АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ

Полезная модель относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использована для проверки работоспособности и поиска неисправных цифровых устройств.
Известна автоматизированная система контроля и диагностики неисправностей электронных цифровых блоков, содержащая ЦВМ, блок регистрации, блок согласования, блок преобразования, входы которого соединены с клеммами для подключения входов объекта контроля и блока контактирования. Вход блока регистрации соединен с выходом ЦВМ, а блок согласования содержит блок синхронизации, дешифратор адреса, блок ввода, блок вывода и N ячеек согласования (авторское свидетельство СССР №1318945, кл. G01R 31/28. Опубл. 23.06.87 г. Бюл. №23).
Недостатком этой системы является невозможность анализа напряжений логических уровней и временных характеристик ответных реакций (ОР) объекта диагностирования (ОД).
Известна также автоматизированная система тестового контроля и диагностирования цифровых микропроцессорных блоков, содержащая в устройстве формирования тестовой информации блок управления, канал передачи данных, блок ввода программ, блок памяти и регистратор, процессор управления вводом/выводом тестовой информации, системную магистраль, блок памяти тестовых воздействий, блок формирования задержек сигналов тестовых воздействий, блок преобразования, сигнатурный анализатор, коммутатор, многоконтактное устройство, объект контроля (авторское свидетельство СССР №1705782, кл. G01R 31/28. Опубл. 15.01.92 г. Бюл. №2).
Недостатками данной системы являются низкое быстродействие, обусловленное алгоритмом последовательной записи и считывания
информации в каждую из N ячеек согласования, ограниченное количество клемм для подключения выводов объекта контроля блока контактирования, определяемое разрядностью канала ЦВМ, большое количество дискретных элементов и, как следствие, недостаточная надежность.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели является автоматизированная система диагностирования цифровых устройств, содержащая ПЭВМ, устройство сопряжения, устройство контактирования, объект диагностирования. В состав ПЭВМ введены первый дешифратор и программируемый порт ввода-вывода. А устройство сопряжения содержит блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, второй дешифратор, селектор, три группы программируемых портов ввода-вывода и N буферных элементов (патент РФ №2097827, кл. G06F 11/00, G01R 31/28. Опубл. 27.11.97 г. Бюл. №33).
Существенным недостатком этой системы является невозможность анализа напряжений логических уровней и временных характеристик ответных реакций объекта диагностирования, обусловленное тем, что все порты ввода-вывода выполнены на базе цифровых больших интегральных схем (БИС), а также невозможность внешнего воздействия на объект диагностирования стационарным или динамическим аналоговым сигналом.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение функциональных возможностей, расширение номенклатуры ОД и сокращение времени поиска неисправностей ОД.
Поставленная задача решается тем, что в автоматизированную систему диагностирования цифровых устройств, содержащую ПЭВМ, программируемый порт ввода-вывода, входы которых соединены с соответствующими линиями системной шины, устройство контактирования и устройство сопряжения, включающее блок шинных формирователей, шины адреса, данных и управления, дешифратор, селектор, группу программируемых портов ввода-вывода и буферные элементы, дополнительно введены блок аналогового ввода и блок аналогового вывода.
При этом выход блока аналогового ввода соединен с входом блока шинных формирователей, а выход блока аналогового вывода выполнен с возможностью подключения объекта диагностирования.
Введение блока аналогового ввода и соединение его выхода с входом блока шинных формирователей дает возможность снимать временные характеристики ответных реакций и анализировать напряжения логических уровней, что повышает функциональность автоматизированной системы и сокращает время поиска неисправностей в объекте диагностирования.
А введение блока аналогового вывода, выход которого выполнен с возможностью подключения объекта диагностирования, позволяет воздействовать на объект диагностирования не только стационарным, но и динамическим аналоговым сигналом, что расширяет номенклатуру объектов диагностирования.
Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей.
На фиг. представлена функциональная схема устройства.
Система (фиг.) содержит ПЭВМ 1, в которую входит процессор 2, клавиатура 3, дисплей 4, память 5, принтер 6, подключенные соответствующим образом к системной шине 7, блок аналогового ввода 8, блок аналогового вывода 9 и программируемый порт ввода-вывода 10, входы которых соединены с соответствующими линиями системной шины 7, устройство сопряжения 11, включающее блок шинных формирователей 12, с соответствующими входами которых соединены выходы каналов программируемого порта ввода-вывода 10, шины адреса 13, данных 14 и управления 15, подключенные к соответствующим выходам блока шинных формирователей 12, дешифратор 16, селектор 17, три группы программируемых портов ввода-вывода 18, 19 и 20, адресные входы которых соединены с соответствующими линиями шины адреса 13, управляющие входы селектора 17 и трех групп программируемых портов ввода-вывода 18, 19 и 20 соединены с соответствующими линиями шины управления 15,
линии шины данных 14 подключены к соответствующим входам трех групп программируемых портов ввода-вывода 18, 19 и 20, первый выход селектора 17 соединен с входом выбора второго дешифратора 16, выходы которого соединены с соответствующими входами выбора трех групп программируемых портов ввода-вывода 18, 19 и 20, выходы селектора 17 соединены с соответствующими входами выбора и направления передачи блока шинных формирователей 12, N буферных элементов 21.1-21.N с тремя состояниями, i-ый (i 1, N) выход первой группы программируемых портов ввода-вывода 18 соединен с информационным входом 1-го буферного элемента, с входом выбора которого соединен i-ый выход второй группы программируемых портов ввода-вывода 19, выход i-го буферного элемента соединен с i-ым выходом третьей группы программируемых портов ввода-вывода 20, устройство контактирования 22, i-ый вход которого соединен с i-ым выходом третьей группы программируемых портов ввода-вывода 20, и объект диагностирования 23, i-ый выбор разъема которого соединен с i-ым выходом устройства контактирования 22.
