8 семестр / Вспомогательный материал / Диагностическая модель ВС с центральным ядром

2

20.07.2019

5.3 Диагностическая модель ВС с центральным ядром

(на примере микропроцессорной системы)

Как было показано в предыдущем параграфе, организация диагностирования однопроцессорных (или двухпроцессорных) ВС на основе ПМЧ - модели невозможна. В этом случае обычно используется первая модель симптомов, рассмотренная ранее. Но при этом необходимо использовать внешние средства проверки, начинающие раскрутку. В дальнейшем подключаются внутренние средства системы. Внешние средства должны быть достоверно исправны. Это достигается тщательной многократной их проверкой перед началом процесса раскрутки. Кроме того, чтобы обеспечить их безотказность в течение сеанса диагностирования, они должны быть достаточно простыми. На рис. 5.7 приведена схема организации диагностирования микропроцессорной (МП) системы с шинной организацией внутренних магистралей.

Рис. 5.7 (Разд.)

Обозначения на рисунке:

SW1, SW2 - ключи режима работы (рабочий или тестовый) и пуска/останова процесса диагностирования ВС.

ТПЗУ - тестовое ПЗУ, используемое в начальный период раскрутки.

G - генератор тактовых импульсов центрального процессора CPU.

А - анализатор реакций (обычно - сигнатурный анализатор).

Фазы раскрутки

Начальным ядром системы являются А, G и ключи SW1 и SW2.

На 1 фазе раскрутки проверяется ядро МП, которым являются устройство управления (УУ) процессора, ША, дешифратор адреса, ШД, счетчик команд, порты в/в.

1 фаза раскрутки - проверка ядра МП методом свободного прогона (свободного счета), рис. 5.8. Для этого SW1 переводится в тестовый режим, при котором ШД заземляется, что эквивалентно подаче на аккумулятор процессора пустой машинной команды “0000 0000“ (на ассемблере - команда NOP). При подаче на каждом шаге этой команды никаких операций не совершается, но счетчик команд будет инкриминироваться и на линиях ША возникают двоичные сигналы, соответствующие числам

0,1,2, ... , 2 ^  1 (где  - число разрядов ША) (рис. 5.8). Ключ SW2 запускает процесс тестирования, которая завершается при появлении заднего фронта старшей линии ША. В результате образуется окно, определяющее время работы анализатора. Щуп анализатора поочередно подключается к разным линиям (разрядам) ША и анализатор подсчитывает число импульсов в окне, снимаемых с линии, которое заранее известно: на младшей линии (2⁰) оно равно 2 ^ 1, на следующей линии (2¹) - в 2 раза меньше и т.д., на старшей линии (2^ ) будет один импульс (на рис. 2 разрядные линии ША обозначены 2⁰, 2¹ и т.д. - всего  разрядов).

Рис. 5.8 (Разд.)

На этом завершается 1 фаза, формируется 1-е расширение и к раскрутке подключается начальное ядро и ядро МП.

2 фаза - проверка ТПЗУ и некоторых операций АЛУ (прием и суммирование данных). Последний разряд ТПЗУ содержит сумму содержимого его ячеек по принятому модулю (эталонная сумма). Для проверки ТПЗУ ключ SW1 переводится в рабочий режим и процессор последовательно обращается к ячейкам ТПЗУ, выполняет суммирование их содержимого и сравнивает с эталоном из последней ячейки.

Результатом 2 фазы является 2-е расширение.

3 фаза - проверка работоспособности МП. ТПЗУ подает команды и тесты на МП и проверяет регистровую логику и системы команд. Результат - 3-е расширение.

4 фаза - Проверка ПЗУ. ПЗУ проверяется микропроцессором так же, как ТПЗУ. Результат - 4-е расширение.

5 фаза - проверка ОЗУ. В проверке участвует МП+ПЗУ. Результат - 5-е расширение.

6 фаза - МП +ОЗУ проверяют остальные блоки системы (периферию). На этом завершается процесс раскрутки.