Введение к работе
Актуальность пооблемц. Применение средств вычислительной техники в тяжелых услоьиях эксплуатации ставит задачу создания полностью электронной внешней памяти с сохранением информации при отключении питания.. Одним из путей решения этой проблемы является внедрение ЗУ на ЦМД - магнито-электронной, энергонезависимой внешней памяти, обладающей повышенной отказоустойчивость!], способностью работать в тяжелых условиях эксплуатации. Отсутствие механических и движущихся частей делает ее незаменимой на тех объектах, где непригодны магнито-механические и оптико-механические накопители, а стойкость к специальным воздействиям позволяет использовать ее в тех случаях, когда применение интегральных схем невозможно.
Высокая надежность функционирования, низкая частота сбоев, сохранность информации в режиме хранения, обеспечиваются тщательно продуманной системой испытаний ЦМД микросхем (КС), включающей в себя комплекс аппаратных и программных средств контроля, методику испытаний и являющейся одним из важнейших аспектов обеспечения качества и надежности. Однако затраты на испытания составляют по некоторым оценкам от 20 до 30% стоимости изделия. Т.о. снижение этих затрат, при обеспечении высокой достоверности, является первоочередной задачей. Плохая организация или высокая стоимость испытаний могут перечеркнуть все другие усилия по уменьшению стоимости ЦЦД ИС в расчете на бит его емкости.
Заложенные в основу функционирования ЦМД МС физические принципы имеют существенные отличия от других технологий ВТ, используемых в устройствах для хранения информации, например, от полупроводниковых электронных накопителей или от магнито-механических ЗУ. Эти отличия не позволяют воспользоваться для контроля ЦМД МС средствами и методами контроля,
предложенными для других технологий. Методы и средства, разработанные для контроля ЦМД МС малой и средней емкости, не могут быть без существенной переработки перенесены на схемы большой и сверхбольшой емкости. Одной из основных сложностей является отсутствие стандартизации информационных структур ЦМД МС, что сильно усложняет разработку средств контроля для промышленного применения. Поэтому известные средства контроля предназначены для испытаний ЦМД МС определенного типа и не позволяют тестировать ЦМД МС с произвольной информационной структурой.
Многообразие видов испытаний ЦМД МС может потребовать разработки специализированных средств контроля, что, в своо очередь, увеличивает стоимость изделия. Выход заключается в тщательном анализе области применения средств контроля и разработке аппаратуры, пригодной для проведения широкого, но четко очерченного, круга испытаний, возможность контроля изделий разных поставщиков, имеющих различнуь информационнуо емкость и архитектуру, управляемых сигналами с отличающимися параметрами.
Таким образом, возникает проблема разработки средств контроля, пригодных для проведения испытаний ЦМД МС с различающимися информационными структурами и при этом обеспечивающих сокращение времени испытаний, при обеспечении достоверности полученных результатов, путем создания высокопроизводительных средств контроля и разработки новых эффективных методик.
Несмотря на большое число публикаций по проблеме испытаний ЦМД МС, вопросы создания унифицированных не дорогих автоматизированных средств контроля ЦМД МС с произвольной информационной структурой, пригодных для широкого промышленного применения, относятся к числу наименее исследованных. Например, отсутствует модель ЦМД МС как объекта контроля. Существующие, оптимизированные по вреиени
доступа, модели размещения информации в накопительном массиве ЗУ, оказывается не эффективными в случае контроля. Отсутствует концепция выбора архитектуры средств контроля. Не исследована проблема построения аппаратных и программных средств, создания дружественного пользовательского интерфейса, отсутствупт типовые методики промышленной проверки ЦМД НС. Все это позволяет сделать ' вывод об актуальности решаемой задачи.
Практическая ценность решаемой задачи, Проблема создания средств контроля ЦМД МС стала особенно актуальной посла освоения отечественной промышленностью серийного выпуска ЦМД МС. В связи с отсутствием отечественных средств массового контроля, заводы изготовители ЦМД МС были вынуждены применять зарубежные образцы, имеющие очень высокую стоимость. Ограниченное число наличных средств контроля в условиях массового выпуска привело к сокращении времени, затрачиваемого поставщиком на испытание каждого изделия, что в cbod очередь, вызвало резкий рост риска потребителя приобрести не качественное изделие. Ситуация осложнялась тем, что выпускаемые ЦМД МС имели отличающиеся информационные структуры.
Это обусловило потребность в средствах контроля, причем не тольно со стороны изготовителей ЦМД МС, но ' и со стороны производителей запоминающих устройств, поставило задачу создания средств контроля ЦМД МС с произвольной информационной структурой, пригодных для использования на различных этапах и стадиях контроля, имеощих не высокус цену Я низкую стоимость эксплуатации, доступных даже для изготовителей опытных партий устройств, которые не имеют возможности инвестировать слишком большие деньги в средства контроля.
