Ѕаза знаний студента. –еферат, курсова€, контрольна€, диплом на заказ

курсовые,контрольные,дипломы,рефераты

ѕроблемы функционального проектировани€ самотестируемых —Ѕ»— — »нформатика, программирование

ѕосмотреть видео по теме –еферата

—.». –одзин

¬ведение

«атраты на синтез теста интегральных схем приближенно оцениваютс€ соотношением W=k*Va , где 1.5<а<2.5, V - число вентилей схемы, k - коэффициент, завис€щий от структуры проектируемой схемы. ¬ сравнении с началом 70-х годов число вентилей выросло почти на четыре пор€дка, что означает рост затрат W на синтез теста, примерно, на восемь пор€дков! Ќеобъ€снимым остаетс€ вопрос, как вообще тестируетс€ —Ѕ»— в ходе эксплуатации? ћежду тем решение проблемы вытекает непосредственно из приведенного выше соотношени€. ѕоскольку в будущем вр€д ли следует ожидать уменьшени€ степени интеграции —Ѕ»—, то сокращение затрат на тестирование можно достигнуть лишь через структуру проектируемой схемы. Ёто обсто€тельство €вл€етс€ фундаментом дл€ развити€ работ в области проектировани€ самотестируемых —Ѕ»—. ѕричем термин самотестирование здесь употребл€етс€ применительно к —Ѕ»—, на кристалле которых размещаютс€ средства генерации теста, сигнатурного анализа результатов и управлени€ тестом [1].

1. ѕостановка задачи

¬ данной работе предлагаетс€ метод функционального проектировани€ самотестируемых —Ѕ»—. »де€ метода состоит в том, что дл€ синтеза теста используетс€ внутренн€€ логика проектируемой схемы, котора€ управл€ет генератором теста (√“), работа€ в цепи обратной св€зи √“, что позвол€ет значительно сократить аппаратные затраты на проектирование √“. Ёти затраты определ€ютс€ прежде всего числом используемых в √“ триггеров. » хот€, как известно, минимальное число состо€ний не об€зательно приводит к уменьшению затрат при реализации схемы, однако предлагаемый метод проектировани€ √“ направлен на минимизацию числа состо€ний и реализацию √“ с возможно меньшим числом триггеров.  роме того дл€ синтеза теста при необходимости может привлекатьс€ сигнатурный регистр(—–),что позвол€ет дополнительно сократить число элементов пам€ти. ¬ этом случае при проектировании может оказатьс€, что √“ либо вообще не содержит триггеров, либо содержит небольшое их число, а это упрощает кодирование состо€ний. ќтметим также, что подобного рода подход к самотестированию позвол€ет через —– наблюдать состо€ние элементов пам€ти проектируемой схемы, при этом не требуетс€ разрывать их обратные св€зи, что, в свою очередь, приводит к сокращению общей длины теста[2].

“аким образом, цель метода состоит в том, чтобы проектируема€ схема тестировалась в своем рабочем состо€нии, то есть чтобы функции схемы во врем€ теста не измен€лись. ѕоэтому сокращение числа состо€ний относитс€ только к √“.

ƒл€ достижени€ поставленной цели предлагаетс€ решить во взаимосв€зи две следующие задачи:

—интез тестовой последовательности входных векторов дл€ обнаружени€ заданного класса неисправностей проектируемой схемы, име€ в виду подход€щую реализацию √“ и, использу€ дл€ синтеза теста внутреннюю логику проектируемой схемы;

ѕроектирование √“ на кристалле.

¬ качестве заданного класса неисправностей нар€ду с одиночными константными неисправност€ми на внешних и внутренних контактах схемы рассматриваетс€ также неисправности характерные дл€  ћќѕ-схем, которые могут приводит к секвенциальным отношени€м в проектируемой схеме[3].

