Устройство для контроля согласован-ного abtomata

Устройство для контроля согласован-ного abtomata

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. Союз Севетсиии

Сециалистическик т еспублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОУСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ оо807307 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 030778 (21) 2640039/18-24 (5ЦМ К 3

G F 11/30

6 06 F 15/46 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делим изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230281. Бюллетень Мо, 7 (53) УДК 681.3.077 (088.8) Дата опубликования описания 230281 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СОГЛАСОВАННОГО

АВТОМАТА

Изобретение относится к вычис/ лительной технике и дискретной автоматике и предназначено для обнару .жения и локализации неисправностей в согласованных автоматах, работающих от источника синхронных сигналов.

Согласованный автомат представляет собой такое устройство, которое функционирует в соответствии с принципом,"запрос-ответ". и имеет, помимо информационных входов и выходов, вход сигнала запроса и выход сигнала ответа. На каждое изменение входного сигнала "запрос" автомат, пос- 15 ле завершения в нем переходных процессов, отвечает изменением сигнала

"ответ . Если на вход сигнала запроса подать последовательность синхрон-. ных сигналов, то сигнал ответа может 20 быть эффективно использован в целях контроля исправности такого автомата. Однако схемы устройств контроля согласованных автоматов, работакщих, от источника синхросигналов, неиз-. вестны.

Известно устройство для контроля синхронных и асинхронных схем вычислительной техники и дискретной автоматики, предназначенное для one- 30 ративного обнаружения и локализации (с точностью до функционального блока) неисправностей в контролируемых схемах или автоматах, в рабочем режиме (1j.

Известно устройство для контроля .автоматов, построенное иэ функциональных блоков, состоящее иэ схем обнаружения неисправностей в блоках, каждая из которых содержит контролирующий автомат и блок сравнения.

Входы блока сравнения соединяют с выходами контролирующего автомата и с выходами или входами контролируемого блока, в зависимости от того, по какому принципу построен контролирующий автомат. Выход блока сравнения обычно стробируют синхросигналом опроса и соединяют со входом триггера фиксации неисправности, выход которого подключают к шине сигнала индикации неисправности блока.

Наибольшая эффективность контроля (в смысле обнаружения возможных неисправностей) достигается, если контролирующий автомат схемы обнаружения неисправностей является дубликатом контролируемого блока. Дублирование блока приводит к слишком большому расходу оборудования и к. 807307 ухудшению надежности контролируемых 4ИЛИ-НЕ, с выходом элемента 2И-ЗИЛИсхем, поэтому оно не нашло широкого НЕ и с входами опроса блоков сравнения, а выход элемента И-2ИЛИ-НЕ подСложность контролирующих автома- ключен к девятому входу элемента. тов обычно уменьшают либо за счет И-4ИЛИ-НЕ и к четвертому, пятому и использования специфики контролируе- 5 шестому входам элемента 2И-ЗИЛИ-НЕ. мых блоков, либо за счет введения На чертеже представлена блок-схеизбыточности в последние (например, ма предлагаемого устройства. для формирования контрольных симво- Устройство содержит элементы НЕ лов при организации контроля по мо- И-4ИЛИ-НЕ 2, И-2ИЛИ-НЕ 3 и 2И-ЗИЛИдулю) (2 1. НЕ 4, блоки 5 и б сравнения, сннхроОднако снижению сложности конт- 1 низирующий вход 7 устройства, нторолирующих автоматов (по сравнению рой 8 и третий 8 информационные с дублированием) приводит к Уменьше- входы устройства, установочный нию доли обнаРУживаемых неиспраннос- вход g устройства, управляющий вытей, т.е. к снижению эффективности ход 10 устройства (для запроса автомаконтроля. 5 та) первые сигнальные выходы 11„ и

Наиболее близким по технической 111 устройства, первые информационсущности к предлагаемому является „ые ахо 12 12 13 и 13 Устрой

Устройство для KQHTpoJIJI IIpoH3BOJIbHo ства и второй сигнальный выход 14 го автомата, построенного из функ- устройства, причем элементы 3 и 4 обциональных блоков, котоРое содеРжит 20 разуют триггер 1 фиксации неиспрантриггер фиксации неисправности авто-,ностей, элементы 1 и 2 — дополнительмата с выходом, подключенным к шине ный триггер 1б, а блоки 5 и б предсигнала индикации неисправности ав- ставляют собой сумматоры по модулю 2. томата, и по одной схеме обнаружения Устройство подключается к контнеисправности на каждый блок. Каж- 25 ролируемому автомату следующим обраг дая схема обнаружения неисправности зом. Выход соединяется со входом содержит блок сравнения, входы ко- сигнала запроса автомата. Выход сигторого имеют соединения с входными нала ответа автомата подключается ко шинами и с шиной сигнала опроса, а входу 82, а выход инверсного сигнаее выход подключен к шине сигнала 30 ла ответа — ко входу 8„ . Если автоиндикации неисправности соответствую- мат не имеет выхода инверсного сигщего блока (3 ). нала ответа, то необходимо ввести

