Моделирование, тестирование и диагностика цифровых устройств
[+]
Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 06.09.2012 | Доступ: свободный | Студентов: 1233 / 168 | Оценка: 5.00 / 5.00 | Длительность: 35:22:00
Темы: САПР, Аппаратное обеспечение
Специальности: Разработчик аппаратуры
Теги: FAN, алгоритмы, анализ, вентиль, генетические алгоритмы, генетический алгоритм, двоичный алфавит, КНФ, комбинационная схема, компоненты, логическое моделирование, моделирование, мутация, поиск, программирование, процедуры, сложность, тестирование, тестовый набор, хеш-функция, элементы
Лекция 27:

Представление диагностической информации
A
|
версия для печати
< Лекция 26 || Лекция 27: 12 || Лекция 28 >

При представлении физической модели объекта с помощью T-ТФН процесс расшифровки фактических результатов R^*_j элементарных проверок можно представить следующим образом. Каждая реализованная элементарная проверка \pi_j выделяет соответствующий столбец T-ТФН, а ее фактический результат R^*_j делит множество строк таблицы на два подмножества. Строки, соответствующие техническим состояниям s_i, для которых R_{ij}\ne R^*_{j}, "вычеркиваются" из таблицы. Оставшиеся строки, для которых R_{ij} = R^*_{j}, представляют подмножество возможных технических состояний объекта. Завершению процесса диагностирования соответствует момент, когда в таблице останется единственная "невычеркнутая" строка. Заметим, что "вычеркивание" строки, соответствующей s_0 , означает, что объект диагноза неисправен.

Таблица 27.4.
\pi_1 \pi_2 \pi_{10} \pi_{21}
s_0 00 11 11 11
s_1 10 11 00 11
s_2 00 11 00 11
s_3 00 00 00 00
s_4 00 00 00 11
s_5 00 01 01 11
s_6 00 01 01 01
s_7 00 10 10 10
s_8 11 11 11 11

Чем меньше число столбцов T-ТФН, тем (при прочих равных условиях) проще реализация соответствующего ей алгоритма диагностирования и представляемой ею физической модели объекта. Поэтому при проектировании систем диагностирования часто стремятся строить алгоритмы диагностирования как можно c меньшим числом входящих в них элементарных проверок. Чем больше разнообразие элементарных проверок в множестве T, тем шире возможности получения алгоритмов диагностирования с малым числом элементарных проверок. Однако, вообще говоря, чем больше столбцов (а также строк) содержит полная ТФН, тем больше требуется операций по ее обработке для построения экономных алгоритмов диагностирования. Отсюда можно сделать неформальный вывод о том, что чем больше усилий будет затрачено при построении алгоритма диагностирования, тем будет проще последующая техническая реализация системы диагностирования.

При безусловном диагностировании устройства (подача теста производится без прерывания этого процесса для проведения какого-либо анализа) множество T состоит из единственного воздействия \tau, состоящего из некоторой последовательности элементарных проверок. T-ТФН для алгоритма диагностирования в этом случае будет состоять из единственного столбца. В клетку i-ой строки T-ТФН (0\le i\le |S|) вписывается последовательность ответов объекта f_i на элементарные проверки в порядке их следования в диагностическом тесте - полная реакция объекта f_i на диагностический тест. Полная реакция эталонного устройства f_0 в таком случае называют эталонной реакцией.

Например, пусть для устройства C17 диагностический тест \tau представляет собой последовательность проверок \pi_{27}, \pi_1, \pi_3, \pi_{29}. Для такого случая результат построения T-ТФН приведен в табл. 27.5.

Таблица 27.5.
\pi_{27} \pi_1 \pi_3 \pi_{29}
s_0 11 00 11 10
s_1 10 10 11 10
s_2 00 00 11 10
s_3 00 00 00 10
s_4 01 00 00 10
s_5 01 00 01 10
s_6 01 00 01 00
s_7 10 00 10 10
s_8 11 11 11 10

Построенная таким образом T-ТФН играет роль словаря неисправностей. Словарь неисправностей, представляющий собой T-ТФН, называют словарем полной реакции (СПР).