Устройство работает следующим образом.
Объект диагностирования 23 подключается к устройству контактирования 22, которое обеспечивает электрическую связь между выводами разъема ОД 23 и устройством сопряжения (УС) 11.
Проверка ОД 23 осуществляется с помощью диагностической программы, хранящейся в памяти 5 ПЭВМ 1. В начале диагностической программы производится инициализация системы, которая включает программирование порта ввода-вывода 10 на вывод информации, программирование трех портов ввода-вывода 18, 19 и 20 УС 11 на ввод информации. Причем группы портов ввода-вывода 18 и 19 программируются на вывод информации, а третья группа портов ввода-вывода 20 программируется на ввод информации, на выходах второй группы портов ввода-вывода 19 устанавливаются логические «1», благодаря чему все буферные элементы 20.1-20.N закрыты и находятся в третьем состоянии.
Далее проводится самоконтроль системы. В случае ее исправности, осуществляется подключение ОД 23 к УК 22, в противном случае на экран дисплея 4 выводится сообщение о неисправности системы и работа программы прекращается.
После подключения ОД 23 к УК 22 по командам процессора 2 проводится запись во вторую группу портов ввода-вывода 19 кода коммутации входов-выходов ОД 23 с выходами-входами УС 11. Как правило, данный код записывается один раз для конкретного ОД 23 и обеспечивает беспрепятственное прохождение входных воздействий (ВВ) на входы ОД 23 и считывание ответных реакций (ОР) на эти воздействия с его выходов.
Канал А порта ввода-вывода 10 используется для вывода адресной информации на УС 11, канал В параллельно соединен с блоком аналогового ввода 8 и служит для ввода и вывода данных, канал С служит для вывода управляющих сигналов, а блок аналогового вывода 9 - для вывода аналогового сигнала на ОД 23. Передача информации по каждому из каналов порта ввода-вывода 10 осуществляется в n-разрядном параллельном коде.
С помощью дешифратора 16 осуществляется выбор любого из портов в каждой из трех групп портов ввода-вывода 18, 19 и 20. Выбор нужного шинного формирователя из блока шинных формирователей 12 и направления передачи, а также выбор дешифратора 16 осуществляется селектором 17.
Входное воздействие BB(j) записывается:
- в порт первой группы 18 и далее через буферные элементы 20.1-20.N и устройство контактирования 22 поступает на входы ОД 23;
- в блок аналогового вывода 9 и далее через устройство контактирования 22 поступает на входы ОД 23.
Считывание ответной реакции OP(j) ОД 23 производится через УК 22, порты третьей группы 20, шину данных 14, шинный формирователь 12, канал В ввода-вывода 10 (ОР считывается в виде логических значений 0 или 1), блок аналогового ввода 9 (ОР считывается в виде осциллограмм), системную шину 7 и записывается в память 5. Далее осуществляется сравнение OP(j) с
эталонной реакцией ЭР(j), хранящейся в памяти ПЭВМ 1. При положительном результате сравнения на ОД 23 выводится очередное входное воздействие BB(j+l). В случае отрицательного результата сообщение об ошибке записывается в специально отведенный программный файл и предлагается три варианта продолжения работы: остановить диагностирование, перейти в ручной режим установки входных воздействий или продолжить диагностирование. В ходе диагностирования все входные воздействия и ответные реакции записываются в специальный файл в виде таблиц: в столбцах - номер BB(j), в строках - состояние вывода ОД 23 или же - в виде осциллограмм (только для ОР).
После вывода на ОД 23 всех входных воздействий, предусмотренных диагностической программой, на экран дисплея 4 выводится сообщение о техническом состоянии ОД 23. Это сообщение формируется по результатам сравнения OP(j) и ЭP(j): в случае совпадения всех сравнений ОД 23 признается работоспособным, а в случае несовпадения хотя бы одной j-ой ответной реакции с j-ой эталонной реакцией в сообщение включается информация о неисправности ОД 23 и номере i-го вывода ОД 23, с которого считана ошибочная ответная реакция. Результаты проверки могут быть распечатаны на принтере 6 в нужном формате.
Анализ причин недееспособности можно проводить по сформированным таблицам и осциллограммам ответных реакций, что позволяет достаточно точно локализовать причину неисправности и сократить время ее устранения.
Порты ввода-вывода могут быть реализованы на базе плат дискретного ввода-вывода Advantech PCI-1753 и PCI-1758, блок аналогового ввода и блок аналогового вывода - на базе многофункциональной платы сбора данных Advantech PCI-1716, а блок шинных формирователей, дешифраторы, селектор и буферные элементы могут быть реализованы на базе ИС МАХ4602 и ADG406.
Таким образом, введение блока аналогового ввода и блока аналогового вывода повышает функциональные возможности системы, расширяет
номенклатуру объектов диагностирования и сокращает время поиска их неисправностей.