Введение к работе
Актуальность темы. Проблема тестирования современных цифровых систем не утрачивает своей актуальности с развитием и усложнением функций этих систем. Более того, с повышением степени интефации компонентов систем создается ситуация, при которой затраты на создание адекватных тестевых прсфамм могут превышать совокупные расходы на проектирование и изготовление компонентов. Зыход из этой парадоксальной ситуации зидится в пересмотре самого подхода к троектированию цифровых устройств с явным акцентом на тестопригодность изделия. Но даже при такой концепции проектирования остаются весьма ак- туальными поиски (свых подходов, методов и средств синтеза тестовых программ.
К достаточно сложным объектам цифровой вычислительной техники относят- ся ликролроцессорные системы (МПС), представляющие собой многокомпонентные >бъекты с различной структурой и организацией вззимодейстзия компонентов. В многообразии методов и средств синтеза тестовых профамм для подобного рода стройств можно выделить подход, ориентированный на структурные и структурно-функциональные модели, который развивает традиционную методологию анализа и ннтеза тестов цифровых устройств. Этот подход еще не до конца исчерпал себя, но аиболее перспективным следует признать относительно новое направление разра-отки методов и средств синтеза тестов на базе функциональных моделей объектов вотирования. Подход преимущественно ориентирован на синтез тестов для цифро-мх профаммно-управляемых устройств. В основе этого подхода лежит функцио-альная декомпозиция модели устройства с выделением механизмов, реализующих :новные функции и в совокупности покрывающих аппаратную часть устройства.
В объекте типа МПС с позиций тестового диагностирования целесообразно оделить совокупность компонентов, выполняющих основные функции по обработке формации и реализованных в виде (микро) процессоров, (микро)контроллеров и зугих профаммно-управляемых устройств. Существует целый ряд работ, решающих ?облему анализа и синтеза тестов для подобных устройств. Очевидно, что проблема ;эсь далеко не исчерпана в силу постоянного развития и совершенствования ммтектуры и организации вычислительных систем.
Другая часть оборудования МПС реализует функции взаимодействия мпонентов системы и с точки зрения формализации подходов к тестированию
практически не исследована. Оборудование, реализующее функции взаимодейс компонентов МПС, так называемое коммуникационное оборудование охваты широкий класс устройств: запоминающие устройства и устройства управл памятью, каналы ввода-вывода, селекторы и распределители, шины и магистрал аппаратура и т.д.
Приведенное разделение аппаратуры МПС является весьма условным, име достаточно примеров переплетения и взаимосвязи разделяемых функций в о, устройствах. Однако, предложенный вариант существенно проясняет проблеи облегчает процесс создания средств синтеза тестов. Таким образом, проб/ тестирования коммуникационного оборудования сложных систем является ве< актуальной.
Цаль и основные задачи работы. Целью диссертационной работы являї исследование и разработка методов и средств синтеза тестов коммуникационного оборудования микропроцессорных систем.
Для достижения цели диссертационной работы необходимо решить следую задачи:
построение общей модели коммуникационного оборудовг микропроцессорных систем на основе функционального подхода;
разработка общих принципов построения тестов коммуникационного обор; вания микропроцессорных систем на основе функциональной декомпозиции модаг
исследование и разработка моделей, методов и алгоритмов построения те< для механизмов памяти данных;
исследование и разработка моделей, методов и алгоритмов построения те< для механизма арбитража приоритетов;
разработка практических рекомендаций по построению те< коммуникационного оборудования микропроцессорных систем и программ реализаций процедур построения тестов.
Основные результаты, представленные в диссертации, являются следств работы автора с 1985 года в качестве ответственного исполнителя в ран госбюджетных и хоздоговорных работ, выполненных в Институте автоматик! процессов управления ДВО РАН, в ДВФ НИИ "Аргон" и Дальнезосточ государственном техническом университете.
Методика исследований. Методологической базой исследований являк положения теории множеств, математической логики, теории автоматов, тес
графов; методов технической диагностики цифровых устройств; методология проектирования вычислительной техники и микропроцессорных систем.
Научная новизна работы заключается в разработке, обосновании и
ТеореТИЧеСКСМ ИССЛеДСВаНИИ МеТОДОВ ПОСТРОеНИЯ ТЄСТПЯ дпа КС»Л»«ЖСЦКСКпСГО
оборудования микропроцессорных систем. Сформулирована общая модель коммуникационного оборудования микропроцессорных систем, выделены группы функций и механизмов, разработаны общие принципы построения тестов для объектов данного типа. Исследованы и разработаны модели, методы и алгоритмы построения тестов для механизмов памяти, механизмов арбитража приоритетов.
Практическая ценность работы. Все исследования выполнялись с учетом последующей практической реализации разработок. Результаты исследований диссертационной работы позволяют научно обоснованно решать такие важные в практике создания тестовых программ задачи, как:
выделение и независимое рассмотрение (как объектов диагностирования) механизмов, реализующих отдельные функции коммуникационного оборудования микропроцессорных систем;
построение минимальных или близких к ним тестов для рассматриваемых механизмов в классе неисправностей, достаточно полно отражающих физические дефекты объекта диагностирования.
Задачи диссертационной работы, решались с учетом дальнейшей автоматизации процедур построения тестов.
Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций подтверждена корректным обоснованием всех результатов, анализом математических моделей.
Реализация результатов работы Разработанные методики могут применяться к различным МПС, в частности к бортовым, автомобильным, телефонным и бытовым. В качестве примера в диссертации показано применение методики к МПС определителя номера абонента.
Программное обеспечение, реализующее часть методик, а именно тестовые процедуры памяти включено в профаммный пакет МОДУС-Т, использующийся в Дальневосточном государственном техническом университете в качестве средства исследований и обучения по направлению "Информатика и вычислительная техника" и специальности "ЭВМ, комплексы, системы, сети".
Лгрооация оаботы. Научные и практические результаты работы докладывал и обсуждались на:
- Республиканских научно-технических конференциях "Автоматизация контрі
вычислительных устройств и систем (г. Винница, 1988 г.) и "Методы оценю
повышения надежности РЭС" (г. Пенза, 1990 г.);
- Всесоюзной школе молодых ученых и специалистов "Актуальные лробле
создания интеллектуальных САПР РЭА и БИС" (г. Ялта, 1989 г.);
Всесоюзной школе-семинаре "Диагностирование, надежность, неразрушаюи контроль электронных устройств и систем" (г.Владивосток, 1990 г.);
Международной конференции "Автоматизация проектирования дискрете систем" CAD-DD'95( г. Минск);
- Научно-технической конференции "Диагностика, информатика и метролог
95", (С.-Петербург);
научных семинарах Института автоматики и процессов управления ДВО РА1 1985-1991 гг.
научно-технических конференциях преподавателей и сотрудников ДВГП/ 1994-1995 гг.
Публикации. Основные результаты опубликованы в 7 печатных работах. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глаї заключения, изложенных на 124 страницах; приложения на 15 страницах; включ; ссылки на 52 наименования отечественной и зарубежной литературы.