2.2 Метод двухэтапного диагностирования

Метод двухэтапного диагностирования — это метод диагностирования, при котором объектами элементарных проверок на разных этапах диагностирования являются схемы c памятью (регистры и триггеры) и комбинационные схемы.

Рис. 2.7. Обобщенная схема системы диагностирования, реализующей метод двухэтапного диагностирования: ДУ — диагностируемое устройство: 1, ...,i l,..., n — регистры; KC_i.... KС_m—комбинационные схемы

Диагностическая информация, включающая в себя данные тестового воздействия, результат и состав контрольных точек элементарной проверки, адреса следующих элементарных проверок в алгоритме диагностирования, имеет стандартный формат, называемый тестом локализации неисправностей (ТЛН).

Обобщенная схема системы диагностирования, использующей метод двухэтапного диагностирования, показана на рис. 2.7. Подача тестовых воздействий, снятие ответа, анализ и выдача результатов реализации алгоритма диагностирования выполняются с помощью стандартных диагностических операций «Установка», «Опрос», «Сравнение» и «Ветвление».

Стандартный формат ТЛН показан на рис. 8. Тест локализации неисправностей содержит:

- установочную и управляющую информацию;

- адрес ячейки памяти, в которую записывается результат элементарной проверки, эталонный результат;

- адреса ТЛН, которым передается управление при совпадении и несовпадении результата с эталонным, и номер теста.

Рис. 2.8. Формат ТЛН

Стандартные диагностические операции, последовательность которых приведена на рис. 2.9, могут быть реализованы аппаратурно или микропрограммно.

Диагностирование аппаратуры по этому методу выполняется в два этапа:

на первом этапе проверяются все регистры и триггеры, которые могут быть установлены с помощью операции «Установка» и опрошены по дополнительным выходам операцией «Опрос»;

на втором этапе проверяются все комбинационные схемы, а также регистры и триггеры, не имеющие непосредственной установки или опроса.

Каждая элементарная проверка, которой соответствует один ТЛН, выполняется следующим образом: c помощью операции «Установка» устанавливаются регистры и триггеры ДУ, в том числе и не проверяемые данным ТЛН, в состояние, заданное установочной информацией ТЛН (установка регистров и триггеров может выполняться по существующим или дополнительным входам). Управляющая информация задает адрес микрокоманды (из числа рабочих микрокоманд), содержащей проверяемую микрооперацию и число микрокоманд, которые необходимо выполнить, начиная с указанной.

Рис. 2.9 Операции, выполняемые при диагностировании по методу двухэтапного диагностирования

В тестах первого этапа эта -управляющая информация отсутствует, так как после установки сразу выполняется опрос. В тестах, предназначенных для проверки комбинационных схем, управляющая информация задает адрес микрооперации приема сигнала с выхода комбинационной схемы в выходной регистр (рис. 2.10).

Управляющая информация может задавать адреса микроопераций, обеспечивающих передачу тестового воздействия на вход проверяемых средств и транспортировку результата в триггеры, имеющие опрос.

С помощью операции «Опрос» записывается состояние всех регистров и триггеров ДУ в оперативную или служебную память.

Для выполнения операции «Опрос» в аппаратуру ДУ вводятся дополнительные связи с выходов регистров и триггеров на вход блока коммутации СТД, связанного с информационным входом оперативной или служебной памяти.

С помощью операции «Сравнение и ветвление» обеспечивается сравнение ответа ДУ на тестовое воздействие с эталонной информацией. ТЛН задается адрес состояния проверяемого регистра или триггера в оперативной и служебной памяти, записываемого с помощью операции «Опрос», а также его эталонное состояние. Возможны два исхода операции «Сравнение и ветвление»— совпадение и несовпадение ответа с эталоном. Метод двухэтапного диагностирования использует, как правило, условный алгоритм диагностирования. Поэтому ТЛН содержит два адреса ветвления, задающих начальный адрес следующих ТЛН в оперативной памяти.

Рис. 2.10. Схема выполнения одного ТЛН

Для хранения ТЛН, как правило, используется магнитный носитель, а для их ввода — стандартные или специальные каналы ввода.

Тесты локализации неисправностей обычно загружаются в оперативную память и подзагружаются в нее по окончании выполнения очередной группы ТЛН. Поэтому до начала диагностики по методу ТЛН проверяется оперативная память и микропрограммное управление.

При обнаружении отказа индицируется номер теста, по которому в диагностическом справочнике отыскивается неисправный сменный блок.

В качестве примера реализации метода двухэтапного диагностирования рассмотрим систему диагностирования процессора ЭВМ. Для нормальной загрузки и выполнения диагностических тестов процессора ЭВМ необходима исправность одного из селекторных каналов и начальной области оперативной памяти (ОП). Поэтому вначале выполняется диагностирование ОП. Для этого имеется специальный блок, обеспечивающий проверку ОП в режимах записи и чтения нулей (единиц) тяжелого кода и обратного тяжелого кода. Неисправность ОП локализуется с точностью до адреса и бита.

Следующие стадии диагностирования, последовательность которых приведена на рис. 2.11, используют уже проверенную оперативную память.

На первой стадии диагностические тесты загружаются в начальную область ОП и затем выполняются с помощью диагностического оборудования. Тесты расположены на магнитном диске в виде массивов. После выполнения тестов очередного массива в ОП загружается и выполняется следующий массив тестов. Загрузка тестов выполняется по одному из селекторных каналов в специальном режиме загрузки ТЛН.

Рис. 2.11 - Порядок диагностирования блоков и устройств в ЭВМ

На второй стадии диагностирования проверяется микропрограммная память процессора, которая используется на следующих стадиях диагностирования. В ней содержатся микропрограммы операций установки, опроса, сравнения и ветвления.

На третьей стадии диагностирования выполняется проверка триггеров (регистров) процессора. Эти тесты называются тестами нулевого цикла. Опрос состояния триггеров (регистров) выполняется по дополнительным линиям опроса. Триггеры (регистры) проверяются на установку в 0-1-0. Результаты проверки сравниваются с эталонными, записанными в формате теста. Место неисправности определяется по номеру теста, который обнаружил несоответствие. В диагностическом справочнике тестов нулевого цикла номеру теста соответствует конструктивный адрес и название неисправного триггера на функциональной схеме.

С помощью тестов единичного цикла проверяются комбинационные схемы. Их последовательность определяется условным алгоритмом диагностирования. Тесты комбинационных схем выполняются следующим образом: с помощью операции установки в регистре процессора, расположенном на входе проверяемой комбинационной схемы, задается состояние, соответствующее входному тестовому воздействию. Выполняется микрооперация приема выходного сигнала комбинационной схемы в регистр расположенный на выходе комбинационной схемы. Состояние этого регистра записывается в диагностическую область ОП, а затем сравнивается с эталонным. В зависимости от исхода теста выполняется переход к следующему тесту. При обнаружении неисправности индицируется номер теста. В диагностическом справочнике тестов единичного цикла указаны не только подозреваемые функциональные элементы, но и значения сигналов на входах, промежуточных точках и выходах комбинационной схемы. Такая подробная информация дозволяет уточнить локализацию до монтажных связей или микросхем. На следующих стадиях диагностирования, использующих другие методы диагностирования, проверяются мультиплексный и селекторный каналы, а также функ­циональные средства ЭВМ с помощью тест-секций диагностического монитора.