Diagnostika počítačů DGP_05
description
Transcript of Diagnostika počítačů DGP_05
Diagnostika počítačů DGP_05
Prof. Ing. Karel Vlček, [email protected]
Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO
K. Vlček: Diagnostika počítačů 2
Vestavěné diagnostické prostředky
Díky vestavěným diagnostickým prostředkům lze na libovolné úrovni použít tzv. vnitřní (autonomní) testy
Podle této koncepce má každá testovaná jednotka svůj vestavěný zkoušeč
Volba vestavěných zkoušečů je určena nejen velikostí testované jednotky, ale i kvalitou (přesností a úplností) testu
Příznaková analýza umožňuje testovat i rozsahem malé testované jednotky kvalitně
K. Vlček: Diagnostika počítačů 3
Technické prostředky testování
Klasickou metodou realizace vnitřní diagnostiky je použití programů nebo mikroprogramů počítače
Příznaková analýza umožňuje testovat i rozsahem malé testované jednotky kvalitně
Zkoušeč může být miniaturizován a vestavěn do pouzdra integrovaného obvodu
K. Vlček: Diagnostika počítačů 4
Technické prostředky BIST
Nové metody automatizovaného návrhu číslicových systémů umožňují zjednodušení způsobu generování a vyhodnocování testů
Příznaková analýza jako nová metody komprese diagnostických dat umožňuje testovat dostatečným počtem testovacích vektorů
Vestavěné diagnostické prostředky se obvykle označují zkratkou BIST (Built-In Self-Test)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 5
Testy zapsané do paměti
Systémy pro programové a mikroprogramové řízení umožňují do paměti zapsat test jako posloupnost instrukcí nebo mikroinstrukcí
Objem vestavěných obvodových technických diagnostických prostředků je velmi malý
Řízení paměti se zapsaným testem během testování přebírá diagnostický procesor
Servisní procesor má za úkol spouštění diagnostiky
K. Vlček: Diagnostika počítačů 6
Diagnostický systém počítače (1)
Diagnostický systém počítače obvykle zajišťuje tyto funkce:
Spouštěcí diagnostiku (Test po zapnutí počítače)
Periodickou diagnostiku (Provádí se v přestávkách mezi aplikačními programy)
Průběžnou diagnostiku (Vyhodnocuje výstupy hlídačů kódu)
Lokalizaci poruch (Vyhodnocuje symptomy poruchové testované jednotky)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 7
Diagnostický systém počítače (2)
Diagnostický systém počítače tvoří následující části:
Řídicí jednotka diagnostického systému (Diagnostický procesor nebo řadič)
Komunikační cesty (Slouží pro řízení testu, zadávání dat a pro čtení odezev na testy)
Paměti (Slouží pro uchovávání testů a archivaci odezev)
Řadič a paměť se nazývá tvrdé jádro
K. Vlček: Diagnostika počítačů 8
Programová diagnostika
Testování periferních zařízení se provádí tzv. programovou diagnostikou
Programová diagnostika se provádí pod operačním systémem, pod diagnostickým monitorem nebo samostatně
Test za provozu je diagnostická úloha, která nenarušuje ostatní úlohy a je tedy prováděna při normální činnosti operačního systému
K. Vlček: Diagnostika počítačů 9
Systémové testy mikropočítačů
Všechny testy se realizují programem, protože mikroprogramy jsou u běžného mikroprocesoru uživateli nepřístupné
Periodické testy jsou obvykle jednoduché detekční testy s malým rozsahem v paměti
Testy zapsané v paměti lze používat i v blocích a funkčních jednotkách, které nemají programové řízení
Paměti ROM slouží jako generátory stimulů
K. Vlček: Diagnostika počítačů 10
Autonomní testy v reálném čase
