Системы диагностики ПК (стр. 4 из 5)

Для средних и больших ЭВМ с хранением микродиагностики на внешних носителях данных, для опроса состояния и сравнения его с эталоном используется дополнительная аппаратура. В последнее время эти функции все больше передаются так называемым сервисным процессорам, имеющим универсальные возможности по» управлению пультовыми накопителями, опросу состояния ЭВМ, сравнению результатов с эталонными и индикации списка возможных неисправностей. При микродиагностировании с использованием дополнительной аппаратуры средства тестового диагностирования выполняют специальные диагностические операции, такие как запуск микрокоманд, опрос состояния, сравнение с эталоном и сообщение о неисправности. Процедура выполнения микродиагностики обычно такова: средства тестового диагностирования загружают в ЭВМ микрокоманды и дают приказ на их выполнение; ЭВМ отрабатывает микрокоманды, после чего средства тестового диагностирования производят опрос состояния, сравнение с эталоном и сообщение о неисправности. Обычно при. микродиагностике тестовые наборы являются частью микрокоманды (поле констант). Глубина поиска дефекта при микродиагностике зависит от числя схем, для которых, предусмотрена возможность непосредственного опроса состояния. В связи с этим в современных ЭВМ имеется возможность непосредственного опроса состояния практически всех триггеров и регистров ЭВМ.

Регистр микрокоманд устанавливается средствами тестового диагностирования с помощью диагностической операции «Загрузка РгМк».

Состояние регистров поступает в СТД, где выполняется диагностическая операция сравнения с эталоном.

При несовпадении результата с эталоном происходит останов с индикацией номера останова.

5. МЕТОД ЭТАЛОННЫХ СОСТОЯНИЙ

Метод эталонных состояний характеризуется тем, что объектом элементарных проверок является аппаратура, используемая на одном или нескольких тактах выполнения рабочего алгоритма функционирования, реализуемого в режиме диагностирования.

Рис. 16. Обобщенна» схема системы диагностирования, реализующей метод эталонных состояний

В качестве результата элементарной проверки используется состояние аппаратурных средств диагностируемого устройства.

Процесс диагностирования по методу эталонных состояний, заключается в потактовом выполнении рабочих алгоритмов ДУ, опросе состояния ДУ на каждом такте, сравнении состояния ДУ с эталонным и ветвлении в зависимости от исхода сравнения к выполнению следующего такта или сообщению о неисправности.

При реализации метода эталонных состояний средства тестового диагностирования представляют собой совокупность аппаратурных и программных средств.

Обобщенная схема системы диагностирования, реализующей метод эталонных состояний, приведена на рис. 16.

При представлении алгоритмов операций ЭВМ в виде графов каждому пути i из множества путей на графе можно поставить в соответствие последовательность состояний ЭВМ на каждом такте: S_i0, S_i1,..., S_il, ... ,S_in,

где п—число вершин граф-схемы алгоритма, соответствующее числу тактов выполнения операции с конкретными условиями. Эталонной последовательностью состояний считается последовательность состояний S_il, l=0, 1,...,п, имеющих место при отсутствии ошибок.

Проверка выполняется путем сравнения реального состояния ЭВМ S_il на l-м такте i-го пути с эталонным S^э_il.

Несовпадение S_il и S^э_il является признаком неисправности.

Процедура диагностирования по методу эталонных состояний приведена на рис. 17.

Для реализации метода эталонных состояний средства тестового диагностирования должны иметь:

средства управления потактовой работой ЭВМ;

средства опроса состояния ЭВМ;

средства сравнения состояния с эталонным и средства сообщения о неисправности.

Обычно этот метод используется в тех случаях, когда средства тестового диагностирования имеют достаточно большие возможности. Например, этот метод может использоваться при диагностировании каналов с помощью процессора. Наибольшее применение этот метод находит в устройствах со схемной интерпретацией алгоритмов функционирования.

В силу неопределенности состояний некоторых триггеров каждому состоянию S_il может соответствовать некоторое подмножество состояний S_ilk, где k=0,1,..., т, т — множество неопределенных состояний. Поэтому обычно до сравнения с эталоном выполняется маскирование состояний. Маска снимает неопределенные состояния .

Обычно управление потактовой работой устройства и опрос состояния устройства выполняются с помощью команды ДИАГНОСТИКА, а сравнение с эталоном, маскирование и сообщение о неисправности—с помощью команд на программном уровне.

