- •Вступление
- •Основные задачи технической диагностики
- •Системы диагноза технического состояния
- •Диагностические системы управления
- •Объекты диагноза
- •Математические модели объектов диагноза
- •Функциональные схемы систем тестового и функционального диагноза
- •Методы и технические средства диагностирования элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Общие сведения
- •Тестовое тестирование узлов, блоков и устройств.
- •Структуры автоматизированных систем.
- •Программное обеспечение процессов диагностирования.
- •Логические анализаторы.
- •Микропроцессорные анализаторы (ма).
- •Способы запуска.
- •Подключающие устройства.
- •Ввод начальных данных.
- •Проверка отдельных триггеров.
- •Проверка содержимого постоянных запоминающих устройств (пзу).
- •Проверка оперативных запоминающих устройств (озу).
- •Проверка работы линии коллективного пользования (лкп).
- •Проверка аналого-цифровых преобразователей (ацп).
- •Проверка печатных плат.
- •Проверка микропроцессорной системы.
- •Сигнатурные анализаторы
- •Процесс формирования сигнатур.
- •Аппаратурная реализация сигнатурного анализатора.
- •Тестовое диагностирование устройств в составе эвм.
- •Диагностирование оборудования процессоров.
- •Способы диагностирования периферийных устройств.
- •Диагностирование упу/пу с помощью процессора.
- •Проверки упу/пу с помощью диагностических приказов.
- •Диагностирование упу/пу с помощью тестеров.
- •Способы тестирования зу.
- •Принципы построения стандартных проверяющих тестов полупроводниковых зу.
- •Аппаратурные средства функционального диагностирования узлов и блоков. Основные принципы построения.
- •Кодовые методы контроля.
- •Контроль передач информации.
- •Контроль по запрещенным комбинациям.
- •Самопроверяемые схемы контроля.
- •Контроль по модулю
- •Организация аппаратурного контроля озу.
- •Организация аппаратурного контроля внешних зу.
- •Средства функционального диагностирования в составе эвм.
- •Контроль методом двойного или многократного счета
- •Экстраполяционная проверка
- •Контроль по методу усеченного алгоритма (алгоритмический контроль).
- •Способ подстановки.
- •Проверка предельных значений или метод "вилок".
- •Проверка с помощью дополнительных связей.
- •Метод избыточных переменных
- •Контроль методом обратного счета.
- •Метод избыточных цифр.
- •Метод контрольного суммирования.
- •Контроль методом счета записи.
- •Контроль по меткам
- •Метод обратной связи
- •Метод проверки наличия формальных признаков (синтаксический метод, метод шаблонов).
- •Метод проверки запрещенных комбинаций.
- •Метод an-кодов
- •Методы на основе циклических кодов и кодов Хэмминга и др.
- •Структурные методы обеспечения контролепригодности дискретных устройств.
- •Введение контрольных точек.
- •Размножение контактов.
- •Использование блокирующей логики.
- •Применение параллельных зависимых проверок
- •Замена одним элементом состояний группы элементов памяти.
- •Методы улучшения тестируемой бис. Сокращение числа тестовых входов.
- •Двухуровневое сканирование.
- •Микропроцессорные встроенные средства самотестирования.
- •Контроль и диагностирование эвм Характеристики систем диагностирования
- •Системы контроля в современных эвм
- •Применение аналоговых сигнатурных анализаторов
- •Работа локализатора неисправностей pfl780 в режиме "Pin by Pin"
- •Работа в режиме Pin by Pin
- •Работа с торцевыми разъемами
- •Среда тестирования
- •Индивидуальное тестирование или режим Pin by Pin?
- •Тестирование специальных устройств
- •Устранение ложных отказов путем использования эталонных сигнатур компонентов от разных производителей
- •Тестирование цифровых компонентов методом asa
- •Вариации сигнатур.
- •Входные цепи защиты
- •Набор альтернативных сигнатур
- •Тестирование подключенных к общей шине компонентов путем их изоляции специальными блокирующими напряжениями.
- •Системы с шинной архитектурой
- •Устройства с тремя логическими состояниями
- •Разрешение работы и блокирование компонентов
- •Применение "блокирующих" напряжений
- •Отключение тактовых импульсов.
- •Отключение шинных буферов.
- •Опция Loop until Pass
- •Локализация дефектных компонентов в системах с шинной архитектурой без их удаления из испытываемой цепи
- •Поиск неисправностей методами asa и ict в системах с шинной архитектурой
- •Сравнение шинных сигнатур
- •Шинные сигнатуры
- •Изоляция устройств.
- •Локализация коротких замыканий шины и неисправностей нагрузки прибором toneohm 950 в режиме расширенного обнаружения неисправностей шины
- •Типы шинных неисправностей
- •Короткие замыкания с низким сопротивлением
- •Измерение протекающего через дорожку тока.
