Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о icon

Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о




Скачати 103.22 Kb.
НазваЛекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о
Дата01.07.2012
Розмір103.22 Kb.
ТипЛекция
1. /lec1 Надежность вычислительных устройств.doc
2. /lec10 Подходы построения производственных тестов комбинационных схем.doc
3. /lec11 Случайное тестирование ВУ.doc
4. /lec12 Проектирование генераторов псевдослучайных тестов.doc
5. /lec13 Элементы вероятностной логики.doc
6. /lec14 Показатели неисправности при случайном тестировании.doc
7. /lec15 Построение зависимости длины случайного теста от вероятности обнаружения неисправностей.doc
8. /lec16 Оптимизация случайного теста ВУ.doc
9. /lec2 Дефекты элементов вычислительной техники.doc
10. /lec3 Структурные методы синтеза тестов комбинационных схем.doc
11. /lec4 Показатели тестируемости неисправностей.doc
12. /lec5 Булева производная и ее применение для вычисления наблюдаемости.doc
13. /lec6 Наблюдаемость и активизация путей схемы.doc
14. /lec7 Эквивалентность доминирование и совмещение КН.doc
15. /lec8 Синтез тестов КН комбинационных схем по методу булевой производной.doc
16. /lec9 Машинно-ориентированный синтез тестов комбинационных схем по D-алгоритму.doc
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о
Комбинационных схем
Тестирование ву на случайных тестовых воздействиях называется случайным
Проектирование генераторов псевдослучайных тестов
Аксиомы теории вероятностей
Лекция 15 построение зависимости длины случайного теста
Дефекты элементов вычислительной техники
Структурные методы синтеза тестов комбинационных схем
Лекция 4 показатели тестируемости неисправностей
Лекция 5 Булева производная и ее применение для вычисления наблюдаемости Определение бпx
Лекция 6 Hаблюдаемость и активизация путей схемы Наблюдаемость кт теснейшим образом связана с понятием схемного пути. Схемный путь
Синтез тестов кн комбинационных схем по методу булевой производной
Машинно-ориентированный синтез тестов

Л е к ц и я 1


НАДЕЖНОСТЬ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ


Двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность.

К а ч е с т в о характеризует совокупность свойств изделия, обуславливающих его способность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с назначением изделия.

Н а д е ж н о с т ь - это свойство изделия сохранять значения установленных параметров функционирования в определенных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, хранения и транспортировки.

С понятием надежности неразрывно связано понятие отказа.

О т к а з - это событие, заключающееся в полной утрате работоспособности изделия или уходе его параметров за пределы установленных норм.

Различают в н е з а п н ы й и п о с т е п е н н ы й отказы, а также :

  • постоянный;

  • перемежающийся;

  • кодочувствительный отказы.


П е р е м е ж а ю щ и й с я отказ - это отказ, возникающий в изделии при внешних воздействиях, например, в результате электромагнитного излучения, и исчезающий после их снятия.

К о д о ч у в с т в и т е л ь н ы й отказ возникает в изделии только в определенном логическом состоянии и при определенном входном воздействии . Такой отказ также исчезает после снятия указанных факторов.

П о с т о я н н ы й отказ носит постоянный не самоустраняющийся характер.

Не всякие физические дефекты приводят к отказу. Если изделие спроектировано избыточно, например, комбинационная схема реализована не по минимальной функции, то в нем возможны неисправности, которые не влияют на значение функции. Такие неисправности называются н е с у щ е с т в е н н ы м и .

Количественно надежность оценивается с помощью показателей надежности.

Обычно рассматривают следующие п о к а з а т е л и надежности.


1. В е р о я т н о с т ь б е з о т к а з н о й р а б о т ы ( В. Б. Р. ) - вероятность того, что ВУ будет выполнять заданные функции и сохранять параметры в установленных пределах в течении заданного промежутка времени.


Противоположным этому показателю является :


2. В е р о я т н о с т ь о т к а з а ( В. О. ).


3. Тн - наработка на отказ - среднее время работы изделия до отказа.


4. И н т е н с и в н о с т ь о т к а з о в - число отказов в единицу времени. В общем случае интенсивность отказов есть функция от времени - ?(t), на этапе эксплуатации она имеет вид, показанный на рис.1.1.





?

?(t) = const


I II III


t

T1 T2


I - фаза приработки,

II - фаза устойчивого функционирования,

III - фаза "старения".