Цель работы. Целью данной работы является разработка и исследование методов построения средств автоматизации контроля ЦМД МС с произвольной информационной структурой; имеющих высокую производительность; позволяющих проводить широкий спектр испытаний и исследований; обладающих гибкостью перепрограммирования; имеющих невысокую цену и низние эксплуатационные расходы; обеспечивающих достоверность результатов испытаний.
Для достижения этой цели в работе формулируются и решаются следующие основные задачи:
-
Анализируется набор требований, предъявляемых к средствам контроля, используемым для организации параметрических и функциональных испытаний на различных стадиях процесса разработки и производства ЦМД МС.
-
Исследуется модель ЦМД МС как объекта контроля, пригодная для описания ЦМД МС с произвольной информационной структурой, синтезируются динамические модели функционирования ЦМД МС.
-
Анализируются различные подходы к построению средств контроля и способы реализации функций контроля. Формулируются требования, предъявляемые к управляющей ЭВМ. Решается . задача разделения функций контроля между аппаратными и программными средствами.
-
Разрабатываются основные принципы работы программных средств контроля, синтезируются программные алгоритмы, осуществляется выбор инструментальных средств программирования.
-
Решается задача разработки дружественного пользователю интерфейса.
-
Разрабатываются методы повышения надежности ЦМД накопителей к ошибкам типа сбой адресации.
Научная новизна: Новые научные результаты, полученные автором состоят в следующем:
1. Предложена модель ЦМД МС как объекта контроля,
синтезированы динамические модели функционирования,
включающие:
Модель генерации кодовой последовательности;
Модель размещения информации;
Модель позиционирования на начало информационного массива;
Модель регистрации последствий отказов.
Модели требует малых вычислительных ресурсов, позволяют снизить требования к техническим характеристикам управляющей ЭВМ, обеспечивает проведение вычислений в реальном масштабе времени. Использование предлагаемых моделей в средствах контроля позволило осуществить испытания ЦМД МС с произвольной информационной структурой.
2. Предложена, исследована и разработана концепция построения
средств контроля ЦМД МС с произвольной информационной
структурой. Предлагаемые средства контроля имеют высокую
производительность, низкие стоимость и эксплуатационные
расходы, обеспечивает высокую достоверность результатов
испытаний. Обоснован выбор архитектуры АСК и разделения
функций контроля между аппаратными, и программными
средствами, что позволило минимизировать требования,
предъявляемые к управляющей ЭВМ, реализовать экономичное
встроенное исполнение аппаратных средств, которые
минимально связаны с особенностями конкретного типа
объекта испытаний. Обработка результатов эксперимента
осуществляется в реальном масштабе времени, что
существенно снижает время, затрачиваемое на запись-чтение
одной информационной страницы. Основные технические
решения аппаратных средств контроля защищены авторский свидетельством.
-
Обоснованы и апробированы на практике принципы построения программных средств контроля, которые позволяют произвести перенастройку программы без необходимости повторной компиляции и компоновки. Настройка на объект испытания осуществляется при проведения специальной процедуры инсталляции. Изменение методики проверки осуществляется оператором путем обучения программы. Сопровождение и модификацию программных средств может осуществлять специалист, не имеющий подготовки в программировании.
-
Синтезированы алгоритмы работы программы. Реализовано комплексное программное обеспечение средств контроля, позволяющее проводить как промышленные испытания с минимальный участием оператора, так и исследования по Произвольной методике. Предложен и реализован дружественный пользователю интерфейс, не только ускоряющий процесс испытаний путем сокращения объема, вводимой пользователем интерактивно информации, но и повышающий достоверность результатов испытания за счет уменьшения вероятности ошибки оператора.
-
Разработан способ повышения надежности ЦМД накопителя к отказам типа сбой адресации, на основные решения которого получено авторское свидетельство.
Практическая ценность,
На базе разработанных методов и рекомендаций в период 1983-1990 г. создана и внедрена на ряде предприятий автоиатизированная система контроля ЦМД ИС ПОИСК ІК. Средства контроля ПОИСК 1К прошли метрологическую аттестацию на заводе изготовителе ЦМД ЫС и признаны пригодными для использования.
Достоверность и обоснованность диссертационной работа подтверждается реализацией разработанных методов в аппаратных и программных средствах АСК ПОИСК 1К.
Публикации: На тему диссертации опубликовано 16 печатных работ, получены 2 авторских свидетельства. Основные научные и практические результаты вклвчены в 3 отчета ИНЭУМ по НИР.
Апробация; Результаты диссертационной работы докладывались и
обсуждались на;
VII (1985 г., Москва) VIII (1987 г., Симферополь) и IX
(1989 г., Москва) Всесоюзных семинарах по средства памяти на
ЦМД/ВБЛ,
Всесосзном семинаре "Проблемы создания и производства
высоконадежных систем и комплексов для промышленных АСУ*
(1988 г., Ереван), на конференции молодых ученых и
специалистов ИНЭУЫ ( 1987 г., Москва)
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заклоченин, содержание которых изложено на 125 странице машинописного текста и включает 40 рисунков, 9 таблиц, список литературы из 104 наименований и приложение на 35 страницах.
