подключения ссставцых компонентов системы к управл ощей микроЭВМ типа Электроника, имеющей интерфейс МПИ и синхронизацию обмена данными между ней и составными компонентами. Блок 3 содержит группу усилителей (формирователей). 24, узел 25 дешифрации адресов, триггеры 26 - 29, элементы И 30 - 33 и элемент ИЛИ-НЕ 34.Параллельно-последовательный сигиатурный регистр 13 (фиг. 5) содержит - .слемент 2 И-ИЛИ 35, сумматор 36 по модулю два, триггер 37 и элемент И 38. Кроме того. регистр 13 содержит 15 однотипных ячеек 39 - 53 регистрового типа, причем каждая ячейка включает первый элемент И 54, сумматзо 55 по модулю два, триггер 56 и второй элемент И 57.П а раллельцо- последовательный си гнатурный анализатор (регистр) 13 предназначен для формирования результирующей сигнатуры откликов ца подаваемые тестовые воздействия, поступающие с выходов проверяемого узла в параллельный канал, либо с контролируемой точки схемы в послеловательцый кацал. Ои может быть реализован на базе полузаказной СБИС К 1515 ХМ 1-046.Система для контроля и диагностики цифровых узлов РЭА, в состав которой входит управляющая микроЭВМ типа Электроникас комплектом периферийного оборудования, функционирует под управлением специального программного обеспечения, состоящего из программы управления системой и программ подготовки данных, необхолимых для работы с систеМой. Управляющая прогрзмма представляет собой диалоговую систему реального времени, предназначенцую для управления аппаратным комплексом системы для контроля и лиагностики цифровых узлов, Она позволяет в значительной степени автоматизировать процесс поиска и локализации отказов. В функции управляющей программы входит: обеспечение диалогового режима работы с пользова. телем; ввод и хранение набора тестовых воздействий, . эталоцггг гх сигнатур, моделей неисправности, конфигурации коггтрсцгируемого цифрового узла и графа поиска неисправностей в этом узле; управление работой составных компонентов системы цри получении результирующих сигнатур и измерении напряжения в контролируемой точке с.хемы: определеггие по полученной пара.ггле,тгь ной результирующей сигцатуре результата 10диагностирования узла, поиск по получаемым результирующим сигиатурам (ггослегговательцои и параллельной) и кодам напряжении соответствующих моделей отказов; определение дальнейшего пути локализации точного местонахождения отказа в соот ветствтии с существующим графом поисканеисправностей и конфигурации узла с указаггием текущей коцтролируемой точки,Управляюгггая программа реализована наязьгке высокого уровня ПАСКАЛЬ, в среде операционной системы ОС ДВК лля микроЭВМ типа Электроника. Использовацие языка вьгсокого уровня позволяет сравнительно легко модифицировать и сопровождать разработанную программу, а также алаптировать ее под другой тип управляю щей микроЭВМ цли операционной системы.Система работает в двух режимах: обучения, предназначенного для получения эталонных значений сигнатур и моделей неисправностей при физическом моделировании наиболее характерных лля данного цифро- ЗО ваго узла отказо, и в режиме контроля идиагностики.В режиме обучения пользователь с помощью управляюсцей программы формирует файлы эталонных сигнатур и моделей не.исправности для проверяемого цифрового 35 узла. Это производится один раз для каждого вида контролируемого цифрового узла и по существу является перенастройкой и алаптацией системы пол новое применение.Для обучения системы необходимо разработать набор тестовых воздействий, по возможности наиболее полно осуществляющий диагностирование данного цифрового узла и в то же воемя це превышающий объем блока 9 памяти тестовых воздействий, Кро ме того, необходимо создать файл конфигурации узла и файл графа поиска неисправностей.Набор тестовых воздействий, загружаемых в блок 9 памяти тестовых возлействий, представляется в виде тестового файла, в 5 о .