3.3. Анализ стратегии диагностики и восстановления работоспособности цифровых систем
Как отмечалось ранее, при построении современных цифровых систем актуальной задачей является исследование методов повышения качества функционирования технических средств и каналов связи. Трудность решения этой задачи состоит в том, что непрерывное увеличение сложности современных цифровых систем вызывает значительные трудности в достоверной оценке технического состояния в целом и его составных частей в эксплуатационных условиях [1,3,24].
Как указывалось ранее в целях улучшения показателей технического обслуживания и ремонта необходимо предусмотреть специальные меры для оперативного обнаружения факта появления ошибок из-за аппаратурных источников, поиска и локализации как места появления сбоев и отказов в блоках цифровых систем, так и неисправностей в функциональной схеме неисправного узла.
Основные задачи процесса технической диагностики цифровых систем приведены на рис. 3.3.
Рис. 3.3. Основные задачи процесса технической диагностики цифровых систем
В [1,3] показано, что цифровая система имеет множество технических состояний, которые можно рассматривать как совокупность подверженных изменению в процессе эксплуатации свойств объекта, характеризующихся в определенный момент времени соответствующими признаками. Каждое техническое состояние цифровых систем
,
(3.9)
является некоторой функцией работоспособности в пространстве параметров
состояния (относящихся к классу состояний Сi)
.
(3.10)
Информацию о текущем состоянии системы получают путем измерения выходных сигналов уj в выбранных контрольных точках.
Основная задача диагностики - определение класса состояний Ci в текущий момент времени - осуществляется по решающему правилу
(3.11)
где р(y,
)
– мера сходства сравниваемых векторов.
Как показано в [1,3] для простейшей математической модели, приемник цифровой системы с диагностикой ошибок и отказов может находиться в случайный момент времени в одном из следующих возможных состояниях:
с0 -приёмник функционирует без ошибок и отказов;
с1 -приём осуществляется с необнаруженной ошибкой;
с2 -приёмник исправляет обнаруженную ошибку;
с3 -приёмник неработоспособен из-за отказов (рис. 3.4)
Матрица условных вероятностей переходов рij из состояния сi в состояние сj имеет вид [1,3]
,
(3.12)
где приняты следующие обозначения:
- интенсивность потока отказов;
- интенсивность потока ошибок;
q – вероятность необнаруженной ошибки устройством защиты от
ошибок (УЗО);
-
интенсивность восстановлений отказов;
-интенсивность
исправления ошибок.
Для случая простейших потоков ошибок и отказов получено:
вход
Рис. 3.4. Модель приемника цифровой системы с распознаванием и
диагностикой отказов
Система уравнений для оценки состояний рассматриваемой цифровой системы имеет вид:
В целом восстановление работоспособности цифровой системы при появлении ошибок и отказов сводится к следующему:
- определение (выявление) нарушений работоспособности цифровой
системы;
- диагностика блока цифровой системы с отказами;
- локализация неисправного элемента блока;
- восстановление работоспособности цифровой системы (замена или
ремонт неисправного элемента);
- восстановление потерянной информации из-за отказов.