Цифрлық жүйелердің сынақ диагностикасы. Цифрлық құрылғыларды бақылау және диагностикалау әдістері мен құралдары IVC Жобаланған цифрлық құрылғыны бақылау және сынау

Цифрлық құрылғыларды бақылау және диагностикалау үшін әдістердің екі негізгі тобы қолданылады: тестілік және функционалдық. Оларды жүзеге асыру үшін аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету қолданылады. Сынақтық бақылау кезінде арнайы әсерлер (сынақтар) қолданылады, басқарылатын жүйенің (құрылғы, түйін) реакциялары, әдетте, мақсаты бойынша жұмыс істемейтін уақытта жазылады және талданады. Бұл басқарудың осы түрінің көлемін анықтайды: жүйелерді баптау процесінде, нормативтік актілер кезінде, қалыпты жұмыс басталғанға дейін жүйелерді автономды сынау үшін.

Функционалдық басқару жүйенің жұмысы кезінде оны бақылауға және диагностикалауға арналған. Алайда, егер жүйеде функционалдық басқару құралдары болса, онда олар, әдетте, сынақтық бақылауда да қолданылады. Функционалдық бақылау құралдары мыналарды қамтамасыз етеді:

Басқару нүктесінде ақауды оның бірінші пайда болған сәтінде анықтау, бұл ақаулық әрекетін тез бұғаттау қажет болған жағдайда өте маңызды;

Ақаулық болған кезде жүйенің жұмысын бақылау үшін, атап айтқанда жүйе құрылымын өзгерту (қайта конфигурациялау) үшін қажетті ақпаратты беру;

Ақаулықтарды жою уақыты қысқарды.

Қолдану аппараттық құрал функционалдық басқару, артық жабдық негізгі жабдықпен бір мезгілде жұмыс істейтін түйін немесе құрылғы құрылымына енгізіледі. Негізгі және басқару аппаратурасының жұмысы кезінде пайда болатын сигналдар белгілі бір заңдылықтар бойынша салыстырылады. Осындай салыстыру нәтижесінде басқарылатын түйіннің (құрылғының) дұрыс жұмыс істеуі туралы ақпарат қалыптасады.Қосымша жабдық ретінде қарапайым жағдайда тексерілген түйіннің көшірмесі (құрылымдық артық деп аталатын) пайдаланылады, мысалы. сондай-ақ кодтардың екі бірдей жиынтығын салыстыру түріндегі ең қарапайым басқару коэффициенті. Жалпы жағдайда қарапайым басқару құрылғылары қолданылады, бірақ бақылау коэффициенттерін алу әдістері күрделене түседі.

Негізгі және басқару құрылғыларының жұмысын бақылау үшін салыстыру әдістері қолданылады: кіріс және шығыс сөздер, ішкі күйлер мен ауысулар.

Бірінші әдіс қайталауға, ірілеуге, сондай-ақ тыйым салынған код комбинациялары арқылы бақылауға сәйкес келеді. Ол сонымен қатар артық кодтау әдістерін қамтиды. Артық кодтау енгізілетін, өңделетін және шығарылатын ақпаратқа қосымша белгілерді енгізуге негізделген, олар негізгілерімен бірге қателерді анықтау (түзету) қасиеттері бар кодтарды құрайды. Екінші әдіс негізінен сандық басқару құрылғыларын басқару үшін қолданылады.

Бақылау үшін кодтардың келесі түрлері кең тарады: паритеттік тексеруі бар код, Хамминг коды, итеративті кодтар, тепе-теңдік кодтары, қалдықтардағы кодтар және циклдік кодтар.

Паритет (тақ) тексеруі бар кодқарапайым (артық емес) код, бір артық (басқару) разряд болып табылатын ақпараттық разрядтар тобына қосу арқылы қалыптасады. Тепе-теңдікті пайдаланған кезде, кодтағы бірліктердің саны жұп болса, паритеттің тексеру цифры «0», ал бірліктердің саны тақ болса, «1» болады. Болашақта беру, сақтау және өңдеу кезінде сөз өз категориясымен бірге беріледі. Ақпаратты беру кезінде қабылдау құрылғысы тексеру цифрының мәні сөз бірліктерінің қосындысының паритетіне сәйкес келмейтінін анықтаса, онда бұл қатенің белгісі ретінде қабылданады. Тақ паритет үшін ақпараттың толық жоғалуы бақыланады, өйткені нөлдерден тұратын кодтық сөзге тыйым салынады. Тепе-теңдікпен тексерілген кодтың артықшылығы аз және тепе-теңдік тексеруін жүзеге асыру үшін көп жабдықты қажет етпейді. Бұл код басқару үшін қолданылады: регистрлер арасында ақпаратты тасымалдау / жіберу, жедел жадтағы ақпаратты оқу, құрылғылар арасындағы алмасу.

Итеративті кодтарсыртқы жад пен процессор арасында, екі процессор арасында және басқа жағдайларда кодтар массивтерін тасымалдауды басқару үшін қолданылады. Итеративті код берілген сөздер массивінің (екі өлшемді код) әрбір бағанына әрбір жолға қосымша паритет биттерін қосу арқылы қалыптасады. Сонымен қатар паритет сөз массивінің диагональды элементтері арқылы да анықталуы мүмкін (көп өлшемді код). Кодтың анықталу мүмкіндігі қосымша басқару таңбаларының санына байланысты. Ол бірнеше қателерді анықтауға мүмкіндік береді және оңай жүзеге асырылады.

Корреляциялықкодтар сөздің ақпараттық бөлігінің әрбір битіне қосымша таңбаларды енгізумен сипатталады. Сөздің кез келген битінде 0 болса, онда корреляциялық кодта «01», 1 болса, «10» таңбасы жазылады. Кодтың бұрмалануының белгісі «00» және «11» таңбаларының пайда болуы.

Қарапайым қайталау коды(сәйкестікті бақылау) бастапқы кодтық комбинацияның қайталануына негізделген, декодтау кодтың бірінші (ақпараттық) және екінші (тест) бөліктерін салыстыру арқылы жүзеге асады. Егер бұл бөліктер сәйкес келмесе, қабылданған комбинация қате болып саналады.

Тепе-теңдік кодтарықұрылғылар арасындағы деректерді тасымалдауды басқару үшін, сондай-ақ байланыс арналары бойынша деректерді тасымалдау кезінде қолданылады. Тепе-теңдік коды – белгілі бір бірлік саны бар код (салмақ – кодтағы бірлік саны). Тепе-теңдік кодының мысалы ретінде «5»-тен «2», «8-тен» кодты келтіруге болады. Тепе-теңдік кодтарының шексіз саны бар.

Тыйым салынған комбинацияларды бақылау,микропроцессорлық құрылғылар тыйым салынған комбинациялардың пайда болуын анықтайтын арнайы схемаларды пайдаланады, мысалы, жоқ мекенжайға қол жеткізу, жоқ құрылғыға қол жеткізу, адресті дұрыс таңдамау.

Хамминг түзету кодысөздің қолжетімді ақпараттық биттеріне белгілі бір сан қосылатындай етіп құрастырылған Dақпараттық разрядтардың белгілі бір топтары үшін бірліктердің қосындыларының паритеттерін есептеу арқылы ақпаратты жіберу алдында қалыптасатын биттерді тексеру. Қабылдаушы жақтағы басқару құрылғысы қабылданған ақпараттан қате адресін және ұқсас паритеттік есептеулер арқылы басқару биттерін қалыптастырады, қате разряд автоматты түрде түзетіледі.

Циклдік кодтарсөзді құрайтын екілік таңбаларды тізбектей беру құралдарында қолданылады. Мұндай құралдардың типтік мысалы дискретті деректер жіберілетін байланыс арнасы болып табылады. Олардың атын анықтайтын циклдік кодтардың ерекшелігі, егер N-таңбалы кодтық комбинация берілген кодқа жататын болса, символдардың циклдік ауыстырылуы арқылы алынған комбинация да осы кодқа жатады. Мұндай кодтармен жұмыс істеу кезінде кодтау және декодтау жабдығының негізгі элементі қажетті циклдік қасиеттерге ие кері байланысы бар ауысымдық регистр болып табылады. N-таңбалы санның циклдік коды кез келген жүйелі код сияқты ақпарат пен басқару таңбаларынан тұрады, соңғысы әрқашан ең аз мәнді сандарды алады. Сериялық беріліс ең маңызды цифрдан жасалғандықтан, басқару таңбалары кодтың соңында беріледі.