котором указываются логические состояниявсех входов провеояемого узла для кажлого тестового воздействия. Число строк в таком файле должцо быть не больше емкости блока памяти.Файл тестоггых воздействий подготавливагот с помощью специального редактора тестов или с помощью программы автоматической генерации тестовой последователь ности, вхолцыми ланцыми лля которой явля.ется формальное описание алгоритма диагностирования узла цд мнемоническом языке элементарных тестовых воздействий.Файл конфигурации узла содержит спецификацию элементов цифрового узла и опи.саине связей между элементзмц. Он предназначен для указания пользовагелю текущей контролируемой точки схемы при про ведении поиска точного местонахождения отказа или перенастройки системьс в соответствии с принципиальрцой схемой.Файл графа поиска неисправностей содержит наиболее ваэкцые в диагцостическом смысле точки схемы и возможные оптимальные переходы между ними, проверка которых позволяет наиболее быстро и эффективно по сранненикэ с простым перебором локализовать неисправность.Файлы конфигурации узла и графа поиска неисправностей создаются с помощью специальных диалоговых программ. Файл эталонных сигнатур формируется при непосредственном участии пользователя путем снятии для всех точек эталонного (исправно работающего) контролируемого узла результирующих сигнатур, образованных в ответ на подаваемый набор тестовых воздействий, Файлы моделей неисправности также формируются при непосредственном участии- пользователя путем снятия для тех же точек схемы результирующих значений сигца/тур и цифровых кодов напряжений, но при физически внесенных неисправностях (замы кание выходов интегральных схем, замыкание входов и выходов, обрыв сигцальных линий с входов и выходов как элементов, так и узла в целом, замыкание сигнальных линий на шины питания и землю, другие наиболее.характерные для данного узла неисправности пользователь волит информацию о причине возникновения и путях устранения отказа, Данная информация в сочетании с графом поиска неисправности обеспечивает повышение производительности системы при локализации сложных отказов цифровых узлов.С точки зрения управления работой составных компонентов системы режим обуче- ния не отличается от работы в режиме контроля и диагностики.В режиме контроля и лиапюстики система работает следующим образом.Управляющая программа запрашивает у пользователя имена файлов набора тестовых воздействий, конфигурации контролируемого цифрового узла, графа поиска неисправностей, эталонных сигнатур, молепей неисправностей, производит ввод данных из этих файлов и их рззмегцецие в соответствующих структура х лд нц 1 х управляющей программы. В первой фазе диагностирования производится цдчзльизя установка 594544ссистемсь Для этогупрдп 1 яюсидя микрЭВМ 1 выставляет сигналы, з )эеед регистра управления по ц 1 ине АОО.Л)5 1 Ллрес Рг У), сицхрицздциц 1 С 1 Л) и но сш нилу ссБвол ч блок( 3 вырзбдгывдс.тся сцгцдл Зд и. ь Р:.У, цквторому в репгстр 4 здцисцг,итси ип формация выставленная к этсчъ и)эсмеци микроЭВМпс шине ЛОО-Л 5. Здписацпос в репье гре 4 слово дктнвизир)ет сш идль сбрс 1.Оса сигцатурцого регистра ГСбэ 1 эсэс СР) иСброс, которые обцуляют параллельно.последовательный сигнатурный регистр 13 и счетчик 1 О адреса, а также устанавливает мультиплексор 1 в открытое состояние д,1 я вто)эо Го входа.Затем в блок 9 памя-из микроЭВМ 1посредством блока 3, дктивц:-.иэуюгцего сиг.нал записи в блок памяти, Запись 1 э 11 п)э- исходит запись информации с шины ЛОО-Л 15 управляющей микроЭВМ по цулс цс 1 му адрес у блока 9. Для записи следующс го тестового 20 слова в блок 9 микроЭВМ 1 здписцв,ит врегистр 4 слово, бит которого через мусьтиплексор 11 увеличивает состяние счетчщс 10 ца единицу, тем самым задавая следующий адрес в блоке 9. Таким образом произ водится запись всего набора тестовых лдц.ных в блок 9. Для установки минимальной частоты выдачи тестовых воздействий в регистр 3 зд.