ƒл€ определени€ тестовой последовательности проводитс€ трансформаци€ последовательной схемы в виртуальную комбинационную схему. — этой целью триггеры замен€ютс€ провод€щими элементами, имеющими нулевую задержку и служащими дл€ запоминани€ информации; обратные св€зи мысленно обрываютс€. ¬ качестве метода получени€ тестовых наборов дл€ виртуальной комбинационной схемы можно, например, применить D-алгоритм либо его модификации. ѕри этом разрешаетс€ образовывать не полностью определенные тестовые векторы следующего вида: T={ (x,z)1,(x,z)2,...,(x,z)q† }, где x - входные наборы, z - состо€ни€ схемы. ясно, что дл€ различных начальных состо€ний могут быть получены различные тестовые последовательности. ¬озникает вопрос: кака€ из последовательностей €вл€етс€ наиболее подход€щей дл€ аппаратной реализации √“? ќтвет на этот вопрос потребова놆 проведени€ дальнейших исследований по установлению взаимосв€зи между реализацией √“ и синтезированным тестом. ¬ частности, удалось доказать, что число внутренних состо€ний √“ зависит от числа переходов состо€ний d (d - это максимальное число всех переходов состо€ний во врем€ прохода теста из заданного состо€ни€, включа€ и повтор€ющиес€ переходы), причем минимальное число триггеров дл€ реализации √“ равно [log2d]. “ребовани€ минимизации длины теста и минимизации числа триггеров √“ не могут выполн€тьс€ одновременно. Ќеобходим компромисс. —овременные —Ѕ»—† работают с высокой тактовой частотой, что делает параметр длины теста некритичным и позвол€ет существенно снижать аппаратные затраты при проектировании √“ дл€ самотестируемых —Ѕ»—.

2. јлгоритм проектировани€ генератора теста

ѕроведенное исследование† зависимости между реализацией √“ и синтезируемой тестовой последовательностью позвол€ет сформулировать следующую процедуру проектировани€ √“:

Ц синтез тестовой последовательности, котора€ обеспечивает проверку всех неисправностей заданного класса и дл€ которой величина d €вл€етс€ минимальной (если существует несколько таких последовательностей, то выбираетс€ наиболее коротка€ из них);

Ц проектирование √“ с минимальным числом триггеров таким образом, что —Ѕ»— образует вместе с √“ самотестируемую схему.

–ассмотрим подробнее алгоритм синтеза теста с помощью √“. ѕусть заданно множество не полностью определенных тестовых векторов T в виде пар входов и состо€ний. ѕредлагаетс€ следующий алгоритм синтеза оптимальной по отношению к величине d тестовой последовательности† дл€ самотестируемой схемы, состо€щей из √“ и проектируемой схемы.

јлгоритм

Ќачало.

¬ыбираем начальное состо€ние в искомой тестовой последовательности {xF, zF}={(x1,z1), (x2,z2)...}, где функци€ перехода состо€ний определ€етс€ обычным автоматным отношение zt+1=Fz(xt,zt), t Ц момент времени. ќбразуем множество L1={z1}.

ѕолагаем i:=1.

ѕоиск в множестве T не полностью определенных пар(x,z)j таких, которые покрывают все вектора z уже принадлежащие множеству Li. ѕереход к п. 5. ¬ противном случае , переход к п. 4.

ќбразуем с помощью функции перехода состо€ний Fz множество Li+1, содержащее все те состо€ни€ , которые достигаютс€ из состо€ний ze Li. ѕолагаем i:=i+1† и переходим к п. 3.

ќбразуем из Li множество Li+1, содержащее все состо€ни€ установленные в п.3 парами (x,y)j. —осто€ни€, включенные в L1,...,Li, описывают часть последовательности (z1,...zi+1)j,z1eL1,...,zi+1eLi+1, удовлетвор€ющей отношению zt+1=Fz(xt,zt), и поэтому они могут прибавл€тьс€ к искомой последовательности zF.

ѕодсчитываем частоту вхождени€ каждого из состо€ний в последовательность zF и в прибавл€емую часть последовательности (z1,...,zi+1)j, а также определ€ем дл€ каждого состо€ни€ величину d.

ѕрибавл€ем к последовательности zF те части последовательностей, установленных в п.п.2-5 алгоритма, которые имеют минимальное значение d. ”дал€ем из zF состо€ни€, которые покрываютс€ парами из исходного множества T. ≈сли существует несколько последовательностей с одинаковой минимальной величиной d, то выбираем любую из них.

ќбразуем новое множество L1, в которое входит последнее из включенных в zF состо€ний. ≈сли в множестве T остались непомеченные пары, то переход к п.2, в противном случае, переход к п.9.

 онец.

–езультирующа€ последовательность {xF,zF} €вл€етс€ тестом дл€ проектируемой схемы.

Ќеобходимо также отметить, что вместо случайного выбора последовательностей с минимальным d в п.7 алгоритма можно, например, набирать из T вектора с меньшим числом неопределенных состо€ний.