Бағдарламалық қамтамасыз етуфункционалдық басқару құралдары аппараттық қателерді анықтау тиімділігі жеткіліксіз болған жағдайда жеке құрылғылардың, жүйелердің және желілердің жұмысының сенімділігін арттыру үшін қолданылады. Бағдарлама әдістеріфункционалдық диагностика қателерді анықтауды қамтамасыз ету үшін жұмыс барысында қатысатын объектілер арасында белгілі бір байланыстарды орнатуға негізделген. Объектілер ретінде жеке командалар, алгоритмдер, программалық модульдер, бағдарламалық кешендер (функционалдық және сервистік) әрекет ете алады.

Басқару коэффициенттері жүйелік, алгоритмдік, бағдарламалық және микропрограммалық деңгейлерде белгіленеді.

Басқару мемлекеттерінің қалыптасуы екі принципке негізделген:

Кодтау теориясына негізделген функционалдық диагностика әдістерінің әртүрлі деңгейлерін бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы енгізу, т.б. ақпараттың артық болуы пайдаланылады;

Есептеу процесін түрлендіру арқылы уақытша артықтықты (қос және еселік санау, алдын ала есептелген шектермен салыстыру, алгоритмді қысқарту және т.б.) қолдануға негізделген әртүрлі ережелер бойынша арнайы арақатынастарды құрастыру.

Екі принцип те процессор құралдарымен орындалатын барлық негізгі операцияларды диагностикалау үшін қолданылады - енгізу-шығару операциялары, ақпаратты сақтау және беру, логикалық және арифметикалық.

Қадір бағдарламалық құралдарфункционалдық бақылау – қателерді жылдам анықтау үшін кез келген комбинацияны қолданудың икемділігі мен мүмкіндігі. Олар ақпаратты өңдеудің қажетті сенімділік деңгейін қамтамасыз етуде маңызды рөл атқарады. Оларды жүзеге асыру үшін олар компьютердің уақыты мен жадының қосымша шығындарын, қосымша бағдарламалау операцияларын және басқару деректерін дайындауды талап етеді.

Екі немесе бірнеше рет санау арқылы басқаружалпы мәселені немесе оның жеке бөліктерін шешудің екі немесе одан да көп рет орындалуынан тұрады. Нәтижелер салыстырылады және олардың сәйкес келуі адалдық белгісі болып саналады. Пайдаланылғаннан көп күрделі ережелерсалыстырулар, мысалы, ірілендірілген, дұрыс нәтиже ретінде қабылданған кезде, бұл дұрыс нәтижелердің көбірек санына сәйкес келеді.

Қос немесе көп реттік санауды жүзеге асыру салыстыру жүргізілетін бақылау нүктелерін анықтаудан және аралық және соңғы есептеулердің нәтижелерін сақтау үшін жадтың арнайы көлемін бөлуден, салыстыру командаларын қолданудан және есептеуді жалғастыру үшін шартты өтуден тұрады (егер нәтижелер сәйкес) немесе келесі қайталауға (егер нәтижелер сәйкес келмесе.).

Қысқартылған алгоритм әдісімен басқару,процессор орындайтын алгоритмдерді талдау негізінде қысқартылған алгоритм деп аталатын алгоритм құрастырылады. Мәселе қажетті дәлдікті қамтамасыз ететін толық алгоритммен де, дәлдігі аз болса да шешімді жылдам алуға мүмкіндік беретін қысқартылған алгоритм арқылы да шешіледі. Содан кейін нақты және шамамен алынған нәтижелер салыстырылады. Қысқартылған алгоритмнің мысалы ретінде дифференциалдық теңдеулерді шешу кезінде шешім қадамын (ұлғайту) өзгертуді айтуға болады.

Ауыстыру әдісі. Теңдеулер жүйесін, оның ішінде сызықты емес және трансцендентальды теңдеулер жүйесін шешу кезінде табылған мәндерді бастапқы теңдеулерге ауыстыру қарастырылады. Осыдан кейін қалдықтарды анықтау үшін теңдеудің оң және сол бөліктері салыстырылады. Егер қалдықтар көрсетілген шектен шықпаса, шешім дұрыс деп саналады. Мұндай бақылауға кететін уақыт әрқашан екінші шешімге қарағанда аз. Сонымен қатар, осылайша тек кездейсоқ емес, сонымен қатар қосарланған санау арқылы жиі жіберіп алатын жүйелі қателерді де анықтаңыз.

Лимиттік сынақ әдісінемесе «айырлар» әдісі. Көптеген есептерде қажетті мөлшерлердің бір бөлігі жатуы тиіс шектерді («айыр») алдын ала табуға болады. Мұны, мысалы, осы алгоритммен сипатталған процестерді шамамен талдау негізінде жасауға болады. Бағдарлама белгіленген шектерде айнымалыларды табуды тексеру жүзеге асырылатын белгілі бір нүктелерді қарастырады. Бұл әдіс жұмысты жалғастыруды мағынасыз ететін өрескел қателерді анықтай алады.

Қосымша сілтемелер арқылы тексеру. Кейбір жағдайларда бақылау үшін ізделетін мәндер арасындағы қосымша қатынастарды қолдануға болады. Мұндай байланыстардың типтік мысалы ретінде белгілі тригонометриялық қатынастарды айтуға болады. Кездейсоқ процестерді өңдеу, статикалық өңдеу тапсырмалары үшін корреляцияны қолдануға болады. Бұл тәсілдің нұсқасы баланс әдістері деп аталады, олардың мәні деректердің жеке топтары белгілі бір арақатынастарды қанағаттандырады. Әдіс сәтсіздіктерден туындаған қателерді анықтауға мүмкіндік береді.

Артық айнымалылар әдісіқосымша айнымалыларды енгізуден тұрады, олар не негізгі айнымалылармен белгілі қатынастармен байланысты, не белгілі бір шарттарда осы айнымалылардың мәндері алдын ала белгілі.

Кері санақты басқару,сонымен бірге алынған нәтиже (функция мәндері) бойынша бастапқы деректер (аргументтер) табылып, бастапқы көрсетілген бастапқы деректермен салыстырылады. Егер олар сәйкес келсе (берілген дәлдікпен), онда нәтиже дұрыс деп саналады. Кері санау үшін кері функциялар жиі қолданылады. Бұл әдісті қолдану кері функцияларды орындау үшін аздаған нұсқауларды, компьютер уақытын және жады шығындарын қажет ететін жағдайларда мақсатқа сай.

Бақылау сомасы әдісі. Кодтық сөздердің жеке массивтеріне (бағдарламалар, бастапқы деректер және т.б.) барлық сөздерді қосу арқылы алдын ала алынатын артық басқару сөздері тағайындалады. берілген массив. Бақылауды жүзеге асыру үшін массивтің барлық сөздерін жинақтау және сілтеме сөзбен разрядтық салыстыру жүргізіледі. Мысалы, байланыс арнасы бойынша деректерді беру кезінде бақылау сомасын алу үшін кірісте жіберілетін жазбалар тобының барлық кодталған сөздері, сандары және символдары жинақталады. Бақылау сомасы деректермен бірге жазылады және беріледі.

Жазбаларды санау әдісімен бақылау. Жазба - бұл қандай да бір объектіні немесе процесті сипаттайтын нақты бекітілген деректер жиынтығы. Жеке массивтердегі жазбалар санын алдын ала есептеуге болады. Бұл нөмір жадта сақталады. Сәйкес деректер жинағын өңдеу кезінде бақылау сомасы жоғалған немесе өңделмеген деректерді анықтау үшін мерзімді түрде тексеріледі.