Test generovaný v reálném čase uspoří kapacitu paměti
Test je generovaný podle algoritmu uloženého v paměti
Algoritmické generování je výhodné, jestliže testovaná jednotka má pravidelnou strukturu
Programem jsou generovány především testy pamětí (RAM i ROM a PLA)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 11
Použití LZPR (LFSR) pro generování testů Posuvné registry s lineární zpětnou
vazbou (LFSR) se používají pro generování testů nejčastěji
Zpětná vazba obsahuje pouze přímou vazbu nebo vazbu nonekvivalence tedy součástky s lineární funkcí
Zapojení je vytvořeno například podle primitivního polynomu x4 + x + 1
Generovaná posloupnost vektorů pak má délku 24 – 1 = 15
K. Vlček: Diagnostika počítačů 12
Použití LZPR (LFSR) pro příznakovou analýzu Posuvné registry s lineární zpětnou
vazbou (LFSR) se dají použít i pro příznakovou analýzu
Jedná se o shodně zapojený LFSR, jeho obsah po určitém počtu kroků uchovává příznak, což je zbytek po dělení binárních polynomů
Dosažené diagnostické pokrytí je větší, než 98%
K. Vlček: Diagnostika počítačů 13
Použití LZPR (LFSR) jako BILBO
BILBO (Built-In Logic Observer) je registr, který může fungovat jako:
Paralelní registr (v systémové funkci) Sériový registr (v systémové funkci) LFSR pro generování hodnot vektorů (při
generování testovacích vektorů) LFSR pro příznakovou analýzu (při
kompresi diagnostických dat MISR) BILBO může být použit jak pro vnější, tak pro
vnitřní testování
K. Vlček: Diagnostika počítačů 14
Použití LZPR (LFSR) jako BILBO
K. Vlček: Diagnostika počítačů 15
Použití BILBO jako prostý registr
K. Vlček: Diagnostika počítačů 16
Použití BILBO jako „skenovací“ posuvný r.
K. Vlček: Diagnostika počítačů 17
Použití BILBO jako LZPR (LFSR)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 18
Použití BILBO jako MISR
K. Vlček: Diagnostika počítačů 19
Registr HILDO
HILDO (Highly Integrated Logic Design Observer) je navržen pro testování obvodů VLSI (Very Large Scale Integration)
Jedná se v podstatě o sériově paralelní příznakový analyzátor
HILDO v každém kroku vygeneruje na paralelních výstupech krok testu a na paralelních vstupech přijme vektor odezvy na test a přičte ji modulo2 k dosavadnímu obsahu registru
K. Vlček: Diagnostika počítačů 20
Generování pseudotriviálních testů
Triviální test mající 2n kroků pro n-vstupový kombinační obvod detekuje všechny poruchy kromě změny kombinačního chování na sekvenční
Pseudotriviální testy jsou kompromisním řešením, které funguje pouze pro skupinu vstupů
Pseudotriviálními testy je testována množina všech součástek, které tvoří tzv. kužel a zvyšuje se pokrytí testu
K. Vlček: Diagnostika počítačů 21
Použití pseudotriviálních testů
Nechť s polynomem g(x) generuje LFSR cyklický kód s minimální kódovou vzdáleností d
LFSR pak generuje (n, d-1)-triviální test Na začátku testu musíme do LFSR vložit
nenulovou informaci Při použití permutací sloupců generující
matice kódu je generován pseudotriviální test
K. Vlček: Diagnostika počítačů 22
Literatura
Hlavička J.: Diagnostika a spolehlivost, Vydavatelství ČVUT, Praha (1990), ISBN 80-01-01846-6
Musil, V., Vlček, K.: Diagnostika elektronických obvodů, TEMPUS Equator S_JEP-09468-95, ÚMEL, FEI VUT v Brně (1998)
Hlavička, J., Kottek, E., Zelený, J.: Diagnostika Elektronických číslicových obvodů, Praha SNTL (1982)
Drábek, V.: Spolehlivost a diagnostika, VUT Brno, (1983)
Hławiczka, A.: P1149, Warszawa (1993), ISBN 83-204-1518-7