Тестовое диагностирование устройств в составе эвм.

Тестовое диагностирование (или самодиагностирование) в ЭВМ по уровням используемых средств разделяют на тестирование:

а) средствами операционной системы;

б) автономное, выполняемое специальными программами;

в) на микропрограммном уровне (микродиагностика).

Объектом проверки является часть аппаратуры или все устройство ЭВМ.

На любом уровне необходимо выполнять следующие операции:

сформировать тестовые воздействия,

подать их на проверяемый узел,

снять выходные реакции и сравнить их с эталонными,

провести анализ результата диагностирования,

перейти к следующей проверке.

Дополнительно к основным операциям добавляются сервисные —это индикация результатов, документирование и пр.Для выполнения перечисленных операций вводят специальную аппаратуру (так называемое ядро), которое может быть совмещено с основной аппаратурой ЭВМ.

В состав этой аппаратуры входят:

устройства ввода (УВ) и накопители (Н) диагностической информации (тестовые воздействия, ожидаемые ответы),

блок управления (БУ) чтением и выдачей тестовых воздействий, анализом и выдачей результатов,

блок коммутации (БК),

устройства вывода результатов диагностирования.

Эти функции стали возлагать на специализированные процессоры, которые называютсервисными. Благодаря универсальным возможностям и развитой периферии они обеспечивают значительные удобства обслуживающему персоналу.

Схемы организации тестового диагностирования ЦВМ.Для отдельных машин используюттри основные схемы организации тестового диагностирования, основанные на аппаратной реализации ядра:

с централизованным встроенным ядром;

с централизованным внешним ядром;

с распределенным встроенным ядром.

При использовании централизованного ядраЦВМ представляют в виде двух частей:Sd, отвечающей ядру, иSd-, отвечающей ОД (рис. 13,а). Эта схема широко распространена для малых и средних ЦВМ.Ее применяют в машинах ЕС ЭВМ . и СМ ЭВМ.Реализация выполняется встроенной либо внешней в виде сервисного процессора.Недостатком такой схемы диагностирования является зависимость достоверности принимаемых решений от надежности оборудования ядра.Это приводит к необходимости резервирования ядра, организации его по мажоритарному принципу и использования распределенного ядра.

В схеме тестирования с распределенным встроенным ядром (рис. 13,6) каждое устройство (модуль) изu1, u2, u3, u4,u5 может проверять несколько других (см. стрелки). Результат тестирования представляется в виде символов 0, 1, х.

Если проверяющий модуль исправен, то при неисправном проверяемом будет 1, а при исправном 0. Если проверяющий модуль неисправен, то результат тестирования является неопределенным х.

Общее число модулей n выбирают из соотношения n = 2t + 1, с тем чтобы обеспечить обнаружение t отказавших модулей.Решение об исправности принимает специальное устройство — арбитр.

Вычислительные машины, как объекты диагностирования, являются весьма сложными, поэтому приведенные выше схемы тестирования применяют одновременно с разделением машин на блокиКаждый блок бj является объектом диагностирования(рис. 14),в функции ядра входит также обеспечение блокировки воздействий от непроверенных блоков(ФТ — формирователь тестов;БП — блок принятия решения;УС -устройство связи).

Для экономии аппаратурных затратиспользуют процедурупроверки по способу "раскрутки", в рамках которойранее проверенные блоки применяют для проверки последующих.

Врамках перечисленных выше схем тестирования можно применятьпроцедуры диагностирования:

процедура "дерево", при которойпоиск начинается с большого числа функциональных блоков и на каждом шаге проверяется "успех" либо "неуспех" прохождения теста; в случае неуспеха про изводится переход к более подробному анализу подозреваемых блоков;этапроцедура соответствует реализации условных алгоритмов диагностирования;

процедура "с малого", при которойпроверяется вначале малая часть, а затем с небольшими приращениями остальная часть машины;

процедура"пересечения", отвечающаябезусловным алгоритмам поиска, при которойпосле анализа серии результатов тестов производится выделение "подозреваемых" на неисправность блоков.

Любая схема тестового диагностирования предполагает также выбор того или иного способов:автоматического, ручного, микропрограммного, подготовки тестовых последовательностейдля проверки отдельных устройств ЦВМ испособов построения словарей неисправностей(автоматическим, ручным, смешанным).

На рис. 15 показаны схемы тестового диагностирования, применяемые в ЦВМ(ПМК — память микрокоманд;ВЗУ — внешнее запоминающее устройство;ОЗУ — оперативное запоминающее устройство). Схема на рис. 15,а соответствуеторганизации тестового диагностирования ЦВМ с ядром на основе ПМК. Внешний аппаратный тестер загружает микропрограммную память и начинает микродиагностику.Микродиагностическая программа - резидент контролирует устройство управления и арифметико-логический блок, а остальные микропрограммы проверяют память.Стратегия заключается в тестировании малых частей аппаратуры с постепенным расширением области с использованиемпроверенной аппаратуры.Схема на рис. 15,б отличается наличием ОЗУ, выбранного в качестве составной части ядра. В обеих схемахоператора снабжают словарем, а такжеспециальными средствами для проверки внешнего тестера (осуществляется вручную). В схеме на рис. 15,вПМК проверяется с помощью схем контроля.Если перед обнаружением ошибки ПМК оказалось исправным, то оно сразу используется для проверки подозреваемого оборудования.

В процессе тестового диагностирования можно применять следующую стратегию:

проверка контрольной аппаратуры (тестер);

выбор одного из имеющихся в ЭВМ тестов;

проверка схемы сравнения информации;

проверка базовой части ОЗУ;

загрузка в ОЗУ диагностического пакета из ВЗУ.

Эти операции производятся полуавтоматически или вручную,затем обычные операции, основанные на использованиипринципа расширяющихся областей:

сравнивается информация, считываемая из устройства управления с эталонной;

проверяются служебные блоки ЭВМ с помощью устройства управления;

производится программная проверка каналов и терминального комплекта ЭВМ;

проверяется полный объем ОЗУ тестами из ВЗУ.