Системы диагностики ПК

Системы диагностики ПК

министерство образования РФ

ТАГАНРОГСКИЙ РАДИОТЕХНИчЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Реферат

по курсу «основы эксплуатации ЭВМ»

на тему: ««сИСТЕМЫ ДИАГНОСТИКИ МИКРО эВМ И пК»»

Выполнил: Суспицын Д.Ю

Проверил: Евтеев Г.Н.

Таганрог 2001

Содержание:

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 3

2. МЕТОД ДВУХЭТАПНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ 8

3. МЕТОД ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СКАНИРОВАНИЯ. 13

4. МЕТОД МИКРОДИАГНОСТИРОВАНИЯ. 15

5. МЕТОД ЭТАЛОННЫХ СОСТОЯНИЙ 18

6. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ СХЕМ ВСТРОЕННОГО КОНТРОЛЯ. 20

7. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ САМОПРОВЕРЯЕМОГО ДУБЛИРОВАНИЯ. 22

8. МЕТОД ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ РЕГИСТРАЦИИ СОСТОЯНИЯ. 22

Список использованной литературы: 24

1. ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Быстро увеличивается число ЭВМ» находящихся в эксплуатации, и

возрастает их сложность. В результате растет численность обслуживающего

персонала и повышаются требования к его квалификации. Увеличение надежности

машин приводит к тому, что поиск неисправных элементов и ремонт их

производятся сравнительно редко. Поэтому наряду с повышением надежности

машин наблюдается тенденция потери эксплуатационным персоналом определенных

навыков отыскания и устранения неисправностей. Та-ким образом, возникает

проблема обслуживания непрерывно усложняющихся вычислительных машин и

систем в условиях, когда не хватает персонала высокой квалификации.

Современная вычислительная техника решает эту проблему путем создания

систем автоматического диагиостирования неисправностей, которые призваны

облегчать обслуживание и ускорить ремонт машин.

Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс

программных, микропрограммных и аппаратурных средств и справочной

документации (диагностических справочников, инструкций, тестов).

Введем некоторые определения, которые потребуются в дальнейшем при

описании различите систем автоматического диагностирования.

Различают системы тестового и функционального диагностирования. В

системах тестового диагностирования воздействия на диагностируемое

устройство (ДУ) поступают от средств диагностирования (СД). В системах

функционального диагностирования воздействия, поступающие на ДУ, заданы

рабочим алгоритмом функционирования. Обобщенные схемы систем тестового и

функционального диагностирования показаны на рис. 1.

Классификация средств диагностирования приведена на рис. 2.

[pic]

Рис.1. Обобщенные схемы систем тестового (а) и функционального (б)

диагностирования

[pic]

Рис. 2. Классификация средств автоматического диагиостирования

В средних и больших ЭВМ используются, как правило, встроенные

(специализированные) средства диагностирования. В микро-ЭВМ чаще

используются встроенные средства подачи тестовых воздействий в внешние

универсальные средства (например, сигнгатурные анализаторы) для снятия

ответов и анализа результатов.

Процесс диагностирования состоит из определенных частей (элементарных

проверок), каждая из которых характеризуется подаваемым на устройство

тестовым или рабочим воздействием я снимаемым с устройства ответом.

Получаемое значение ответа (значения сигналов в контрольных точках)

называется результатом злементарной проверки.

Объектом элементарной проверки назовем ту часть аппаратуры

диагностируемого устройства на проверку которой рассчитано тестовое или

рабочее воздействие элементарной проверки.

Совокупность элементарных проверок, их последовательность и правила

обработки результатов определяют алгоритм диагностирования.

Алгоритм диагностирования называется безусловным. если он задает одну

фиксированную последовательность реализации элементарных проверок.

Рис3. Процесс диагностирова- Рис.4 Структурная схема встроен-

ния по принципу раскрутки. ных средств тестового диагности-

рования.

Алгоритм диагностирования называется условным, если он задает

несколько различных последовательностей реализации элементарных проверок.