Рис. 1.1


Тот факт, что на этапе производства в изделие вносится наибольшее число дефектов, в том числе и скрытых, отражается на графике фазой I, которая называется периодом приработки изделия . После того как будут выявлены дефекты приработки наступает стабилизация интенсивности отказов. На этой фазе (фаза II), называемой периодом нормального функционирования, отказы обусловлены в основном отказами ЭРЭ. Наконец, после некоторого промежутка времени Т2 наступает фаза старения изделия (фаза III), когда отказы, вызванные старением ЭРЭ начинают приобретать лавинообразный характер.


Надежность обеспечивается следующими способами и мероприятиями:


  • использованием высоконадежных комплектующих элементов;

  • входным, выходным и промежуточным (пооперационным) контролем технологического процесса изготовления ВУ;

  • введением временной и алгоритмической избыточности;

  • введением структурной (аппаратурной) избыточности;

  • комплексом мероприятий технической диагностики.



КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ.


По принципу контроля всю совокупность методов и средств технической диагностики можно разделить на три основные группы:


  • функциональные;

  • параметрические;

  • методы, основанные на физических явлениях контролируемых объектов.


Ф у н к ц и о н а л ь н ы е методы основаны на проверке правильности выполнения объектом заложенных функций. П а р а м е т р и ч е с к и е методы включают измерение напряжений, токов, сопротивлений, частоты, скважности, длительности импульсов и т.д.. В последнюю группу методов можно включить оптические, спектральные, радиационные и другие.

Если испытание объекта производится на рабочих воздействиях, т.е. в условиях его основного функционирования, то такое диагностирование называется ф у н к ц и о н а л ь н ы м. Если же входные воздействия генерируются специально контролирующей аппаратурой, то диагностирование называется т е с т о в ы м. Соответственно разделяют структуры функционального (ФД) и тестового (ТД) диагностирования (рис.1.2, 1.3).


Структура функционального диагностирования


┌────────────┐ ┌──────────┐

рабочие воздействия │ │ │ │ Контроль

──────────────────\│ О Д │─────\┤ │ переме-

─────┐ ┌─────────/│ │─────/┤ │ жающихся

│ │ │ │ │ А Р │ отказов

│ └────────────┘ │ │ СПД, ЗУ.

│ │ │ │

│ └───── ─── ─── ─── ─── ──\│ │

└── ──── ──── ─── ─── ─── ──/│ │

└──────────┘

Рис 1.2


Структура тестового диагностирования

┬──────────┐ ┌─────────┐

│ │ ┌────────────┐ │ │

│ │────\│ │─────\│ │ Контроль

│ Г Т ├────/│ О Д │─────/│ А Р │ посто-

│ │ │ │ │ │ янных

│ │ └────────────┘ │ │ отказов

└──────────┘ └─────────┘


Рис. 1.3


Наибольшее применение ФД находит там, где требуется оперативный контроль данных за перемежающимися отказами, например, в сетях передачи данных, ЗУ. ТД занимается обнаружением и локализацией постоянных отказов .

Целью настоящего курса является изучение методов и средств тестового диагностирования ВУ.


Классификация методов ТД представлена на рис.1.4.