писывается слово, набор битов которого по 3 О информационной шине Код передается вблок2, который устанавливает соответствующий код делителя 16 частоты. Пзраллсл 1 но-послеловательный сигнатурцый репсстр 13 переводится в режим параллельного сигцатурного регистра сигналом чправления режима (РЕЖ), а сигнал упрзвлеция Раз.решение переволит выхоль 1 блока 5 иицццх формирователей из третьего состояния для подачи на проверяемый узел 8 тестовых воздействий из блока 9 памяти и приема откликов в сигнатурцый регистр 13 по пдрзл.4 О дельному каналу. При этом олновречецнсэобнуляется счетчик 1 О (лля полачи тестовых воздействий с нулевого длреса) и переключается мультиплексор 11 на передачу ицфор.мациц с.первого входа.МикроЭВМ 1 разрешает вылачу тактовыхсигналов блоком 12 по сипсдлу Г 1 уск, и тактовые импульсы через мультиплексор 11 поступают на счетный вход счетчика 10, тем самым перебирая алреса блока 9 памяти. Одновременно с разрешением выдачи 5 О тактовых сигналов блоком 2 сигнал Пускоткрывает окно параллельно-последовательного сигцатурного регистра 13 лля свертывания поступающих ца него откликов проверяемого узла 8 в параллельную сигцатуру. Выбираемые из блока 9 лзкцыс через 55 блок 5 шинных формирователей полдкэтсяца вхолц контролируемого цифрового узла 8.Ответные отклики с выхолв контролируемого узла 8 также через блок 5 поступаютв параллельный канал сипятурцого реиетрд 13, синхронизированные по времени с моментом вылдчи очерелного тестового воз. действия нд коцтролцруемьй узел, что позволяет сформ и ровать результи руощую па. раллельную сигцдтуру всего набора тестовых возлействий. При этом старций разрял лацных, вырабатываемых блоком 9 (сигнал Стоп) и полаваемый ца информационный вход Ю-трипера 15 блока 12, гозцоляет программно управлять оконцием вылдчи тестовых возлействий путем запрета формирования тактовой частоты, в зависимости от длины цолавдемого тестового набора.В режиме выдачи гестовых возлеиствий ро этому разрялу из блока 9 выдается сигнал логической 1, д по окончании тестового набора в цем устанавливается сигнал логического 0, устяцавлипдющий Ю-трцггер 15 в состояние О, что препятствуст прохожлецию тактовых импульсов ца счетный вхол счетчика 10 и выборки слелукнцего тестового возлействия.Признак окоцчящмя цдборя тестовыхвоздействий формируется пользователем присозлании файла тестовых возлействий с помощью соответствующих программных средств (например, редактором текстов) .Управляощая микроЭВМ 1 через блс)к 3 посредством сигнала Чтение СР произзолит считывание полученной параллельной результирующей сигнатуры и производит ее сравнение с эталоццым значением. В случае несравнения система по пилу полученной результирующей параллельной сигцатурь и последовательным сигнятурдм моделей неисправности позволяет определить возможнуо причину отказа и его местонахожлецие и перехолит в режим локализации точного местоцахожления отказа, а в случае совпаления полученной и эталонных сигцятур система осуществляет повторное лиагностировацие узла при промежутоспой и максимально допустимой частоте подачи тестовых воздействий, что позволяет обеспечить лиапостированце линамических отказов проверяемого цифрового узла.Режим локализации точного местоцахокления неисправности (вторая фаза лидцостирования) произволится лля того же цаборя тестовых возлействий, размещенных в блоке 9. Для определения точного местонахожления отказа используется информация, получаемая с внутренних точек проверяемого узла 8 при помощи контактного зоила 7, При этом из регистра 4 подается управляю щий сигнал Логическая единица нд коцтактный зонд 7, который подключает резистор 20 (фиг, 5) к положительному потенциалу источника питания +5 В. Цифровой сигнал контактного зонда 7 через послеловатсльный канал сигнатурного регистра 13 считывается и запоминается в микроЭВМ.