Содержание к диссертации
Введение
РАЗДЕЛ I. Методы и средства функционального диагностирования управляющих блоков ЭВМ 10
1.1. Управляющая часть ЭВМ, как объект функционального диагностирования 10
1.2. Принципы организации локальной системы функционального диагностирования УБ ЭВМ 15
1.3. Анализ методов проектирования локальных систем функционального диагностирования УБ ЭВМ 20
1.4. Постановка задачи 31
Выводы по первому разделу 35
РАЗДЕЛ 2. Методы преобразования ГСА к контролепригодному виду 36
2.1. Назначение и принципы осуществления контролепригодных преобразований ГСА 36
2.2. Методы К -хроматического преобразования ГСА 43
2.3. Метод декомпозиционного преобразования ГСА 71
Выводы по второму разделу 82
РАЗДЕЛ 3. Методика проектирования локальных систем функционального диагностирования управляющих блоков по граф-схемам алгоритмов 83
3.1. Принципы создания и использования ЛСФД УБ 83
3.2. Проектирование ЛСФД линейных фрагментов ГСА . 92
3.3. Проектирование ЛСФД последовательных ГСА 104
3.4. Проектирование ЛСФД параллельных ГСА 116
3.5. Проектирование высоконадежных ЛСФД 4 типа 128
Выводы по третьему разделу 141
РАЗДЕЛ 4. Применение ЛСФД для диагностирования микро-ЭВМ 143
4.1. Принципы использования ЛСФД УБ в качестве встроенных средств функционального диагностирования микро-ЭВМ 143
4.2. Разработка и реализация ЛСФД на микропрограммных уровнях управления микро-ЭВМ, созданных на базе МП К588 и К589 147
4.3. Разработка и реализация ЛСФД на программном уровне управления микро-ЭВМ, созданной на базе МП КР580 166
4.4. Разработка и реализация системы функционального диагностирования системного уровня управления 179
4.5. Рекомендации по использованию ЛСФД УБ 192
Выводы по четвертому разделу 194
Заключение 196
Литература 200
Приложение 213
- Управляющая часть ЭВМ, как объект функционального диагностирования
- Назначение и принципы осуществления контролепригодных преобразований ГСА
- Принципы создания и использования ЛСФД УБ
- Принципы использования ЛСФД УБ в качестве встроенных средств функционального диагностирования микро-ЭВМ
Введение к работе
В основных положениях экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года указывается на необходимость "повысить технический уровень вычислительной техники", осуществлять дальнейшее развитие и внедрение средств вычислительной техники, в частности, "встроенных систем автоматического управления с использованием микропроцессоров и микро-ЭВМ".
Одним из важных требований к современным средствам вычислительной техники (ВТ) и, особенно, к управляющим вычислительным системам является обеспечение их высокой надежности. Развитие элементной базы ведет к созданию все более функционально-насыщенных интегральных схем (БИС, СБИС), которые, как объект диагностирования, обладают существенной спецификой, в результате чего существовавшие методы и способы диагностирования оказались малоэффективными, а порой и совсем непригодными.
Один из перспективных путей решения данной проблемы заключается в использовании встроенных средств диагностирования, что требует осуществления их проектирования с самых ранних стадий разработки вычислительных систем, а, особенно, БИС и СБИС. Опыт использования современных средств ВТ показал необходимость осуществления их функционального диагностирования, предназначенного для оперативного обнаружения ошибок с использованием схем встроенного контроля (СВК) [1-4]
Использование СВК и, особенно, самопроверяемых СВК, позволяет повысить достоверность функционирования средств ВТ и снизить затраты на их эксплуатацию, что ведет к повышению эффективности их использования. Актуальной является проблема обеспечения при
5 помощи СВК необходимой достоверности функционирования микропроцессоров и микро-ЭВМ (особенно,управляющих), что обусловлено недостаточной иоследованностью методов решения проблемы, и, как следствие, отсутствие СВК (за редким исключением) в существующих отечественных микропроцессорных комплектах (МПК) 0
При проектировании средств функционального диагностирования ЭВМ целесообразно использовать ее представление в виде композиции двух частей - операционной и управляющей [б] Для каждой части существуют свои методы диагностирования, учитывающие их специфику. Разработка и исследование методов и средств функционального диагностирования управляющей части ЭВМ, включающей в себя несколько уровней управления, реализуемых управляющими блоками, ведутся уже значительное время.