Средства диагностирования позволяют ЭВМ самостоятельно локализовать

неисправность при условии исправности диагностического ядра, т. е. той

части аппаратуры, которая должна быть заведомо работоспособной до начала

процесса диагностирования.

При диагностировании ЭВМ наиболее широкое распространение получил

принцип раскрутки, или принцип расширяющихся областей, заключающийся в том,

что на каждом wane диагностирования ядро и аппаратура уже проверенных

исправных областей устройства представляют собой средства тестового

диагностирования, а аппаратура очередной проверяемой области является

объектом диагностирования.

Процесс диагностирования по принципу раскрутки, или расширяющихся

областей, показан на рис. 3. Диагностическое ядро проверяет аппаратуру

первой области, затем проверяется аппаратура второй области с

использованием ядра и уже проверенной первой области и т.д.

Диагностическое ядро, или встроенные средства тестового

диагностирования (СТД), выполняет следующие функции:

загрузку диагностической информации;

подачу тестовых воздействий на вход проверяемого блока;

опрос ответов с выхода проверяемого блока;

сравнение полученных ответов с ожидаемыми (эталонными);

анализ и индикацию результатов.

Для выполнения этих функций встроенные СТД в общем случае содержат

устройства ввода (УВ) и накопители (Н) диагностической информации (тестовые

воздействия, ожидаемые ответы, закодированные алгоритмы диагностирования),

блок управления (БУ) чтением и выдачей тестовых воздействий, снятием

ответа, анализом и выдачей результатов диагностирования, блок коммутации

(БК), позволяющий соединить выходы диагностируемого блока с блоком

сравнения, блок сравнения (БС) и устройство вывода результатов

диагностирования (УВР). На рис. 4 приведена структурная схема встроенных

средств тестового диагностирования.

Показанные на структурной схеме блоки и устройства могут быть частично

или полностью совмещенными с аппаратурой ЭВМ. Например, в качестве

устройств ввода могут использоваться внешние запоминающие устройства ЭВМ, в

качестве накопителя—часть оперативной или управляющей памяти, в качестве

блока управления — микропрограммное устройство управления ЭВМ, в качестве

блока сравнения—имеющиеся в ЭВМ схемы сравнения, в качестве блока

коммутации — средства индикации состояния аппаратуры ЭВМ, в качестве

устройства вывода результатов— средства индикации пульта управления или

пишущая машинка.

Как видно из структурной схемы, приведенной на рис. 4. встроенные

средства диагностирования имеют практически те же блоки и устройства, что и

универсальные ЭВМ. И не удивительно, что с развитием интегральной

микроэлектроники и массовым выпуском недорогих микропроцессоров и микро-ЭВМ

их стали использовать в качестве средств диагностирования ЭВМ. Такие

специализированные процессоры, используемые в целях обслуживания и

диагностирования ЭВМ, получили название сервисных процессоров (рис. 5).

Благодаря своим универсальным возможностям и развитой периферии, включающей

пультовый накопитель, клавиатуру, пишущую машинку и дисплей, сервисные

процессоры обеспечивают комфортные условия работы и представление

результатов диагностирования обслуживающему персоналу в максимально удобной

форме.

Для классификации технических решений, используемых при реализации

систем диагностирования, введем понятие метода диагностирования.

Метод диагностирования характеризуется объектом элементарной проверки,

способом подачи воздействия и снятия ответа.

Существуют следующие методы тестового диагностирования:

двухэтапное диагностирование;

последовательное сканирование;

эталонные состояния;

микродиагностирование;

диагностирование, ориентированное на проверку сменных блоков.

[pic]

Рис. 5. Структурная схема средств тестового диагностирования на базе

сервисного процессора

[pic]

Рис 6. Этапы проектирования систем тестового диагностирования

Методы функционального диагностирования включают в себя:

диагностирование с помощью схем встроенного контроля;

диагностирование с помощью самопроверяемого дублирования;

диагностирование по регистрации состояния.

