Information
Created: 05.09.2012 | Level: for all | Access: free | University: Московский государственный университет путей сообщения
Целью предлагаемого читателю курса лекций является изложение некоторых разделов теории (и ее приложений), которую в широком смысле можно назвать тестированием цифровой аппаратуры. Более точно, основное внимание будет уделено вопросам генерации тестов, моделированию работы цифровых устройств (ЦУ) и рациональному представлению диагностической информации. Здесь будет дано описание многих понятий, моделей и методов, используемых в упомянутой теории, которые с полным правом можно назвать ставшими классическими. Наряду с ними будут изложены сравнительно недавно возникшие понятия и методы, которые уже подтвердили свою полезность и эффективность.
В курсе излагаются алгоритмы и методы логического моделирования исправных и неисправных
цифровых устройств, востребованные при решении задач технической диагностики. Описываются
методы построения проверяющих и диагностических тестов для комбинационных устройств и устройств с памятью, широко используемые на этапах их проектирования и эксплуатации. Представлены
методы обработки результатов тестирования и диагностики устройств, а также сокращения диагностической информации с целью локализации неисправностей.
Supplementary courses |
План занятий
| Lesson | Title << | Date |
|---|---|---|
| - | ||
Lecture 125 minutes | Уровни и области моделирования
В лекции вводятся области проектирования - физическая, структурная и поведенческая. Для каждой области возможны различные уровни моделирования – схемный, логический, языков регистровых передач, системный. Показана связь между областями и уровнями моделирования. Рассмотрены основные аспекты тестирования .
Contents | - |
Lecture 257 minutes | Модели цифровых устройств
В лекции вводятся функциональные и структурные модели для комбинационных и последовательностных устройств. Рассматриваются табличные модели в виде таблиц истинности и примитивных кубов, альтернативные графы бинарные диаграммы решений) для комбинационных схем, синхронные и асинхронные автоматы - для последовательностных схем. В качестве структурных моделей используются логические схемы. Вводятся модели уровня языков регистровых передач (ЯРП).
Contents | - |
Тест 124 minutes | - | |
Lecture 321 minute | Логическое моделирование
В лекции рассмотрены состав, назначение и общие принципы систем логического моделирования. Приведена классификация методов логического моделирования. Введены модели сигналов, включая многозначные алфавиты.
Contents | - |
Lecture 451 minute | Модели логических элементов
В лекции рассмотрены модели логических элементов в различных в двоичном и многозначных алфавитах. Введены табличные и функциональные модели элементов в различных алфавитах. Определены различные модели задержки для элементов.
Contents | - |
Тест 224 minutes | - | |
Lecture 51 hour 4 minutes | Машинные модели логических схем и управление процессом моделирования
В лекции вводится компилятивное и интерпретативное представление логической схемы. Рассматривается управление процессом моделирования, описываются основные алгоритмы событийного моделирования логических схем.
Contents | - |
Lecture 631 minute | Анализ состязаний
В лекции рассматривается анализ состязаний в логических схемах. Определено явление состязания –функционального и логического. Изложен метод анализа состязаний Эйхельбергера на основе троичного логического моделирования.
Contents | - |
Lecture 71 hour 25 minutes | Система многозначных алфавитов и функций
Лекция посвящена проблемам логического моделирования в многозначных алфавитах. Вводится универсальный 16-значный алфавит, на основе которого строится единая система многозначных алфавитов и функций, используемых в логическом моделировании и построении тестов.
Contents | - |
Тест 330 minutes | - | |
Lecture 824 minutes | Физические дефекты и неисправности
В лекции рассматриваются физические дефекты, которые моделируются неисправностями (faults) на логическом и функциональном уровне. Описаны типовые физические дефекты, характерные для этапов изготовления интегральных схем и плат. Вводятся типовые модели неисправностей.
Contents | - |
Lecture 936 minutes | Константные неисправности
Определены константные неисправности, которые позволяют моделировать многие физические дефекты. Приведены примеры дефектов, которые можно представить константными неисправностями. Рассмотрены методы сокращения списков константных неисправностей для комбинационных схем.
Contents | - |
Lecture 1044 minutes | Неконстантные неисправности
Рассматриваются модели неисправностей не константного типа: замыкания, неисправности "транзистор постоянно открыт" и "транзистор постоянно закрыт", задержки распространения сигналов, временные не исправности, функциональные неисправности, неисправности уровня ЯРП, перекрестные неисправности (crosstalk faults).