Информация, представленная T-ТФН, составляет значительную долю диагностической информации, необходимой для контроля и поиска неисправностей у объекта диагностирования. Общий объем T-ТФН в случае, когда каждая элементарная проверка представляет собой один набор значений входных переменных, может быть вычислен по формуле

(|F|+1)\cdot |T|\cdot m\cdot b ( 27.1)

где m - количество выходных переменных объекта диагностирования, а b - количество бит, необходимых для хранения значения одного выходного параметра объекта диагностирования.

Несмотря на то, что размерность T-ТФН гораздо меньше размерности полной ТФН, ее объем для достаточно сложных устройств все же остается значительным.

Существует две основные технологии, направленные на его сокращение. Первая - минимизация количества элементарных проверок в множестве T или количества воздействий в диагностическом тесте \tau при максимальном диагностическом разрешении. Это направление детально исследуется в работах [1-3].

Другая технология связана с особыми формами организации информации, содержащейся в T-ТФН, с целью уменьшения ее общего объема. Этому направлению посвящены работы [4-20].

В задачах обнаружения неисправностей необходимость в информации из Т-ТФН, касающейся неисправных модификаций объекта диагностирования, отпадает. Поэтому в данной ситуации вместо T-ТФН в ДИ может содержаться лишь информация для технического состояния s_0 (исправного устройства), а в случае безусловного диагностирования содержимое Т-ТФН вырождается в единственную реакцию исправного объекта - эталонную реакцию. Хотя объем такой Т-ТФН уменьшается по сравнению с объемом, представленным в (27.1) в ?F?+1 раз, но тем не менее желательно его дальнейшее сокращение. Вопросы дальнейшего сокращения исследуются и реализуются при проектировании систем встроенного тестирования. В частности, эти вопросы решаются и методами компактного тестирования,о которых мы говорили в предыдущей лекции.

Ключевые термины:

Таблица функций неисправностей - содержит информацию о реакциях проверяемого ЦУ, находящегося в различных технических состояний, на все тестовые наборы (элементарные проверки) из применямого теста.

Т- таблица функций неисправностей - таблица , полученная из полной таблицы функций неисправностей путем удаления из нее избыточной информации.

Краткие итоги:

В лекции описана таблица функций неисправностей, содержащая информацию о реакциях проверяемого ЦУ, находящегося в различных технических состояниях, на все наборы используемого теста. Кратко описана так называемая T-ТФН, получаемая из полной таблицы функций неисправностей за счет удаления из нее избыточной информации.

Вопросы и упражнения

  1. Опишите способ построения таблицы функций неисправностей.
  2. Каковы особенности ТФН, построенных для обнаружения неисправностей?
  3. Каковы особенности ТФН, построенных для различения всех неисправностей из заданного множества?
  4. Что представляет собой T-ТФН и чем она отличается от ТФН?
  5. Пусть имеется устройство, изображенное на рис. 27.2. Множество F из пяти заданных неисправностей представлено в табл. 27.6.
    Пример комбинационной схемы.

    Рис. 27.2. Пример комбинационной схемы.
    Таблица 27.6.
    Неисправность f_1 Константа 1 на выходе блока 4
    Неисправность f_2 Константа 1 на выходе блока 5
    Неисправность f_3 Константа 0 на входе 2
    Неисправность f_4 Константа 1 на выходе блока 9
    Неисправность f_5 Константа 0 на выходе блока 10

    Для этого устройства и заданного множества неисправностей :

    • построить полную таблицу функций неисправностей для входных наборов 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111;
    • построить Т-ТФН для обнаружения неиспрвностей из заданного множества;
    • построить Т-ТФН для различения неисправностей из заданного множества.
Дальше >>
< Лекция 26 || Лекция 27: 12 || Лекция 28 >

Вопросы и ответы

вопросов: 1
Дмитрий Медведевских
Дмитрий Медведевских

Добрый день  можно поинтересоваться где брать литературу предложенную в курсе ?Большинство книг я не могу найти  в известных источниках

ответить