Введение к работе
Актуальность прабле&ш. Компьютеризация и электронизация областей техники, характеризуемых тяжелыми условиями эксплуатации, высокой ценой отказов и (или) низкими возможностями по их устранению: военно-космических объектов, АЭС, станков с ЧПУ (числовым программным управлением), средств мониторинга окружающей среды и т.п., - вызывает растущую потребность в соответствующей электронной памяти. Одним из видов такой памяти в силу ее энергонезависи-мости, высокой степени интеграции (вышедшей на уровень 10 бит в корпусе), надежности и эксплуатационной стойкости является память на ЦМД, что делает актуальной проблему ее серийного освоения, повыпения технического уровня и качества, снижения стоимости. Ключевую роль в решении этой проблемы играет обеспечение "жизненного" цикла элементной базы ЦМД-памяти - ЦМД-михросборок (ЦМД МС) - средствами автоматизации испытаний.
Сфера автоматизированных испытаний ЦМД МС имеет ряд областей, отличающихся по предъявляемым к контрольно-непитательной аппаратуре (КИА) требованиям. Имеющиеся отличия, доходящие, п частности при испытаниях на устойчивость к внешним воздействующим Факторам (ВВФ) и исследовательских испытаниях в условиях серийного производства ЦМД МС, до противоречий типа "радиационная стойкость - диалоговые возможности", при существующих ограничениях на стоимость технических средств приводят к необходимости применения спектра средств контрольно-испытательной техники: от специализированных устройств, способных к работе в тяжелых условиях, до обладающих ширркими возможностями универсальных автоматизированных систем (АСИ). Значительный вклад в решение проблем создания средств автоматизации испытаний ЦМД МС в нашей стране внесли Т.А. Бедертдинов, И.М. Блюменау, В.М. Варданян, В.М. Волков, В.Г. Гревцов, СВ. Замковсц, СМ. Захарян, И.О. Карпенко, В.И. Косов, В.В. Костин, В.Е. Красовский, СО. Кузнецов, A.M. Ларионов, В.И. Лебедев, Д.Ф. Литвин, С.А. Пескова, В.И, Проскурин, В.К. Раев, A.M. Романов, Р.В. Смирнов, В.И. Статейное, O.ft. Сперанский, Ю.Л. Ушаков, И.Г. Федоров, и др.
Вместе с тем, созданные средства автоматизации испытаний ЦМД МС разрабатывались без учета их совместимости., (прежде всего по Функциональному назначению), что ведет к неоправданным потерям, обусловленным излишним дублированием Функций, наличием не
- і -
обеспеченных средствами автоматизации испытаний областей применения и использованием КИА не по назначению. Далека также от решения обострившаяся в связи с ростом информационной емкости ЦМД МС и повышением требований к их надежности проблема увеличения достоверности результатов испытаний, сокращения их продолжительности и стоимости (доля которой в себестоимости ЦМД МС достигает по имеющимся оценкам 30%), что делает разработку принципов построения повышающих эти показатели функционально совместимых (совпадающих и/или дополняющих друг друга по своим Функциям) устройств автоматизации испытаний ЦМД МС актуальным.
Цель диссертационного исследования состоит в разработке принципов построения функционально совместимых устройств, позволяющих эффективно автоматизировать входные/выходные контрольные и исследовательские испытания ЦМД МС и их испытания на устойчивость к внешним воздействующим факторам (ВВФ).
Задачи диссертационной работы включают:
анализ требований, предъявляемых к средствам автоматизации испытаний ЦМД МС, выбор принципов построения и разработку математических моделей и структур Функционально совместимых устройств, обеспечивающих автоматизацию испытаний ЦМД МС;
исследование и разработку аппаратных средств технического обеспечения функционально совместимых устройств автоматизации испытаний ЦМД МС: средств обработки считываемых из объекта испытаний сигналов и средств формирования сигналов временной иикро- и макродиаграммы информационного обмена с ним; тестового процессора, в его одно- и многопроцессорном вариантах исполнения;
исследование и разработку математического обеспечения -построение комбинаторной модели кодового заполнения накопительных ЦМД-регистров, синтез кодовых последовательностей и разработку структуры, использующих их программных средств;
экспериментальное исследование влияния магнитостатического ЦМД-вэаимодействия на нарушение работоспособности ЦМД МС;
реализацию разработанных технических решений в конкретных образцах контрольно-испытательной техники, внедрение и подтверждение в процессе эксплуатации эффективности их автономного и системного (в системах и комплексах) применения для автоматизации
.испытаний ЦМД МС.
