Структурные методы обеспечения контролепригодности дискретных устройств.

В связи с появлением новой элементной базы, широко применяемой при создании современных и перспективных управляющих вычислительных устройств и систем, заметно усложнились и без того достаточно сложные задачи организации проверки.

Эффективным подходом к решению задач проверки сложных устройств может быть проектирование устройств, специально приспособленных для целей проведения проверок. Естественно, что это требует введения определенной избыточности и соответствующих методов преобразования структуры.

Под контролепригодностью понимается свойство системы, состоящее в приспособленности для проведения всех операций, входящих в процесс диагностирования.В их числе синтез и оценка качества тестов, поиск места неисправности, возможность полных и динамических проверок и др. С этой точки зренияконтролепригодность обеспечивает полноту проверок, возможность выявления различных видов дефектов, в том числе динамических, хорошую автоматизацию синтеза тестов (короткие тесты) и простые проверки для поиска неисправностей, высокую точность диагностирования, возможность самопроверяемости и т.д.

Принципы построения контролепригодных устройств связаны с реализацией классических принципов теории идентификации:наблюдаемости, управляемости и предсказуемости.

Направления в обеспечении контролепригодности устройств и систем можно разделить наструктурное,основанное на использовании принципов декомпозиции по структуре, функциям, неисправностям, испециальное,связанное с использованием специальных приемов синтеза.

Преобразования с целью обеспечения контролепригодности могут выполняться на разных уровнях представления устройств и на различных этапах проектирования.

Для обеспечения контролепригодности дискретных и непрерывных объектов можно выделить системный уровень и уровень устройств.

Общим для всех видов объектов и уровней их рассмотренияявляется то, чтопроблема обеспечения контролепригодности сводитсяк декомпозиции сложных объектов на сегменты и к использованию различных идей по организации технических средств обеспечения контролепригодности. Возникающие особенности отдельных устройств учитываются специальными типами технических устройств.

На практикеиспользуют такиенаправления, каквведение наблюдательных и управляющих контрольных точек для непрерывных и дискретных объектов с помощью специальных электронных устройств или с выводом на разъемы; введение отключающих устройств, обеспечивающих отключение частей системы; введение управляющих устройств для установки в заданное состояние и формирования необходимых дополнительных функций и т.д.

Организации подобных принципов могут быть разными и находят свое отражение в существующих технологиях автоматизированного проектирования технических устройств. Безусловно, предварительно решение этих задач формализуется и алгоритмизируется.

Введение контрольных точек.

Является одним из основных методов улучшения управляемости и наблюдаемости внутренних узлов. Еслидополнительную точку проверкиустанавливаютна входе, то онаулучшает ее управляемость, а еслина выходе — наблюдаемость.Улучшение управляемости и наблюдаемости может быть достигнутоикомбинированным путем, когдадополнительные контакты могут работать либо как входы, либо как выходы в зависимости от состояния линий управления.

Контрольные точки рекомендуется размещать в тех узлах логических устройств, из которых исходит несколько выходов, а также использовать для обеспечения возможности установки элементов памяти в определенное состояние.

На рис. 21,а показан пример сложного устройства, состоящего из каскадного соединения более простых устройств. Применение контрольных точекT1и Т2 облегчает обнаружение и локализацию места неисправности; T1улучшает наблюдаемость выхода делителя1, T2 —выхода делителя 2и управляемость входом счетчика.

Незадействованные контакты торцовых и гнездовых разъемов ИС могут обеспечивать получение контрольных точек без дополнительных затрат. Если такой возможности нет, тосигнальные цепи выводят в такие точки, где возможно подключение к ним с помощью щупов и пробников.

Для логических схем с избыточностью, которой не удается избежать в связи с необходимостью исключения явления гонок в асинхронных схемах, введение дополнительных контрольных точек является единственной мерой обеспечения проверки. На рис. 21,6показан типичный пример введения избыточности. Неисправность типа "постоянный нуль" на выходе элемента 1 нельзя различать, пока не будет введена дополнительная контрольная точкаТ.