Недостатком этого Устройства яв- дополнительный иннертор, вход котоляется большой расход оборудования рого соединяется с выходом сигнала и низкаЯ эффективность контРолЯ. ответа, а выход - со входом 8

Цель изОбретениЯ вЂ” повышение дос- Входные шины каждого блока сравтоверности результатов контроля и нения (на чертеже входы 121 122 упрощение устройства. 13 и 132) соединяются со входом сигцель достигается тем, что в уст- нала запроса и выходом сигнала отверойство для контроля согласованного та соответствующего функционального автомата, содержащее блоки сравне- 40 блока контролируемого автомата. В ния, информационные входы которых общем случае функциональный блок подключены к первым информационным может быть снабжен несколькими вховходам устройства, а выходы — к пер- дами сигналов запроса и несколькими вым сигнальным выходам устройства, выходами сигналов ответа. Блок сравэлемент И-2ИЛИ-НЕ и элемент 2И-ЗИЛИ- 45 нения для такого блока должен иметь

НЕ, подсоединенный выходом ко второ- по одной паре входов сранниваемых му сигнальному выходу устройства, сигналов на каждую пару сигналов введены элемент И-4ИЛИ-НЕ и элемент "запрос-ответ" и может быть построен

НЕ, выход которого соединен с управ- как схема свертки по модулю 2. ляющим выходом устройства и с пер- 5р Вход 7 подключается к выходу исвым, вторым и третьим входами эле- точника синхросигналов, выход 14 . мента И-4ИЛИ-НЕ, а вход - c выходом ко входу индикатора неисправности элемента И-4ИЛИ-НЕ и с первыми вхо- автомата, а выходы 11 и 112 — ко даии элементов И-2ИЛИ-НЕ и 2И- ЗИЛИ- входам индикаторов неисправности соНЕ, вторые входы которых подключе- ответствующих блоков. Вход 9 янляетны ко второму информационному входу

55 ся входом сигнала начальной установустройства, а третьи входы — к чет- ки триггера 15 и подключается к нывертому и пятому входам элемента ходу элемента, упранляющего начальИ-4ИЛИ-НЕ и к синхронизирующему вхо- ной установкой. ду устройства, подсоединенного тре- Устройстно и контролируемый им тьим информационным входом к шесто" 60 согласованный автомат совместно раму и седьмому входам элемента И-4ИЛИ- ботают следующим образом.

НЕ а установочным входом - к чет- Средством реализации согласованУ вертому и пятому входам элемента ного автомата является апериодичесИ-2ИЛИ-НЕ, шестой вход которого сое- кая схемотехника (н литературе апепинен с восьмым входом элемента И- 65, риодические схемы часто называют

807307

"схемами, не зависящими от скорости" или схемами Маллера). Известно, что работа апериодического автомата не зависит от величин задержек элементов, из которых он построен, и всегда после изменения сигнала запроса 5 переходный процесс в исправном автомате заканчивается изменением сигнала ответа. Выход из строя любого элемента схемы равносилен увеличению задержки этого элемента до бесконечности, что приводит к незавершению переходного процесса и исключает возможность неправильного срабатывания,автомата.

Если на вход сигнала запроса апериодического автомата поступают синх- 15 росигналы, длительности каждой фазы . которых заведомо превышают нормальные длительности переходных процессов в автомате, то незавершение переходного процесса за интервал времени между двумя изменениями синхросигнала говорит о неисправности автомата. Факт незавершения переходного процесса в автомате обнаруживается по сигналам на входах сигнала ответа автомата и его блоков.

Перед началом работы триггер .15 устанавливается в состояние О, соответствующее исправному автомату.

B этом состоянии выход элемента 3 равен 1, а элемента 4 — О. Начальная установка триггера 15 выполняется однократно с помощью сигнала НУ=О (вход 9), а затем Ну переводится в состояние 1 и сохраняется в нем в течение всего времени работы.

После начальной установки по входу 7 начинают поступать синхросигналы СИ. Пусть в некоторый момент времени триггер 16 находится в состоянии О, которому соответствуют О 4() на выходе элемента 1 и 1 на выходе элемента 2, СИ=О и инверсный сигнал ответа автомата на входе 84 равен 1.

Тогда, при поступлении положительного импульса СИ, триггер 16 пере- 4 ключается в состояние 1 и изменение сигнала на выходе 10 из О в 1 запускает автомат в работу. После оконча-. ния переходного процесса в автомате сигнал на входе 8 становится равным

О. Затем исчезновение СИ.приводит к переключению триггера 16 в состояние О. В ответ на появление 0 на выходе 10 автомат изменяет из О в 1 эначенйе сигнала на входе 8 . Далее

СИ снова принимает положительное значение и т.д.

Если контролируемый автомат исправен, то синхросигнал каждый раз изменяет свое значение после окончания переходного процесса в конт- ц) ролируемом автомате. Если же в результате каких-либо причин этот переходный процесс затягивается, то синхросигнал изменит свое значение раньае, чем сигнал на входе 8, и это 65 изменение не вызовет переключения триггера 16. В этом случае должна быть зафиксирована неисправность автомата.