Мәселені шешуге уақытты бақылаужәне шығару нәтижелерінің жиілігі, есептеу процесінің дұрыстығын анықтау принциптерінің бірі болып табылады. Шешімнің ұзақтығының шамадан тыс артуы бағдарламаның «циклін» көрсетеді. Дәл осындай мақсатқа нақты уақыт жүйелерінде қолданылатын маркер импульстері (немесе уақыт белгілері) қызмет етеді. Маркер импульстері нұсқаулар тізбегіндегі қатеге байланысты процессордың тоқтап қалуын немесе дұрыс емес есептеу циклдерін орындауын болдырмау үшін қолданылады. Олар бүкіл алгоритм үшін де, жеке бөлімдер үшін де қолданылады.

Бұл әдістерді жүзеге асыру басқа бағдарламалардың үзілістерін ескере отырып, ең ұзын командалық маршрутты анықтаудан тұрады. Процессордың бір бөлігі ретінде бағдарлама уақытының есептегіші пайдаланылады, оған бағдарламаны іске асырудың максималды рұқсат етілген уақыты орнатылады. Есептегіш нөлге жеткенде, бағдарламаның үзілуін қамтамасыз ететін рұқсат етілген басқару уақытынан асып кету сигналы жасалады. Командалар мен программалық модульдердің орындалу ретін бақылау екі әдіспен жүзеге асырылады. Бағдарлама бөлімдерге бөлінген және әрбір бөлім үшін конволюция есептеледі (операторлар санын санау арқылы, қолтаңбаны талдау әдісімен, кодтарды қолдану арқылы). Содан кейін программаның ізі алынады және ол үшін конволюция есептеледі және алдын ала есептелгенмен салыстырылады. Тағы бір әдіс - әрбір бөлімге белгілі бір код сөзі (сайт кілті) тағайындалады. Бұл кілт таңдалған ЖЖҚ ұяшығына бөлімді орындау басталғанға дейін жазылады, бөлімнің соңғы командаларының бірі «оның» кілтінің бар-жоғын тексереді. Егер кодтық сөз бөлімге сәйкес келмесе, онда қате бар. Тармақталған бағдарламалардың түйіндері қайталап санау арқылы тексеріледі, ал бір ғана тармақты таңдау кілттер арқылы тексеріледі. Бағдарламаның циклдік бөлімдерін басқару қосымша бағдарлама санауышын ұйымдастыру есебінен циклдің қайталану санын тексеруден тұрады.

Сағат сынақ бақылау түйіндерді, құрылғыларды және тұтастай жүйені тексеру арнайы жабдықтың – сынақ әсерлерінің генераторларының және шығу реакцияларының анализаторларының көмегімен жүзеге асырылады. Қосымша жабдықтың қажеттілігі және уақыт шығындары (тұрақты (сынақ кезінде жұмыс істеу) мүмкін еместігі) сынақ әдістерін қолдануды шектейді.

Кәдімгі бағдарламамен тестілеу, мұндай тестілеуді ұйымдастырудың функционалдық схемасы алдын ала дайындалған статистикалық сынақтар жиынтығын қамтитын сынақ генераторын және шығыс реакцияны алдын ала алынған анықтамалық реакциямен салыстыру принципі бойынша жұмыс істейтін анализаторды қамтиды. арнайы құралдарменсынаққа дайындық.

Сағат ықтималдық тестілеу сынақ генераторы ретінде псевдокездейсоқ әсерлердің генераторы пайдаланылады, мысалы, кері байланыс бар ауысым регистрімен жүзеге асырылады. Анализатор белгілі бір ережелерге сәйкес шығыс реакцияларын өңдейді (сигналдардың санын математикалық құруды анықтайды) және алынған мәндерді анықтамалық мәндермен салыстырады. Анықтамалық мәндер бұрын түзетілген және тексерілген құрылғыда есептеледі немесе алынады.

байланыс сынағы(стандартпен салыстыру) ынталандыру әдісі кез келген болуы мүмкін (бағдарламалық қамтамасыз ету, псевдокездейсоқ әсерлер генераторынан) және эталондық реакциялар қайталанатын құрылғы (стандарт) арқылы тестілеу процесінде қалыптасады. Анализатор шығыс және анықтамалық жауаптарды салыстырады.

Синдромдық тестілеу(қосу санын санау әдісі). Функционалдық диаграммасұлбаның кірісінде 2Н жиынтық санауын тудыратын сынақ генераторын қамтиды, ал шығысында коммутация санын есептейтін санауыш бар, егер коммутация саны эталондық мәнге тең болмаса, онда схема ақаулы деп саналады.

Сағат қолтаңбаны тексеру Белгіленген уақыт аралығы үшін алынған шығыс реакциялары кері байланысы бар ауысым регистрінде өңделеді - ұзын тізбектерді қысқа кодтарға (қолтаңбаларға) сығуға мүмкіндік беретін қолтаңба анализаторы. Осылайша алынған қолтаңбалар есептеу арқылы немесе алдын ала жөндеуден өткен құрылғыда алынған анықтамалық қолтаңбалармен салыстырылады. Басқару объектісін ынталандыру псевдокездейсоқ әсерлердің генераторын қолдану арқылы жүзеге асырылады.

Қорытындылай келе, әмбебап бақылау әдісі жоқ екенін атап өткен жөн. Әдісті таңдау сандық құрылғының функционалдық мақсатына, жүйенің құрылымдық ұйымдастырылуына, сенімділік пен сенімділіктің қажетті көрсеткіштеріне байланысты жасалуы керек.

Ағымдық техникалық қызмет көрсетуді жүргізу кезінде немесе ӘТҚ ұшу алдындағы дайындық кезінде бақылаудың негізгі әдістері сынақ әдістері болып табылады. Ұшу кезінде басқарудың функционалдық әдістері негізгі болып табылады, ал сынау негізінен ақауларды, егер олар орын алса, локализациялау мақсатында жүргізіледі.

6. ӘСЕРІ БОЙЫНША ӨЛШЕУ-ЕСЕПТІК КЕШЕНДЕРДІҢ ЖАҒДАЙЫН БОЛЖАУ

БАҚЫЛАУ ОБЪЕКТІСІНДЕГІ СЕРІМДІЛІК ҚАСИЕТТЕР

Қазіргі заманғы цифрлық REM күрделі, мыңдаған және ондаған мың элементтерді қамтиды және олардың кез келгенінің істен шығуы REM жұмысын ең шешуші сәтте тоқтатуы мүмкін. Физикалық әдістералдыңғы тармақтарда сипатталған цифрлық РЭҚ жай-күйін бақылау, олардың әртүрлілігі мен тереңдігіне қарамастан жеткіліксіз сенімділікке ие. Анықтаманың сенімділігіне сәйкес сау күйцифрлық REU (TR), физикалық әдістерден басқа, диагностика мен бақылаудың тиімді сынақ әдістерін қолдануға болады. Сынақтық басқарудың мәні басқару орталығына берілетін және кіріс сигналына осындай реакция тудыратын сынақ сигналы болып табылады, ол басқару орталығының жұмыс жағдайында екенін көрсетеді.

CC бақылау сынағы ресми түрде цифрлық түйіннің денсаулығын бақылауды қамтамасыз ететін кіріс жиындарының және олардың сәйкес шығыс жиындарының реттілігі ретінде анықталады. Бақылау сынақтары статистикалық режимде S = 0(1) бір тұрақты ақауларды анықтауға мүмкіндік беретіндей құрастырылған.

Өнімділік келесідей бақыланады. Бақылау сынақ жинақтары CC кірісіне беріледі. CC-дан алынған шығыс жиынтықтары анықтамалық жинақтармен салыстырылады. Шығарылатын сынақ жиындарының әрқайсысы анықтамалық жинақтармен сәйкес келсе, КҚ жұмыс істейтін болып саналады. Бақылау сынақтары басқару орталығының электр сұлбаларын талдау негізінде құрастырылады. Егер басқару және анықтамалық жиынтықтардың сигналдары сәйкес келмесе, одан әрі сынақ ағыны тоқтатылады және осы жинақта ақаулық (ақау) диагнозы қойылады. Ақаулық диагностикасы басқару және анықтамалық жинақтар арасындағы сәйкессіздік жазылатын CC шығысынан басталады. Осы шығыспен қосылған схеманың сол логикалық элементінде шығыс сигналы U және кіріс сигналдары x1....xk өлшенеді, мұндағы k - CC элементтерінің кірістерінің саны. Жұмыс істеу алгоритміне сәйкес кіріс сигналдарының өлшенген мәндеріне сәйкес (Uo – шығыс сигналының мәні, ол келесідей болуы керек: Uo = f(x1, x2, ..., xk). U ≠ Uo теңсіздігі жағдайында элементтің өзі оның шығысынан сәтсіз немесе гальваникалық қосылым деп есептеледі. U = Uo болғанда, логикалық элементтің маңызды кірістері, содан кейін осы кірістермен байланысты логикалық элементтер анықталады. маңызды элемент деп логикалық сигналдың өзгеруі шығыстағы сигналдың өзгеруіне әкелетін кіріс элементі деп түсініледі Сипатталған өлшемдер маңызды кірістермен байланысты барлық элементтер үшін орындалады Өлшемдер ақау анықталғанша немесе сәйкес сандық түйін кірістеріне.