»сследуем оценку сложности приведенного алгоритма в зависимости от числа q пар, содержащихс€ в множестве T. “ак при поиске пар (x,z) в п.3 алгоритма требуетс€ выполнить q операций сравнени€. ≈сли покрытие не получаетс€, то идет перепроверка состо€ний из множества L2.

≈сли обозначить мощность множества входных векторов X через M, то L2 содержит максимум M элементов, L3-M2 и т.д. ¬ общем случае, считаем, что множество Li содержит максимум Mi-1 элементов. „тобы прибавить вектор z пары (x,z)jeT,† требуетс€ выполнить максимум q*Mi-1† операций сравнени€, исход€ из некоторого начального состо€ни€. ѕрибавление в дальнейшем потребует не более, чем (q-1)*Mi-1 операций сравнени€. ƒл€ определени€ последовательности, содержащей все q векторов из T, необходимо q-раз выполнить цикл п.п.2-7 алгоритма. —ледовательно, обща€ оценка сложности алгоритма имеет пор€док O(q2). ћножество T при этом €вл€етс€ исходным дл€ работы алгоритма. —омножитель Mi-1 зависит от функций, реализуемых проектируемой схемой, и от исходного множества пар тестовых векторов T. ќбща€ оценка Mi-1 в этой св€зи затруднительна.

¬ыше отмечалось, что аппаратные затраты на реализацию √“ можно сокращать и дальше, если использовать дл€ синтеза теста не только внутреннюю логику проектируемой схемы, но и† —–. „тобы решить эту задачу вполне достаточно установленной ранее взаимосв€зи между реализацией √“ и синтезируемым тестом. “ам триггер был необходим всегда, если тестовый вектор на входах проектируемой схемы не определ€лс€ однозначно различными состо€ни€ми. ¬ св€зи с тем, что нет принципиальной разницы в том находитс€ ли этот триггер в √“ или же в —–, можно сократить число триггеров в √“ путем использовани€ —– дл€ синтеза теста. ѕри этом однако возникает вопрос: не приводит ли использование —– дл€ синтеза теста к ограничению его способности выполн€ть свою основную функцию - сигнатурную оценку результатов тестировани€? „тобы ответить на это вопрос, приведем следующие рассуждени€. ƒо тех пор, пока неисправность не приводит к искажению последовательности состо€ний в —– и проектируемой схеме, самотестируема€ —Ѕ»— выполн€ет синтезированную входную последовательность xF. ≈сли некотора€ неисправность приводит к искажению xF, то это с большой веро€тностью ведет к искажению состо€ни€ —– и входной последовательности проектируемой схемы (напомним, что на входы проектируемой схемы подаютс€ выходные сигналы √“). ћежду тем, известно, что веро€тность маскировани€ неисправностей в —– при удачном выборе функций обратной св€зи —– €вл€етс€ величиной независимой от числа этих искажений. ¬ этой св€зи весьма проблематично ожидать каких-то ограничений в способности —– проводить оценку результатов тестировани€.

ѕрактическа€ реализаци€ метода самотестировани€

Ќиже привод€тс€ два прикладных примера реализации предлагаемой концепции самотестировани€.

“ак реализаци€ √“ дл€ программируемого тактового генератора† на три входа тактирующего микропроцессорные устройства была спроектирована в виде программируемой логической матрицы (ѕЋћ). ƒлина теста дл€ обнаружени€ всех одиночных константных неисправностей оказалась равной 27 наборам. —хема √“ ( без использовани€ дл€ синтеза теста —–) содержит два триггера и 17 вентилей. ≈сли сравнить затраты на реализацию тактового генератора и √“ в пересчете на число вентилей и учесть† еще затраты на хранение теста в пам€ти, то получаетс€ не совсем удовлетворительное соотношение. ќднако затраты на √“ сокращаютс€ при использовании† дл€ генерации теста —–. ¬ этом случае √“ реализуетс€ в виде чисто комбинационной схемы на 7 вентилей и отношение затрат на √“ и тактовые генератор равно примерно 13%. ѕреимущество ѕЋћ-реализации √“ состоит в том, что комбинационные схемы в этом случае проектируютс€ особенно просто, хот€ при этом требуетс€ несколько больша€ по сравнению с обычным проектированием площадь кристалла.

