МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ»

для студентов специальности «Специализированные Компьютерные Системы (КСД)», шифр специальности 6.050102

Рассмотрено на заседании кафедры

«Автоматизированные системы управления»

Протокол № __ от _________2012 г.

Утверждено на заседании

учебно – издательского совета ДонНТУ

Протокол № __ от _________2012 г.

Донецк 2012

Лабораторная работа № 1.

«Система моделирования EWB. Графический ввод

цифровых схем. Типы моделируемых неисправностей.»

Цель работы: Ознакомиться с функциональными возможностями системы EWB в части моделирования работы исправных цифровых схем; ознакомиться с возможными типами моделируемых неисправностей; усвоить понятие тестового набора неисправности для цифровой схемы.

1. Ввести схему согласно варианта. Сложные логические элементы не представленные в библиотеке разбить на простые.

2. Провести моделирование работы исправной схемы.

3. Для трёх различных произвольно выбранных неисправностей типа «short» провести моделирование с неисправностями и найти такой входной набор, при котором неисправность проявляется на выходе (значение выходного сигнала при исправном моделировании и моделировании с неисправностями различны).

Пояснения.

1) Выбор схемы осуществляется по шаблону на рис.1.

2 ) Выбор типов вентилей: вентиль = «ИЛИ» для чётных вариантов, «И» - для нечётных; типы вентилей - определяются по двоичному разложению номера варианта , где

3) Выбор неисправности: неисправность , где -номер варианта, - полное множество неисправностей.

Контрольные вопросы.

1. Какого типа неисправности в схеме позволяет моделировать EWB?

2. Сколько различных неисправностей каждого типа возможно в данной схеме?

3. Что значит неисправность «проверяется» или «не проверяется» входным набором?

Оформление отчёта.

Отчёт должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Постановка задачи.

3. Описание исполнения работы.

4. Временные диаграммы работы исправной схемы и трёх схем с неисправностями, показывающие их проверяемость.

5. Ответы на контрольные вопросы с пояснениями.

6. Выводы.

Лабораторная работа №2.

Построение тестов методом «существенного пути».

1. Обнаружимость неисправностей.

Определение. Неисправность проверяется (обнаруживается), если выполнены условия её проявления и транспортировки или

.

Определение. Проявлением называется случай, когда в исправной и неисправной схемах на линии с неисправностью присутствуют различные значения.

Определение. Транспортировкой называется случай, когда значение сигнала на выходе вентиля или схемы зависит от изменения сигнала на входе с неисправностью.

Пример.

а) Найти условие обнаружения неисправности для случая изображённого на рис.2.

Запишем в таблице условия проявления и транспортировки заданной неисправности (табл.2). Поскольку в последней строке таблицы выполнено и условие проверяемости и условие транспортировки, то, очевидно, что для заданного входного набора выполнено и условие обнаружимости. Таким образом, входной набор «111» проверяет неисправность a=const0.

б ) Рассмотреть условие обнаружения неисправности на рис.3.

Поскольку на входном наборе «010» выполнено как условие проверяемости, так и условие транспортировки, то очевидно, что он проверяет неисправность .

в) Рассмотреть условие обнаружения неисправности на рис.4.

г) Рассмотреть условие обнаружения неисправности на рис.5.

Примеры 1.в и 1.г рассматриваются самостоятельно для закрепления материала.

2 . Метод существенного пути построения тестов.

В методе существенного пути построения тестов происходит распространение влияния неисправности на один из внешних выходов схемы (обычно наиболее близкий). Путь распространения отмечается на схеме пунктирной линией. Алгоритм состоит из двух фаз. Первая фаза называется «продвижение вперёд». Целью данного этапа является найти условия для линий схемы (необязательно внешних входов), при которых неисправность проявляется и её влияние транспортируется вдоль существенного пути на один из внешних выходов схемы.

Определение. Транспортировкой неисправности вдоль существенного пути называется транспортировка неисправности через все вентили, которые входят в данный путь.

Результатом работы первой фазы алгоритма является некоторый набор ограничений на значения сигналов в схеме, который гарантирует проявление неисправности и её транспортировку вдоль существенного пути.

Фаза 2 алгоритма называется «продвижение назад». Её целью является найти такие значения для внешних входов схемы, при которых выполняется набор ограничений, полученный в фазе 1. Поскольку при таких значениях внешних входов будет выполняться и условие проявления и условие транспортировки, то полученные входные наборы будут являться тестом для заданной неисправности.

Для понимания сути метода объясним его работу на примере.

Пример. Построить тест методом существенного пути для указанной неисправности в схеме на рис.6.

Фаза 1. Продвижение вперёд.

Запишем условия проявления указанной неисправности и её транспортировки.

Проявление: - ограничение 1.

Транспортировка должна быть выполнена через два вентиля пути: и .

Транспортировка через вентиль : - ограничение 2.

Транспортировка через вентиль : - ограничение 3.

Фаза 2. Продвижение назад.

В данной фазе необходимо подобрать такие значения на внешних входах схемы, чтобы выполнялись ограничения 1-3, полученные в фазе 1 алгоритма. Для этого необходимо продвигаться от линий с ограничениями влево ко внешним входам схемы, получая необходимые значения сигналов.

Для обеспечения условия 1 определим входы вентиля : , . Линия является внешним входом и здесь продвижение влево окончено. Линия не является внешним входом, следовательно, необходимо продолжить движение влево по схеме. Для выполнения условия определим значение входа вентиля : , который является входом схемы.

А налогично необходимо удовлетворить условия 2 и 3.

Для условия 2 определим значения входов вентиля : либо , т.е. , поскольку к текущему моменту времени уже известно значение второго входа вентиля : .

Для того, чтобы выполнялось ограничение 3 продвижение назад выполнять не требуется, поскольку линия является внешним входом схемы.

Таким образом, к текущему моменту определены значения для всех внешних входов схемы, при которых будут выполнены условия проявления и транспортировки заданной неисправности.

Следовательно, можно выписать тест: или .