Затем из регистра 4 на контактный зоил 7 я 1 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 цолается сигнал Л)ги вский нуль, кспорый цолключяет резистор 20 к нулевому потенция.у источника пита ция. Цф 1 оной сипал контактного зонда 7 считывается, микроЭВМ 1 и сравнивается с ранее иолу. ченным, Если сигцаль це равны (т.е., це равны соответствукщие им сцгцатурь в контролируемой точке узла), то контакт в ранцой точке проверяемого узла с контактным зондом 7 отсутствует. Эта информация ц диле соответствующего лиагцостического сообщения выляется оператору, который лолкец обеспечить надежное конта кти ровяние с зондом в проверяемой точке цифрового узла, или сделать зяклочение об обрыве цепи (или нахождении контролируемой точки в неопрелеленцом состоянии),После этого сигцятурцый регистр 13 переволится ц режим послеловдтельцого сипдтурцого регистра, лля его в регистре 4 сбрасывается сигнал РЕЖ, а информация, поступаюцяя с цифрового выхода контактного зоила 7, устдцовлеццого в контролируемую точку, переляется в послеловательньй канал регистра 13, что позволяет сформировать оезультируощую последовательную сигцатуру Лля конкретной проверяемой точки узла. Считывацие значеция результирующей послеловательцой с сигнатурь, также производится в микроЭВМ 1 через блок 3 цосрелством сигналя чтения сигндтурного анализатора Чтение СЛ. Далее в регистр 4 передается слово с битом, вырабатываю. щим сигнал Преобразование лля разрешения работы аналого-цифрового преобразователя б, измеряощего напржеиие логического сигналя в контролируемой точке. По сигналу блосд 3 Чтение,ЛЦП (чтение аналого-цифрового преобразователя) в микроЭВМ 1 произволится прием полученного значения кода напряжения. По полученной результирующей, послеловательнои сигнатуре и цифровому коду напряжения в контролируемой точке узла система опрелеляет дальнейший путь локализации отказа в соответствии с имеющимся графом поиска неисправности и ццформац: о при- чинах отказа. хряцяццхся в молелях неисправностей, с указанием пользователю коорлицаты слелующей контролируемой точки узла.Определение рдльцейцих действий по локализации отказа произволится путем сравнения полученных зцачений сигнатуры и напряжения с эталонным значением сигця туры и. допустимым цдпряжением в данной точке, а также поиска в имеющихся лля лацной точки схемы моделях неисправностей соответствующих сигнатур и колов лопустимых напряжений. Возможно также оцрелеление вила,. отказа и учета возможных причин его возникновения прц формировании координаты следующей контролируемой точки схемы.О)ко лля унеличеция эффективности ряботь г системой лля княлифициронацното ш)льзовятеля предусмотрена возможцос) ь опердторцсго ннолд коорлицаты те:,утцей контролируемой точки схемы.Поиск точного местоцахождеция отказа производится ло тех цор, тока це найдется такая контролируемая точка схемы, лля которой по молслям неисправности можцо было бы опрелелить причицу нозцикцовеция отказа, устряцецие которой приведет к ликвидации данного отказа. После устра.цеция причин отказд для проверки функциоцировяция узла производят первую фазу ли а гцости рона и ия.Формула изобретения1. Система лля коцтроля и лиагцостики цифровых узлов, солерждщяя блок.залация тестов и а палия а реакци й, блок уп ра нлеция, регистр упрянлеция, блок шиццых формирователей, ацялого-цифровой преобразователь и коцтактцый зонд, ицформациоццый вхол которого является входом системы для полклточеция к коцтрольцым точкам проверяемого узла, первый ицформаццоццьтй вход и первый ицформациоццый выход блока цтиццых формирователей являтотся входом и выходом системы для полключеция соответстнеццо к ицформациоццому выхолу и ицформационному входу проверяемого узла, ицформяциоццая шина блока задания тестов и анализа реакций соедицеца с входом кода операции блока управления, ицформациоциым входом регистра управления и ицформациоццым выходом аталоо-цифрового преобразователя, выход признака сицхроцизяции, выход признака ввода, выход