diagnostika počítačů dgp_05

Diagnostika počítačů DGP_05

Prof. Ing. Karel Vlček, [email protected]

Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO

K. Vlček: Diagnostika počítačů 2

Vestavěné diagnostické prostředky

Díky vestavěným diagnostickým prostředkům lze na libovolné úrovni použít tzv. vnitřní (autonomní) testy

Podle této koncepce má každá testovaná jednotka svůj vestavěný zkoušeč

Volba vestavěných zkoušečů je určena nejen velikostí testované jednotky, ale i kvalitou (přesností a úplností) testu

Příznaková analýza umožňuje testovat i rozsahem malé testované jednotky kvalitně


Technické prostředky testování

Klasickou metodou realizace vnitřní diagnostiky je použití programů nebo mikroprogramů počítače

Příznaková analýza umožňuje testovat i rozsahem malé testované jednotky kvalitně

Zkoušeč může být miniaturizován a vestavěn do pouzdra integrovaného obvodu


Technické prostředky BIST

Nové metody automatizovaného návrhu číslicových systémů umožňují zjednodušení způsobu generování a vyhodnocování testů

Příznaková analýza jako nová metody komprese diagnostických dat umožňuje testovat dostatečným počtem testovacích vektorů

Vestavěné diagnostické prostředky se obvykle označují zkratkou BIST (Built-In Self-Test)


Testy zapsané do paměti

Systémy pro programové a mikroprogramové řízení umožňují do paměti zapsat test jako posloupnost instrukcí nebo mikroinstrukcí

Objem vestavěných obvodových technických diagnostických prostředků je velmi malý

Řízení paměti se zapsaným testem během testování přebírá diagnostický procesor

Servisní procesor má za úkol spouštění diagnostiky


Diagnostický systém počítače (1)

Diagnostický systém počítače obvykle zajišťuje tyto funkce:

Spouštěcí diagnostiku (Test po zapnutí počítače)

Periodickou diagnostiku (Provádí se v přestávkách mezi aplikačními programy)

Průběžnou diagnostiku (Vyhodnocuje výstupy hlídačů kódu)

Lokalizaci poruch (Vyhodnocuje symptomy poruchové testované jednotky)


Diagnostický systém počítače (2)

Diagnostický systém počítače tvoří následující části:

Řídicí jednotka diagnostického systému (Diagnostický procesor nebo řadič)

Komunikační cesty (Slouží pro řízení testu, zadávání dat a pro čtení odezev na testy)

Paměti (Slouží pro uchovávání testů a archivaci odezev)

Řadič a paměť se nazývá tvrdé jádro


Programová diagnostika

Testování periferních zařízení se provádí tzv. programovou diagnostikou

Programová diagnostika se provádí pod operačním systémem, pod diagnostickým monitorem nebo samostatně

Test za provozu je diagnostická úloha, která nenarušuje ostatní úlohy a je tedy prováděna při normální činnosti operačního systému


Systémové testy mikropočítačů

Všechny testy se realizují programem, protože mikroprogramy jsou u běžného mikroprocesoru uživateli nepřístupné

Periodické testy jsou obvykle jednoduché detekční testy s malým rozsahem v paměti

Testy zapsané v paměti lze používat i v blocích a funkčních jednotkách, které nemají programové řízení

Paměti ROM slouží jako generátory stimulů


Autonomní testy v reálném čase

Test generovaný v reálném čase uspoří kapacitu paměti

Test je generovaný podle algoritmu uloženého v paměti

Algoritmické generování je výhodné, jestliže testovaná jednotka má pravidelnou strukturu

Programem jsou generovány především testy pamětí (RAM i ROM a PLA)


Použití LZPR (LFSR) pro generování testů Posuvné registry s lineární zpětnou

vazbou (LFSR) se používají pro generování testů nejčastěji

Zpětná vazba obsahuje pouze přímou vazbu nebo vazbu nonekvivalence tedy součástky s lineární funkcí

Zapojení je vytvořeno například podle primitivního polynomu x4 + x + 1

Generovaná posloupnost vektorů pak má délku 24 – 1 = 15


Použití LZPR (LFSR) pro příznakovou analýzu Posuvné registry s lineární zpětnou

vazbou (LFSR) se dají použít i pro příznakovou analýzu

Jedná se o shodně zapojený LFSR, jeho obsah po určitém počtu kroků uchovává příznak, což je zbytek po dělení binárních polynomů

Dosažené diagnostické pokrytí je větší, než 98%


Použití LZPR (LFSR) jako BILBO

BILBO (Built-In Logic Observer) je registr, který může fungovat jako:

Paralelní registr (v systémové funkci) Sériový registr (v systémové funkci) LFSR pro generování hodnot vektorů (při

generování testovacích vektorů) LFSR pro příznakovou analýzu (při

kompresi diagnostických dat MISR) BILBO může být použit jak pro vnější, tak pro

vnitřní testování


Použití LZPR (LFSR) jako BILBO


Použití BILBO jako prostý registr


Použití BILBO jako „skenovací“ posuvný r.


Použití BILBO jako LZPR (LFSR)


Použití BILBO jako MISR


Registr HILDO

HILDO (Highly Integrated Logic Design Observer) je navržen pro testování obvodů VLSI (Very Large Scale Integration)

Jedná se v podstatě o sériově paralelní příznakový analyzátor

HILDO v každém kroku vygeneruje na paralelních výstupech krok testu a na paralelních vstupech přijme vektor odezvy na test a přičte ji modulo2 k dosavadnímu obsahu registru


Generování pseudotriviálních testů

Triviální test mající 2n kroků pro n-vstupový kombinační obvod detekuje všechny poruchy kromě změny kombinačního chování na sekvenční

Pseudotriviální testy jsou kompromisním řešením, které funguje pouze pro skupinu vstupů

Pseudotriviálními testy je testována množina všech součástek, které tvoří tzv. kužel a zvyšuje se pokrytí testu


Použití pseudotriviálních testů

Nechť s polynomem g(x) generuje LFSR cyklický kód s minimální kódovou vzdáleností d

LFSR pak generuje (n, d-1)-triviální test Na začátku testu musíme do LFSR vložit

nenulovou informaci Při použití permutací sloupců generující

matice kódu je generován pseudotriviální test


Literatura

Hlavička J.: Diagnostika a spolehlivost, Vydavatelství ČVUT, Praha (1990), ISBN 80-01-01846-6

Musil, V., Vlček, K.: Diagnostika elektronických obvodů, TEMPUS Equator S_JEP-09468-95, ÚMEL, FEI VUT v Brně (1998)

Hlavička, J., Kottek, E., Zelený, J.: Diagnostika Elektronických číslicových obvodů, Praha SNTL (1982)

Drábek, V.: Spolehlivost a diagnostika, VUT Brno, (1983)

Hławiczka, A.: P1149, Warszawa (1993), ISBN 83-204-1518-7

diagnostika počítačů dgp_05

Documents