Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время неотъемлемым этапом процесса проектирования цифровой
аппаратуры является оценка тестируемости юти тестопригодности схем разрабатываемых устройств. На данном этапе перед проектировщиком возникает чадяча опечки качества тестя или оценки степени покрытия гестом неисправностей.
Одщш из основных существующих сегодня инструментальных средств оценки качества тестов, дающим наиболее точную и полную информацию о степени покрытия тестом неисправностей, является моделирование неисправностей. О необходимости применения моделирования неисправностей для оценки полноты тестов свидетельствует приведенный в работе факт, состоящий в том, что "поставщики электронного оборудования для Министерства обороны США вместе со своими изделиями должны также предоставлять результаты анализа, 'полученные путем моделирования неисправностей". Системы .моделирования неисправностей являются непременными компонентами лсех САПР электронных устройств крупнейших фирм мира.
Другая сторона актуальности работы состоит в том. что, как показал анализ литературы, в подавляющем большинстве случаев публикации посвящены обсуждению некоторых частных аспектов построения ядра системы моделирования неисправностей - имитатора неисправностей, реже общему описанию внутреннего содержания конкретного имитатора, и практически не освещены вопросы обеспечения взаимодействия имитатора с другими компонентами системы. Отсутствие рассмотрения моделирования неисправностей как процесса, протекающего в системе, является, на наш взгляд, серьезным препятствием повышению его эффективности.
Третьей стороной актуальности работы является недостаточная точность проведения моделирования неисправностей ЦУ, что связано с учетом в существующих имитаторах неисправностей нулевых или единичных, а не паспортных задержек срабатывания элементов; отсутствие в литературе примеров структурных и алгоритмических решений, направленных на обеспечение возможности моделирования неисправностей схем, содержащих шинные соединения контактов.
Цель работы
Целью работы является повышение эффективности моделирования неисправностей ЦУ. Под повышением эффективности в работе понимается повышение точности, производительности, информативности моделирования неисправностей, сокращение времени подготовки исходной информации для моделирования и времени интерпретации проектировщиком результатов моделирования неисправностей.
Достижение указанной цели предполагает решение следующих задач:
- анализ и выбор метода моделирования неисправностей ЦУ;
- анализ содержания этапов подготовки исходной информации для
моделирования неисправностей ЦУ;
- разработка методов обработки событий в конкурентном моделировании
неисправностей ЦУ, ориентированных на учет паспортных задержек срабатьшания
элементов;
разработка методов моделирования неисправностей ЦУ, содержащих шинные соединения контактов элементов;
анализ и разработка представления структуры ЦУ в памяти ЭВМ;
разработка принципов повышения эффективности создания модели схемы;
анализ, экспериментальное исследование и обоснование построения очереди будущих списковых событий, списков конкурентных неисправностей;
- разработка методики автоматизированной интерпретации результатов
моделирования неисправностей.
Методы исследования
В диссертации используются методы функционально-логического моделирования, моделирования неисправностей, теории множеств, структурного и объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна
В отличие от существующих работ в области моделирования неисправностей ЦУ, в настоящей работе впервые предложено рассматривать эффективность моделирования, неисправностей не только с точки зрения характеристик и свойств имитатора неисправностей, но и с точки зрения времени, затрачиваемого на
подготовку исходной информации для моделирования и интерпретацию результатов моделирования неисправностей.
Теоретически разработаны и обоснованы методы обработки событий в конкурентном моделировании неисправностей ЦУ, учитывающие паспортные задержки срабатывания элементов.
Разработана методика моделирования неисправностей ЦУ, содержащих тинные соединения контактов элементов.
Впервые в практике проектирования как систем моделирования неисправностеґт, так и систем функционально-логического моделирования ЦУ разработаны и теоретически обоснованы прющипы распределенной трансляции и оперативного контроля схемы. Применение разработанных принципов при построении указанных систем позволяет исключить из процесса подготовки модели схемы отдельные самостоятельные этапы ее трансляции и контроля, что делает возможным реализацию качественно нового подхода к организации исследования проектировщиком тестов и схем.
Получены новые экспериментальные данные, характеризующие дисциплины формирования очереди будущих событий и списков неисправностей, что позволяет обосновано решить задачу организации очереди и списков неисправностей в конкурентном моделировании неисправностей.
Разработана методика автоматизированной интерпретации результатов моделирования неисправностей.
Практическая значимость
Основные выводы и положения диссертации использованы при проектировании и разработке интеллектуальной системы моделирования неисправностей ЦУ, которая внедрена в учебный процесс МИФИ, МГУЛ, ОИАТЭ, ОГУ,
Полученные в диссер/татеонной работе результаты целесообразно использовать в качестве основы при разработке новых подсистем моделирования неисправностей отраслевых САПР ЦУ, в частности САПР БИС.
Опыт эксплуатации интеллектуальной системы моделирования неисправностей ЦУ в учебном процессе МИФИ, МГУЛ, ОИАТЭ, ОГУ говорит о том, что данную систему можно рекомендовать для использования в учебных заведениях Минвуза РФ.
На защиту выносятся:
- методы повышения точности моделирования неисправностей ЦУ;
методы обеспечения высокой производительности моделирования неисправностей ЦУ;
- принципы распределенной трансляции схемы, оперативного мониторинга
ошибок ввода схемы, контекстного рисования схемы;
- методы повышения информативности моделирования неисправностей.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на:
- московской конференции "Студенческая научная осень - 94", Москва, МИФИ,
1994, где автор был награжден дипломом по итогам открытого конкурса;
Всероссийской научно-технической конференции "Перспективные информационные технологии в высшей школе", Тамбов, 1995;
- конференции "Информатика и новые информационные технологии в системе
лицей - ВУЗ", Москва, 1995;
международной конференции "Информационные технологии в проектировании", Москва, 1996;
2-й международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии и системы", Пенза, 1996;
международной научно-технической конференции "Новые информационные технологии в моделировании и управлении", Санкт-Петербург, 1996;
международном конгрессе "Молодежь и наука - третье тысячелетие", Москва, 1996;
второй Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Электроника и информатика - 97", Москва, 1997.
Интеллектуальная система функционально-логического моделирования цифровых устройств "ЛАД", в состав которой включены разработанные автором имитатор неисправностей и графический редактор схем, демонстрировалась и бьша удостоена двумя дипломами на конференциях "Телекоммуникации и новые информационные технологии в системе лицей - ВУЗ", Москва, МИФИ, 1997 и 1998.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе два учебтгых пособия.
Структура диссертации
Диссертация содержит введение, 4 главы, заключение, список литературы, приложение, 41 рисунок, 7 таблиц Обитай объем - 1-19 страниц Список исиолыояянгатх исючников литературы содержит 88 наименований.
