Введение к работе
Актуальность работы. Достижения в области интегральной технологии позволяют получать микросхемы, содержащие десятки и сотни тысяч вентилей на одном кристалле и число их будет расти. Переход к новой микропроцессорной элементной базе, характеризующейся большим объемом цифровых схем, незначительным числом внешних контактов по отношению к общему числу элементов схемы и отсутствием подробной информации о внутренней структуре МП БИС, породил ряд проблем в области проектирования тестов. Поэтому требуется другой подход к вопросам автоматизации проектирования. Данная диссертация посвящена разработке методов и алгоритмов обработки цифровых устройств в области автоматизированного проектирования тестов и созданию системы функционально-логического моделирования САПР-ПМ.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка многоуровневой системы моделирования, ориентированной на обработку ЦУ, заданных на функциональном уровне представления, и проектирование тестов. Задача проектирования тестов рассматривается применительно к функционально-законченным узлам, охватывающим широкий класс схем. Под функционально-законченным узлом понимается логическая схема, реализующая одну или несколько арифметических и (или) логических операций.
Элементы ЦУ на структурном уровне и уровне межрегистровых передач отличаются степенью детализации, но имеют ряд общих характерных особенностей, позволяющих разработать единое математическое, программное и информационное обеспечение САПР. Такими особенностями являются: функциональная завершенность;
закон функционирования включает множество арифметических и логических операций; фиксированное число внешних контактов.
Трудности разработки математических моделей и формирования машинных моделей, отражающих характеристики ЦУ с заданной степенью адекватности и постоянное развитие и совершенствование схемотехнической базы, приводящее к разработке оригинальных нестандартных решений, для обработки которых необходимо создавать специальное программное обеспечение, обусловили необходимость активного участия разработчика на различных этапах процесса проектирования, выполняемого САПР.
Диалоговый режим необходимо использовать при построении тестов для решения следующих задач:
контроль и управление ходом проектирования в зависимости от результатов;
анализ нетривиальных ситуаций, автоматическая обработка которых невозможна, либо слишком трудоемка;
качество автоматически сгенерированного теста не удовлетворяет ;
при проектировании дискретного ЦУ в схему внесены незначительные изменения, не требующие полной перестройки теста.
Таким образом, для организации интерактивного проектирования тестов для ЦУ необходимо:
разработать языковые средства внесения неисправностей заданного класса в требуемую точку схемы, задания тестовых последовательностей и коррекции теста, управления процессом проектирования;
разработать дедуктивный метод анализа полноты тестов на функциональном уровне представления ЦУ и программное обеспечение, реализующее данный метод в рамках единой САПР;
разработать методику проектирования тестов в интерактивном режиме;
разработать структуру данных, ориентированную на интерактивный режим работы для функционального уровня представления ЦУ.
Методы исследования. При выполнении работы использовались математический аппарат теории графов, методы математического моделирования, методы структурного программирования, теория построения САПР.
Научная новизна исследования состоит в том, что предложены методы анализа полноты тестов для ЦУ на функциональном уровне представления для нескольких классов неисправностей с учетом различных видов компенсаций.
Практическая ценность полученных в диссертационной работе результатов состоит в том, что:
разработана многоуровневая система функционально-логического моделирования, ориентированная на широкий класс ЦУ на основе БИС;
разработана подсистема интерактивного проектирования тестов.
Внедрение результатов. Система САПР-ПМ используется в СПбГИТМО для выполнения лабораторных работ по курсу «Автоматизация логического проектирования ЭВС» для студентов специальности 2205 - «Конструирование и технология ЭВС».
Апробация работы. По материалам диссертации сделан доклад "Вопросы верификации заказных БИС методом технической диагностики" на конференции "ИСАПР-94", Таганрог, 1994г. и доклад на XXIX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ИТМО, секция «Вычислительная техника и программирование», СПбГИТМО, 1997г..
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка из 41 наименования, содержит 125 страниц основного текста, 13 рисунков, 12 таблиц и 4 приложения.
