Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Самохин А.Ф. Эксплуатация цифровых вычислительных машин [учеб. пособие]

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.6 Mб
Скачать

-2W -

§12 .2 . Анализ неисправностей и выбор испытательных

программ

При выборе испытательных программ прежде всего необходимо

определить совокупность и последовательность сигналов на вхо­ де элементарной ячейки, выявляющих неисправности отдельных элементов, входящих в состав этой ячейки, затем определить one-

ршрш, выполняемые машиной,

и входную информацию, при которых

такие совокупности

сигналов

образуются

и, наконец, определить,

щ и каких условиях

неправильная работа

данной ячейки скажется

на результате выполняемых операций, т .е .

будет зафиксирована

на выходе

ЭВМ.

 

 

Рассмотри.! выоор сигналов, диагностирующих элементарную

ячейку,на

примере диодной схемы "И ", изображенной на р и с .1 2 .I .

 

В данной схеме может возник­

 

нуть одна из шести неисправ­

 

ностей:

обрыв или короткое

 

замыкание нагрузочного

сопро­

 

тивления, обрыв или короткое

 

замыкание одного из диодов.

 

I .

 

 

 

ного сопротивления схема вмес­

 

Рис. 12.1.

 

 

 

то операции Р= АЛ.В будет вы­

 

полнять операцию Р = 0

. Для

выявления этой неисправности достаточно на оба входа подать

единичные сигналы А - 1

, В - 1 . Если имеется

данная неисправ­

н ость , то при указанных

сигналах вместо ~Р-1

будет V = 0 .

Заметим, что такой же результат может быть и при других не­ исправностях.

-2 1 1 -

2. В случае короткого замыкания нагрузочного сопротивле­

ния будет выполняться операция Р = I . Для выявления этой не­ исправности на входы необходимо подать сигналы А = О, В = I

или А = О, В = I или А = I , В = 0 . При наличии данной не­ исправности на выходе вместо нуля будет единица.

3. При обрыве одного из диодов Д| или Jig будет выполнять­

ся функция Р = В или Р = А. Выявление этих неисправностей вы­

полняется

подачей сигналов А = О, В =

I для обрыва

Д^ и А = I ,

В = 0 для

обрыва Jig.

 

 

4. При коротком замыкании одного

из диодов

или Jig

будет выполняться функция Р = А или Р = В. Выявление этих не­

исправностей может быть выполнено

сигналами А = I , В = 0 для

flj и А = О, В = I для Jig.

 

Обратим внимание на то , что

неверное выполнение опера­

ции при одной и той же совокупности входных сигналов может быть результатом различных неисправностей. Поэтому для выяв­ ления фактической неисправности необходимо сопоставить резуль­ таты выполнения операции при различных совокупностях сигналов,

т .е . выполнить некоторый диагностический.тест для данной схе­

мы. На основе проведенных рассуждений можно составить диагности­

ческую таблицу

(см. таблицу 1 2 .4 ).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 12.4

^ '\ Н е и с п р .

Обрыв

К .з.

Обрыв

К .з.

Обрыв

К .з.

B x . ^ v .

 

 

 

 

 

 

сигналы\.

 

 

 

 

 

 

А=1,

В=1

I

0

0

0

0

0

А=0,

В=0

0

I

0

0

0

0

А=0,

В=1

0

I

I

0

0

I

А=1,

В=0

0

I

0

I

I

0

- 2 12-

Псщученная таблица из-за ограниченной вариации входных сигна­ лов не позволяет разделить все неисправности. Однако она су­ щественно сужает область возможных неисправностей. В большинс­ тве случаев можно подобрать совокупности сигналов, выявляющие и разделяющие все неисправности. Читателю предлагается соста­ вить диагностическую таблицу для трехвходовой схемы "И".

Аналогично можно проанализировать и другие алементарные схемы.

Второй и третий этапы выбора испытательных программ рас­ смотрим на примере диагностики арифметического устройства, по­ казанного на ри с.1 2 .2 .

Рис. 12.2.

-2 / 3 -

На рис. 12.2 показан один К-й разряд АУ. Схема АУ состо­ ит из регистра А , на который подается одно из слагаемых,

регистра В дая приема второго слагаемого и получения резуль­ тата, регистра Р для записи переносов, логических элементов

"И” и "1ИИ", для организации сквозных переносов и дешифрато­ ров. несоответствия для формирования результата в регистре В на основании анализа состояния триггеров регистров А и Р.

