Введение к работе
Актуальность работы. На современном этапе развития устройств вычислительной техники одной из важнейших проблем является проектирование систем их диагностирования, как внешних (внешнее оборудование) так и внутренних (средства диагноотировпния находятся в самом устройство).
В настоящей работе рассматриваются вопросы контролеігригодного синтеза и диагностирования устройств логического управления (УЛУ). Эта задача представляет значительную практическую важность в силу шрокой распространешюсти различных устройств управления. Нл практике часто используется принцип микропрограммного управления, в соответствии с которым любая операция рассматривается как совокупность параллельно выполняемых элементарных действий - микроопераций. Реализующие этот принцип УЛУ далее называются микропрограммными устройствами управления (МЇЇУУ).
На сегодняшний день предложено большое число методов диагностирования УЛУ. Одним из наиболее перспективных направлений исследований является развитие единого подхода к контролю исправности программного и аппаратного обеспечения. Целесообразно поэтому использовать и разрабатывать методы, позволяющие обнаруживать как структурные так и функциональные неисправности. Обширная библиография по данному вопросу свидетельствует как о его актуальности, так и о наличии значительного числа нерешенных задач.
В диссертационной работе проводится анализ различных существующих методов функционального контроля исправности МШУ, Делается вывод, что наилучшими характеристиками обладает метод контроля последовательности генерируемых УЛУ команд, развитый в работах Робинсона, Намуо, Маккласки, Шена, Балакина, Барзшенкова, Иванова и ряда других ученых. Для контроля этой последовательности перспективным, является использование сигнатурного анализа, основними'достоинствами которого являются высокая достоверность контроля, максимальное быстродействие и простота аппаратурной'реализации. .
К настоящему моменту существует целый ряд методов и алгоритмов синтеза МШУ. Большинство из них использует представление алгоритма работы устройства в некотором формальном вщв. Часто ;да 'той цели применяют язык граф схем алгоритмов (ГОД).
Для псьнндания эффективности алгоритмического контроля исщпв-
ности устройство управлешя должно бить спроектировано специальным образом. При этом алгоритмическая контролепригодность обеспечивается на уровне задания алгоритма, например, на уровне ГСА. Метода синтеза реализующей МПУУ цифровой схемы могут быть различны, поэтому при диагностировании МПУУ на алгоритмическом уровне не должны приниматься во внимание особенности схемной реализации. Таким образом, для построения тестовых наборов используется информация об алгоритме работы устройства, заданная в виде ГСА.'Указанный подход обеспечивает универсальный характер предложенных методов и диагностирования устройств логического управления.
Целью настоящей работы является разработка методов и алгоритмов контролегіригодного синтеза и диагностирования МПУУ . При этом контроль исправности МПУУ; осуществляется на алгоритмическом уровне путем проверки корректности последовательности генерируемых микрокоманд с помощью сигнатурного анализа.
Для достижения указанной цели решаются следующие задачи:
исследование существующих методов диагностирования и контро-лепригодного синтеза устройств логического управления;
разработка методов и алгоритмов контролеприго.щого синтеза МПУУ, основанных на использовании сигнатурного анализа последовательности кодов генерируемых микрокоманд.для контроля исправности устройства управлешя;
разработка алгоритмов тестирования контролепригодных МПУУ;
разработка методов и алгоритмов определения оптимальных значений вероятностей появления единицы на входах МПУУ при использовании вероятностного тестирования для контроля исправности МПУУ.
Методы исследования. Для решения'поставленных задач использован аппарат булевой-'алгебры,'теории кодирования, общей алгебры, теории автоматов, теории графов, теории вероятностей и математической статистики.
Научная новизна исследований заключается в следующем: 1) предложена новая схема контроля исправности микропрограммных устройств управления, а также проведен сравнительный анализ различных '..вариантов этой схемы; ?.) предложена методика синтеза контролепригодных МПУУ;
-
разработан алгоритм оптимального кодирования микрокоманд;
-
разработаны алгоритмы выбора-проверяющий) сигнатурного поли
- J -
нома для контроля исправности МПУУ при использовании различных моделей неисправностей;
-
предложен алгоритм выбора значений вероятностей появления на входах МПУУ единицы при использовании вероятностного тестирования;
-
разработаны алгоритмы построения детерминированного теста и кратчайшей детерминированной тестовой последовательности сканирования для контроля МПУУ;
-
разработана исследовательская программная система,, предназначенная для синтеза контролепригодных МПУУ, проведены экспериментальные исследования предложенных алгоритмов.
Практическая ценность. Разработанные методн и алгоритмы но -гут быть использованы при проектировании контролепригодных УЛУ. Отдельные из них реализованы программно. Соответствующие программные средства могут применяться для решения задач проектирования УЛУ на IBM-совместимых персональных ЭВМ.
Реализация и внедрение результатов работа. Результаты работы связаны с выполнением хоздоговорных и госбюджетных НИР, проводимых на кафедре ЭВМ БГУИР. Полученные результаты были внедрены в учебный процесс БГУИР.
Апробация работы. Основные теоретические и практические результаты работы докладывались и обсуждались на ряде конференций, в том числе: НТК "Вероятностно-физические методы исследования надежности машин и аппаратуры" (Киев, 1992); межреспубликанском семинаре го объектно-ориентированному программированию (Минск, 1991); 47-ой и 48-ой научных сессиях, посвященных дню радио (Москва, 1992, 1993); международных конференциях молодых учеііцх и специалистов "САПР-92,93. Новые информационные технологии в науке, образовании и бизнесе" (Гурзуф, 1992, 1993); международной конференции "Design Automation Conference 92" (Каунас, .1992); НТК "Контроль и управление технических систем" (Винница, 1992); юколе-семинаре по технической диагностике (Москва, 1993); конференции "Техническое диагностированио-93" (Санкт-Петербург, 1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 17. печатных работ, в том числе 5 статей, 10 тезисов докладов, '?.. отчета, по НИР.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из. введения, Б глав, заключения, списка литературы (19! нлименоь'лиис) и приложения; содержит 150 страниц основного текста. 26 рисунков и 7 таблиц.
- * -