Триггер 15 переключается из состояния О в состояние 1, соответствующее неисправному автомату, в двух случаях, если автомат не успел отработать на СИ=1, и если автомат не успел отработать на СИ=О. В первом случае выход элемента 2 и сигнал на входе 8 равны О, и при изменении

СИ из 1 в О выход элемента 4 пере.ключается из О в 1, а затем выход элемента 3 - из 1 в О. Во втором— сигнал на входе 8 и сигнал на выходе элемента 2 равны 1, и изменение СИ из О в 1 вызывает сначала переключение из 1 в О выхода элемента 3, а затем изменение выхода элемента 4 из О в 1.

После перехода триггера 15 из состояния О в состояние 1 триггер

16 становится нечувствительным к изменению сигналов на его входах 7 и

8 и сохраняет состояние, соответствующее тому значению СИ, при котором возникла неисправность автомата.

Триггер 15 может быть переведен из состояния 1 в состояние О только с помощью сигнала начальной установки

НУ=О.

Сигнал, равный 1, на выходе элемента 4 вызывает срабатывание индика.тора неисправности контролируемого автомата и опрашивает блоки сравнения. Если неисправность произошла в некотором функциональном блоке ав". томата, то для этого блока не совпадают значения какой-либо пары сигналов запроса и ответа. Поэтому сигнал на выходе блока сравнения, соответствующий этому блоку, станет равным 1 и вызовет срабатывание соответствующего индикатора неисправности.

По оборудованию схема устройства несоизмеримо меньше устройства (3), так как в нем отсутствуют контролирующие автоматы схем обнаружения неисправностей в блоках, составляющие основной объем контрольного оборудования, проще блоки сравнения, поскольку они имеют меньшее число входов сравниваемых сигналов, а кроме того, нет необходимости в триггерах фиксации неисправности блоков контролируемого автомата, так как состояние неисправности сохраняется самим блоком за счет останова автомата при ее возникновении.

Предложенное устройство для контроля согласованных автоматов, построенных по апериодическому принципу, обнаруживает и локализует с точностью до функционального блока отказы любой кратности, типа постоянный ноль или постоянная единица на выходах элементов, из которых построен

807307

30

11-2

Составитель В. Халчев

Техред М. Рейнес

Корректор М. Коста Редактор В. Лазаренко

Заказ 293/74 Тираж 756

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 автомат. Отказы такого типа могут возникать как при выходе из строя самих элементов, так и при обрывах и перемыканиях шин монтажа. Отказы, связанные с увеличением задержек„ например в результате старения или климатических воздействий, схема только обнаруживает. Локализация таких отказов требует введения триггеров фиксации неисправности блоков.

Известные устройства контроля могут обеспечить такую же эффективность обнаружения и локализации неисправностей,как и предлагаемое изобрете.ние, лишь при использовании принципа дублирования, в результате применения которого контрольное оборудование превышает оборудование контролируемых автоматов.

Формула изобретения 20

Устройство для контроля согласованного автомата,. содержащее блоки сравнения, информационные входы которых подключены к первым информационным входам устройства, а выходы - к первым сигнальным выходам уСтройства, элемент И-2ИЛИ-НЕ и элемент 2И-ЗИЛИ-НЕ, подсоединенный выходом ко второму сигнальному выходу устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения достоверности результатов контроля и упрощения устройства, в него введены элемент И-4ИЛИ-НЕ и элемент

НЕ, выход которого соединен с управляющим выходом устройства и с первым, вторым и третьим входами элемента И-4ИЛИ-НЕ, а вход — с выходом элемента И-4ИЛИ-HE и с первыми входами элементов И-2ИЛИ-НЕ и 2ИЗИЛИ-НЕ, вторые входы которых подключены ко второму информационному входу устройства, а третьи входы— к четвертому и пятому входам элемента И-4ИЛИ-НЕ и к синхронизирующему входу устройства, подсоединенного третьим информационным входом к шестому и седьмому входам элемента

И-4ИЛИ-НЕ, а установочным входом— к четвертому и пятому входам элемента И-2ИЛИ-НЕ, шестой вход которого соединен с восььым входом элемента И-4ИЛИ-НЕ, с выходом элемента 2И-ЗИЛИ-НЕ и с входами опроса блоков сравнения, а выход элемента

И-2ИЛИ-НЕ подключен к девятому входу элемента И-4ИЛИ-HE и к четвертому, пятому и шестому входам элемента 2И-ЗИЛИ-НЕ.

Источники информации, принятые so внимание при экспертизе

1. Астановский A.Ã. и др. Апериодические автоматы. М., "Наука", 1976, с. 15-49 °

2. Селлерс Ф. Методы обнаружения ошибок в работе ЭЦВМ. М., "Мир", 1972, с. 12-20.

3. Путинцев Н.Д. Аппаратный контроль управляющих цифровых вычислительных машин. М., "Сов. радио", 1966, с. 362-391.