Управляющая часть ЭВМ представляет собой совокупность взаимосвязанных управляющих блоков (УБ), реализующих заданные алгоритмы управления, функциональное диагностирование каждого из которых целесообразно осуществлять с использованием отдельной СВК. Задача организации оперативного обнаружения ошибок в управляющей части ЭВМ в такой постановке сводится к исследованию и разработке методов и средств функционального диагностирования отдельных УБ.
Все методы функционального диагностирования УБ, в зависимости от используемого подхода, можно разделить на две части. Первый подход заключается в ориентации при диагностировании на структуру УБ (структурный подход) [7-13] , а второй - на реализацию алгоритма управления во время его выполнения, то есть функций, выполняемых УБ (функциональный подход) [II,I4-4CJ . Более перспективным является второй подход, позволяющий учесть специфику современных средств ВТ, как объекта диагностирования, обусловливающую необходимость начать создание средств функционального диагностирования УБ на этапе алгоритмического проектирования с использованием алгоритмической модели, в качестве которой в диссертации применяются граф-схемы алгоритма (ГСА) управления, интерпретация которых отражает специфику рассматриваемого уровня управления.
При проектировании средств функционального диагностирования УБ стремятся к тому, чтобы они позволяли обнаруживать появление ошибки с максимальной вероятностью при минимальной вводимой избыточности и за минимальное время обнаружения. Один из перспективных классов методов функционального диагностирования УБ, наиболее удовлетворяющих выдвинутым критериям, идея которого появилась в 60-х годах [19] и получила дальнейшее развитие в ряде работ [20,21,27,28] , основан на присвоении каждому выходному управляющему слову определенной метки, которая сравнивается с некоторой эталонной контрольной меткой, вырабатываемой СВК.
В настоящее время этот подход не получил широкого распространения, в основном из-за недостаточной проработанности, что обусловливает сложность его реализации, требующей учета особенностей диагностируемого УБ и приведения его алгоритма управления к контролепригодному виду. Специфика микро-ЭВМ, как объекта функционального диагностирования, одна из особенностей которой заключается в сложности диагностирования ее операционной части в отличие от управляющей [23,32] , обусловила повышенный интерес к методам и средствам функционального диагностирования ее управляющей части и, в частности, к рассматриваемому методу.
Для развития метода с целью его широкого использования на практике необходимо разработать и исследовать ряд методов функционального диагностирования, ориентированных на определенные
7 классы УБ и позволяющих осуществить функциональное диагностирование УБ с необходимой достоверностью функционирования, причем с учетом ограничения на вводимую избыточность.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является исследование и разработка методов функционального диагностирования управляющей части ЭВМ, как совокупности алгоритмов управления и управляющих блоков, а также методики их реализации в виде встроенных средств функционального диагностирования, с апробацией их применительно к микро-ЭВМ.
Достижение указанной цели предполагает решение следующих основных задач: исследование и разработка методов функционального диагностирования управляющей части ЭВМ, как совокупности алгоритмов управления и управляющих блоков, по граф-схемам алгоритмов управления; исследование принципов разработки и использования локальных систем функционального диагностирования (ЛСФД) УБ, реализующих предложенные методы диагностирования и состоящих из самопроверяемых СВК и УБ, осуществляющего выполнение контролепри-годного алгоритма управления; разработка необходимых методов преобразований ГСА к конт-ролепригодному виду, а также процедур их выполнений; разработка методики проектирования ЛСФД УБ, позволяющей реализовать рассматриваемые методы функционального диагностирования; разработка ряда ЛСФД УБ для конкретных микро-ЭВМ и исследование области их наиболее эффективного использования, а также выработка рекомендаций по их реализации и применению.
Методы исследования. Проведенные исследования базируются на
8 разработке преобразований ГСА, с целью придания им свойств контролепригодности с использованием теории алгоритмов, теории графов, математической логики и на разработке методов проектирования ЛСФД УБ с применением теории конечных автоматов и методов технической диагностики.
