Встроенный модуль диагностирования

Полезная модель относится к средствам диагностики цифровых систем, имеющих шинную организацию (микроконтроллеры, небольшие ЭВМ, и цифровые управляющие автоматы) и может быть использована в системах управления техпроцессом и учета параметров.

Техническим результатом является реализация встроенного модуля диагностирования цифрового устройства с управлением по последовательной шине.

Сущность полезной модели заключается в том, что разработан встроенный модуль диагностирования, управляемый по последовательной шине, который состоит из контроллера последовательной шины, микроконтроллера, управляющей памяти, ОЗУ и буферов. Модуль диагностирования управляется по последовательной шине от ЭВМ (переносного компьютера) - блока диагностики, и является встроенным в объект диагностики цифровым автоматом - подключается к системной шине через разъем.

Полезная модель относится к средствам диагностики цифровых систем, имеющих шинную организацию (микроконтроллеры, небольшие ЭВМ, и цифровые управляющие автоматы) и может быть использована в системах управления техпроцессом и учета параметров.

Известен программно-аппаратный стенд для диагностики цифровых и микропроцессорных блоков (патент РФ 73093 МПК G05B 23/00 и G06F 11/30, 10.05.2008), содержащий блок дискретного ввода-вывода, источник внешнего питания тестируемых блоков, ПЭВМ. Тестируемый (диагностируемый) цифровой блок подключается через переходное устройство к блоку дискретного ввода-вывода, который установлен в системную шину ISA управляющего компьютера.

Известен автоматизированный ремонтный стенд (БАРС) (патент РФ 2421787, МПК G06F 11/22 и G05B 23/02, 20.06.2011), содержащий компьютер с программным обеспечением и аппаратной частью, в состав которой входит интеллектуальный контроллер со встроенным процессором, связанным с ЭВМ и с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), а также арбитр шины, соединенный с адресным портом и портом ввода-вывода интеллектуального контроллера, при этом все внутренние устройства аппаратной части управляются процессором по внутренней локальной шине - прототип.

Недостатками этого устройства является невозможность применения его как встроенного блока диагностирования и сложность конструкции.

Задачей полезной модели является повышение надежности функционирования объекта диагностики (ОД) путем оперативного проведения диагностики (во время рабочего цикла ОД).

Техническим результатом является применение встроенного модуля диагностирования, управляемого по последовательной шине, позволяющего оперативное проведение диагностики (во время рабочего цикла ОД).

Это достигается тем, что встроенный модуль диагностирования с возможностью управления от компьютера (блока диагностики), содержит контроллер последовательной шины, микроконтроллер с управляющей памятью, ОЗУ и буферы для соединения с шиной ОД, причем новым является то, что модуль диагностирования выполнен в виде цифрового автомата, встроенного в объект диагностики и подсоединенного через разъем к шине ОД, при этом в качестве микроконтроллера применен микроконтроллер с микропрограммным управлением, а в качестве управляющей памяти - ПЗУМК - постоянное запоминающее устройство микрокоманд с возможностью ее перепрограммирования.

На фиг.1 представлена система диагностирования в минимальной конфигурации - с одним объектом диагностики (ОД), на фиг.2 - структурная схема модуля диагностирования.

Система диагностирования состоит из блока диагностики (БД) 1 (ЭВМ - переносного компьютера - например, ноутбука) для автоматического управления процедурой диагностирования и отображения результата проверки на дисплее. БД соединяется с микропрограммным модулем диагностирования 2 (который преобразует управляющее воздействия от БД в последовательность стимулирующих воздействий для ОД) по последовательной шине 3. Модуль диагностирования 2 встроен в объект диагностики (ОД) 4, то есть подключается к шине ОД через разъем (фиг.1).

Функциональные блоки модуля диагностирования: контроллер последовательной шины 1, микроконтроллер с микропрограммным управлением 2, постоянное запоминающее устройство микрокоманд (ПЗУМК) 3, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 4, и буферы 5 сигналов адреса, данных и управления, объединены по правилам внутреннего системного интерфейса (фиг.2).

При проведении процедуры диагностирования с помощью БД 1 определяется тип тестируемого ОД 4 и выбирается программа диагностирования. Далее с помощью модуля диагностирования 2, выполняется блокировка процессора ОД. Из БД 1 по последовательной шине 3 в модуль диагностирования 2 пересылаются управляющие «тест-команды» (фиг.1). В модуле диагностирования через контроллер последовательной шины 1, предназначенный для приема входных управляющих тест-команд и адаптации модуля к последовательной шине, тест-команды под управлением микроконтроллера 2, записываются в ОЗУ 4. С этой целью контроллер последовательной шины 1 по правилам системного интерфейса соединяется двусторонней связью с микроконтроллером 2 и ОЗУ 4 (фиг.2). Микроконтроллер 2 считывает сохраненные в ОЗУ 4 управляющие тест-команды и выполняет соответствующие им, считанные из ПЗУ МК 3 последовательности микрокоманд (микропрограммы). Микроконтроллер 2 соединяется по системному интерфейсу с ОЗУ 4 и ПЗУМК 3. При выполнении микропрограмм микроконтроллер 2 формирует стимулирующие воздействия, которые посредством буферов 5 (фиг.2), пересылаются в ОД 4 (фиг.1). Буферы соединяются двусторонней связью с микроконтроллером 2 и ОЗУ 4 (фиг.2). Ответные реакции ОД 4 на стимулирующие воздействия считываются модулем диагностирования. В результате выполнения всех тест-команд в ОЗУ 4 модуля диагностирования формируется файл результатов сравнения, который по последовательной шине 3 пересылается в БД (фиг.1), где выполняется анализ диагностики ОД и делаются выводы о работоспособности объекта диагностики в целом и каждого из его функциональных устройств.

Особенность применяемой системы диагностики состоит в подаче на объект специально организуемых тестовых воздействий от средств диагностики (этап стимуляции) и получении оценки реакции.

Разработанное устройство найдет применение в системах: управления технологическим процессом, связи, учета параметров, и в других системах на предприятиях, что эксплуатируются непрерывно и длительное отключение которых приведет к нарушению техпроцесса или сбою в работе. При этом во время функционирования объекта встроенный модуль диагностирования, по команде блока диагностики, периодически, на короткие промежутки времени берет на себя управление шиной процессора объекта и диагностирует его блоки (ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода).

Введение модуля диагностирования в ОД позволяет сократить интервал между процедурами диагностики и свести к минимальному время выполнения процесса диагностирования, что повысит надежность функционирования ОД.

Встроенный модуль диагностирования, управляемый по последовательной шине от компьютера (блока диагностики), содержащий контроллер последовательной шины, предназначенной для приема из блока диагностики управляющих тест-команд, сохраняемых в ОЗУ модуля диагностирования, считываемых микроконтроллером, предназначенным для расшифровки управляющих тест-команд в последовательность микрокоманд путем обращения к ПЗУ микрокоманд, пересылки их через буферы как элементарных стимулирующих воздействий в ОД и считывания ответных реакций модуля диагностирования, отличающийся тем, что выполнен в виде цифрового автомата, встроен в объект диагностики и подключен к шине объекта через разъем, при этом преминен микроконтроллер с микропрограммным управлением, а в качестве управляющей памяти - ПЗУМК - постоянное запоминающее устройство микрокоманд с возможностью ее перепрограммирования.