Егер триггер CC тізбегінің элементі ретінде әрекет етсе, онда ол үшін Uo = f(x1,x2,…,xk,U"), мұндағы U" - триггердің алдыңғы күйі. Сондықтан Uo әрбір жиында анықталмайды. R, S кірістері бар RS флип-флоп үшін Uo=l жиынында, U = 0 жиынында, Uo жиынында U"-ға байланысты 0 немесе 1 болуы мүмкін. Егер Uo сигналын өлшеу нәтижелерінен орнатуға болады. , содан кейін ақау U анықтау, оның параметрлерін өлшеу, оларды Uo параметрлерімен салыстыру және салыстыру арқылы диагностикаланады.

Мысалы, басқару орталығындағы ақауды диагностикалауды қарастырыңыз (7.2-сурет). Сәтсіздік D1/13 кірісінде логикалық нөл ретінде көрінеді. Бақылау сынағы (бірінші жиынтық) реттілікке ие:

Кіріс: 1/1 1/15 1/23 1/32 2/2 2/8 2/18 2/33

Розеткалар: 1/18 2/14

Сәтсіздік бақылау сынағының бірінші жинағында көрінеді.

Схематикалық диаграммаға сәйкес диагностиканың реттілігі Кестеде көрсетілген. 7.1.

Басқару орталығын схемалық схема бойынша диагностикалаудан басқа, кестелер бойынша диагностикалау әдісі бар. Осы әдіске сәйкес бақылау тестінің әрбір жинағы үшін диагностикалық кестелер құрастырылады, толық және қысқартылған. Толық диагностикалық кесте бірнеше ақауларға арналған; синглы болып қысқартылған. Қысқартылған диагностикалық кесте алдыңғы бақылау сынақтарының бірде-бір жиынында тексерілмеген IC элементтерін ғана қамтиды. Кестелер белгілі бір ережелерге сәйкес құрастырылады, оларды мысал арқылы қарастыру ыңғайлы (7.2 кестені қараңыз). Кестенің жолында олар басып шығарады: жоқ. КО; сынақты басқаруды орнату арнасының нөмірі; пин нөмірі және қосқыш нөмірі; Коннектор штифіне қосылған микросұлбаның шығыс істікшесінің нөмірі және микросұлбаның өзінің нөмірі; жоқ. және ішінде. осы жинақта тексерілген микросұлба контактілері.

Егер қысқартылған кестеде жолдың ортасындағы кейбір элементтер алдыңғы қысқартылған кестелердің біріне қосылса, онда қарастырылып отырған жолда бұл элементтер бір-бірінен айырмашылығы жоқ, олардың орнына эллипс қойылады.

Кесте бойынша ақауларды диагностикалау келесі түрде жүзеге асырылады. Қысқартылған кесте сәйкессіздік табылған жиынның саны бойынша таңдалады. Диагностика басқару орталығының шығысынан басталады, оған дұрыс емес нәтиже жазылады және диагностикалық кестенің әрбір жолы үшін дәйекті түрде орындалады. Кесте жолының әрбір элементі үшін логикалық мәндердің мәндері салыстырылады.

кестенің сәйкес басқару мәндері бар кірістер мен шығыстардағы сигналдар. Шығу ақпараты басқару элементіне сәйкес келмейтін элементте тоқтау керек. Сәтсіз элемент не осы элемент, не кірістері осы элементтің шығысына қосылған элементтердің бірі немесе элементтің шығысын басқа элементтердің кірістерімен байланыстыратын басып шығарылған өткізгіш, қуат көзі, а корпус және басқа түйіндер. Кестелер бойынша CC диагностикасының мысалы Кестеде келтірілген. 5.2, 5.3.

IM үшін бақылау сынақтарын құру мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін соңғысының сынақ қабілеттілігінің тиісті деңгейі болуы және осыған байланысты белгілі бір талаптарға сай болуы қажет. Сынақ қабілеттілік талаптарына сәйкестік сынақтардың күрделілігін төмендетеді және олардың өнімділігін арттырады.

Басқару орталығының басқару мүмкіндігін арттырудың жалпы әдістері келесі ұсыныстарға дейін төмендейді: басқару орталығының тізбегіндегі кері байланыстардың санын, мүмкіндігінше азайту қажет; Ең алдымен, бұл сыртқы кері байланысқа қатысты. Кері байланыстарды жою коннектор контактілеріне шығумен конструктивті үзіліс арқылы жүзеге асырылуы мүмкін;

басқару тізбегінің цикл уақытын, яғни кірістен шығысқа дейінгі сигналдың таралу тізбегіндегі жады элементтерінің санын, сондай-ақ сигналдың таралу тізбегіндегі тізбек элементтерінің таңқаларлық санын қысқарту қажет; басқару орталығының бір шығысында әрекет ететін микросұлбалардың санын азайту қажет; КС жобалау кезінде схеманың барлық элементтерін қандай да бір тұрақты күйге ауыстыратын кіріс жиынтықтарының орнату ретін енгізу қажет; әрбір жад элементінің шығысы сыртқы контактілерге шығарылуы керек; «конвергентті тармақталу» типті құрылымдарды бұзу керек.

Басқару орталығының диагностикасын қамтамасыз ету үшін сипатталған техникалық шешімдер негізінен ШЖҚ және ИК-ті жобалау кезінде қабылданады. АЖ-да жабдықты іске қосу кезіндегі тапсырма қабылданған шешімдердің деңгейін және диагностиканың мүмкіндігі мен тиімділігін қамтамасыз ететін ұсыныстардың орындалуын бақылау болып табылады. техникалық қызмет көрсету PRUE.

Известия

ТОМСК ҚАЗАН РЕВОЛЮЦИЯСЫ ОРДЕНДІ ЖӘНЕ ЕҢБЕК ҚЫЗЫЛ ТУ ОРДЕНДІ ПОЛИТЕХНИКАЛЫҚ ИНСТИТУТЫ. С.М.КИРОВА

ЦИФРЛЫҚ ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫ АПРАМАЛЫҚ БАСҚАРУДЫҢ ТИІМДІЛІГІ МЕН СЕНІМДІЛІГІ

N. P. BANG

(Кафедраның ғылыми семинары ұсынған Информатика)

Цифрлық құрылғылардың (ҚБ) аппараттық басқару сұлбаларының (АС) сапасының маңызды көрсеткіштері – «басқарудың» тиімділігі мен сенімділігі қазіргі уақытта нақты анықталмаған. Бұл ұғымдарды нақтылау үшін АС-мен КҚ-ның әртүрлі күйлерінің жиынтығын қарастырайық (1-кесте). Сонымен бірге, бақылаудың тиімділігін бақылауда пайда болған қатені анықтау ықтималдығы деп түсінеміз.

1-кесте

Күй күй реакциясы

Бақыланатын тізбек Бақыланатын тізбек бақыланатын оқиға ескертуі

A B C

H0 0 0 0 жүйелік боттар

N, 0 0 1 Мүмкін емес оқиға

H.J 0 1 1 1 Esam көрсетеді

H5 Бірақ 1 0 ] Em анықтайды

жаңа схема (ОЖ). Мұндай тиімділік критерийі операцияларды зерттеу теориясының терминологиясына сәйкес басқару схемасының (БҚ) мақсатын барынша дәл көрсетеді – операциялық жүйедегі мүмкін болатын қателердің максималды санын анықтау, сондықтан барынша кең тараған.