ƒругим примером €вл€етс€ реализаци€ √“ дл€ 32-разр€дного секционного процессора, который имеет 13 управл€ющих входов, 32 входа данных, 32 выхода и 28 триггеров. “естова€ последовательность была определена упрощенным способом путем попарно-параллельного построени€ тестов дл€ отдельных секций и последующей их склейки. ƒлина теста оказалась равной 39. —оответствующа€ ѕЋћ-реализаци€ √“ содержит один триггер, а общее число термов равно 55. ƒл€ управлени€ √“ используютс€ два триггера процессора и 8 триггеров 32-разр€дного —–, так как большинство секций тестируютс€ попарно-параллельно и триггеры —– содержат одинаковую информацию. «атраты на √“ составили около 10%.

¬ыше отмечалось, что при реализации —Ѕ»— по  ћќѕ-технологии, нар€ду с неисправност€ми константного типа имеют место характерные дл€  ћќѕ-схем St-open неисправности, привод€щие в некоторых† случа€х к секвенциальным† отношени€м к схеме. ¬ этом случае вместо одного тестового вектора дл€ каждой j-й St-open неисправности необходимо синтезировать целый блок тестовых пар (x,z), причем перва€ пара обычно служит дл€ инициализации, а остальные - дл€ очувствлени€ неисправности. „то касаетс€ алгоритма синтеза тестовой последовательности дл€ √“, то он €вл€етс€ расширением ранее приведенного алгоритма. ¬ частности, отличие состоит в том, что в п.п.4 и 5 алгоритма множество Li+1 содержит все те состо€ни€, которые достигаютс€ из состо€ни€ zeLi не только† за один, но и за несколько переходов, а в п.8 необходимо также учесть это обсто€тельство при образовании нового множества Li. ќбща€ оценка сложности алгоритма становитс€ равной† O(q3), возрастает и длина теста. “ак, например, длина теста дл€ упом€нутого ранее тактового генератора становитс€ равной 66 наборам, а √“ дл€ него содержит 17 вентилей. ѕохожий рост затрат наблюдаетс€ и дл€ самотестируемой  ћќѕ-схемы 32-разр€дного секционного† процессора, хот€ сам метод самотестировани€ не зависит от технологии, что €вл€етс€ его несомненным преимуществом.

—писок литературы

1.Ёлектроника —Ѕ»—. ѕроектирование микроструктур: ѕер. с анг./ ѕод ред. Ќ. јйнспрука.- ћ.: ћир, 1989. Ц 256с.ил.

2.ћелихов ј.Ќ., –одзин —.». ѕроектирование генератора тестов дл€ самотестируемых —Ѕ»—. Ц ¬ трудах 12-й международной конференции: ќтказоустойчивые системы и диагностика. Ц „—‘–, ѕрага, 1989.

3. урейчик ¬.ћ., –одзин —.».  онтролепригодное проектирование и самотестирование —Ѕ»— : проблемы и перспективы. Ц ћ.: –адио и св€зь, 1994. Ц 176с.: ил.

—.». –одзин ¬ведение «атраты на синтез теста интегральных схем приближенно оцениваютс€ соотношением W=k*Va , где 1.5&lt;а&lt;2.5, V - число вентилей схемы, k - коэффициент, завис€щий от структуры проектируемой схемы. ¬ сравнении с началом 70

 

 

 

¬нимание! ѕредставленный –еферат находитс€ в открытом доступе в сети »нтернет, и уже неоднократно сдавалс€, возможно, даже в твоем учебном заведении.
—оветуем не рисковать. ”знай, сколько стоит абсолютно уникальный –еферат по твоей теме:

Ќовости образовани€ и науки

«аказать уникальную работу

ѕохожие работы:

«адача выбора стратегии дл€ организации в услови€х противодействи€ внешней среды
ѕроверка непротиворечивости исходных описаний конечных автоматов
Ћогический вывод на основе нечеткой метаимпликации
ѕополнение знаний интеллектуальных систем на основе казуально-зависимых рассуждений
јнализ и выбор решений на основе нечеткой монотонной экспертной информации
ќсновы программировани€ OpenGL в Borland —++Builder и Delphi. ѕростейшие объекты
јгрегаци€ или наследование?
 ак сделать двунаправленный запрос
Cache': техника группировки
ѕроектирование классов в шутку и всерьез

—вои сданные студенческие работы

присылайте нам на e-mail

Client@Stud-Baza.ru