Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Методы компактного тестирования цифровых схем Столов, Евгений Львович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Столов, Евгений Львович. Методы компактного тестирования цифровых схем : автореферат дис. ... доктора технических наук : 05.13.13.- Москва, 1993.- 32 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность темы диссертации. Повышение належности вычислительных устройств в настоящее время становится одним из основных направлений развития вычислительной техники. Это связано, в первую очередь , с тем, что отказ управляющего устройства может привести к серьезным последствиям. Одним из средств, обеспечивающих повышение надежности, становятся системы встроенного тестирования, составлявшие одно целое вместе с контролируемым устройством. Современная технология позволяет создавать такие системы. В основе их работы лежат различные методы компактного тестирования цифровых устройств. С помошью этих методов удается создать тестирующие устройства значительно меньшей сложности, чем объект тестирования, и обеспечивающие удовлетворительный уровень контроля. Одной из технологических проблем, возникающих при создании БИС и СБИС, является возможность размещения лишь ограниченного числа выводов на корпусе микросхемы. Создание систем встроенного тестирования позволяет производить контроль устройства с помощью небольшого количества дополнительных внешних выходов .

Цель и направление исследований. Целью диссертационной работы является разработка новых методов компактного тестирования, исследование их достоверности и достоверности некоторых известных методов, а также разработка схем, реализующих эти методы.

Исследования велись в следующих направлениях.

I. Исследования различных способов генерации тестов

П.Отыскание достоверности , обеспечиваемой

сигнатурным анализом в рамках выбранной модели

неисправности.

III. Дальнейшее развитие методов кольцевого
тестирования.

IV. Выделение класса тестирующих устройств, из
которого выбирается тестирующее устройство, настраиваемое
на проверку данной выходной последовательности и
обеспечивающее наибольшую достоверность контроля.

По первому направлению решались следующие задачи:

1. Исследование свойотв тестовой последовательности, порождаемой произвольной линейной последовательностной машиной.

'2. Разработка методов реализации тестовых последовательностей с заданной зависимостью между соседними сигналами.

3. Разработка алгоритма построения последовательностей с заданной корреляционной зависимостьв между соседними сигналами. По второму направлению решались ояедуюаше задачи.

1. Вычисление достоверности, обеспечиваемой
сигнатурным анализатором при различных вероятностных
моделях неисправностей.

2. изучение возможности обнаружения физических
неисправностей в устройстве с помощью сигнатурного
анализатора.

3. Применение сигнатурного анализатора для
фукционального диагностирования устройства и вычисление
достоверности контроля.

По третьему направлению решались следующие задачи.

1. Разработка'подхода для тестирования устройства с
памятью без установки начального состояния на основе
кольцевого тестирования.

2. Обеспечение цикличности диаграммы переходов
автономного устройства.

3. Исследование различных способов сжатия информации
при кольцевом- тестировании и вычисление достоверности
контроля.

4. Аппаратная реализация методов кольцевого
тестирования.

По четвертому направлению решались следующие задачи.

  1. Отыскание оптимального сигнатурного анализатора с выбранным размером памяти для контроля заданной последовательности.

  2. Аппаратная реализация оптимального сигнатурного анализатора.

Методы исследований. Методы исследований основываются на использовании аппарата технической диагностики, теории конечных полей, теории матриц , теории

- 4 -.

вероятностей . Проверка работоспособности предлагаемых методов производилась с помощью машинного моделирования и на макетах. J

Научная новизна работы заключается в разработке новых методов компактного тестирования и их схемной реализации, а также решении различных задач вычисления достоверности контроля с их помощью и с помощью систем на основе известных методов встроенного тестирования. В частности: предложены новый алгоритм построения выходной последовательности с заданной зависимостью между соседними элементами и реализация устройства ее генерирующего; вычислена достоверность контроля выходной последовательности сигнатурным анализатором при пакетировании ошибок; найдены комбинации тестового генератора и сигнатурного анализатора, обнаруживающие все одиночные ошибки в блоке И ПЛМ; предложена модификация метода кольцевого тестирования, позволяющая контролировать устройство с памятью без установки начального состояния, и аппаратная реализация метода; предложена модель неисправностей, в терминах которой удается находить достоверность контроля методами кольцевого тестирования; предложены новые методы сжатия выходной информации при кольцевом тестировании и аппаратные средства для их реализации; вычислена достоверность контроля для некоторых из этих методов; предложен метод эквивалентных состояний для тестирования устройств и найдена достоверность контроля с его помощью некоторых . схем; введено понятие оптимального сигнатурного анализатора для проверки данной последовательности; найден класс сигнатурных анализаторов, в которых такой анализатор может быть найден , предложены алгоритм его построения и аппаратная реализация.