Кестеде. 1 цифры 0, баған нөміріне байланысты, ОЖ (L), басқару тізбегіндегі (В) қателердің жоқтығын немесе СК (С) шығысында қате сигналының болмауын білдіреді. R/ (r = 0,7) оқиғалары жүйенің күйлерін анықтайды (бұл жағдайда жүйе негізгі тізбек пен айнымалы ток тізбегінің жиынтығы ретінде түсініледі). Мысалы, R3 оқиғасы ОЖ дұрыс екенін және анықталған басқару схемасында қате бар екенін білдіреді. Шартты ықтималдықты P(C/AB) = E өзін-өзі бақылаудың өзіндік тиімділігі, ал P(C/AB) = Em - бақылау әдісінің тиімділігі деп атаймыз.

Кестені талдау. 1, ОЖ-да пайда болған қатені анықтау ықтималдығы ретінде басқарудың тиімділігі P (C / A),

R4 - H7 оқиғаларымен анықталады. Ықтималдықтарды көбейту теоремасын пайдаланып жаза аламыз

P (C "A) \u003d P (AC) ... (1)

^■ "psh ^>

Кестеге сәйкес. бір

P(AC) - P(H:) + P(//7) = + (2)

(2)-ні (1) орнына қойып, А және В оқиғалары тәуелсіз, ал С оқиғасы А және В-ға тәуелді екенін ескере отырып, біз аламыз.

P(ABC) + P(ABC)

P (AB) -P (C AB) + P (AB) P (C: AB)

P(B)-3M + P(B)-P(C¡AB).

Бұдан шығатыны, басқарудың тиімділігі басқару әдісінің тиімділігімен, басқару тізбегінің қатесіз жұмыс істеу ықтималдығымен және негізгі және басқару аппаратурасында бір уақытта пайда болатын бірнеше қателерді анықтау ықтималдығымен анықталады.

Айнымалы токтың сенімділігін талдау кезінде екі критерийді ескерген жөн.

1. D] \u003d P (A / C) - сенімділік оң нәтижебақылау (ОЖ-дағы ақаулардың ықтималдығы, егер СК шығысында қате сигналы болса). Мұнда және төменде ақаулық ерікті еселіктің істен шығуы немесе істен шығуы ретінде түсініледі.Сонымен қатар, ақаулық бірдей еселік қатені анықтайды деп есептеледі.

2. JXq = P(Á/C) – басқарудың теріс нәтижесінің сенімділігі (Егер СК шығысында қателік сигналы болмаса, ОЖ-да ақаулардың болмауы ықтималдығы).

Байес формуласы бойынша бізде бар

D R (L "S) R (A) -R (CA)

1 P(A)-P(C:A) + P(A)-P(C!A)

R (A)-R (CIA)

P(A)-P(C;A) + P(A) \ 1 -P(C A)]

" P (A) -E -f P (A) - P (Á-P (CÍÁ)

Шартты ықтималдық Р(С/А) - ОЖ-да ақаулар болмаса, СК шығысындағы сигналдың пайда болмау ықтималдығы. (1-3) формулаларға ұқсастық бойынша жаза аламыз

P (C: A) \u003d \u003d P SV) + p (B) (1 - Эсам). (бес)

Осыдан келіп шығады, P(C/A) ықтималдығын арттыру үшін СК дұрыс жұмыс істеу ықтималдығын арттыру және өзін-өзі басқару тиімділігінің «теріс» әсерін азайту керек. Соңғысына негізгі және басқару жабдығында пайда болатын ақауларды ажырататын диагностикалық сынақтарды енгізу арқылы қол жеткізуге болады. Сонда (5) тармағында ^ орнына қарастыру керек

ESam = Esam.Ks, (6)

мұндағы Kc – басқару тізбегіндегі қателердің қанша пайызы «жүйенің істен шығуы» сигналының пайда болуына әкелетінін көрсететін коэффициент (1-сурет).

Теріс бақылау нәтижесінің сенімділігі O! сияқты анықталады! _ __

R (A) ■ R (C/A)

B0 = P(L/S) =

° (A) -P (C / A) + P (A) - P (A) - E

койтро / ю штоо / ю

Ош/GT операциясы

Жүйе ақаулығы / Схема ақаулығы ыстық o o / o

Күріш. 1. Жүйенің құрылымдық сұлбасы

Егер айнымалы ток қателерді анықтауға ғана емес, сонымен қатар түзетуге мүмкіндік берсе, онда қосымша тиімділік критерийін ескеру қажет - ОЖ-да пайда болған қатені түзету ықтималдығы (Ep). Бұл «критерийді Em және P(C/AB) арқылы сәйкес қатені түзету ықтималдығын түсіну арқылы (3) формула бойынша да есептеуге болады.

1. Цифрлық құрылғылардың аппараттық басқару сұлбаларының сапасының маңызды көрсеткіштеріне талдау жүргізілді: басқарудың тиімділігі мен сенімділігі.

2. Талдау нәтижесінде тиімділіктің екі критерийі таңдалды: негізгі схемада пайда болған қатені анықтау ықтималдығы және түзету ықтималдығы және сенімділіктің екі критерийі: оң және теріс бақылау нәтижелерінің сенімділігі.

3. АС-мен КС күй кестесін қарастыру негізінде жүйені жобалаудың бастапқы кезеңдерінде бақылаудың тиімділігі мен сенімділігінің көрсетілген критерийлерін есептеу үшін формулалар шығарылады.

ӘДЕБИЕТ

!. «Өндірістік мақсаттағы басқару машиналарын жобалау негіздері». Ред. Б.Н. Малиновский. «Инженерия», 1969 ж.

2. А.М.Сидоров. Электрондық цифрлық машиналарды басқару әдістері. М., «Совет радиосы», 1966 ж.

3. Е.Я.Петерсон, Н.Д.Путинцев. Шығарылатын ақпараттың сенімділігін қамтамасыз ету үшін компьютерлік басқару жүйесінің тиімділігін бағалау критерийлері. - «Автоматтандыру және есептеуіш техника», 1968 ж., No3.

4. Е.Я.Петерсон, Н.Д.Путинцев. Басқару ЭЕМ жолдарында басқару сұлбаларының параметрлерін таңдау. Изв. КСРО Ғылым академиясы. «Анау. «Кибернетика», 1969 ж., No5.

5. В.Н.Веригин. КСРО ҒА цифрлық ЭЕМ, ITM және КТ қатысты қателерді анықтаумен аппараттық басқарудың негізгі сипаттамалары. М., 1966 ж.

6. Н.Д.Путинцев. Басқару цифрлық ЭЕМ аппараттық басқару. М., «Советский радио». 1966 жыл.

7. Ю, Г.Зайко. Басқару модулінің тиімділігін есептеуге. – «Кибернетика», 1967, No6.

8. Г.Н.Ушакова. Мамандандырылған компьютерлердің аппараттық басқаруы және сенімділігі. М., «Совет радиосы», 1969 ж.

9. Н.П.Байда, В.М.Разин және В.М.Танасейчук, «Электрондық цифрлық есептеуіш машиналардың аппараттық басқару жүйесінің тиімділігін есептеу туралы», Ат. Радио күніне және сигнал беруші күніне арналған XXV Бүкілодақтық ғылыми сессия. (Баяндамалардың тезистері мен тезистері). М., 1969 ж.

10. Н.П.Байда, В.М.Разин және В.М.Т а н а с е и ч у к, мәселе туралы. оңтайлы таңдауесептеулердің сенімділік критерийі бойынша компьютерлердің аппараттық құралдары мен сынақтық басқару жүйесінің тиімділігі. Техникалық кибернетика бойынша II Бүкілодақтық конференция. (Баяндамалардың тезистері мен тезистері). М., 1969 ж.

11. В.И.Перов пен Т.Д.Жол кілемі. Бағалау әдістері және автоматты бақылау нәтижелерінің сенімділігін арттырудың кейбір жолдары. Автоматты басқару және әдістер электрлік өлшемдер. V конференция материалдары. Т. 2, Новосибирск, 1966 ж.