Метода реления этих задач основаны на теории построения средств вычислительной и контрольно-испытательной техники, на
аппарате системного анализа и на применении элементов теории групп и комбинаторной теории.
Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:
разработана математическая модель и реализующие ее структуры основанного на ограниченном наборе подсистем технического обеспечения ряда Функционально совместимых устройств автоматизации испытаний ЦНД МС;
предложены и разработаны новые аппаратные средства технического обеспечения функционально совместимых устройств автоматизации испытаний НМД НС, в том числе: блок обработки считываемых из ЦМД МС сигналов; средства формирования . сигналов временной микро- и макродиаграммы информационного обмена с объектом испытаний; тестовый процессор, многопроцессорный вариант конфигурации которого ориентирован на тестирование ЦМД МС повышенной емкости;
впервые на основе аппарата теории групп проведен анализ кодового заполнения накопительных ЦМД-регистров, сформулирована и решена задача комбинаторного синтеза кодовых последовательностей и разработаны использующие ил программные средства, что позволило повысить полноту тестирования ЦНД МС;
впервые экспериментально установлены обусловленные магнитостатическим междоменным взаимодействием динамические эффекты нарушения работоспособности накопительных ЦЧД-массивов,. что дало возможность уточнить механизм возникновения в них сбоев.
Практическая ценность результатов работы заключается в созданных на основе разработанных принципов устройствах, которые за счет Функциональной совместимости, иерархичности, автономности, ориентации на недорогие ЭВМ и аппаратной реализации части Функций, позволяют эффективно (по производительности, затратам, достоверности результатов) решать широкий класс задач автоматизации испытаний ЦМД МС - от испытаний на радиационную стойкость до выходных испытаний ЦМД МС в условиях их серийного производства.
Достоверность и обоснованность научных положений и выводов диссертационной работы подтверждаются корректностью математических доказательств и положительными результатами эксплуатации разработанных устройств автоматизации испытаний ЦМД МС.
Результаты работы реализованы на предприятиях НПО Физика": в НИЦФТ, Физико-техническом центре и на заводе "Эрстед". Годовой
І*
экономический эффект от внедрения результатов диссертационной работы составляет 43 тыс. рублей.
Апробация результатов. Научные положения диссертационной работы докладывались на одиннадцати научно-технических семинарах и конференциях, включая IV школу-семинар по ЦМД-устройствам (Батуми, 1981 г.); VIII, IX и X Всесоюзные семинары по ЦИД/ВБЛ (Симферополь, 1987 г.; Москва, 1989 г.; Алувта, 1991 г.); две Всесоюзных школы-семинара молодых ученых и специалистов по вычислительной технике (Москва, 1984, 1985 гг.); IX научно-техническую конференцию молодых ученых и специалистов г. Москвы (1984 г.); научно-практическую конференцию НПО " Физика" (Москва, 1988 г.); Всесоюзный научно-технический семинар по элементам РЭА в условиях воздействия внешних факторов (Лыткарино, 1989 г.); отраслевую научно-техническую конференцию по элементной базе вычислительной техники (Ташкент, 1989 г.); научно-техническую конференцию по контролю и диагностике (Москва, 1989 г.) Кроме, того, устройство "УКЩМД-2" демонстрировалось в составе базируемой на нем и персональной ЭВМ (ПЭВМ) ЕС-1640 автоматизированной системы испытаний на выставке достижений изобретателей НПО "Физика" в 1989 г., где заняло второе место.
Публгссации. Основные результаты диссертации опубликованы в 20 работах, в том числе трех изобретениях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 142 страницах машинописного текста, содержит 25 иллюстраций, 24 таблицы, список литературы, включающий 184 названия, и 4 приложения.
