Техническое диагностирование комбинационных схем на логических элементах

Методические указания

1 Основные понятия и определения

Под технической диагностикой понимается область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объекта. Техническое состояние определяется значениями параметров, установленных технической документацией на объект.

Процесс определения технического состояния объекта называется диагностированием. Результат диагностирования, т.е. заключение о техническом состоянии объекта, называется диагнозом.

Технический объект (система, устройство, блок и т.п.), для которого решается задача распознавания его состояния, называется объектом диагностирования (ОД).

В качестве ОД могут выступать любые технические системы (устройства, блоки и т.п.), которые удовлетворяют двум условиям: могут находиться по крайней мере в двух взаимоисключающих и различимых состояниях (например исправном и неисправном); в них можно выделить элементы, каждый из которых также характеризуется указанными различимыми состояниями.

Основными задачами диагностирования являются проверка исправности и поиск неисправностей (дефектов) в ОД.

В первом случае решается задача обнаружения в ОД любой неисправности, переводящей его из исправного состояния в неисправное. Во втором случае решается проблема точного указания в ОД неисправного элемента или множества элементов, среди которых находится неисправный элемент, замена которого на исправный обеспечивает восстановление работоспособности ОД.

2 Тесты диагностирования

Объект диагноза представляют в виде устройства, имеющего входы и доступные для наблюдения выходы. Процесс диагностирования представляет собой последовательность операций, каждая из которых предусматривает подачу на входы объекта некоторого воздействия и определения на выходах реакции на это воздействие. Такую элементарную операцию называют проверкой . В качестве выходов наблюдения могут служить основные или рабочие выходы ОД, а также его дополнительные (контрольные) выходы.

Совокупность проверок, позволяющую решать какую-либо из задач диагноза, называют тестом: . Под длиной теста понимают число входящих в него проверок .

По назначению тесты делятся на проверяющие и диагностические. Проверяющий тест – это совокупность проверок, позволяющая обнаружить в ОД любую неисправность из заданного списка (множества).

Диагностический тест – это совокупность проверок, позволяющая указать место неисправности в ОД с точностью до классов эквивалентных неисправностей.

Важной характеристикой процедур диагностирования является полнота обнаружения неисправностей. Любая диагностическая процедура (а также и тест диагноза) обязательно связывается с определенным, строго фиксированным списком неисправностей, обнаружение которых обеспечивается при ее проведении.

По полноте обнаружения неисправностей различают одиночный, кратный и полный тесты. Одиночный тест обнаруживает в устройстве все одиночные неисправности входящих в него элементов. Кратный тест обнаруживает все возможные совокупности из k одиночных неисправностей элементов, причем тест кратности k должен фиксировать не только все совокупности из k одиночных неисправностей, но и все неисправности меньшей кратности, в том числе все одиночные неисправности. Полный тест обнаруживает неисправности любой кратности.

В зависимости от длины различают тривиальный, минимальный и минимизированные тесты. Тривиальный тест, содержащий все возможные для данной системы проверки, имеет максимальную длину. Наименьшее число проверок имеет минимальный тест . Он обеспечивает решение заданной задачи диагноза и не существует для данного устройства другого теста, который имеет меньшее число проверок.

Построение требует больших вычислений, поэтому на практике чаще строят минимизированные тесты, имеющие длину, близкую к длине минимальных тестов.

С помощью теста строится процедура диагностирования, в основе которой лежит алгоритм диагностирования, представляющий собой последовательность проверок, составляющих тест, и правила анализа результатов этих проверок. Алгоритм диагностирования реализуется средствами диагностирования.

В данных методических указаниях рассчитывается минимизированный одиночный проверяющий тест.