12. E. S. V e n t c e l . Операциялық зерттеулерге кіріспе. М., «Совет радиосы», 1964 ж.

үшін радиоэлектрондық құрылғыларды кеңінен қолдану цифрлық өңдеусигналдары олардың техникалық жағдайын диагностикалауға қызығушылықты арттырады. Цифрлық компоненттер мен блоктарды диагностикалау түрлерінің бірі сынақ диагностикасы болып табылады, оны цифрлық компоненттерді жобалау және өндіру сатысында пайдалану олардың дұрыс жұмыс істеуін анықтауға және ақауларды жою процедурасын жүргізуге мүмкіндік береді.

Сынақтық бақылаудың мәні сандық құрылғыға қолданылатын және оның өнімділігін көрсететін басқару орталығының осындай реакциясын тудыратын сынақ сигналы болып табылады.

Тест – сынақ сигналдарының жиынтығы.

Сынақ бағдарламасы тесттердің реттелген тізбегі болып табылады.

Тест бағдарламасын құрудың екі тәсілі бар, соған сәйкес бақылаудың екі түрі бөлінеді:

1) функционалдық – сынақ бағдарламасын құру үшін бастапқы ақпарат ретінде цифрлық құрылғының жұмыс істеу алгоритмі пайдаланылады, яғни. бақылау мәселесін шешу. Ол көп нәрсені ашпайды ықтимал ақаулармүмкін болатын ақаулардың себептері мен сипаты туралы ақпарат болмаған жағдайда, басқарылатын жүйенің күрделілігі жоғарылағанда немесе басқарудың толықтығына төмен талаптар қойылады.

2). Құрылымдық – сынақ бағдарламасын жасау процесінде басқару орталығының құрылымы және мүмкін болатын ақаулардың сипаты туралы деректер пайдаланылады. Ол басқару орталығының жұмысын толық тексеруді қамтамасыз етеді. Дегенмен, күрделі цифрлық құрылғылар үшін схема элементтерінің көптігі және күрделі басқару орталықтарына тән адекватты ақаулық үлгілерінің болмауына байланысты құрылымдық басқару әдістері тиімсіз.

Тестілеу мәселелерін нақтырақ көрсету үшін типтік микросұлбаны (MPK580) сынауға кететін уақытты анықтайық.

Мүмкін болатын сынақ комбинацияларының қажетті саны әдетте C=2 nm ретінде анықталады, мұнда n – биттегі деректер сөзінің ұзындығы (n=8), m – MP командалық жүйесіндегі командалар саны (m=76). Содан кейін C \u003d 2 8 * 76 \u003d 2 608 \u003d 10 183. Бұл сынақ комбинацияларының жалпы саны. Әрбір сынақ 1мкс созылсын. Сонда барлық сынақтар t=10 177 с сынақ уақытын қажет етеді. 365 күндік жыл 3,15 * 10 7 с құрайды. Сондықтан барлық сынақтардың орындалуы 0,3 * 10 170 жылдан кейін аяқталады. Салыстыру үшін жердің жасы 4,7*109 жыл.

Басқару объектісінің егжей-тегжейіне байланысты сынақ бағдарламасын жасау кезінде басқарудың жүйелік және модульдік әдістері бөлінеді.

бір). Жүйе – CC біртұтас ретінде қарастырылады, ол үшін тест бағдарламасы әзірленуде.

2). Модульдік басқару – КС жеке функционалдық бірліктердің (модульдердің) жиынтығы ретінде қарастырылады, олардың әрқайсысы үшін өзінің жеке сынақ бағдарламасы құрастырылады. Содан кейін бұл бағдарламалар бүкіл жүйені тексеруге арналған бағдарламаға біріктіріледі. Функционалды және құрылымдық әдістерді тестілік бағдарламаларды құрудың жүйелік және модульдік тәсілдерінде де қолдануға болады.

Сынақ диагностикасын әзірлеу кезінде бар тізбектерді сынау кезінде эталондық реакцияларды анықтау, диагностикаланған цифрлық тізбектің шығыс реакциясын жою үшін басқару нүктелерінің оңтайлы санын анықтау қиынға соғады. Мұны не әзірленіп жатқан сандық құрылғының прототипін жасау және оны аппараттық әдістер арқылы диагностикалау, не цифрлық құрылғыны да, компьютердегі диагностикалық процесті де модельдеу арқылы жасауға болады. Ең ұтымдысы - жасауды қамтитын екінші тәсіл автоматтандырылған жүйелердиагностикалау үшін диагностика сандық тізбектержобалау кезеңінде және келесі міндеттерді шешуге қабілетті:

1. Компьютердің көмегімен цифрлық схемаларды логикалық модельдеуді орындау. Логикалық модельдеудің мақсаты жобаланған схеманың функциясын физикалық іске асырмай орындау болып табылады. Тізбектегі сигналдардың күйлерін тексеру үшін синхрондау жағдайында барлық элементтердің жауап беру кідірістерін дәл сипаттау қажет. Егер, мысалы, схеманың шығысындағы логикалық функцияның мәндері ғана тексерілсе, онда схеманы логикалық элементтер деңгейінде көрсету жеткілікті.

2. Ақауларды модельдеу. Цифрлық тізбектердегі ақауларды табу міндеті цифрлық схеманың қажетті мінез-құлыққа ие екендігін анықтау болып табылады. Бұл мәселені шешу үшін, ең алдымен, басқару объектісі ретінде цифрлық схема моделін, содан кейін ақауларды анықтау әдісін және, ең соңында, ақаулық моделін орнату қажет. Цифрлық схемалардың мінез-құлқы тұрғысынан оларды комбинациялық және тізбекті деп бөлуге болады. Ақаулықты анықтауға қатысты комбинациялық схемалар салыстырмалы түрде қарапайым модель болып табылады. Мінез-құлық жағынан дәйекті тізбектер ішкі кері байланыс контурларының болуымен сипатталады, сондықтан олардағы ақауларды табу әдетте өте қиын.

Тесттік диагностика процесін модельдеу. Цифрлық схемаларды сынаудың классикалық стратегиясы берілген ақаулар жиынын анықтауға мүмкіндік беретін сынақ ретін қалыптастыруға негізделген. Бұл жағдайда тестілеу процедурасын жүргізу үшін, әдетте, сынақ тізбектерінің өзі де, олардың әсер етуіне тізбектердің анықтамалық шығыс жауаптары да сақталады. Тестілеу процедурасының өзінде нақты шығу реакцияларын эталондық реакциялармен салыстыру нәтижелері бойынша сыналған тізбектің күйі туралы шешім қабылданады. Тізбектің алынған реакциялары эталонға сәйкес келсе, ол жұмысқа жарамды болып саналады, в әйтпесетізбекте ақау бар және ақаулық күйде.

Қазіргі уақытта шығарылып жатқан бірқатар тізбектер үшін классикалық тәсіл сынақ ретін қалыптастыру үшін де, сынақ процедурасы үшін де айтарлықтай уақыт шығындарын талап етеді. Сонымен қатар, сынақ ақпаратының және анықтамалық шығыс реакцияларының үлкен көлемі сынақ экспериментін жүргізу үшін күрделі жабдықты қажет етеді. Осыған байланысты классикалық тәсілді жүзеге асыру үшін қажет шығындар мен уақыт ол қолданылатын цифрлық схемалардың күрделілігіне қарағанда тезірек өседі.

Сондықтан сынақ тізбектерін құру процедурасын да, сынақ экспериментін жүргізуді де айтарлықтай жеңілдетуге мүмкіндік беретін жаңа шешімдер ұсынылады. Жалпы жағдайда ұсынылған әдістерді іске асыру 1-суреттегі диаграммада көрсетілген.

TLV– сынақ әрекеттерінің генераторы (генератор М – тізбектер);

CA– цифрлық схема;

Анықтамалық реакциялар блогы– қысылған шығыс реакцияларды сақтау блогы;

Функционалдық блоктардың логикалық өзара байланысы келесі түрде құрастырылады: цифрлық схема арқылы сынақ әрекеттерінің генераторынан сигналдар ақпаратты қысу тізбегіне келеді. Сығымдалған шығыс реакциялары салыстыру тізбегіне түседі, онда олар эталондық реакциялар блогында сақталған эталондармен салыстырылады. Әрі қарай ақпарат схеманың күйі туралы ақпаратты шығаруға арналған құрылғыға түседі.

