Порядок виконання практичної роботи.

1. Ознайомитись з теоретичними відомостями.

2. Для комбінаційної схеми з додатку А, згідно варіанта, методом критичних шляхів побудувати:

• повний набір тестів;

• для кожного варіанта вибору критичних кубів побудувати алгоритм роботи;

• вказати несправності що не можуть бути перевіреними отриманою тестовою послідовністю.

3. Проаналізувати отримані результати та зробити висновки про повноту отриманого тесту та ефективність методу для великих комбінаційних схем.

Питання для самоконтролю.

1. Які виникають складності при генерації перевіряючих тестів?

2. Які ви знаєте методи генерації перевіряючих тестових послідовностей?

3. На які класи поділяються детерміновані методи генерації?

4. В чому суть методу критичних шляхів?

5. Яка послідовність побудови тесту для схеми методом критичних шляхів?

6. Наведіть приклади критичних кубів для логічних елементів.

Практична робота №4 Побудова перевіряючих тестів для комбінаційних логічних схем. Дослідження особливостей побудови тестів методом активізації одномірного шляху.

Мета: Навчитися застосовувати метод активізації одномірного шляху для формування тестів, що використовуються при діагностуванні комбінаційних схем.

Теоретичні відомості

При побудові тестів для діагностування цифрового пристрою в загальному випадку вирішуються дві основні задачі: можливість спостереження несправності в точці її виникнення і транспортування ознак несправності на один із зовнішніх виходів цифрового пристрою. Для цієї мети у даний час застосовуються різні підходи і методи, що використовують як евристичні алгоритми, так і строгий математичний апарат. Розглянемо найбільш відомі з них для випадку комбінаційних схем.

Одним з історично перших підходів, що застосовуються для генерування тестів, є метод активізації одномірного шляху, який полягає в тому, що для транспортування несправності від місця її виникнення до одного з виходів схеми активізується одномірний шлях. Процедура активізації виконується в такій послідовності.

1. Визначається умова, при якій задану несправність можна спостерігати в точці її виникнення. Так, наприклад, для несправності “константна 1“ умовою спостереження є забезпечення значення логічного нуля для полюса схеми, на якому виникла дана несправність.

2. Вибирається шлях, по якому ознаки несправності будуть транспортуватися на вихід, у вигляді послідовності елементів, що знаходяться на ньому.

3. Визначається умова активності обраного шляху в термінах вхідних змінних елементів, що утворюють його. Для визначеного елемента обраного шляху вхідні змінні задаються таким чином, що його вихідне значення залежить тільки від входу, підключеного до виходу попереднього елемента, розташованого на даному шляху.

4. Обчислюються значення вхідних змінних схеми, що визначають умови спостереження несправності і її транспортування на вихід схеми, тобто знаходиться умова виявлення заданої несправності в термінах вхідних змінних схеми. Результатом обчислень і буде шуканий тест.

Пункти 1, 2 і 3 приведеного алгоритму часто називають прямою фазою методу активізації одномірного шляху, а пункт 4 - його зворотною фазою.

Як приклад, що ілюструє метод активізації одномірного шляху, розглянемо комбінаційну схему, приведену на рис.4.1. Побудуємо для неї тестовий набір, що дозволяє виявляти несправність “константна 1“ по виходу її першого елемента.

Рис.4.1. Комбінаційна схема

Відповідно до описаного методу, задана несправність буде спостерігатись за умови, коли , або з урахуванням функції, що виконується першим елементом, . Далі вибираємо шлях, що проходить через елементи 4 і 8. Активність шляху через елемент 4 буде визначатися значенням на другому його вході. У цьому випадку зміна приведе до зміни . Виконання системи рівняння , та забезпечує умову активності шляху через елемент 8. У результаті виконання прямої фази методу активізації одномірного шляху одержимо умову спостереження несправності в точці виникнення і її транспортування на вихід у вигляді системи логічних рівнянь:

Рішення системи являє собою процедуру, що виконується в процесі зворотної фази методу активізації одномірного шляху. Рівнянням отриманої системи будуть задовольняти два рішення: 1011 і 1000, кожне з який є тестовим набором, що дозволяє виявляти задану несправність. Дійсно, для змінних , що дорівнюють, наприклад 1011, значення f₈ на виходісхеми (рис.4.1) при наявності несправності “константна 1“ дорівнює 1, а при її відсутності – 0. Це свідчить про можливість виявлення даної несправності на виході схеми.

Незважаючи на очевидну простоту реалізації, метод активізації одномірного шляху не знайшов широкого практичного застосування. Причиною цього є те, що, застосовуючи приведені процедури прямої і зворотної фази, не завжди можна отримати шуканий тест, хоч такий і існує. Схема, представлена на рис.4.1, ілюструє класичний приклад Шнейдера.

З даної схеми видно, що для несправності “константний 0“ для неможливо побудувати тестовий набір, використовуючи метод активізації одномірного шляху. Дійсно, умовами спостереження цієї несправності в точці її виникнення є рівності і , а транспортування її ознак через елементи 6 і 8 - співвідношення і . Рівність виконується, якщо і, отже, , а з урахуванням отримаємо , що суперечить умові активності шляху через елемент 8. Аналогічно можна показати, що неможливо також активізувати шлях через елементи 5 і 8. Проте очевидно, що співвідношення дозволяє одночасно активізувати два можливих шляхи для транспортування несправності, а вхідний набір є її тестом.

Приведений приклад показує необхідність одночасної активізації декількох шляхів (багатомірного шляху) для вирішення задачі побудови тестових впливів.