Лабораторная работа №2 тема: Параллельное моделирование неисправностей. 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.

Рисунок. Обобщенная схема системы диагностирования, реализующей метод двухэтапного диагностирования: ДУ — диагностируемое устройство: 1, .,i l, ., n — регистры; KCi KСm—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 рисунке. Подача тестовых воздействий, снятие ответа, анализ и выдача результатов реализации алгоритма диагностирования выполняются с помощью стандартных диагностиче­ских операций «Установка», «Опрос», «Сравнение» и «Ветвление».

Рисунок Формат ТЛН

Стандартный формат ТЛН показан на рисунке. 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. Стандартные диагностические опера­ции, последовательность которых приведена на рисунке, 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. В тестах первого этапа эта -управляющая информация отсутствует, так как после установки сразу выполняется опрос.

Рисунок Операции, выполняемые при диагностировании по методу двухэтапного диагностирования

В тестах, предназна­ченных для проверки комбинационных схем, управляющая информация задает адрес микрооперации приема сигнала с выхода комбинационной схемы в выходной регистр

Рисунок Схема выполнения одного ТЛН

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 я 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.

Для хранения ТЛН, как правило, используется магнит­ная лента, 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 на пульте индицируется но­мер теста, по которому в диагностическом справочнике отыскивается неисправный сменный блок.

В качестве примера реализации метода двухэтапного диагностирования рассмотрим систему диагностирования процессора ЭВМ ЕС-1030. Для нормальной загрузки и выполнения диагностических тестов процессора ЭВМ ЕС-1030 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/обратного тяжелого кода. Неисправность ОП локализуется с точностью до адреса и бита.

На первой стадии диагностические тесты загружаются в начальную область ОП (первые 4 Кслов) и затем вы­полняются с помощью диагностического оборудования. Тесты расположены на магнитной ленте 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.

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 обнаружив 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 ТЭЗ, 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.