Команда ДИАГНОСТИКА адресует управляющее слово в ОП, которое поступает на вход диагностируемого устройства, как показано на рис. 8.18. Сочетание бит управляющего слова обеспечивает продвижение тактов, а также опрос состояния и запись его в ОП.

Остальные операции, такие как маскирование состояния с целью исключения неопределенных бит, сравнение его с эталонным состоянием и сообщение о неисправности, выполняются программой диагностирующего устройства.

6. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ СХЕМ ВСТРОЕННОГО КОНТРОЛЯ.

Этот метод характеризуется тем, что объектом элементарной проверки является сменный блок, а средствами функционального диагностирования являются схемы встроенного контроля (СВК), конструктивно совмещенные с каждым) сменным блоком.

На рис. 19 показаны диагностируемое устройство и схемы встроенного контроля, образующие самопроверяемый сменный блок. Наибольшая вероятность правильного диагностирования достигается при полной проверяемости ДУ и самопроверяемости СВК.

Поэтому здесь приводится только определение полной проверяемости ДУ.

Рис. 19 Самопроверяемый сменный блок.

Диагностируемое устройство называется полностью проверяемым, если любая его неисправность заданного класса обнаруживается СВК в момент ее первого проявления на выходных устройствах .

Рис 20 Структура системы диагностирования, использующей схемы встроенного контроля

Требование полной проверяемости. ДУ и самопроверяемости СВК приводит к значительным аппаратурным затратам, что ограничивает применяемость данного метода устройствами, реализованными в основном на больших интегральных микросхемах.

На рис. 20 приведена структура системы функционального диагностирования. Локальными средствами функционального диагностирования ЛСФД являются самопроверяемые СВК с парами выходов fⁱ₁, fⁱ₂, приданные каждому сменному блоку Б_i общим средством функционального диагностирования ОСФД—устройство анализа и индикации УАИ. Назначением последнего является синхронизация сигналов ошибок от сменных блоков с учетом их связей, предотвращение возможной неоднозначности индикации из-за распространения сигналов ошибок и однозначная индикация неисправного блока.

Достоинством метода диагностирования с помощью схем встроенного контроля является практически мгновенное диагностирование сбоев и отказов, сокращение затрат на локализацию перемежающихся отказов и на разработку диагностических тестов.

7. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ САМОПРОВЕРЯЕМОГО ДУБЛИРОВАНИЯ.

Этот метод аналогичен предыдущему, так как он тоже основан на принципе самопроверяемости сменных блоков. Разница состоит в том, что самопроверяемость сменных блоков достигается введением в него дублирующей аппа-

Рис. 21 Структурная схема самопроверяемого блока: Cж₁,.., Cж_k_-_l — схемы сжатия.

ратуры и самопроверяемых схем сжатия, обеспечивающих получение сводного сигнала ошибки, свидетельствующего о неисправности сменного блока. На рис. 21 приведена структурная схема самопроверяемого блока. Этот способ обеспечения самопроверяемости приводит к большим, дополнительным затратам аппаратуры, что оправдывает его применение в больших интегральных .микросхемах. При реализации ЭВМ на больших и сверхбольших интегральных микросхемах последние часто используются неполностью, так как ограничивающим фактором является не число вентилей БИС, а число выводов. Поэтому введение в БИС дублирующих схем, обеспечивающих ее самопроверяемость, позволяет более полно использовать возможность БИС без значительного увеличения объема аппаратуры .

8. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РЕГИСТРАЦИИ СОСТОЯНИЯ.

Этот метод диагностирования характеризуется тем, что неисправность или сбой локализуется по состоянию ЭВМ, зарегистрированному в .момент проявления ошибки и содержащему информацию о состоянии схем контроля, регистров ЭВМ, адресов микрокоманд, предшествующих моменту появления ошибки, и другую информацию. Место возникновения ошибки определяется по зарегистрированному состоянию путем прослеживания трассы ошибки от места ее проявления до места ее возникновения. Диагноз выполняется с помощью программных средств диагностирования самой ЭВМ, если Диагностируется место возникновения сбоя, либо другой ЭВМ, если диагностируется отказ. В ЭВМ, имеющих сервисные процессоры, диагноз выполняется с помощью микропрограмм сервисного процессора.