Ықшам тестілеуде күрделі синтез процедурасын болдырмайтын сынақ тізбегін жүзеге асыру үшін қарапайым әдістер қолданылады. Оларға келесі синтез алгоритмдері жатады:

1. Барлық ықтимал кіріс сынақ жинақтарын қалыптастыру, яғни. екілік комбинацияларды толық санау. Осындай алгоритмді қолдану нәтижесінде санауыш реттілік деп аталатындар жасалады.

2. ЖС әрбір кірісі үшін бір және нөлдік белгілердің туындауының қажетті ықтималдылығымен кездейсоқ сынақ жиындарын құру.

3. Псевдокездейсоқ тізбектерді құру.

Бұл алгоритмдердің негізгі қасиеті – оларды қолдану нәтижесінде өте үлкен ұзындықтағы тізбектер шығарылады. Сондықтан сыналған ДС шығыстарында оның ұзындығы бірдей реакциялар түзіледі. Сонымен қатар, егер есептегіш, кездейсоқ және жалған кездейсоқ тізбектерді құрайтын сынақ тізбектерінің генераторлары үшін оларды есте сақтау және сақтау мәселесі болмаса, онда әрбір тізбектің шығыс реакциялары үшін осындай есеп орын алады. Анықтамалық шығыс реакциялары туралы сақталған ақпараттың көлемін айтарлықтай азайтатын қарапайым шешім төменгі өлшемді интегралды бағалауларды алу болып табылады. Ол үшін қысу алгоритмдері қолданылады. Оларды қолдану нәтижесінде қысылатын ақпараттың ықшам бағалары қалыптасады. Бұл ұпайлар көбінесе бақылау сомасы деп аталады. кілт сөздер, ақпаратты қысу алгоритмдерінің бірі қолданылатын цифрлық схеманың сәйкес полюстерінің синдромдары немесе қолтаңбалары. Осылайша, ықшам тестілеу кезінде тесттерді құру және жауаптарды талдау ықшам алгоритмдер арқылы жүзеге асырылатын мұндай тестілеуді түсіну әдеттегідей. Ықшам тестілеу жүйелері ақпаратты қысқаша түрде ұсыну үшін қолданылады.

Интегралдық микросхемалар негізінде күрделі цифрлық жүйелерді құруға байланысты соңғы уақытта енгізілген тестілеудің жаңа әдістерін дамытуға көп көңіл бөлінді, т.б. сандық жүйе функцияларының бірі ретінде диагностикалық процедураны анықтау. Қазір интеграцияның жоғарылауымен үнемді сынақ жүйелеріне сұраныс артып келеді элементтік базакомпьютерлік технология. Осыған байланысты диагностикалық құралдардың аппараттық күрделілігін төмендету үрдісі байқалады.

Ықшам тестілеу жүйелерінің ең көп зерттелген класы ашық контурлы жүйелер болып табылады, оларда сынақ генераторы (ГТ), сынақ объектісі (ОТ), жауап анализаторы (АО) тізбектей жалғанған (2а-сурет). Аппараттық құралдардың күрделілігін одан әрі төмендетуге генератор, объект, анализатор тұйық тізбекті құрайтын жабық жүйелер класында қол жеткізіледі (2б-сурет).

Жабық жүйелердің ерекшеліктері анықтау қабілеттерін арттыратын контур бойымен ақаудың «таралу» әсерінен туындайды.

Күріш. 2. Ашық (а) және жабық (б) тестілеу жүйелері.

Ықшам тестілеу жүйелерін жабу ескі тестілеу құралдарының сипаттамаларының жаңадан құрылған объектінің сипаттамаларынан артта қалуынан туындаған қайшылықты шешуге айтарлықтай ықпал етеді. Мұндай жүйелердің кірістірілген құралдарының жұмыс істеу процесінде сақтау құрылғыларына қол жеткізу және нақты жауаптарды анықтамалық жауаптармен салыстыру болмағандықтан, объектінің жоғары жұмыс жиілігінде тексерулер жүргізуге болады.

Жабық тестілеу жүйелерінің дамуымен сақиналы тестілеу жүйесінің пайда болуы байланысты. Сақина жүйелерінде генератор мен анализатордың функциялары кеңістікте және уақытта біріктіріледі, құрылымның топологиясы сақина түрінде болады, жүйелік модельдер көпмүшелер сақинасының алгебрасында және сақина (циклдік) графиктерде сипатталған, терминнің пайда болуына себеп болды сақина сынағы (бұдан әрі КТ). Тексеру процесінде сау жүйе циклдік маршрут бойынша өз күйлерінен өтеді. Сондықтан объектінің жұмысқа жарамдылығы туралы қорытынды жүйенің бастапқы және соңғы күйлерін салыстыру негізінде жасалады.

МИНСК, 2008 ж

Бақылау және диагностиканың сапасы тек бақылау-диагностикалық жабдықтың техникалық сипаттамаларына ғана емес, сонымен қатар, ең алдымен, сыналатын өнімнің өзінің сынауға қабілеттілігіне (бақылауға қабілеттілігіне) байланысты. Бұл тексеру сапасы көбінесе өнімді әзірлеу сапасымен анықталады дегенді білдіреді. Басқару сапасын жақсартудың қарапайым шешімі - өнімнің кейбір ішкі нүктелерін сыртқы қосқышқа шығару. Дегенмен, қосқыштағы бос түйреуіштердің саны шектеулі, сондықтан бұл тәсіл сирек қол жетімді немесе жеткілікті тиімді. Неғұрлым қолайлы шешім қосымша орналастырумен байланысты функционалдық элементтер, ішкі нүктелердің жай-күйі туралы ақпаратты тікелей алуға немесе жинақтауға және оны талдаушы құрылғының (сыртқы немесе кіріктірілген) сұранысы бойынша кейіннен өңдеуге беруге арналған.

Бір басылған модульде немесе IC чипте бірге орналастырылған негізгі және басқару жабдығының жұмысы кезінде пайда болатын сигналдар белгілі бір ережелерге сәйкес салыстырылады. Осындай салыстыру нәтижесінде басқарылатын түйіннің дұрыс жұмыс істеуі туралы ақпарат қалыптасады. Артық жабдық ретінде сыналған түйіннің толық көшірмесін пайдалануға болады (1-сурет, а). Бұл жағдайда кодтардың екі бірдей жиынтығын ең қарапайым салыстыру жүргізіледі. Қосымша басқару аппаратурасының көлемін азайту үшін артық кодтауы бар қарапайым басқару құрылғылары қолданылады (1-сурет, б), бірақ сонымен бірге басқару коэффициенттерін алу әдістері күрделенеді.

ОЖ – негізгі құрылғы; КУ – басқару құрылғысы;

АҚШ – салыстыру құрылғысы; Ұлыбритания - кодтау құрылғысы:

УОКК – кодты өңдеуді басқару құрылғысы;

UD – декодтау құрылғысы; Z – қате сигналы.

Артық кодтау кіріс, өңделген және шығыс ақпараттық сигналға қосымша белгілерді енгізуге негізделген, олар негізгілерімен бірге қателерді анықтау немесе қателерді түзету қасиеттері бар кодтарды құрайды.

Артық кодтаумен кірістірілген басқарудың мысалы ретінде ақпаратты беруді басқару әдістерінің бірін қарастырайық: қарапайым (яғни, артық емес) код, бір артық (басқару) болып табылатын ақпараттық разрядтар тобына. жұп және тақ туралы ақпаратты тасымалдайтын бит қосылады жіберілген ақпарат. Паритет битінің мәні тең) егер жіберілетін кодтағы бірлік саны жұп болса және бірлік саны тақ болса 1 болса (2-сурет).

Күріш. 2. Ақпаратты тексеру цифрымен беру: егер Z=0 болса, онда ақпарат қатесіз беріледі; егер Z=1 болса, онда ақпарат қате жіберіледі; n – негізгі арналардың саны; n+1 – қосымша тексеру саны.

