6.4.4. Тестирование и настройка аппаратных средств
По конструкторской документации, создаваемой в процессе проектирования МПС, изготавливается ее опытной образец. После изготовления необходимо убедиться в корректном функционировании АС МПС и устранить все имеющиеся ошибки.
Процесс выявления и устранения ошибок в АС системы называется ее настройкой. Сложность этого процесса обусловлена шинной организацией и программным характером функционирования МПС. Это сводит к минимуму возможность использования стандартных радиоизмерительных приборов: вольтметров, частотомеров, осциллографов и т.п. при настройке аппаратных средств МПС. Наиболее удобно настройку АС выполнять путем их тестирования статическими сигналами.
Тестирование статическими сигналами
Практически все ИМС и устройства, подключенные к МП, являются по своей природе статическими, а микропроцессор выполняет функции системного контроллера, управляя ими.
Основная идея метода тестирования статическими сигналами заключается в том, что МП в процессе настройки АС заменяется пультом статических испытаний [12,13]. Этот пульт позволяет с помощью органов ручного управления (тумблеров) имитировать все сигналы МП.
Пульт статических испытаний наиболее удобно подключать через сокет, предназначенный для установки МП. В этом случае сигналы МП подменяются имитационными сигналами, генерируемыми с пульта. В процессе настройки манипуляция имитационными сигналами осуществляется в соответствии с временной диаграммой функционирования МП. Поскольку имитационные сигналы могут иметь требуемые значения в течение неопределенного времени, то это соответствует " замораживанию " состояния МПС на неопределенный срок. Это дает возможность анализа всех сигналов в МПС с помощью стандартных радиоизмерительных приборов (тестера, осциллографа) с целью установления факта их корректного или ошибочного функционирования. При наличии ошибок выявляются и устраняются причины их возникновения.
После настройки АС МПС можно убедиться в ее частичной работоспособности. Это достигается путем свободного прогона МП.
Свободный прогон микропроцессора
Свободный прогон МП заключается в непрерывном исполнении им холостой команды NOP. Поскольку длина этой команды составляет 1 байт, то при непрерывном ее выполнении на ША МП будут один за другим появляться адреса, отличающиеся на единицу. Следовательно, при корректном функционировании МП его ША будет работать в режиме двоичного счетчика с соответствующими временными диаграммами на ее линиях.
Свободный прогон МП технически реализуется путем установки в сокет программного ПЗУ заглушки с установленным на ней кодом команды NOP (90h).
Свободный прогон МП позволяет убедиться в частичной работоспособности МП и проверить каждую адресную линию на отсутствие обрывов и коротких замыканий с соседними линиями. Поскольку при этом происходит сканирование всего адресного пространства МП, то можно проверить все дешифраторы адресов ЗУ и УВВ.
6.5. Проектирование программных средств
Из рассмотрения МПС как объекта проектирования (см. подраздел.6.1) следует, что основные функции в ней выполняются программным путем, а программа представляет собой некоторый функциональный преобразователь, реализующий заданную функцию преобразования Yp=Fp(Xp) входных данных Xp в требуемый результат Yp.
В общем случае программа может быть представлена в виде "черной сферы" (рис.6.17).
Рис. 6.17. Представление программы в виде "черной сферы"
Такое представление помогает осмыслить функции, выполняемые программой, а также ее входные и выходные данные. В процессе проектирования программы необходимо определить набор и способ соединения элементов, входящих в эту "сферу" и обеспечивающих решение поставленной задачи.
До настоящего времени проектирование программ в значительной степени считается искусством, так как до сих пор нет формальных методов программирования. Разработка прикладных программ в основном опирается на опыт и здравый смысл программиста, которым очень трудно научить. Они приобретаются лишь при проектировании собственных программ и тщательном анализе программ, разработанных другими.