Лабораторная работа1 / Lab_4
.doc1. Лабораторна робота № 4
Застосування направлених графів для автоматизації синтезу мікрооперацій в алгоритмах тестів.
Мета роботи: ознайомитися з методами перетворення матриць інциденцій направлених графів.
1.1. Теоретичні відомості
Для оцінки працездатності мікросхем пам'яті необхідно здійснювати тестову діагностику на реальній робочій частоті. Проте, максимальна частота пристроїв тестової діагностики обмежена швидкодією блоків формування тестових дій і блоків обробки зчитаних реакцій. Значного підвищення швидкодії діагностуючих пристроїв можна досягти за рахунок апаратної надмірності, що забезпечує паралельне формування тестових дій для декількох тактів випробувань. Перетворення паралельних кодів адреси, даних і кодів операцій в послідовні коди збільшує частоту формування вхідних дій і знижує вимоги по швидкодії до основних блоків пристроїв тестового діагностування. Проте апаратна надмірність структури діагностичних пристроїв збільшує складність проектування алгоритмів і програм тестів, оскільки необхідно управляти одночасною роботою декількох груп формувачів адреси і даних.
Для зниження трудомісткості проектування програм тестів, відображення роботи окремих блоків формування адреси і даних, розбиття їх алгоритмів на алгоритми роботи окремих формувачів тестових дій пропонується використовувати графи адресних переходів, які дозволяють виділити мікрооперації, що виконуються кожним адресним блоком, а отриманий в результаті перетворень загальний граф відображує повний алгоритм тесту, що розробляється. Для формалізації обчислень використовуємо метод, що базується на матричному способі уявлення і перетвореннях даних. Направлений граф G = (V,Х), містить n вершин і m ребер, можна представити у вигляді матриці інциденцій, елементи якої приймають значення:
а i, j = 1, якщо ребро j йде з вершини i;
а i, j = -1, якщо ребро j підходить до вершини i;
а i, j = 0, якщо ребро j не має загальної крапки з вершиною i.
Для синтезу мікрооперацій у рівнобіжних алгоритмах тестів запропоновано використовувати багатозначні логічні перетворення над елементами матриць інциденцій графів адресних переходів. Припустімо, що дана матриця розміром n*m, яка відповідає адресним переходам, що виникають при виконанні тесту. Потрібно розбити її на k матриць розміром (n*m/k) кожна. Для рішення даної задачі виконуються наступні перетворення:
де s = m/k – число стовпців у матрицях M0, M1 ..., Mk-1.
Таким чином, кожний j-ий стовпець матриці М перетворюється в r-ий стовпець матриці Мр. Доповнімо отримані матриці одиничними елементами:
крім
причому r +
1
не більше, ніж (s -
1).
Розглянемо приклад реалізації тесту “хрест” пристроєм, що містить чотири операційних процесори. Графи адресних переходів тесту “хрест” приведені на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Графи адресних переходів тесту “хрест”:
а) повний граф тесту “хрест”;
б) граф роботи першого адресного блоку;
в) граф роботи другого адресного блоку.
Матриця інциденцій повного графа тесту “хрест” має вигляд:
.
В результаті виконання наведених вище операцій отримаємо матриці інциденцій графів, які відображають роботу першого і другого адресних формувачів:
;
.
1.2. Опис програми Transfor.exe
Для виконання лабораторної роботи і експлуатації програми Transfor.exe необхідний персональний комп'ютер і операційна система MS-DOS версії 6.0 і вище. В головне меню програми Transfor.exe (див. рис. 1.2) входять наступні поля: "about, file, edit, memory operation". Поле "about" містить відомості про авторів, в "file" містяться всі дії, що виконуються з файлами, в "edit" містяться всі операції редагування файлів, а поле "memory operation" забезпечує вибір потрібного перетворення матриць.
Рис. 1.2. Головне меню програми Transfor.exe
В опцію "memory operation" входять два поля - "direct operation" і "inverse operation", які відповідають прямому і оборотному перетворенням матриць інциденцій. Поле "direct operation " забезпечує об'єднання декількох матриць в одну матрицю, а -"inverse operation " забезпечує розбиття однієї матриці в декілька матриць.
1.3. Порядок виконання роботи
При завантаженні програми Transfor.exe видається меню, за допомогою якого можна вибрати потрібну операцію. Для активізації меню використовується клавіша F10. Вхідними даними є матриці інциденцій перетворюваних графів або матриця інциденцій результуючого графа. Вид даних залежить від типу вживаних перетворень. Ці матриці повинні бути представлених в окремих файлах або повинні бути набрані за допомогою опції "new" в розділі "file".
По запитах програми потрібно указати ім'я файла, розмірність початкової матриці і на скільки частин вимагається розбивати дану матрицю. Вихідними даними є перетворені матриці. Після закінчення роботи програма видає запит, по якому потрібно повідомити ім'я вихідного файла. Для виходу з програми використовується клавіші alt-х або поле exit.
1.4. Індивідуальні завдання
Завдання на виконання операцій по розділенню матриць інциденцій графів адресних переходів тестів діагностики пам'яті наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Індивідуальні завдання
-
Номер варіанту
Назва тесту
Число підматриц
1
Запис-зчитування
2
2
Запис-зчитування
4
3
Запис-зчитування
8
4
Хрест
2
5
Хрест
4
6
Галоп
2
7
Галоп
4
8
1( 0), що біжить
2
9
1( 0), що біжить
4
1.5. Зміст звіту
Звіт лабораторної роботи повинен містити опис алгоритму тесту, граф адресних переходів тесту, матрицю інциденцій даного тесту, матриці і графи, які отримані в результаті виконаних перетворень.