Тақ паритет үшін ақпараттың толық жоғалуы бақыланады, өйткені нөлдерден тұратын кодтық сөзге тыйым салынады.

Бұл әдіс қолданылады микропроцессорлық жүйелеррегистрлер арасындағы ақпаратты беруді, ақпаратты жедел жадқа оқуды, құрылғылар арасындағы алмасуды бақылау. Мәліметтерді тасымалдау магистральдары барлық MPS аппараттық құралдарының 60-80% құрайды. Сондықтан паритетті пайдалану ақпаратты тасымалдау операцияларының сенімділігін айтарлықтай арттыруы мүмкін.

Күріш. 3. Екі кірістегі 8-разрядты пирамидалық типті шинаның паритет-тақ паритетінің схемасы. логикалық элементтер"XOR"

Тағы бір мысал итеративті кодтар болар еді. Олар сыртқы жад пен компьютер арасында, екі компьютер арасында және басқа жағдайларда кодтар массивтерін тасымалдауды басқару үшін қолданылады. Итеративті код сөздердің тасымалданатын массивінің әрбір жолына және әрбір бағанына қосымша паритет биттерін қосу арқылы қалыптасады (екі өлшемді код). Сонымен қатар, паритет сөз массивінің (көпөлшемді) кодының диагональды элементтері арқылы да анықталуы мүмкін. Кодтың анықталу мүмкіндігі қосымша басқару таңбаларының санына байланысты. Ол бірнеше қателерді анықтауға мүмкіндік береді және оны қалпына келтіру оңай.

Кіріктірілген басқарудың қарапайым аппараттық әдістеріне тізбектерді көбейту және осы тізбектердің шығыс сигналдарын салыстыру әдісі жатады (3-сурет). Бұл әдісті кез келген тізбекті сынау үшін оңай қолдануға болады. Сонымен қатар, оның артықшылығы бар, ол схемада пайда болатын кез келген функционалдық қатені анықтай алады. Әдістің кемшілігі, біріншіден, резервтік басқару жабдығының меншікті қателіктерін жоққа шығармау, резервтік шығындардың өсуі болып табылады.

Екі сымды логиканы қолдану арқылы сандық схемаларды аппараттық қайталау құнын біршама төмендетуге болады. Бұл ретте бастапқы және резервтік схемалар кері шығыстарды жүзеге асыруымен ерекшеленеді және схемада барлық сигналдар бір уақытта тікелей және инверттелген түрде көрсетіледі. Кәдімгі қайталаумен шығыс сигналдарын салыстыру олардың теңдігі негізінде, ал екі сымды логикамен - олардың теңсіздігі негізінде жүзеге асырылады.

Комбинациялық схемалардағы қателерді анықтау үшін, әсіресе екі аргументке тәуелді арифметикалық және логикалық функциялар үшін псевдодупликация әдісі жиі қолданылады. Бұл жағдайда деректер уақыт бойынша екі рет дәйекті түрде, бір ретпен, бірақ әртүрлі тәсілдермен өңделеді және аралық сақтау құрылғысының көмегімен теңдігі тексеріледі. Бұл жағдайда қажетті тізбектің артық санының орнына ақпаратты өңдеу уақыты іс жүзінде артады.

4-суретте ALU көмегімен екі операндтың екі разрядты құрамдас-компонент логикалық бірігуін тексеру диаграммасы көрсетілген. Алдымен S1 және S2 ауыстырып-қосқыштары сұлба бойынша дұрыс орынға ауыстырылады, ал ALU шығысынан операция нәтижесі салыстыру сұлбасының кірістерінің біріне қосылған жадының 3 регистріне жазылады.

Келесі қадамда S1 және S2 қосқыштары сол жаққа бұрылады. ALU кірісіндегі кіріс сандарының жоғары және төменгі сандары өзара ауыстырылады және жоғары және төмен разрядтармен қайта реттелетін ALU шығысынан жұмыс нәтижесі тікелей салыстыру тізбегіне өтеді.

Күріш. 4. Орындалуын тексеру схемасы арифметикалық амалдарпсевдодупликация әдісімен

«=1» қатесі (бірдей) ALU 3 шығысында пайда болады деп есептейік және 0110 және 0010 операндтары ALU модуліне 2 разряд бойынша қосылады. Егер S1 және S2 қосқыштары дұрыс позицияға қосылса. , онда 3 регистріне 0100 саны жазылады. Егер ауыстырып-қосқыштар сол жаққа ауысса, яғни ALU шығыстары сәйкесінше 1100 және 0100 сандарын қабылдайды, ал шығыс 1100 (ALU шығысындағы =1 қатені ескере отырып) 3). Салыстыру тізбегінің кірістері қате сигналын тудыратын 0100 – 3 регистр шығысынан және 0110 – ALU шығысынан кодтарды алады.

Кірістірілген контроллер әсіресе жұмыс жағдайында өнімдерді бақылау мен диагностикалауды ұйымдастыру үшін ыңғайлы, бірақ ол өндіріс жағдайында да пайдалы болуы мүмкін, мысалы, LSI микропроцессорлық жинақтарын өндіруде. Ол үшін LIS схемасы енгізілген қосымша қаражат, тестілеу режимінде LSI құрылымын қайта конфигурациялауды жүзеге асыру және сонымен бірге оған енгізілген барлық триггерлердің басқарылуы мен байқалуының жақсаруын қамтамасыз ету (5-сурет, а). Бұл жағдайда күрделі LSI тестілеу LSI құрамына кіретін рекомбинация схемалары үшін салыстырмалы түрде қарапайым процедураға айналады.

Бұл тәсілді жүзеге асыру үшін басқару сигналы барлық триггерлерді жұмыс режимінен сынақ режиміне ауыстыратындай ретті тізбектің құрылымын қайта конфигурациялаудың мұндай құралдары қажет, онда барлық триггерлер басқарылатын және бақыланатын болады (5, б-сурет). Осы әдістердің ішінде ең кең таралғаны арнайы біріктіру арқылы жүзеге асырылатын сканерлеу әдісі **** қосымша элементтержады біреуге ауысым тіркелімі, ол схеманың ішкі күйін есте сақтайды. Қосымша жад элементтерін сканерлеуді оларға адрестеу және қосымша жадтан тізбектің күйі туралы ақпаратты тікелей таңдау арқылы да басқаруға болады.

Мұның бәрі LSI-ны қиындатады, бірақ экономикалық орындылықты қамтамасыз етеді. Сонымен, чиптің ауданы 3 мм2 болатын Intel 8086 MP сериясы үшін сынақ қабілеттілігін арттыру құралдарын енгізу чиптің ауданын шамамен 20%-ға арттырады, бұл кірісті 10%-дан 12(20)%-ға дейін төмендетеді. Пластинадағы кристалдар санының азаюымен бірге бұл өнімнің өзіндік құнының 70%-ға өсуіне әкеледі. Осыған қарамастан, тестілеу құнының төмендеуі, бұл LSI өндірісінің еңбек сыйымдылығының 80% -дан астамы, LSI құнының мұндай өсуін толығымен өтейді, ал күрделі ПҚ мүмкіндіктерді қамтамасыз ететіндей етіп жасалған. сыртқы аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз етудің қатысуынсыз өзін-өзі сынау.

Схемалардағы өзін-өзі сынауды жүзеге асыру баспа схемасынемесе псевдокездейсоқ код генераторының және қолтаңба генераторының функцияларын орындауға бағдарламаланған микропроцессорлық чипте екі регистр орналастырылған. Процессордың бағдарламаланатын ROM жадында арнайы сынақ бағдарламасы сақталады, ол микропроцессордың барлық функционалды блоктарын дәйекті тестілеуді қамтамасыз етуі керек. Псевдокездейсоқ код генераторы микропроцессордың басқарылатын бағдарламаға қол жетімді блоктарына бағытталған енгізу сынақ тізбегін жасайды, ал қолтаңба генераторы микропроцессор шығысынан сәйкес басқару қолтаңбаларын жояды, олар өз кезегінде ROM-да сақталған анықтамалық белгілермен салыстырылады. . Салыстыру нәтижесі микропроцессорға оның күйі туралы ақпарат береді.