Логический анализатор (ЛА)

Напряжения, появляющиеся в разных точках МПС, преобразуются ЛА в четкие последовательности логических уровней. Это преобразование осуществляется с помощью входных компараторов уровня, на которые подаются сигналы с ША, ШД, ШУ. Число входов у ЛА составляет 16, 24 или 32. Входные напряжения сравниваются с пороговым напряжением, которое выбирается как полусумма сигналов, соответствующих логическим нулю и единице.

ТТЛ:

Рис.3

В моменты, соответствующие синхроимпульсам, полученный на выходе компараторов многоразрядный код считывается в буферный регистр (см. структурную схему рис 4.) Из буферного регистра по синхроимпульсам информация передается в ЗУ и одновременно в логический компаратор. ЗУ можно выполнить из нереверсивных сдвиговых регистров, число которых равно числу разрядов буферного регистра. В моменты появления синхроимпульсов, содержимое нереверсивных регистров сдвига перемещается вправо, и в освобождаемый младший разряд каждого регистра принимается содержимое соответствующего разряда буферного регистра. При этом выдвигаемая из регистра сдвига информация теряется. Таким образом, в таком ЗУ удерживаются данные, поступившие из буферного регистра за последние 16 (24, 32) тактов.

Аналогичные процессы можно воспроизвести в ЗУ типа стек, если предусмотреть в нем, например 16 шестнадцатиразрядных ячеек и четырехразрядный счетчик в качестве указателя стека. Синхроимпульсы изменяют на единицу содержимое указателя стека, и по образовавшемуся адресу производится запись информации в стек, которая поступает из буферного регистра.

Если в процессе отладочных работ обнаруживается выдача МПС неверных результатов, то возникает необходимость выявления участков программы, которые могут быть причиной возникновения неверного результата.

Определение таких точек в программе требует просмотра содержимого шин интерфейса за некоторое число тактов на участке программы, подозреваемом в ошибочном выполнении. Эту информацию можно получить из ЗУ.

Пусть ввод информации в ЗУ прекращается в момент, когда на подключаемой ко входу ЛА шине появляется слово, возникающее при выполнении интересующей нас команды (контрольное слово). Тогда в ЗУ окажутся 16 слов, принятых в течение 16-ти предыдущих тактов. После обнаружения в буферном регистре контрольного слова можно закрыть доступ к ЗУ новых данных с задержкой на некоторое число «к» тактов. При этом в ЗУ окажутся зафиксированными данные, принятые в течение (16-к) предыдущих тактов и «к» последующих тактов.

Выявление момента, когда в буферном регистре появляется контрольное слово, осуществляется логическим компаратором, на входе которого оператор с помощью тумблеров набирает нужное слово в двоичном коде. Генератор задержки по установленному значению «к» воздействует на блок управления памятью, закрывая доступ к ЗУ новых данных на определенном такте. С помощью модуля управления выдачей данных содержимое ЗУ отображается на экране ЭЛТ, встроенной в ЛА. При этом могут использоваться различные формы представления данных, находящихся в ЗУ. Этим данным могут быть приданы следующие формы:

1) временных диаграмм;

2) таблиц данных;

3) карт состояния.

Рассмотрим эти формы.

Первая форма удобна при отладке аппаратных средств, когда необходим анализ временных соотношений между сигналами, возникшими в различных шинах, а также для выявления ложных импульсов и помех. Получение таких диаграмм достигается в результате последовательного циклического считывания содержимого ЗУ и подачей считанных данных на отдельные входы многоканальной ЭЛТ ЛА.

Второй способ реализуется путем установки в каждой входной шине ЛА триггеров, которые сбрасываются в ноль по синхроимпульсу контролируемой МПС и используются для регистрации коротких импульсов помех.

Вторая форма удобна на этапе комплексной отладки МПС. При этом содержимое ЗУ отображается на экране ЭЛТ в виде чисел, представляемых в двоичной или шестнадцатеричной системах счисления. Каждое такое число отображает комбинацию логических уравнений сигналов, поступивших на вход ЛА в последовательные моменты времени.

Третья форма. При ее использовании разряды выводимых из ЗУ данных разбиваются на две группы. Каждая группа разрядов подается на входы отдельного ЦАП. Выходное напряжение одного ЦАП используется в качестве горизонтальной, а другого ЦАП - вертикальной развертки осциллографа. При этом каждому значению выводимых из ЗУ данных, относящихся к одному и тому же моменту времени, соответствует определенное положение светящейся точки на экране ЭЛТ. Последовательности поступающих из ЗУ данных соответствует последовательность точек, образующих на экране фигуру. Такая форма отображения информации в ЗУ удобна для контроля аппаратуры на этапе серийного производства МПС или ее эксплуатации. Если форма фигуры, соответствующая исправной МПС известна, то при наличии неисправности форма фигуры меняется (луч выходит за контуры эталонной фигуры, нанесённой на экран осциллографа).

Технические характеристики современного ЛА типа В-141 приведены в Приложении 1.