Методы компактной диагностики

Обучающая система методам компактной диагностики.
Введение.
Неуклонный рост сложности приборов обуславливает повышенный интерес к вопросам
диагностирования их технического состояния. Одной из разновидностей методов
технического диагностирования аппаратуры является тестовая диагностика,
позволяющая на этапе проектирования и изготовления решать основные задачи:
определять правильность функционирования, осуществлять поиск неисправностей и
определять тип неисправности. Для реализации этих задач требуется интенсификация
подготовки специалистов по вычислительной технике и технической диагностике,
владеющих методикой исследования и проектирования сложных цифровых систем с
использованием современных методов технической диагностики.
Основной задачей дипломной работы является разработка автоматизированной системы
обучения диагностике сложных цифровых схем, позволяющей детально знакомить
студентов с практическими возможностями использования современных методов
компактного тестирования.
Она должна представлять собой программу, включающую в себя:
Модуль, реализующий графический интерфейс. Обмен графической информацией между
пользователем и ЭВМ должно осуществляться в форме диалога;
модуль, реализующий логическое моделирование цифровых схем;
модуль, моделирующий работу генераторов тестовых последовательностей;
блок, моделирующий процесс диагностики. В него входит: блок моделирующий
работу многоканального сигнатурного анализатора, блок отображения и обработки
полученных данных, блок поиска неисправностей;
блок, реализующий алгоритм определения оценки эффективности
диагностики при использовании компактных методов диагностики.
Глава1.
Обзор методов компактного тестирования и типы неисправностей цифровых схем.
1.1 Классификация методов сжатия выходных реакций схем.
Классическая стратегия тестирования цифровых схем основана на формировании
тестовых последовательностей, позволяющих обнаруживать заданные множества их
неисправностей. При этом для проведения процедуры тестирования, как правило,
хранятся как сами последовательности, так и эталонные выходные реакции схем на
их воздействие. В процессе самой процедуры тестирования на основании сравнения
выходных реакций с эталонными принимается решение о состоянии проверяемой схемы.
Для ряда выпускаемых в настоящее время схем классический подход требует
временных затрат как на формирование тестовых последовательностей, так и на
процедуру тестирования. Кроме того на проведение тестового эксперимента
требуется наличие сложного оборудования. В связи с этим стоимость и время,
необходимые для реализации классического подхода, растут быстрее, чем сложность
цифровых схем, для которых он используется. Поэтому новые решения, позволяющие
значительно упростить как процедуру построения генераторов тестовых
последовательностей, так и проведение тестового эксперимента.
Для реализации генератора тестовой последовательности используются алгоритмы,
позволяющие избежать сложности их синтеза:
Формирование всевозможных тестовых наборов, т.е. полного перебора двоичных
комбинаций. В результате генерируется так называемая счётчиковая
последовательность.
Формирование случайных тестовых наборов с требуемыми вероятностями появления
единичного и нулевого символов по каждому входу цифровой схемы.
Формирование псевдослучайной тестовой последовательности.
Основным свойством рассмотренных алгоритмов формирования тестовых
последовательностей является то, что в результате их применения воспроизводятся
последовательности очень большой длины. Поэтому на выходах проверяемой цифровой
схемы формируются её реакции, имеющие такую же длину. Естественно возникает
проблема их запоминания, хранения и затрата на обработку этих
последовательностей. Простейшим решением, позволяющим значительно сократить
объём хранимой информации об эталонных выходных реакциях является получение
интегральных оценок, имеющих меньшую размерность. Для этого используются
алгоритмы сжатия информации.
В результате их применения формируются компактные оценки сжимаемой информации.
Рассмотрим алгоритмы сжатия данных для случая бинарной последовательности
{y(k)}, состоящей из l последовательно формируемых двоичных переменных.
Псевдослучайное тестирование.
Наиболее часто при формировании псевдослучайных последовательностей используются
два метода. Первый из них лежащий в основе большинства программных датчиков
псевдослучайных чисел, использует рекуррентные соотношения. Этот метод обладает
рядом недостатков, в частности, малой периодичностью. Применительно к проблеме
тестирования цифровых схем периодичность может заметно снизить полноту контроля.
Кроме того, он отличается сложностью практической реализации. Поэтому наиболее
широко применяется второй метод, основанный на использовании соотношения
К – номер такта; - символы последовательности;
- постоянные коэффициенты; - операция суммирования по модулю два m логических
переменных. При соответствующем выборе коэффициентов на основании
характеристического полинома
,
который должен быть примитивным, после