вует только одна неисправность. Этот случай как раз хорошо соот ветствует диагностике комбинационных схем Ц В М в процессе ее эксплуатации.
Для обнаружения и локализации таких неисправностей исполь зуются тесты-наборы значений входных переменных, подаваемых на схему, и соответствующие им наборы значений выходных перемен ных, по которым можно обнаруживать неиспровность схемы.
Методам построения тестов комбинационных схем посвящено много работ, но лишь немногие из них удобны и эффективны при ре шении практических задач контроля и локализации неисправностей
I
Рис. 12-9. Конт- |
Рис. 12-10. Пример диагностики |
схемы, |
роль |
логической |
|
|
схем |
схемы И. |
|
распространение в настоящее время получи |
Ц В М . Наибольшее |
ли два метода: |
метод |
«чувствительных путей» [Л . 103] |
и метод |
D -алгоритма [Л . |
112]. |
Оба эти метода позволяют строить |
совокуп |
ность тестов для комбинационной схемы, имеющей одиночный отказ логического типа. Рассмотрим сущность этих методов.
Пусть мы имеем произвольную |
комбинационную схему, содержа |
щую схему И, в которой предполагаем наличие |
неисправности. Н е |
трудно увидеть, что работоспособность схемы И |
(рис. 12-9) может |
быть проверена с помощью следующих тестов: |
|
а |
b |
с |
/ |
|
0 |
1 |
1 |
|
0 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Действительно, |
любой одиночный отказ, соответствующийа =появЬ = |
лению устойчивого |
логического |
0 («устойчивый 0») на выходе схе |
мы И , приведет кf |
тому, что на |
наборе значений переменных |
= с = 1 значение |
|
будет равно 0 вместо 1, а любой одиночный отказ, |
соответствующий |
устойчивому{ |
появлению логической 1 («устойчи |
вая 1»), приведет к тому, что хотя бы на одном из наборов значений |
переменных значение будет равно 1 вместо 0.
При распространении такого подхода на любую комбинационную схему возникает трудность, связанная с тем, что в реальных схемах доступен выход не каждого элемента. В общем случае необходимо проверять работоспособность схемы, состоящей из большого числа внутренних недоступных элементов. Следовательно, проверяя неко торый элемент, надо «заставить его нести ответственность» за выход ной сигнал всей схемы. Посмотрим на примере, как это можно сде лать (рис. 12-10).
Пусть мы проверяем наличие отказа на выходе элемента /. Тог
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
да, если на схему поданы указанныеа |
на рис. 12-10 значения перемен' |
ных, для проверки элемента / на наличие устойчивогоа |
нуля |
доста |
точно |
придать |
переменной |
|
значение |
1, а для |
проверки |
элемента |
/ |
на наличие устойчивой единицы придать переменной |
значение |
0. |
Иначе |
говоря, выходной сигнал схемы |
опреде |
Т а б л и ц а |
12-1 |
ляется |
значением сигнала |
|
проверяемого эле |
|
|
|
|
мента. |
|
идея |
метода |
«чувствительных |
X |
|
X |
|
Основная |
|
|
|
|
путей» |
заключается |
в выборе |
схемы |
пути от |
|
|
|
|
подозреваемого места отказа до выхода и по |
|
|
|
|
иске такого набора входных переменных, для |
0 |
|
1 |
|
которого значение выходной |
переменной опре |
1 |
|
0 |
|
деляется состоянием |
проверяемого |
элемента. |
|
|
|
|
Процесс построения |
теста |
для |
предпола |
d |
|
2 |
|
гаемой неисправности можно разделить на два |
2 |
|
d |
|
этапа. Первый этап заключается в проходе от |
|
|
|
|
поверяемого элемента к выходу схемы и фик |
|
|
|
|
сации |
входных |
переменных |
каждого |
из эле |
|
|
|
|
ментов |
схемы |
так, чтобы |
значение |
состояния |
|
|
|
|
проверяемого элемента передавалось к выходу схемы по выбранному пути. Этот этап называется «проталкиванием».
Второй этап заключается в подборе таких входных значений перемен ных схемы, при которых фиксируются значения входных переменных элементов, выбранные на первом этапе. Этот этап называется «спус ком».