┌─────────────────────────────┐

│ Методы ТД │

└─────────────┬───────────────┘

┌─────────┬─────────┬────┴──────┬─────────┐

╔═══════╧══════╗ │ ╔══════╧═══════╗ │ ╔══════╧═════════╗

║по способу ге-║ │ ║по способу син║ │ ║по способу заклю║

║нерации тестов║ │ ║ теза тестов ║ │ ║чения о годности║

╚══════╤═══════╝ │ ╚══════╤═══════╝ │ ╚═══════╤════════╝

┌──────┴──────┐ │ ┌──────┴───────┐ │ ┌───────┴──────────┐

│исчерпывающее│ │ │структурное │ │ │сравнение с физи- │

│тестирование │ │ │тестирование │ │ │ческим эталоном ОД│

└──────┬──────┘ │ └──────┬───────┘ │ └───────┬──────────┘

┌──────┴──────┐ │ ┌──────┴───────┐ │ ┌───────┴──────────┐

│псевдоисчерпы│ │ │функциональное│ │ │сравнение с логиче│

│вающее тест-е│ │ │тестирование │ │ │ской моделью ОД │

└──────┬──────┘ │ └──────┬───────┘ │ └──────────────────┘

┌──────┴──────┐ │ ┌──────┴───────┐ └──────────┐

│случайное │ │ │структурно- │ ╔═══════╧══════════╗

│тестирование │ │ │функциональное│ ║по контролепригод-║

└──────┬──────┘ v └──────────────┘ ║ности ОД ║

┌──────┴──────┐ └─────────┐ ╚════════╤═════════╝

│псевдослучай-│ ╔══════╧═══════╗ ┌────────┴─────────┐

│ное тест-е │ ║по способу ана║ │ внешнее │

└──────┬──────┘ ║лиза ТР ║ │ тестирование │

┌──────┴──────┐ ╚══════╤═══════╝ └────────┬─────────┘

│детерминиро- │ ┌──────┴───────┐ ┌────────┴─────────┐

│ванное тест-е│ │логический │ │ встроенное │

└──────┬──────┘ │анализ │ │ тестирование │

┌──────┴──────┐ └──────┬───────┘ └──────────────────┘

│комбированное│ ┌──────┴───────┐

│ тест-е │ │компактный │

└─────────────┘ │ анализ │

├──────────────┤

└──────┬───────┘

┌──────────────┼──────────────┐

┌───────┴─────┐ ┌────┴───────┐ ┌───┴──────────┐

│сигнатурный │ │счет состо- │ │ счет перехо- │

│анализ │ │яний │ │ дов │

└─────────────┘ └────────────┘ └──────────────┘


Рис. 1.4


Вся совокупность методов ТД различается по следующим основным признакам:


  • по способу генерации входных воздействий (тестов);

  • по способу анализа выходных реакций;

  • по контролепригодности объекта диагностирования (ОД);

  • по способу поиска (локализации) неисправностей.


По способу генерации входных воздействий тестирование может быть :


  • исчерпывающим ;

  • случайным ;

  • псевдослучайным ;

  • псевдоисчерпывающим ;

  • детерминированным ;

  • комбинированным .


И с ч е р п ы в а ю щ е е тестирование предполагает перебор всевозможных входных воздействий. Оно применимо для комбинационных схем с небольшим количеством входов. Для большинства схем с памятью исчерпывающие тесты не пригодны, так как характеризуются слабыми корреляционными свойствами. Последнего недостатка лишены случайные тесты, однако, во-первых , не так просто изготовить хороший генератор случайной последовательности, и, во-вторых, требуется большая длина тестов для сложных устройств.


П с е в д о с л у ч а й н ы е тесты выполняются предельно просто, однако, они страдают тем же недостатком - низкой полнотой обнаружения неисправностей. Если псевдослучайные последовательности используются для обеспечения перебора всевозможных входных векторов, кроме нулевого, то такое тестирование называется п с е в д о и с ч е р п ы в а ю щ и м.


Д е т е р м и н и р о в а н н о е тестирование осуществляется на входных последовательностях с жестко регламентированным порядком следования векторов. Такие последовательности требуют регулярных методов синтеза. Различают следующие методы синтеза детерминированных тестов :



  • структурные;

  • функциональные;

  • структурно-функциональный подход.


С т р у к т у р н ы е методы базируются на детальном описании ОД, вплоть до вентильной схемы. Этот метод позволяет в принципе синтезировать тест для любого ВУ, однако, обладает наибольшей трудоемкостью.


Ф у н к ц и о н а л ь н ы й метод базируется на тестировании функций ОД. При этом последний представляется "черным ящиком", т.е. его структура является абсолютно неизвестной . Так как полный контроль функции может быть обеспечен перебором всевозможных значений аргументов, то функциональное тестирование фактически сводится к исчерпывающему . Недостаток - большая избыточность тестов.


Альтернативой указанных методов является с т р у к т у р н о - ф у н к ц и о н а л ь н ы й п о д х о д, который сводятся к тестированию функций ВУ с учетом его структурных особенностей . Однако и в этом случае несмотря на существенное упрощение процесса синтеза тестов по сравнению со структурными методами трудоемкость его остается все же достаточно высокой.

Последнее обстоятельство обуславливает необходимость сочетания детерминированных и псевдослучайных тестов. Такие методы безусловно перспективны, однако, они еще недостаточно проработаны.


Анализ тестовых реакций осуществляется путем сравнения получаемой реакции с эталонной, которая может быть получена либо с физического эталонного устройства, либо с помощью его логической модели. При этом сравниваться могут полные реакции либо их сжатые эквиваленты (сигнатуры). В соответствии с этим различают следующие основные способы анализа тестовых реакций (ТР):


  • логический анализ;

  • компактный анализ.



Среди методов последнего типа наибольшее распространение получили:


  • сигнатурный анализ (СА);

  • счет состояний (СС);

  • счет переходов(СП).


СА основан на сжатии ТР с помощью регистра сдвига, охваченного цепями линейных обратных связей. СС и СП осуществляются обычным двоичным счетчиком (СС - счет единиц (нулей), СП - счет переходов 0 ?1 и(или) 1?0 ).