Работа схемы после приема слагаемых (в режиме сложения положительных чисел) выполняется за два такта. В первом так­ те выполняется анализ содержимого разрядов слагаемых и обра­ зование первичных и сквозных переносов, которые записываются в регистр Р. Во втором такте происходит формирование суммы в регистре В на основе анализа содержимого регистров А и Р.

Состояние триггеров регистров А и В перед началом сложе­ ния определяется содержимым соответствующих разрядов слага­ емых А и В:

 

ТАК = АК

и ТВК = ВК

 

 

 

 

Образование первичных переносов из К-го

 

разряда в

(К +

1 )-й выполняется элементами HjK

и HgK

, реализующими

функцию

 

 

 

 

 

 

V(K+ 1)J1={TAK* Твк)АЬп

'

(I 2 .I )

где

1£П -импульс образования переносов.

 

 

Сигнал Рк+р поступает в

цепь

сквозного

переноса.

 

Сквозной перенос из (К -

1 )-го разряда в

(К + 1)-й

разряд формируется алементами

и MHjR

по логической

формуле:

 

 

 

 

 

Р(НН)С = ^ Д ( ТА* VW * Ion

(12.2)

- Z14

Таким образом, перенос, поступающий в (К + 1 )-й разряд регистра Р, определяется выражением

а в Н-й разряд регистра Р - выражением

 

Рк = [ ( Т а (К -0 Л Тв (К -О ^ Р ы ^ (Т а( К - ^ Т В(ы ) ) ] ^ оП

12,4

Во втором такте подачей импульса образования суммы Iос

выполняется поразрядное сложение по fnod2 содержимого

регист­

ров А, В и Р с образованием результата в регистре В.

С этой

целы) дешифратор несоответствия на основе анализа состояния одноименных разрядов регистров А и Р пропускает или не пропус­ кает имцульо 1оа на счетный вход триггера 7g# , в резуль­ тате чего в регистре В образуется сумма.

Состояние триггера Твк после выполнения второго такта определяется вырал;ением

Таким образом, логика работы одного разряда АУ, показанно­ го на р и с.1 2 .2 , описывается последовательностью логических выражений

^ А к = ^ к ’ ^ В к =

Р ,„ - К V TB,)V P „A ( T „ V тек)]л l m

12.5

 

(г« ~ Р Ы Р (Т“ Р 1 л Т“

- 21S -

Если поставить задачу диагностики неисправностей в эле­ менте И Л И , то при условии проверю! результата работы не­

посредственно на его выходе достаточно выпаднить четыре опе­ рации сложения кодов, содержащих в К-м разряде различные соче­

тания цифр (0

+

0 , 0 + 1 , I + I , 1 + 0 ) . Однако, так как мы

можем судить

о

правильности или неправильности выполнения

испытательной программы только по сумме, получаемой на выхо­ де АУ, необходимо обеспечить влияние этой неисправности на

сумму слагаемых.

Элемент rniHjK участвует в образовании сквоз­

ного

переноса в

(К + 1)-й разряд. Из выражения 12.2 видно,

что

для т о го , чтобы неисправность в элементе ИЛИ^К сказалось

на результате сложения чисел, необходимо в кодах слагаемых

предусмотреть обязательное возникновение переноса из (К - 1 )-г о

разряда. В качестве слагаемых в данном случае могут быть выб­

раны следущие пары кодов:

а)

0 ,

0 . . .

ОНО . . . О

в)

0,

0 . . .

0010 . . .

О

 

О, 0 .. .

0010 ...

О

 

О,

О . . .

00X0 ■««

о

б)

о,

о . . .

он о . . .

о

г)

0, 0 ...

0010 . . .

о

 

о ,

о . . .

о н о . . .

о

 

о ,

о . . .

о н о . . .

о

§ 1 2 .3 , Составление диагностических таблиц с помощью ЦВМ

При составлении диагностической таблицы наиболее трудо­ ёмким является процесс проверки реакции испытательных про­ грамм на все неисправности. Вместе с тем, эта работа может быть достаточно просто выполнена с помощью ЦВМ.

Для зтой цели необходимо составить математическую модель диагностируемого устройства, предусмотрев возможность преобра­ зования модели исправного устройства в модель этого же

 

- 2 / 6 -

 

устройства

при наличии различных неисправностей; составить

программу,

реализующую эту модель в ЦШ и, выполняя с помощью

этой модали преобразования входной информации, имитирующей

тесты , фиксировать результаты, В §

1 2 ,2 'показано, что логи­

ка работы одного разряда АУ (рис.

12.2) описывается выраже­

ниями 1 2 .5 .

