Введение к работе
Актуальность работы. На современном этапе развития научно- технического прогресса широко внедряются электронные вычислительные машины (ЭВМ), среди которых особое место занимают высокопроизводительные ЭВМ. Высокая производительность в этих ЭВМ достигается за счет широкого распараллеливания и конвейеризации вычислений, применения новейшей субнаносвкундной элементной базы, реализованной в больших интегральных схемах (БШ). Объем оборудования современных высокопроизводительных ЭВМ находится на уровне І07- І08 вентилей, в такт выполнения операций 5-Ю не, что предъявляет жесткие требования к средствам тестирования на всех уровнях: БИС,типовых элементов замены (ТЭЗ), функциональных блоков, ЭВМ в целом.
При наладке и вводе в эксплуатацию высокопроизводительных ЭВМ могут применятся стандартные (освоенные промышленностью) средства тестирования или вновь разрабатываемые под требования проектируемой ЭВМ средства тестирования. Необходимость разработки новых средств тестирования возникает в тех случаях, когда характеристики стандартных средств ниве требований, предъявляемых проектируемой ЭВМ. Альтернативой созданию новых средств тестирования может служить ввод тестовых схем в основное оборудование ЭВМ (т.е. применение методологии тестопригодного проектирования), что позволяет обойтись стандартными средствами тестирования. Таким образом возникает проблема выбора для каждого из уровней тестирования из трех альтернативных подходов:
1)прим9нение стандартного тестера;
2)применение вновь разрабатываемого тестера;
3)примвнениб методологии тестопригодного проектирования.
Кавдый из подходов имеет половдтельше и отрицательные
свойства. Самый:. дешевый подход- применение стандартного
тестера, но, как, правило, характеристики стандартных тестеров в
несколько раз -хуже требуемых для высокопроизводительной ЭШ,
что приводит К/, различиям в полноте покрытия неисправностей и
неадекватности временных характеристик, обеспечиваемых
тестерами на различных уровнях тестирования. При этом
значительно, увеличиваются сроки наладки и ввода в эксплуатацию
высокопроизводительной ЭШ. Разработка и изготовление нового
тестера требует значительных материальных затрат, т.к. это, как
правило, тестеры с уникальными характеристиками, сложность
которых сравнима со сложностью создаваемой
высокопроизводительной ЭШ. Применение методологии
тестопригодного проектирования связано с затратами на дополнительное оборудование, вводимое в ЭШ для целей . тестирования и приводит к снижению быстродействия.
Выбор наиболее эффективного подхода из трех альтернатив возможен на основе знания оценок тестопригодности разрабатываемой высокопроизводительной ЭШ на начальном этапе проектирования, т.е. на этапе.разработки структурной схемы. Это позволяет проводить разработку . тестеров параллельно с разработкой, ЭШ и, при необходимости,1 применять' методологию тестопригодного проектированиям начиная с этапа-'- разработки структурной схемы, что .сокращает сроки проектирования и снижает издержки по дополнительному оборудованию-и быстродействию.
Существующие методы^ оценки тестопригодности ориентированы на применение на етапе разработки принципиальных схем и не позволяют проводить оценку тестопригодности на начальном этапе
провктирования, что увеличивает общие сроки и снижает эффективность проектирования. В связи с этим методы разработки комплексов-средств тестирования в основе которых лежит принцип оценки тестоирж'одаости на начальном этапе проектирования являются актуальной темой исследования.
Целью диссертации является разработка эффективного метода оценки тестопригодности на начальном этапе проектирования и его применение при разработке комплексов средств тестирования высокопроизводительных ЭВМ.
Научная новизна.
I.Разработана классификация показателей тестопригодности, на основе которой проведен выбор показателей по которым необходимо оценивать тестопригодность высокопроизводительных ЭВМ на начальном этапе проектирования.
2.Разработана структурно- аналитическая модель для расчета показателей тестопригодности высокопроизводительных ЭВМ на начальном этапе проектирования на основе оценок объема оборудования функциональных блоков и функциональной зависимости полноты покрытия неисправностей от длины теста.
3.Разработан метод получения кусочно-линейной функции, ашроксимирувдей зависимость полноты покрытия неисправностей от длины теста, необходимой для формирования моделей функциональных блоков высокопроизводительной ЭВМ.
4.Разработан метод выбора стратегии тестирования высокопроизводительных ЭВМ позволяющий определить стратегию, обеспвчивапцую требуемое время тестирования при заданной полноте покрытия неисправностей в тестируемом оборудовании.
Практическая ценность. Разработанная структурно-аналитическая модель и метод выбора стратегии тестирования
позволяют расчитать показатели тестопригодности проектируемой высокопроизводительной ЭВМ на этапе разработки структурной схемы и сформулировать на их основе требования к средствам тестирования, провести выбор средств тестирования, решить вопрос о необходимости применения того или иного метода тестопригодного проектирования в процессе дальнейшей разработки высокопроизводительной ЭВМ. Решение этих проблем на начальном этапе проектирования позволяет сократить общие сроки проектирования за счет параллельной разработки ЭВМ и средств ее тестирования и более эффективного применения методологии тестопригодного проектирования. Использование разработанного на основе предлагаемых методов комплекса средств тестирования позволяет сократить сроки наладки и ввода в эксплуатацию высокопроизводительной ЭВМ за счет обеспечения адекватности временных характеристик тестеров и единых алгоритмов на всех уровнях тестирования. Разработанная структурно-аналитическая модель может быть использована на этапе эскизного проектирования высокопроизводительной ЭВМ для расчета показателей тестопригодности. Выбранная по предлагаемому методу стратегия тестирования может использоваться на этапе технического проектирования в качестве основы для разработки эффективных алгоритмов тестирования.
Внедрение. Методы разработки комплексов средств тесгарования внедрены в эксплуатацию в НИИ "КВАНТ" и "используются при проектировании высокопроизводительных ЭВМ и разработке комплексов средств тестирования. Разработанные комплексы средств тестирования параллельных процессоров Б2.СВД2 и БРИГ внедрены в в/ч 7ІЇ87 и используются при эксплуатации процессоров.
Метолы исследования. Теория исследования операций, теория множеств, теория автоматов.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения, изложена на 126 страницах м&шинописного текста и содержит 26 иллюстрации.
Аппробация работы. Основные результаты работы докладывались на научно- технических конференциях молодых специалистов и ученых НИИ "КВАНТ" в 1986, 1987, 1988, 1989 гг., на научно- технической конференции "Специализированная элементная база для РЭА" в г. Ташкенте в 1989 г.