Содержание диссертационной работы распределено по разделам следующим образом.
В первом разделе проведен анализ методов и средств функционального диагностирования УБ ЭВМ, с учетом перспективности их использования в качестве самопроверяемых встроенных средств современных вычислительных систем, в частности, микро-ЭВМ. Проведен анализ методов проектирования ЛСФД УБ. Сформулированы основные задачи, решаемые в диссертации.
Во втором разделе рассматриваются методы преобразования ГСА к контролепригодным ГСАК. Рассматриваются методы преобразования исходного ориентированного графа в К-хроматический граф и в граф, декомпозируемый на изоморфные подграфы одного типа, положенные в основу 5 типам процедур выполнения глобальных преобразований ГСА к контролепригодному виду (ГСАК), позволяющих реализовать рассматриваемые в третьем разделе методы диагностирования.
В третьем разделе выделены 3 класса УБ, для функционального диагностирования которых предложены 4- типа ЛСФД, в основу которых положены 4 метода функционального диагностирования УБ. Разработаны методики проектирования всех 4- типов ЛСФД. В этом разделе основное внимание уделено методам проектирования самопроверяемых СВК.
В четвертом разделе рассматривается использование предложенных методов функционального диагностирования и методики проек- тирования ЛСФД УБ применительно к конкретным микро-ЭВМ. Проведен анализ параметров разработанных ЛСФД и даны рекомендации по области их использования и реализации.
В заключении изложены основные выводы и результаты, из которых на защиту выносятся:
Методы функционального диагностирования управляющей части ЭВМ, как совокупности алгоритмов управления и управляющих блоков, основанные на преобразовании исходной ГСА к контролепригод-ной ГСА„.
Методы преобразования исходного ориентированного связного графа в к -хроматический граф и в граф, декомпозируемый на m изоморфных подграфов одного типа, на основании которых разработаны процедуры выполнения преобразования ГСА к контролепригод-ным ГСА„.
Методика проектирования ЛСФД УБ, реализующих предложенные методы функционального диагностирования и их практическая реализация.
Управляющая часть ЭВМ, как объект функционального диагностирования
При проектировании средств функционального диагностирования ЭВМ целесообразно использовать ее представление в виде композиции двух частей: операционной и управляющей [б] . Для каждой части существуют свои методы функционального диагностирования, учитывающие ее специфику [19,20,41] .
Управляющая часть ЭВМ "состоит из набора алгоритмов управления и технических средств, предназначенных для выработки упорядоченной в соответствии с алгоритмом последовательности управляющих сигналов" [28]. В общем случае, в ЭВМ существует несколько уровней управления, между которыми имеется определенная иерархическая зависимость, характеризующаяся подчиненностью одного уровня другому. Для каждого уровня существует свой алгоритм управления, который определяет последовательность появления управляющих сигналов на выходе управляющего блока (УБ), являющегося техническим средством уровня. Так, в современных ЭВМ Единой серии, СМ ЭВМ, во многих микро-ЭВМ существуют микропрограммный и программный уровни управления.
На микропрограммном уровне алгоритм управления представлен в виде микропрограммы, которая реализуется микропрограммным блоком управления. На программном уровне в качестве алгоритма управления используется программа, а в качестве технических средств - программный БУ. В общем случае, микропрограммный уровень управления является подчиненным некоторому программному уровню, чьи команды он выполняет [28] .
Управляющие блоки являются относительно ненадежными структурными элементами ЭВМ, оказывающими воздействия на всю ЭВМ в целом. Сбой в УБ верхнего в иерархии уровня управления скажется на значительной части ЭВМ. Сбой в УБ любого уровня, в общем случае, приведет к получению неверного результата. Поэтому для обеспечения заданной достоверности функционирования ЭВМ целесообразно осуществлять функциональное диагностирование управляющей части ЭВМ, как совокупности УБ. Причем необходимо осуществлять функциональное диагностирование каждого УБ, поскольку неверный, но разрешенный управляющий сигнал верхнего уровня управления воспримится как нормальный на нижнем уровне и не будет обнаружен в операционной части ЭВМ. Кроме того, желательно сбои УБ обнаруживать как можно быстрее. Это создаст благоприятные условия для поиска дефекта и восстановления системы.