Традиционно создание диагностического обеспечения решалось на последнем этапе проектирования изделия. При этом предполагалось, что изменения в его структуру, например, для задач диагностирования вносится не будут. Однако, повышение степени интеграции и функциональное усложнение ВУ привели к необходимости специального, так называемого к о н т р о л е п р и г о д н о г о, проектирования ОД, начиная с самых ранних этапов жизни объекта. При этом на этапе проектирования в структуру ОД вносится некоторая избыточность, которая облегчает процесс его тестирования. По признаку контролепригодности различают :


  • внешнее;

  • встроенное тестирование (самотестирование).


Вводимые в ОД дополнительные средства могут содержать либо не содержать средства генерации и анализа тестов. Соответственно различают активные и пассивные средства контролепригодности.

Тестирование ВУ только за счет встроенных средств называется с а м о т е с т и р о в а н и е м.

Классификация средств ТД приведена на рис.1.5.


╔═══════════════════════════╗

║ Технические средства ТД ║

╚════════════╤══════════════╝

┌────────────┴──────────────┐

│ │

╔════════╧═══════╗ ╔═════════╧═══════╗

║ внешние ║ ║ встроенные ║

╚════════╤═══════╝ ╚═════════╤═══════╝

┌─────────┼─────────┐ ┌──┴───────────┐

┌───────┴─────┐ │ ┬──────┴──────┐ ┌────┴─────┐ ┌────┴──────┐

│ специализи- │ │ │ ручные │ │ пассивные│ │ активные │

│ рованные │ │ │ (стенды) │ │ │ │ │

└─────────────┘ │ └─────────────┘ └──────────┘ └───────────┘

┌─────────┴───────┐

│ │

│ А С Д │

╚════════╤════════╛

┌─────────┴─────┬─────────────────────┐

┌──────┴─────┐ ┌──────┴─────┐ ┌───────────┴───────┐

│ автомати- │ │ │ │ │

│ ческие │ │ зондовые │ │ комбинированные │

└────────────┘ └────────────┘ └───────────────────┘


Рис. 1.5


Средства внешнего тестирования подразделяются на специальные и универсальные (рис.1.5). Специальные средства выполняются обычно как стенды, а универсальные - на основе ЭВМ - их называют автоматизированными системами диагностирования (АСД). Как правило на АСД возлагаются две задачи:


  • контроль;

  • поиск (локализация) неисправностей.


В зависимости от способа локализации неисправности АСД подразделяются на :


  • автоматические;

  • зондовые;

  • комбинированные.


Автоматические АСД - это системы в которых заключение о месте возникновения неисправности делается по выходной тестовой реакции на основе логической модели ОД. В зондовых системах поиск неисправностей осуществляется на основе итерационного анализа как выходной тестовой реакции, так и реакции, снимаемой с помощью специального контактного приспособления (зонда) с внутренних точек ОД. Комбинированные методы базируются на сочетании подходов, описанных ранее, при этом автоматически вычисляется некоторая область местонахождения неисправности, которая потом уточняется путем зондирования.

Схожі:

Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconНадежность 1 введение
В 1891 году на конкурсе нескольких винтовок во время полевых испытаний (испытаний на надежность), где был представлен и бельгийский...
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconОсновы надежности ла надежность – комплексное свойство воздушных судов и авиационных двигателей

Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconДокументи
1. /Надежность, контр. та випр. РЕА.doc
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconДокументи
1. /МСРС Надежность электроустановок 2010.doc
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconДокументи
1. /МСРС Надежность электроустановок 2010.doc
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconДокументи
1. /МСРС Надежность и диагностика ЭЛ. оборудования 2010.doc
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconПриглашение украина, г. Кривой Рог, 13 апреля 2010 года
Проектирование, конструирование, надежность и техническая эксплуатация авиационных и космических силовых установок двигателей
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconЛекция Компьютерные преступления Вопросы лекции: Несанкционированный доступ к информации, хранящейся в компьютере
Преступная небрежность в разработке, изготовлении и эксплуатации программно-вычислительных комплексов
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconСтруктура системы сжатия данных методом локальных сдвигов
Аппаратная реализация средств сжатия позволяет существенно повысить быстродействие и надежность их работы
Лекция 1 надежность вычислительных устройств двумя важнейшими техническими категориями изделия вообще и вычислительного устройства, в частности, являются качество и надежность. Качеств о iconВересень 2005 р. Комп’ютерна наука І технологія
Азарсков В. Н. С. В. П. (Азарсков, В. Н. Стрельников В. П.) Надежность систем управления и автоматики: Учеб пособие. К.: Нау, 2004....
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи