39

Для параллельного наблюдения за процессом разнесения ошибок рекомендуется дополнительно открыть окно ОЗУ и разместить две-три строки окна в нижней части экрана.

Так как процессом разнесения ошибок управляет непосредственно студент-исследователь, то необходимо помнить, что в режиме пошагового выполнения (<F8>) автоматически выполняется переход на следующую микрокоманду, а при разнесении ошибок после изменения кода а RgУ по умолчанию выполняется чтение с прогоном теста и есть вероятность, что часть моделируемых ошибок из окна ошибок будет пропущено.

Требования к отчету

Отчет по лабораторной работе по исследованию ЗУ повышенной надежности должен содержать:

• титульный лист;

• задание на лабораторные исследования;

• листинги окон ошибок и результатов исследований с комментариями (должны быть выделены особо ситуации ложного исправления ошибки и не обнаружения ошибки);

• указание типа ошибки: сбой или отказ и причину необнаружения или неверного исправления ошибки;

• выводы о причинах неправильной работы схемы;

• оценку эффективности работы схемы.

Лабораторная работа № 3 Исследование систем аппаратного контроля эвм Цель работы

Целью лабораторной работы по исследованию САК ЭВМ является:

- изучение методов контроля и их технической реализации;

- сравнение методов по эффективности обнаружения ошибок;

- приобретение навыков в составлении диагностических тестов;

- получение навыков в локализации места неисправности.

Изучение методов и принципов организации систем контроля ЭВМ выполняется на примерах систем контроля:

- арифметико-логических операций;

- передачи информации;

- комбинационных схем (дешифратор и АЛУ);

- любых блоков и устройств ЭВМ, снабженных системой контроля на основе самопроверяемой избыточной схемы.

Лабораторный практикум обеспечивает выполнение заданий в двух режимах:

- исследования работы системы автоматического контроля;

- локализации места неисправности по номеру варианта с использованием разработанных тестов и системы аппаратного контроля.

Домашняя подготовка

Домашняя подготовка к ЛП по исследованию САК ЭВМ включает повторение лекционного материала по теме “Организация системы автоматического контроля ЭВМ”, самостоятельное изучение методов контроля и их технической реализации [2 - 5], знакомство с составом программного обеспечения лабораторного практикума и разработку тестовых микропрограмм для имитации ошибок различной кратности в основной аппаратуре и аппаратуре контроля разного типа с целью определения эффективности данного метода контроля и локализации места неисправности.

Экспериментальные исследования

Лабораторные исследования систем аппаратного контроля включают ввод, отладку и выполне­ние разработанных тестовых микропрограмм с параллельной имитацией ошибок в различных узлах схемы и кратности. Настройка системы. Для настройки параметров работы с лабораторными установками используется окно, вызываемое из меню Настройки – Общие параметры. Окно настроек приводится на рис. 15.

В данном окне можно изменять следующие настройки лабораторной установки:

• тип исследуемой схемы;

• настройки редактора: сдвиг при удалении и вставке (при редактировании удаление и вставка строк будут действовать до первой пустой строки);

• выбор варианта для выполнения задания.

Для каждого вида преобразований для сравнения методов контроля по эффективности реализовано по два метода. В общем случае лабораторный практикум включает в себя четыре схемы для исследования:

а) САК передачи информации с контролем:

1) по нечетности;

2) по совпадению;

б) АЛУ на основе применения дублирующего АЛУ с контролем:

1) методом дублирования по совпадению;

2) самопроверяемого дублирования;

в) САК фрагмента процессора для контроля передачи информации на основе регистра и комбинационных схем на примере дешифратора.

Для регистра контроль:

1) по нечетности;

2) самопроверяемая схема по нечетности.

Для дешифратора контроль:

1) с проверкой выходных сигналов;

2) самопроверяемая схема с проверкой выходных сигналов;

г) самопроверяемой избыточной схемы на основе резервирования методом дублирования, в которой блоки преобразования информации могут настраиваться и выполнять функции:

1) передачи информации с контролем по нечетности;

2) дешифрирование входных данных с контролем по выходным сигналам;

3) логический сдвиг вправо с контролем по нечетности;

4) преобразования числа в код 2-4-2-1 с контролем по модулю 9.

Первая часть выполнения лабораторной работы включает составление микропрограмм диагностирования работы устройства и системы контроля путем имитации ошибок различной кратности в основной и контролирующей аппаратуре. Для этого входная микрокоманда включает поля входных данных и поля местоположения отказов, задаваемые в унитарном коде вводом “1” в тех разрядах, в которых моделируется ошибка.

Предварительно через окно “Тип ошибки” необходимо задать тип отказа (“0” – отказ типа “земля”, “1” – отказ типа “обрыв”, “2” – отказ типа “инверсия”) и режим работы (исследование САК или локализация места неисправности).

При исследовании самопроверяемой избыточной схемы дополнительно необходимо выбрать тип исследуемого блока по варианту из табл. 4, а в режиме исследования предлагается два варианта схем:

• простая избыточная схема (без схемы сравнения);

• с мажоритарным голосованием систем контроля (со схемой сравнения).

Простая избыточная схема в режиме локализации ошибки не исследуется.

Необходимо помнить, что при типе ошибки “0” и ”1” отказы не всегда обнаруживаются САК, так как значение выходного сигнала может совпадать с типом отказа. Это требует выполнения тестов с разными входными значениями операндов: тест "нулей" и тест "единиц".

При выполнении микропрограммы результаты отображаются в выходном окне и окне результатов.

В ходе исследований необходимо зафиксировать все ситуации, когда обе или одна из САК не обнаруживает ошибку и в отчете указать причину. Так как в каждой схеме реализовано несколько методов контроля, то необходимо выполнить сравнение этих методов по обнаруживающей способности и сделать соответствующие выводы.

Исследования сопровождаются выводом сообщений, если в устройстве имитирован отказ.

В режиме локализации, используя микропрограмму диагностирования работы схемы для отказов в контролируемой аппаратуре и в схемах контроля по типу “1” и “0” для входных эталонных данных и по информации, отображаемой в выходном окне, необходимо определить место неисправности с точностью до элемента и бита исследуемого узла. Варианты отказов выбираются случайным образом.

При исследовании схем имеется возможность задавать ошибки как в отдельных элементах и узлах основной аппаратуры и аппаратуры контроля, так и нескольких одновременных отказов. Следует помнить, что наиболее вероятным является возникновение одиночных ошибок (80% от общего числа ошибок), поэтому не рекомендуется увлекаться созданием ситуаций возникновения многократных ошибок (максимум двойной кратности).

При проведении исследований на экране могут появляться сообщения, предлагающие изменить режим подачи тестовых воздействий с микропрограммной на ручную и наоборот. Переход на ручной режим имитации ошибки означает, что при данном местоположении отказа микропрограммно невозможно обеспечить подачу данного уровня сигнала диагностирования, что определяет глубину микропрограммного диагностирования. Переход на новый режим осуществляется через окно меню типа ошибки.

При локализации места отказа, как и в режиме исследования, необходимо имитировать ошибки различной кратности как в основной аппаратуре, так и в аппаратуре контроля. Это облегчит нахождение отказа по заданному варианту в одном или нескольких элементах различного типа, т.е. тесты должны иметь максимальную глубину диагностирования. Все возникающие нестандартные ситуации необходимо объяснить в отчете.

Варианты типа блоков для СИС приведены в табл. 3.

Таблица 4 – Варианты задания для ЛП по исследованию САК ЭВМ

Вариант	Тип блока
1, 5	Передача информации
2, 6, 9	Дешифратор
3, 7	Логический сдвигатель
4, 8, 10	Преобразователь в код 2421