признака вывода и вход синхронизации блока задания тестов и ацализа реакций подключены соотв тствеццо к входу сицхроцизации, входу разрешения ввода, входу разрешения вывода и первому выходу блока управлеция, в;орой и третий выходы которого соелицецы соответствеццо с входом сицхроцизации регистра уира влеция и входом синхронизации аналого-цифрового преобразователя, а информационный вход и вход разрешения аналого-цифрового преобразователя подключены соответственно к первому ицформациоццому выходу контактного зонда и первому информационному выходу регистра управления, отличающаяся телт, что с целью повышения достоверцости контроля за счет оперативного изменения частоты выдачи тестовых воздействий и повытцеиия производительности при локализации сложцых отказов цифровых узлов, н цее введены блок памяти тестовых воздействий, счетчик алреса, мультиплексор, блок синхронизации и параллельно-последовательный сигнатурцый аца.:тизатср, первый и второй ицформациоциые входы, вход режима, вход сброса, вход чтения и т: ктоный вход которого соелицецы соответственно с вторым ицформаттиоттцьтм ньтхо пч блока пт)тццых 1)о).спо ндтелей, т)торыы 1)ормяттионттьтм н тх)Золт контактного зоцдя, вторым и третьим ицформациоццыми выходами репстра упрянлециц, 5 четвертым выхолом блока уц 1)явления ц ны.холом мультцплек ора, и 1)орлттцттотцый ныход параллельно-ттоследотздтельцого сигцатурцогс) ацализдтора подключец к ицформдциоццому входу блока памяти тестовых воздействий и тттт 4)орлтяттттоттттотт шицс 10 блока задания тестов и ацализа реакции,адресный вхол, вход режима, первый ц второй ицформациоццые выходы блока памяти тестовых нозлейстний соединены соотнетствеццо с выходом счетчика алресд, пятым выходом блока управления. вторым ццформяциоццым входом блока ц",ццых формирователей и нхолом остацонд блока сццхт оцзаци ц, нхол пуска, н ход т .:.д) ьт:) 1 устдцонки и ныхол которого п)л-, )чсцы соответстнеццо к четвертому ".)тфорлтдциоттттолту 20 выходу регистра управления, группе ццформационных вьхолон регистра упранлеци перному ццформдциоццому входу ю.т) ц плсксора, второй ццфорл дтттотттт;тт н:;о, упрднляющий вход мтультцплексора соелц.цепы соответственно с пятым ц шестым информационными выходами регистра управлецця, вход сброся ц счетцый вход счетчикд адреса иолключецы соотнетстнеццо к сельмолту ицформяциоццому нь;ходу регистра управления и выходу мультиплексора, д ЗО восьмой и девятый ицформациоццые выхолырегистра управления соелицецы с разрешатощими входами состветствеццо котакт- ного зонда ц блока шинных формиролатс- ле Й.2. Система по и. 1, от.гичающаяся тем, что Зя блок управлеция солержит группу усилителей, узел дешифрации адресов, четыре тригге 1,а, четыре элемента И и элемент ИЛИ-пГ, выхол которого соедицец с первым выходом блока, вход кода опсрации, нхол синхронизации, вход разрешения ввода и вход разрешеция вывода блока подключены соответствеццо к входам усилителей группы с первого по четвертый, ицформациоццый вход и выходы с первого цо четвертый узла дешифрации адресов соединены соответственно 45 с первым выходом усилителей группы и ицформациоццыми входами триггеров с первого по четвертый, входы синхронизации которых подключецы к второму выходу усилителей группы, первые вхолы элементов И с первого по четвертый соединены с ныхо дами одцоимеццых триггеров, вторые входыпервого и второго элементов И подключе.цы к третьему выхолу усилителей группы, вторые входы третьего и четвертого элементов И соединены с четвертым выходом усилителей группы, выходы элемецтон И с первого по четвертый являются выходами блока с второго по пятый и одцонрсмеццо соедицецы с олцоимеццыми входами элемента ИЛИ-НГ1594544 Гигн ролир лочюой иБиталие Соста дитеь Г Те х рел Л К раичу к Тирак 571 го кохи г по надГ о цпд хК Лл ГКорректор Э 1 оннаковаПолписнаер.тснияея и открытиям нрн ГКНТ О:",Раугпскд я но., д. 4/йпатент, г: Уягор:л, ул. Гагарина, 11