В подавляющем большинстве существующих ЭВМ организовано функциональное диагностирование их УБ. В ЭВМ Единой системы [2,3] , в СМ ЭВМ [42], в ЭВМ М4030 [4], в ряде микро-ЭВМ [8,10, 11,36] используются аппаратные и программные средства (в частности, операционные системы) функционального диагностирования, осуществляющие непосредственно или косвенно проверку микрокоманд; правильности кода операции и спецификации задания адресов операндов программного уровня; несанкционированного доступа к памяти, вызванного неверной командой,и т.д. При отладке программного обеспечения микро-ЭВМ семейства "Электроника С5" используют программно-аппаратное обеспечение контроля кода программ [43]. Проверяется при помощи тестов часть микропрограммного БУ, формирующего следующий адрес в мини-ЭВМ EDP-II/60 ЇМ) і причем каждый раз перед выполнением условного перехода.
В процессорах моделей EC-I022, EC-I033, EC-I052 [3] аппаратными средствами функционального диагностирования проверяется непосредственно или косвенно 90-95 % оборудования, причем стремятся обеспечить реакцию на сигнал обнаружения дефекта за время, не превышающее одного-двух тактов синхронизации. Однако, как отмечено в [3], "из-за чрезмерного удорожания и усложнения устройств" ряд схем и, в частности, некоторые цепи управления проверяются только тестами.
Так, в процессоре ЕС-2433 осуществляется функциональное диагностирование всех операционных блоков. Нет аппаратных средств обнаружения неисправностей лишь в схемах блоков выработки управляющих сигналов формирования адресов и синхронизации. В то же время аппаратные средства функционального диагностирования УБ необходимы. Так, в процессоре ЕС-2050 существуют аппаратные средства функционального диагностирования счетчиков блоков центрального управления, дешифраторов в схемах управления.
Актуальна проблема организации функционального диагностирования управляющих блоков микро-ЭВМ [8,10,11,36], что обусловлено их спецификой, как объекта функционального диагностирования [25] В [36] показывается эффективность средств функционального диагностирования программного БУ, встроенных в микропроцессор МС 68000. Специально для диагностирования программного уровня управляющей части микропроцессорных систем был предложен и в настоящее время исследуется класс методов функционального диагностирования, получивший название "сторожевой процессор" [32, 35,36,38].
Особенностью УБ, как объекта функционального диагностирования, является существование алгоритма управления, который опре ІЗ деляет выходные управляющие сигналы. В то же время УБ имеет определенную структурную организацию, оказывающую влияние также на решение задачи его функционального диагностирования. В работах [23,28,29,32-36,4-5] , посвященных функциональному диагностированию УБ, опубликованных в последние годы, исследуются методы диагностирования, основанные на организации проверки правильности выполнения УБ своего алгоритма управления, по его входным сигналам, определяющим ход выполнения алгоритмам выходным управляющим сигналам. Очевидно, что при реализации этого подхода при выборе метода функционального диагностирования для конкретного УБ и средств его диагностирования необходимо учитывать следующие факторы:
Назначение и принципы осуществления контролепригодных преобразований ГСА
Особенности современных средств вычислительной техники, как объекта диагностирования, обусловливают повышенный интерес к методам, позволяющим повысить эффективность диагностирования (уменьшить время диагностирования; расширить класс обнаруживаемых дефектов; получить ЛСФД с такими же показателями параметров, но при меньшей величине вводимой избыточности и т.д.) за счет изменения объекта диагностирования таким образом, чтобы преобразованный объект выполнял те же функции, что и исходный, но обладал свойством (контролепригодностью), позволяющим осуществить реализацию некоторого метода диагностирования [23,45,77] или облегчить его реализацию [47,48,78].
При проектировании ЛСФД УБ, реализующих некоторый метод диагностирования функционального подхода, большое значение имеют конт-ролепригодные преобразования [23-25,45,77] алгоритма управления. Контролепригодные преобразования необходимы для изменения структуры алгоритма управления с целью придания ему свойства, необходимого для реализации выбранного метода. В диссертации рассматриваются контролепригодные преобразования алгоритма управления, обеспечивающие условия для реализации ряда методов, принадлежащих классу методов - меток операторов с генерируемой контрольной меткой.
Без осуществления контролепригодных преобразований алгоритма управления реализация рассматриваемых методов, позволяющих оперативно обнаруживать появление неисправностей как отдельных управляющих слов, так и их последовательности, при минимальной, по сравнению с другими методами диагностирования функционального подхода, избыточности на СВК, невозможна. Следует отметить, что ряд рассматриваемых контролепригодных преобразований алгоритма управления позволяет реализовать методы ориентирования на уменьшение аппаратной избыточности, необходимой для разработки СВК, что является свойством особенно полезным при проектировании встроенных средств функционального диагностирования БИС, в частности, микропроцессорных комплексов.
В качестве модели алгоритма управления, реализуемого некоторым блоком управления, в диссертации используются граф-схемы алгоритмов [28,79], являющиеся одной из форм операторных схем алгоритмов. Существуют последовательные [28,79] и параллельные ГСА [80]. Следует отметить, что существует несколько видов логических схем алгоритмов и, соответственно, ГСА (в частности, [80-82] ),позволяющих описывать параллельные процессы. В диссертации используется описание параллельных граф-схем алгоритмов, приведенное в [80]. В дальнейшем всегда будем упоминать о параллельности ГСА, а если такого упоминания нет, то значит речь идет о последовательной ГСА. В данном разделе диссертации рассматриваются только корректные последовательные и параллельные ГСА [80,85].
Под последовательной ГСА [28,79] понимается конечный связный — помеченный ориентированный граф G ( Е,К і Я?) , каждой вершине которого однозначно соответствует оператор (операторные вершины) из множества типов операторов, состоящего из начального оператора А0 » конечного оператора Ак , множества операторов {А , А,...,Ап/) и распознавателей (условных вершин) из множества типов распознавателей \ R Rg,,..., Rl . Как будет показано да 38 лее, при возникновении неисправностей, искажающих алгоритм управления, возможно одновременное выполнение двух операторов. Для корректности описания последовательных ГСА необходимо ввести множество операторов означающих одновременное выполнение операторов At и Аі Каждому оператору соответствует некоторое действие алгоритма, а распознавателю - логическая функция от логических переменных в дальнейшем логическими условиями.
Множество конкретных значений каждого логического условия составляет набор A t логических условий. В общем случае, множество всех наборов логических условий (Дц ..., A j можно поделить на два подмножества - разрешенных {ЛСР И запрещенных Ац5 Запрещенные наборы не используются при выполнении ГСА, а разрешенные наборы задаются в виде определенной последовательности, известной до выполнения ГСА или получаемой в процессе выполнения алгоритма. Последовательность наборов определяет значения распознавателей, которые, в свою очередь, определяют последовательность операторов, получаемую в результате выполнения ГСА. Полученная в результате выполнения ГСА последовательность операторов называется значением ГСА на последовательности наборов Дь , ., Ai [83] .
В диссертации используются определение графа и обозначения, данные в работе [84]. Элементы множества Б называются вершинами. К - множество неориентированных ребер графа G , а К -множество ориентированных ребер графа G Предикат ЯУ называется инцидентором графа G , указывающим какие пары вершин графа связаны между собой ребрами.
Принципы создания и использования ЛСФД УБ
Принципы создания и использования ЛСФД УБ Анализ методов функционального диагностирования управляющей части ЭВМ, как совокупности УБ и алгоритмов управления, проведенный в первом разделе диссертации, показал перспективность функционального подхода и, в частности, класса методов - меток операторов с генерируемой контрольной меткой.
В то же время анализ методов проектирования ЛСФД УБ показал, что методы рассматриваемого класса относительно сложно реализовать на практике. Для того, чтобы методы получили широкое распространение на практике, необходимо создание методики проектирования ЛСФД УБ, их реализующих. Методика должна позволить сократить время проектирования ЛСФД и улучшить их параметры за счет: - осуществления выбора метода диагностирования, с учетом требований к параметрам ЛСФД УБ; - формализации ряда этапов проектирования; - возможности оценить параметры ЛСФД УБ при ее проектировании. В общем случае объект диагностирования - управляющая часть ЭВМ - включает в себя несколько уровней управления, между которыми существует определенная иерархия, характеризующаяся подчиненностью одного уровня другому [28]. Функции управления на каждом уровне реализуются с использованием управляющего блока, который целесообразно проверять во время функционирования ЭВМ, используя для этого локальную систему функционального диагностирования. Для каждого уровня управления существует свой алгоритм управления, который определяет последовательность появления на выходе УБ управляющих сигналов. Любой дефект, возникший в УБ на некотором уровне, проявляется, в конечном счете, в выдаче неверного выходного управляющего сигнала. Очевидно, что организовав контроль за правильностью реализации управляющего алгоритма по выходным управляющим сигналам, осуществим функциональное диагностирование УБ соответствующего уровня (микропрограммного, программного и др.). Как известно [28], алгоритм управления любого управляющего уровня может быть представлен алгоритмической моделью, в виде граф-схемы алгоритма, описанной во втором разделе диссертации. Алгоритмические модели различных классов управляющих блоков отличаются друг от друга интерпретацией ГСА. Хотя предлагаемые далее методы диагностирования и проектирования средств диагностирования могут быть с непринципиальными доработками использованы для любого УБ, удовлетворяющего условиям применимости (см. подраздел I.I), в данном разделе диссертации рассматриваются 3 класса УБ, обладающих наиболее характерными для УБ свойствами, влияющими на сложность задачи их оперативной проверки. Это: 1) синхронные, последовательные УБ с горизонтальным (унитарным) кодированием команд [ЮЗ]; 2) синхронные, последовательные УБ с вертикальным (максимальным) кодированием команд; 3) асинхронные, параллельные УБ с унитарным кодированием команд. На рис.3.1 приведены УБ I и 2 классов, основное различие которых заключается в способе кодирования выходных управляющих слов X . Осведомительные сигналы Р используются для изменения хода выполнения алгоритма управления. Временная зависимость, которая в дальнейшем будет играть важное значение между синхросигналом X и сигналами на управляющих выходах УБ I и 2 классов, приведена на рис.3.2. УБ 3 класса приведен на рис.3.3 и состоит из нескольких асинхронных параллельно работающих подблоков, переключающихся в следующее состояние под воздействием входных сигналов и своих собственных выходных сигналов, подаваемых на вход определенных подблоков. Как уже отмечалось, последовательность выдачи управляющих сигналов определяется ГСА. Однако,вследствие возможных неисправностей в УБ может произойти искажение в выполненной последовательности операторов. Искажение может произойти при выполнении линейного фрагмента ГСА, или вследствие неверного условного перехода, а в параллельной ГСА - вследствие неверного выполнения управляющего оператора. Типы алгоритмических дефектов зависят от класса УБ. Пусть на "Ъ такте в УБ I класса при реализации алгоритма управления должен выполняться оператор, соответствующий операторной вершине типа Аь А Анализ ГСА показывает, что в результате возможных ошибок могут появиться следующие типы алгоритмических дефектов [28]: 1. Аі,=& - пропадание оператора в последовательности. 2. A t=Au Ъф - одновременное появление в последовательности двух операторов. 3. A\, = Ai,lj, AifcA - замена одного типа оператора в последовательности другим типом. Эти дефекты возможны при выполнении линейного фрагмента ГСА. При выполнении условного перехода возможен дефект типа [28].