Для того чтобы иметь возможность одновременноd |
рассматривать |
отказы любого видаd |
(устойчивый 0 или устойчивая |
1), состояние про |
веряемого элемента |
будем |
обозначать |
буквой |
|
и определим логиче |
ские операции с следующим |
образом Т(табл. |
|
12-1 и 12-2). |
|
|
|
|
а б л и ц а |
12-2 |
X |
\ |
у |
\ |
х у |
\ |
х \ і у |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
0 |
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
|
1 |
|
0 |
|
d |
|
0 |
|
|
d |
|
0 |
|
d |
|
0 |
|
|
2 |
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
d |
|
d |
|
|
1 |
|
1 |
|
d |
|
2 |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
_ |
|
|
_ |
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
d |
|
d |
|
|
d |
|
|
2 |
|
d |
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
d0 |
|
|
1 |
|
d |
|
d |
|
|
|
|
d |
|
0 |
|
|
|
|
d |
|
|
0 |
|
|
d |
|
d |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
d |
|
0 |
|
|
I |
|
d |
|
d |
|
d |
|
|
d |
|
Здесь символ d рассматривается как обобщенная переменная,
|
|
|
|
|
|
могущая принимать значение 1 либо 0. |
(рис.I I I , |
12-10). Фиксируяk = m |
Обратимся еще раз к нашему примеруI I |
на выходе проверяемогоп = 1 . |
элемента значения d, после «проталкивания» |
получим значение d на выходе элементов |
и |
значения |
= 0 |
и значение |
Н а этапе спуска мы можем зафиксировать |
один |
из вариантов, приведенных в табл. 12-3. |
|
значительно |
более |
Метод |
«чувствительных путей» оказывается |
эффективным, если подбор значений входных переменных произво
дить не только среди значений 0 или |
1, |
но |
и среди |
значений |
d u d . |
|
|
|
|
|
Действительно, рассмотрим |
следующую |
|
|
Т а б л и ц а |
12-3 |
схему |
(рис. |
12-11). |
|
|
|
|
|
I I |
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
III. |
|
а |
|
b |
c |
|
Будем проверять выход элемента |
и |
|
|
|
|
|
выберем |
путьХ\ |
через |
|
элементы |
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
Тогда на этапеI V |
проталкиванияV |
зафикси |
|
d |
|
1 |
d1 |
руем |
для |
|
значение |
|
1 |
и для |
выходов |
|
|
|
элементов |
|
и |
— значение 0. Так как |
|
d1 |
|
d |
1 |
«чувствительным» |
делается |
только |
один |
|
1 |
|
d |
|
путь, то на этапе спуска |
будемх 4последо |
|
|
1 |
d |
|
|
|
d |
вательно требовать для входа |
элемен |
|
d |
|
1 |
d |
|
I V |
х 4 |
|
|
|
|
V I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
та |
значение |
0, |
а |
следоватлеьно, |
для |
|
d |
|
d |
d |
|
|
1 |
|
|
|
входа |
|
элемента |
|
|
значение I,1 |
|
и для |
|
|
|
|
входа |
х 3 |
элемента |
х 3значение 0, что при |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
элементаd |
|
равно |
|
|
|
|
|
водит к значению |
|
|
|
|
|
|
|
|
му 1. Если же выбрать |
х 3= 1 |
для |
1, то |
|
|
|
|
|
невозможно получить |
|
|
на выходе. |
|
при |
В то же время значение 0 на выходе |
/Е_м ож ет быть |
получено |
x 4 = d |
и значение 0 на выходе Е |
при |
x 3= d |
и |
|
х 2= 0 . |
В |
итоге по |
лучим тест вида |
х 4 |
х 2 |
х 3 |
х 4 |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
|
d |
d |
|
d, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
п
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 12-11. К методу «чувствительных путей». |
нуль»F=fcQ.для |
т. е. при проверке отказа в |
элементе |
I |
вида |
«устойчивый* |
*і=1,х3=0,Ха=1,х4=1 |
выход |
F=£\ |
и |
при проверке |
отказа вида |
«устойчивая единица» для |
|
= |
|
Хі = 1, |
* 2 |
0, х3 = |
0, |
4 |
= 0 |
выход |
Метод «чувствительных путей» удобен для практического при менения благодаря его простоте. Будучи запрограммированным для Ц В М он оказывается довольно экономичным с точки зрения времени выполнения программы и требуемого объема памяти.
Основной недостаток этого метода состоит в том, что при фор мальном его использовании не всегда удается получить тесты. Это объясняется тем, что не в любой схеме можно осуществить «про талкивание» d по любому пути. Действительно, пусть имеем схему, представленную на рис. 12-12, для которой необходимо «протолкнуть» d от входа х 2 через элементы I —I V .
Рис. 12-12. К методу «чувствительных путей». |
V I долd |
После «проталкивания» d получаем,I |
что выход элементаVII, VI. |
жен иметь значение 1, а это невозможно. Объясняется это тем, что |
«проталкивается» через элемент d.только по пути /, |
раз |
|
путь, по |
Эту трудность можно обойти, |
отыскивая каждый |
|
которому можно «проталкивать» |
|
d |
|
|
Другой выход из затруднения |
заключается в том, что в схеме, |
для которой невозможно осуществить «проталкивание» |
|
к |
выходу |
по некоторому пути, делается дополнительный внешний выход из |
комбинационной схемыII). — из той ее точки, до которой «проталкива |
ние» оказалось возможным |
(в нашем примере такой точкой являет |
ся выход элемента |
слабым местом метода «чувствительных |
Итак, можно считать |
путей» то, что каждый раз отыскивается только один путь от места предполагаемой неисправности к выходу схемы.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Этот недостатокd |
устраняется при использовании метода О-алго- |
ритма. Основная идея метода заключается в одновременном «про |
талкивании» d |
от места неисправности по всем возможным путямd |
схемы. При этом на каждом шаге проверяется возможность «про |
талкивания» |
по всем путям. Иногда это |
невозможно, |
и тогда |
не проталкивается по некоторым из путей. |
d |
|
х2 |
|
на |
рис. |
12-13. |
Пусть, например, |
имеем схему, |
представленнуюХ\ Хз |
В этой схеме невозможно «протолкнуть»I V |
и |
от |
|
к выходу по |
всем |
возможным путям, так dкак для этого |
|
должны иметь значе |
ние 0, а при этом выход элемента |
имеет |
значение |
1, что недопу |
стимо. В то же |
время х2. можно «протолкнуть» |
на выход |
по любому |
одному пути схемы от |
|
|
|
|
|
|
|
|
После завершения этапа «проталкивания» выполняется этап спу ска, завершающийся получением тестового набора значений перемен ных для предполагавшейся неисправности.