- •Измерение напряжения на дорожке печатной платы
- •Обнаружение кз и чрезмерных токов нагрузки в труднодоступных для тестирования местах
- •Короткие замыкания на платах
- •Обнаружение сложных неисправностей тестируемой платы путем сравнения импедансных характеристик в режиме asa
- •Импедансные сигнатуры
- •Локализация неисправностей методом Аналогового сигнатурного анализа
- •Методы сравнения
- •Основы jtag Boundary Scan архитектуры
- •АрхитектураBoundaryScan
- •Обязательные инструкции
- •Как происходитBoundaryScanтест
- •Простой тест на уровне платы
- •Граф состояний тар – контроллера
- •Мониторинг сети Управление сетью
- •Предупреждение проблем с помощью планирования
- •Утилиты мониторинга сети
- •Специальные средства диагностики сети
- •Источники информации по поддержке сети
- •Искусство диагностики локальных сетей
- •Организация процесса диагностики сети
- •Методика упреждающей диагностики сети
- •Диагностика локальных сетей и Интернет Диагностика локальных сетей
- •Ifconfig le0
- •Сетевая диагностика с применением протокола snmp
- •Диагностика на базеIcmp
- •Применение 6-го режима сетевого адаптера для целей диагностики
- •Причины циклов пакетов и осцилляции маршрутов
- •Конфигурирование сетевых систем
- •Методы тестирования оптических кабелей для локальных сетей.
- •Многомодовый в сравнении с одномодовым
- •Нахождение разрывов
- •Измерение потери мощности
- •Использование тестовOtdRдля одномодовых приложений
- •Источники
- •Словарь терминов а
Диагностирование упу/пу с помощью тестеров.
Тестеры периферийных устройств представляют собой ручные или полуавтоматические устройства, позволяющие диагностировать УПУ/ПУ в автономном режиме, т.е. вне ЭВМ.
Для диагностирования используют тестеры двух типов: совмещенные УПУ/ПУ и для ПУ.
Тестеры позволяют выполнить автономные тестовыепроцедуры для проверки УПУ/ПУ, индицировать результаты проверки на своем пульте, создать режимы заклинивания тестовых процедур для наблюдения временной диаграммы с помощью осциллографа. Тестовые процедуры задают последовательность действий, которую необходимо выполнить на тестере и в устройстве для получения реакции устройства на эти действия, а также указывают состояние ламп индикации тестера. На основании анализа реакции устройства, сравнения состояния ламп индикации, полученного и заданного тестовой процедурой, делается заключение о неисправности устройства.
Способы тестирования зу.
Основными функциональными характеристиками ЗУ являются следующие:
информационная емкость, выражаемая максимальным количеством хранимой информации в битах;
быстродействие, характеризуемое временем, прошедшим от момента обращения к ЗУ до появления требуемой информации на выходе;
энергопотребление ЗУ, определяемое электрической мощностью, потребляемой от источника питания на единицу информационной емкости.
Характерные неисправности полупроводниковых ЗУ большой и сверхбольшой степени интеграции.
Среди наиболее часто встречающихся неисправностей полупроводниковых устройств можно выделить следующие: замыкание или обрыв проводников, трещины и другие механические повреждения кристалла, замыкание р—n-перехода, замыкание через окисел и т.д.При этом та или другая неисправность соответствует для большинства элементов изменению реализуемой ими функции. Это позволяет для значительного числа неисправностей определить их математические модели.
Перечисленные выше дефекты и повреждения полупроводниковых запоминающих устройств можно интерпретировать в зависимости от места их возникновения: или как "константа 1 (0)" в известной модели константных неисправностей, или как мостиковые неисправности, действие которых эквивалентно возникновению в схеме дополнительных конъюнктивных или дизъюнктивных связей.
Основные причины появления константных и мостиковых неисправностей:
дефекты в диэлектрических слоях (33 %),
дефекты металлизации (26 %),
неравномерность диффузии (24 %),
попадание инородных частиц (13%).
Для БИС и, особенно СБИС полупроводниковых запоминающих устройств, характерны специфические неисправности, вызванные близким расположением запоминающих элементов субмикронных размеров и их динамическим функционированием в пределах одного кристалла. В результатепаразитных омических и емкостных связей, токов утечки во всех типах полупроводниковых ЗУнаблюдаютсянеисправности взаимного влияния ячеек памяти, которые проявляются в виде нарушения функций хранения, записи или считывания информации в данной ячейке памяти в зависимости от последовательности операций обращения к некоторой другой ячейке памяти.Неисправности взаимного влияния являются частным случаем более общего класса неисправностей, характеризуемым нарушением функционирования запоминающего устройства как из-за последовательности операции обращения, так и из-за конфигурации хранимой информации в некотором подмножестве ячеек памяти.В общем случае неисправности, чувствительные к конфигурации информации, проявляются среди ячеек памяти, которые подключены к общим разрядным или адресным шинам, ' или локализуются в некоторых частях кристалла среди геометрически близко расположенных ячеек памяти.
Все перечисленные выше типы неисправностей относятся к статическим и проявляются независимо от частоты следования входных сигналов.Динамические неисправности в основном связаны с переходными процессами в схеме и изменением динамических параметров элементов. К динамическим неисправностям БИС ЗУ следует отнестиувеличение времени восстановления после записи за счет накопления заряда в разрядных шинах, увеличение времени считывания, а также гонки и состязания в схеме дешифратора адреса.
Перемежающиеся неисправности (ПН) составляют порядка 90 % всех неисправностей, возникающих при работе цифровых устройств на БИС, и около 30 % неисправностей в процессе обмена информацией между субблоками.Причинойих возникновения в БИС ЗУ являютсястатические неоднородности в структуре материала кристалла, неравномерности глубины залегания р—n-переходов, времени жизни носителей заряда,что является следствием малых размеров элементов при относительно большой площади кристалла. Другой причиной появления ПН считаютвозникновение самоустраняющихся коротких замыканий в сверхтонких слоях диэлектрика, появление паразитных емкостных связей между ячейками памяти, дефекты в многоуровневых соединениях, а также инородные частицы в технологических газах и химических реактивах.
Появление сбоеввсех типов БИС микросхем определеноналичием помех по цепям питания, а также влиянием электромагнитных полей. Наряду с этим, одной из главных причин появления такого рода неисправностей для БИС ЗУ являютсяальфа-излучение, а также потоки быстрых частиц и космические лучи. Следует отметить, чтовоздействию альфа-излучения подвержены микросхемы как динамической, в большей мере, так и статической памяти.
Тестовое диагностирование полупроводниковых БИС ЗУсостоит всинтезе тестовых последовательностей в виде тест-наборов входных и эталонных наборов выходных сигналов, в определении порядка и интервалов времени между подачей тест-наборов, логическом сравнении полученного и эталонного наборов выходных сигналов, определении параметров внешних воздействий и временных соотношений сигналов.В качестве диагностического признака при этом обычно выбирают уровни напряжения логического "О" и " 1" на выходе запоминающего устройства, проверяемые в квазистатическом режиме.
Если при тестовом диагностировании устойчивых неисправностей БИС ЗУ достаточно осуществить проверку исправного состояния в режиме однократного запуска проверяющего теста при определенных комбинациях напряжения питания, температуры окружающей среды, частоты обращения и временных соотношений сигналов, оговоренных в технических условиях, то в этом случае построение алгоритма диагностирования в основном сводится к синтезу проверяющих тестов.
Для организации тестового диагностирования полупроводниковых ЗУ широко применяют следующие методы:
в составе устройства,
сравнение с эталоном,
сравнение с хранимой таблицей истинности,
алгоритмическая генерация сигналов.
Необходимо отметить, что на практике метод тестового диагностирования наиболее часто используется при наладке и ремонте субблоков оперативной памяти. Для БИС ЗУ целесообразно применять метод сравнения с эталонным образцом и метод сравнения с таблицей истинности. В силу регулярности структуры полупроводниковых БИС ОЗУ для них относительно легко можно строить алгоритмы синтеза тестовых последовательностей.Поэтому для диагностических испытаний БИС ОЗУ эффективно используют метод алгоритмической генерации сигналов, который позволяет формировать входные и выходные эталонные тест-наборы, полученные из предшествующих значений сигналов на основе определенных соотношений.Алгоритмическое тестовое диагностирование может использоваться как для микросхем БИС ОЗУ, так и для субблоков оперативной памяти, реализуется на высоких скоростях подачи входных и выходных наборов, при параллельном измерении динамических параметров. И если обеспечивается погрешность измерения динамических параметров в соответствии с техническими условиями, при проведении тестового диагностирования БИС ОЗУ задаются также предельно допустимые значениявремени выборки tвыб, времени восстановления после записи tвос. длительности импульса записи tзп.
Значительное количество тестовых последовательностей имеют индивидуальные названия: "Запись-считывание", "Шахматный", "Марш", "Бег", "Дождь", "Галоп" и другие. Общий проверяющий тест, построенный на основании структурного подхода, составляют из отдельных тестов, проверяющих работоспособность компонентов структурной схемы с учетом знания основных видов дефектов и их влияния на функционирование БИС ОЗУ. Следует отметить, что известные методы структурного синтеза проверяющих тестов для цифровых схем не пригодны для полупроводниковых ЗУ ввиду отсутствия доступа к внутренним точкам и большой размерности решаемой задачи. Кроме того, эти методы ориентированы только на обнаружение константных неисправностей, что далеко не исчерпывает всего множества характерных неисправностей БИС ОЗУ. Ввиду изложенного выше проверяющие тесты, основанные на структурном подходе, строятся неформализованными методами.