Практическая ценность работы. На основе результатов, полученных в работе, удается выбрать комбинации генератора и сигнатурного анализатора в схеме встроенного тестирования ПЛМ, обеспечивающие 100% обнаружение одиночных неисправностей в блоке И; строить системы встроенного контроля для конкретных устройств, находить достоверность контроля, обеспечиваемой дополнительным оборудованием, в рамках выбранной модели неисправностей.

- 5 - _

Теоретические результаты работы включены в специальные курсы для студентов, специализирующихся в области САПР цифровых схем.

Достоверность научных положения. выводов и практических рекомендаций подтверждена математическими доказательствами утверждений, сформулированных в работе, результатами машинных экспериментов, результатами испытаний на физических макетах.

Реализация результатов работы. Теоретические исследования по данной тематике проводились в рамках госбюджетной темы "Оценка критических параметров и характеристик систем "(номер гос.регистрации 0186012346). в' которой автор участвовал как исполнитель, и в рамках Межвузовской целевой научно-технической программы "Повышение качества и надежности продукции , программного обеспечения ЭВМ и технических средств обучения" ("КНП 2000"). Работы выполнялись по темам: 4.20 "Математическая теория построения отказоустойчивых цифровых устройств " и 5.48 "Разработка методов построения систем встроенного контроля". По данным темам автор являлся руководителем работ,

На основе теоретических результатов, относящихся к построению схем для функционального диагностирования, была разработана система встроенного тестирования для устройства защиты информации. В настоящее время имеется несколько подходов для решения этой проблемы. Один из них заключается в использовании генератора битов, которые подмешиваются к информационным битам. Предложенная схема функционального диагностирования позволяет обнаруживать сбои в работе генератора в режиме нормального функционирования.

На основе полученных результатов, относящихся к алгоритмам построения последовательностей с заданными статистическими свойствами, были разработаны программные комплексы . с помощью которых генерировались однородные изотропные псевдослучайные поля с предписанными ковариационными свойствами. Эти поля используются в качестве тестов для проверки аппаратуры. Теоретические результаты работы нашли применение в учебном процессе. Для

- б - _

студентов, специализируюпшхся по САПР цифровых схем в рамках специальности "01.02. Прикладная математика" в Казанском государственном университете, читались специальные курсы, куда были включены результаты диссертации, относящиеся к способам генерации тестов и нелинейным сигнатурным анализаторам. Кроме того, разработки конкретных схем встроенного контроля предлагаются в качестве тем дипломных и курсовых работ.

Использование результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами."

. Апробация работы. Результаты работы докладывались на 7 Всесоюзном заседании секции теории информации Центрального правления НТО РЭС имени А.С.Попова ( Новгород 1981), на конференции "Прогнозирование и диагностика в повышении эффективности производства и эксплуатации РЭА" (Москва 1982), на конференции "Автоматизация проектирования ЭВМ и систем " (Ереван 1983), на Всесоюзной конференции '.'Теория, методология и практика системных исследований" (Москва 1984), на Всесоюзной научно-технической конференции "Повышение качества и надежности ЭВМ" (Куйбышев 1989 ), на Всесоюзных школах-семинарах по технической диагностике (Ростов-на-Дону 1987, Саратов 1989, Новороссийск 1991), на семинаре по технической диагностике в Институте проблем моделирования в энергетике (Киев), на семинаре кафедры ЭВМ Казанского авиационного института, на Московском городском семинаре по технической диагностике, на семинаре по технической диагностике в Институте проблем управления (Москва) и на итоговых конференциях Казанского государственного университета.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 28 статей и 13 авторских свидетельств на изобретения.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложения. Объем диссертации 308 страниц . В приложение включены материалы, подтверждающие использование материалов диссертации.