Contents | - |
Тест 424 minutes | - | |
Lecture 1158 minutes | Последовательное и параллельное моделирование неисправностей
Определяются основные задачи моделирования неисправных логических схем. Рассматривается последовательное логическое моделирование неисправностей. Приведен метод параллельного по неисправностям логического моделирования в двоичном и многозначном алфавите. Рассмотрен метод параллельного по входным наборам моделирования неисправностям.
Contents | - |
Lecture 1253 minutes | Дедуктивный метод моделирования неисправностей
Вводится понятие списков неисправностей, изложены правила распространения списков через логические элементы. Рассмотрен дедуктивный метод моделирования в различных алфавитах: двоичном, троичном и многозначном. Приведен дифференциальный метод моделирования неисправностей.
Contents | - |
Тест 530 minutes | - | |
Lecture 1338 minutes | Конкурентный и дифференциальный метод моделирования неисправностей
Вводится понятие суперсписка неисправностей, на котором основан конкурентный метод. Изложен этот метод с примером моделирования неисправностей схемы. Рассмотрены проблемы изменения суперсписков неисправностей при смене входных наборов. Изложен метод моделирования неисправностей "Test-Detect" на основе многозначного алфавита. Приведен дифференциальный метод моделирования неписправностей.
Contents | - |
Lecture 1435 minutes | Моделирование неисправностей задержек распространения сигналов
Рассматриваются проблемы моделирования неисправностей типа "задержка распространения сигналов". Вводится понятие устойчивого и неустойчивого теста для проверки неисправности "задержка". Описано моделирование неисправностей "задержка" в многозначном алфавите.
Contents | - |
Lecture 1541 minute | Приближенные методы моделирования неисправностей
В лекции изложены приближенные методы моделирования неисправностей, имеющие, в основном, линейную вычислительную сложность. Метод обратного просматривания основан на анализе активизированных путей в обратном порядке - от выходов к входам схемы. Метод статистического анализа позволяет для каждой неисправности оценить вероятность ее обнаружения и тем самым определить полноту теста. В заключение рассматриваются диагностические словари, необходимые для локализации неисправностей в процессе тестирования.
Contents | - |
Тест 630 minutes | - | |
Lecture 1648 minutes | Синтез тестов для комбинационных схем
В лекции рассматривается проблема построения проверяющих тестов для цифровых схем. Описана общая архитектура системы построения проверяющих тестов. Изложены методы генерации тестов для комбинационных схем, которые используются на начальном этапе, и не ориентированы на конкретную неисправность. К ним относятся псевдослучайное построение и метод критических путей.
Contents | - |
Lecture 1732 minutes | Синтез тестов для заданной неисправности
В лекции рассматривается задача построения п проверяющего теста для конкретной заданной неисправности. Изложены аналитические методы построения тестов для комбинационных схем, которые основаны на символьных вычислениях. К ним относятся метод различающей функции и булевых производных. Описан структурный метод активизации одномерных путей.
Contents | - |
Тест 724 minutes | - | |
Lecture 181 hour 55 minutes | Многомерная активизация путей в шестизначном алфавите
В лекции вводится шестизначный алфавит и его применение при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлены основные этапы генерации теста, которые имеют место в структурных методах генерации тестов. Изложен D-алгоритм - первый алгоритм генерации тестов, который основан на одновременной активизации многих путей в схеме с помощью 6-значного алфавита.
Contents | - |
Lecture 191 hour 27 minutes | Методы генерации тестов PODEM, FAN и SOCRATES
В лекции продолжается рассмотрение использования шестизначного алфавита при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлен базовый метод генерации тестов PODEM и его дальнейшее развитие методы FAN и SOCRATES.
Contents | - |
Lecture 201 hour 15 minutes | Построение тестов с использованием алфавитов большой значности
В лекции рассмотрено применение многозначных алфавитов при построении проверяющего теста для заданной неисправности в комбинационных схемах. Описаны методы генерации тестов, основанные на 10-значном и 16-значном алфавите.
Contents | - |
Тест 824 minutes | - | |
Lecture 2157 minutes | Выполнимость булевых функций и бинарные диаграммы в построении тестов
В лекции рассмотрено применение методов решения задачи выполнимости булевых функций к построению тестов комбинационных схем. Изложено приведение задачи построения теста для данной неисправности к конъюктивной нормальной форме и метод решения задачи выполнимости. Описаны методы построения тестов на основе бинарных диаграмм. Рассмотрены методы сжатия построенных тестов.