Принципы использования ЛСФД УБ в качестве встроенных средств функционального диагностирования микро-ЭВМ
Вероятность обнаружения дефектов в выходном управляющем слове зависит от используемого помехоустойчивого кода. В частности, при использовании кода Хэмминга она равна I. Избыточность, вводимая в УБ и необходимая для создания СВК, состоит из алгоритмической избыточности (добавочные пустые операторные и условные вершины), информационной избыточности, необходимой для реализации помехоустойчивого кода, и, наконец, аппаратной избыточности в виде СВК. Проектирование ЛСФД 4- типа осуществляется в несколько этапов. I. Выбор количества подграфов KM . При выборе \УЬ необходимо учитывать следующие факторы: - возможное число внешних связей между \ ГСАп , определяющее минимально необходимое число меток, а следовательно, количество выходов УБЭ ; - при увеличении числа tU , размеры подграфов уменьшаются, а РОБ дефектов в последовательности операторов возрастает; - локализацию места возникновения неисправности можно осу-ществить лишь с точностью до ГСАП ; - чем меньше число меток и Wt , тем, в общем случае, меньше вводимая избыточность. ВыборКИ требует творческих усилий от разработчика ЛСФД. 2. Декомпозиция ГСА. Применяя ГП5 к исходной ГСА, необходимо получить ГСАкДгСАп , ГСАЭ и Gc(E,K ,flr) . Осуществить разметку ГСАЭ. 3. Оценка декомпозиции ГСА. Определить количество выходов в УБЭ и разрядов в RG . Оценить величину вводимой избыточности и ГОБ в последовательности операторов, степень локализации дефекта. Если решение не удовлетворяет разработчика, то вернуться к I этапу. 4. Проектирование контроле пригодного УБ. По ГСАЭ и \_ГСА n установить однозначное соответствие между операторными и услов ными вершинами, соответствующими в разных ГСАп одной и той же вершине в ГСАЭ. Закодировать каждое выходное управляющее слово с использованием заданного помехоустойчивого кода и метки, поставленной ему в соответствие. В УБ заносится полученное значение контрольных разрядов, для чего вводятся дополнительная память и выходы. 5. Проектирование СВК. По ГСАЭ, каждой вершине которой поставлена во взаимно-однозначное соответствие метка М{,, разработать УБЧ. Разработать KCI, зная соответствие между условными вершинами в ГСАЭ и ГСА . Разработать КС2 по GcXE I ) Спроектировать схему декодирования управляющего слова из заданного помехоустойчивого кода и схему сравнения меток, полученных в результате декодирования управляющего слова и выдаваемого УБЭ. 6. Оценка полученного решения. Определить параметры полученной ЛСФД. Следует отметить, что при выборе и использовании помехоустойчивого кода необходимо учитывать, к какому классу принадлежит УБ - первому или второму? Рассмотрим использование описанной методики для примера, приведенного на рис.2.12 и рис.2.ІЗ. В данном случае целесообразно принять IU = 3. В результате декомпозиции исходной ГСА получили ГСАЭ и (_ГСАУ , приведенные на рис.2.13, а также GCCBJK JI?) » приведенный на рис.3.16. Поскольку в ГСАЭ 3 граничные вершины, из которых выходят ребра, то в принципе достаточно трех меток, но из-за того, что реализация 3 и 4 меток идентичная, было использовано 4 типа меток. На третьем этапе определили количество выводов УБЭ - два. Следовательно, RG должен иметь также два разряда. Вероятность обнаружения неисправности с учетом удаления из ГСАК недостижимых вершин, подсчитанная по формуле (3.22), равна 0,987. На четвертом этапе осуществили разметку \_ГСАn , приведенную на рис.3.18, на котором показано соответствие между операторными вершинами и метками, а также соответствие между условными вершинами. Выделены граничные вершины, из которых выходят ребра. Выводы УБ делятся на две группы: в два и три разряда и для каждой группы вводится в УБ дополнительный диагностический вывод, определяющий четность сигналов группы. Получаемая четность в группах определяет значение контрольной метки, сравниваемое со значением метки, генерируемой УБЭ.
На пятом этапе разработали СВК. УБЭ синтезировали как обычный УБ, реализующий алгоритм управления, определяемый ГСАЭ. Затем разработали KCI, приведенную на рис.3.19, используя для этого соответствия между условными вершинами (ГСАП (рис.3.18). По рис.3.16) и, зная соответствие между операторными вершинами (рис.3.18), разработали КС2. Поскольку в ГСАЭ 7 операторных вершин, то для передачи их адреса в УБЭ необходимо 3 разряда.
Похожие диссертации на Функциональное диагностирование управлящей части ЭВМ по граф-схемам алгоритмов