Выражения 12.5 и являются его математической мо­

делью. Все логические операции в приведенных формулах выпол­

няются машиной. Поэтому программа, моделирующая схему разря­ да АУ, будет состоять из последовательности команд, выполня­

ющих эти операции.

Так как появление той или иной неисправности приводит к

изменению логической формулы элементарной ячейки, в которой она возникла, или некоторой части схемы, то преобразование модели исправного устройства в неисправное заключается в заме­

не соответствующих операций программы на новые. Например, ес­

ли неисправность приводит к зависанию триггера Тдк в единич­

ном положении, то

в

программе необходимо вместо операции

Т.Ак = % постав1и;ь

 

операцию

= I .

Преобразование

модели

при различных неисправностях осу ­

ществляется с помощью специальной программы, которая заменя­ ет те или иные операции в программе модели на новые в соот­ ветствии с очередной анализируемой неисправностью. Эту про­ грамму обычно называет программой имитации неисправности.

Для т о го , чтобы проконтролировать реакцию исследуемого

устройства на выполнение испытательных программ, выбранных

для теста , на входа модели (в нашем случае это сигналы ,

Вц , Pj{, 1оп и 100) необходимо подавать такие сигналы и в такой последовательности, как это осуществляется при выпол­ нении соответствующих испытательных программ. Для этой цели

- 24? -

должен быть предусмотрен блок программы, задачей которого яь -

яяется поочередная подача на входы модели сигналов (входных воздействий), соответствующих испытательным программам. Кроме того , для анализа результатов воздействия неисправностей на выполнение испытательных программ необходим блок программы,

который обеспечивает запоминание эталонов, т .е . входных сиг­ налов при исправной схеме, сравнивает результаты работы схе­ мы при неисправностях и выходит на печать или записывает в память номера неверно выполняемых n p orpa t.iM при каждой очеред­ ной неисправности. Наконец, если, согласно испытательной про­ грамме, сигналы- с анализируемой схемы обрабатываются каким-

либо образом в других устройствах, необходимо предусмотреть блоки программы, моделирующие эти устройства в исправном со ­ стоянии. При этом эти устройства могут моделироваться лишь частично только в той части, которая необходима для работы испытательных программ. Блок-схема решения задачи составле­ ния диагностической таблицы показана на рис. 1 2 .3 .

Последовательность работы программы следующая. После пуска программы блок имитации неисправности формирует мо­ дель исправного устройства. Блок формирования входных сигна­ лов формирует сигналы, соответствующие первой программе из списка испытательных прогршмм,и выполняется моделирование работы устройства по первой программе. После записи резуль­ тата выполнения программы (эталона) управление передается снова в блок формирования входных сигналов , который фору-

мирует сигналы, соответствующие вторюй программе и так далее до тех пор, пока не будет исчерпан весь список из 71 про­ грамм, Цосле этого программа зацикливается через иравую цепочку. При этом блок имитации неисправности формирует и о -

Злк.У^7.

- 2 1 8 -

Рис. 12.3.

- 2 1 9 -

дспъ с первой неисправностью, и происходит поочередное выпол­ нение всех программ, сравнение результатов с эталонами и за­ пись номеров неверно выполненных програмл. Затем формируется модель со второй неисправностью и т .д . до тех пор, пока не будет исчерпан весь список неисправностей. Программа может быть выполнена несколько раз, дабы обеспечить высокую досто­ верность результатов.

Выше мы рассмотрели моделирование устройства при условии,

что состояние элементов не зависит от состояния элементов,

устанавливающихся (вычисляющихся) после данных элементов. В

том случае, если состояние предыдущих элементов зависит от состояния последующих, окончательное состояние всех элемен­ тов и, следовательно, выходные сигналы не могут быть вычисле­ ны в один этап. В этом случае модель строится с использова­ нием итерациошюго процесса. При этом, вычисленные в модели состояния элементов сравниваются с состояниями в предыдущем цикле и, если они не совпадают, то старые состояния заменя­ ются новыми и вновь выполняется моделирование; так повторя­ ется до тех пор, пока состояния элементов в двух соседних циклах совпадут, llocie этого программа переходит дальше.

Программа модели для этого случая показана на рис. 12 .4 .

Вели в моделируемой схеме имеются линии задержки, то для их моделирования используется ряд ячеек по количеству на 1салдую линию задер::ски, равному количеству тактовых импуль­ сов , укгадш.лющихся во г.ремя задер::ски. Передвижение информа­ ции из одной ячейкл в другую имитирует продвижение задержи­ ваемого импульса.

Последовательность работы при составлении таблиц сле­ дующая. Составляется список неисправностей и соответствующих

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