Contents | - |
Тест 924 minutes | - | |
Lecture 221 hour 1 minute | Построение тестов для устройств с памятью на основе экспериментов с автоматами
В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью. Приводится классификация основных групп методов построения тестов для цифровых устройств с памятью: автоматных, структурных и комбинированных или функциональных. Излагается подход к решению задачи построения тестов для цифровых устройств с памятью, основанный на теории экспериментов с конечными автоматами.
Contents | - |
Lecture 2353 minutes | Структурное построение тестов для устройств с памятью
В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью на структурном уровне, то есть для последовательностных логических схем. Рассматриваются основы структурного подхода к решению задачи на основе применения преобразования последовательностной логической схемы к модели итеративной комбинационной схемы.
Contents | - |
Lecture 241 hour 8 minutes | Влияние стратегий наблюдения выходных сигналов на построение тестов для схем с памятью
В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью с использованием различных стратегий наблюдений выходных сигналов. Используется модель итеративной комбинационной схемы. Метод различающей функции распространяется на схемы с памятью. Рассматривается дизъюнктивная и конъюнктивная форма различающей функции и устанавливается соответствие с обратным различающим днрнвом.
Contents | - |
Тест 1027 minutes | - | |
Lecture 251 hour 17 minutes | Эволюционные методы генерации тестов
В лекции изложен генетический алгоритм (ГА) и его применение для построения проверяющих тестов цифровых схем. Определены основные понятия простого ГА. Описано использование ГА в генерации тестов комбинационных схем. Рассмотрен ГА для генерации тестов последовательностных схем, проблемно-ориентированные генетические операторы кроссинговера и мутации. Представлены основные виды фитнесс-функций, используемых при построении тестов. Рассмотрены вопросы реализации ГА построения тестов.
Contents | - |
Тест 1124 minutes | - | |
Lecture 2644 minutes | Методы компактного тестирования
В лекции описаны наиболее распространенные методы компактного тестирования: с использованием различных функций счета, синдромное тестирование, с применением сигнатурного анализа.
Contents | - |
Lecture 2750 minutes | Представление диагностической информации
Аннотация: В лекции описана математическая модель представления диагностической информации в форме таблицы функций неисправностей и способ построения таких таблиц для цифровых устройств. Описана одна из разновидностей такой таблицы, называемая Т-таблицей функций неисправностей.
Contents | - |
Тест 1218 minutes | - | |
Lecture 2852 minutes | Словари неисправностей и способы их организации
В лекции описан классический словарь неисправностей, применяемый при контроле ЦУ и локализации его неисправностей. Представлены его различные модификации, включая таблицу неисправностей, компактный словарь, словари с использованием сверток и организацией по выходам.
Contents | - |
Lecture 2955 minutes | Сокращение диагностической информации при помощи масок
Аннотация: В лекции описан подход к сокращению диагностической информации, основанный на использовании масок. Сформулированы различные модификации задач поиска масок. Описан простой генетический алгоритм для поиска единой маски.
Contents | - |
Lecture 3039 minutes | Оценка эффективности генетических алгоритмов поиска масок
В лекции приведены теоретические оценки эффективности генетических алгоритмов поиска масок и экспериментальные данные их применения к различным схемам из каталогов ISCAS85 и ISCAS89.
Contents | - |
Lecture 3152 minutes | Жадные алгоритмы поиска масок
В лекции описан жадный алгоритм поиска единой маски ДИ, основанный на построении дерева решений. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.
Contents | - |
Lecture 321 hour 6 minutes | Жадный алгоритм поиска индивидуальных масок
В лекции описан жадный алгоритм поиска индивидуальных (для каждого технического состояния ЦУ в отдельности) масок ДИ. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.
Contents | - |
Lecture 3328 minutes | Экспериментальные результаты апробации жадных алгоритмов
В лекции представлены статистические данные применения двух жадных алгоритмов для сокращения ДИ с помощью масок к различным схемам из каталога ISCAS' 89. Произведено сравнение эффективности упомянутых алгоритмов.
Contents | - |
Тест 1318 minutes | - | |
Lecture 341 hour 1 minute | Сокращение диагностической информации с использованием хеш-функций
Аннотация: В лекции описан метод сокращения ДИ, базирующийся на использовании свертки, реализуемой с помощью пяти различных типов хеш-функций. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие их высокую эффективность.
Contents | - |
Тест 1418 minutes | - | |
5 hours | - |