Процесс разработки систем диагностирования состоит из следующих этапов

(рис. 6):

выбора метода диагностирования;

разработки аппаратурных средств диагностирования разработки

диагностических тестов;

разработки диагностических справочников;

проверки качества разработанной системы диагностирования.

Для сравнения .различных систем диагностирования и оценки их качества

чаще всего используются следующие показатели:

вероятность обнаружения неисправности (F);

вероятность правильного диагностирования (D). Неисправность

диагностирована правильно, если неисправный блок указан в разделе

диагностического справочника, соответствующем коду останова. В противном

случае неисправность считается обнаруженной, но нелокализованной. Для ЭВМ с

развитой системой диагностирования Обычно F>0,95, D>0,90. В том случае,

когда неисправность только обнаружена, необходимы дополнительные процедуры

по ее локализации. Однако благодаря тем возможностям, которые система

диагностирования предоставляет обслуживающему персоналу (возможность

зацикливания тестового примера для осциллографирования, эталонные значения

сигналов в схемах на каждом примере, возможность останова на требуемом

такте), локализация неисправности после ее обнаружения не требует больших

затрат времени;

средняя продолжительность однократного диагностирования (тд). Величина

тд включает в себя продолжительность выполнения вспомогательных операций

диагностирования и продолжительность собственно диагностирования. Часто

удобнее использовать коэффициент продолжительности диагностирования

[pic]

где Тв — время восстановления. Коэффициент kд показывает, какая часть

времени восстановления остаемся на восстановительные процедуры. Так,

например, если тд= = 15 мин, а Тв= 60 мин, kд= 1—15/60=0,75;

глубина поиска дефекта (L). Величина L указывает составную часть

диагностируемого устройства с точностью, до которой определяется место

дефекта.

В ЭВМ за глубину поиска дефекта L принимается число предполагаемых

неисправными сменных блоков (ТЭЗ), определяемое по формуле

[pic]

где ni — число предполагаемых неисправными сменных блоков (ТЭЗ) при 1-

й неисправности; N — общее число неисправностей.

В качестве показателя глубины поиска дефекта можно также использовать

коэффициент глубины поиска дефекта kг.п.д, определяющий долю

неисправностей, локализуемых с точностью до М сменных блоков (ТЭЗ), М=l, 2,

3, ..., m.

Пусть di==l, если при i-й неисправности число подозреваемых сменных

блоков не превышает М. В противном случае аi=0. Тогда (ni0,9. Это означает, что для 90 % неисправностей число предполагаемых

неисправными сменных блоков, указанных в диагностическом справочнике, не

превышает трех; объем диагностического ядра h — доля той аппаратуры в общем

объеме аппаратуры ЭВМ, которая должна быть заведомо исправной до начала

процесса диагностирования. В качестве показателя объема диагностического

ядра можно пользоваться также величиной

[pic]

Для ЭВМ, использующих принцип раскрутки и метод микродиагностирования,

H>0,9.

.В качестве интегрального показателя системы диагностирования можно

пользоваться коэффициентом

[pic]

Для приведенных в качестве примеров количественных показателей системы

диагностирования интегральный коэффициент

kи = 0,95.0,90.0,75.0,90.0,90 = 0,51.

2. МЕТОД ДВУХЭТАПНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Метод двухэтапного диагностирования — это метод диагностирования, при

котором объектами элементарных проверок на разных этапах диагностирования

являются схемы c памятью (регистры и триггеры) и комбинационные схемы.

[pic]

Рис. 7. Обобщенная схема системы диагностирования, реализующей метод

двухэтапного диагностирования: ДУ — диагностируемое устройство: 1, ...,i

l,..., n — регистры; KCi.... KСm—комбинационные схемы

Диагностическая информация, включающая в себя данные тестового

воздействия, результат и состав контрольных точек элементарной проверки,

адреса следующих элементарных проверок в алгоритме диагностирования, имеет

стандартный формат, называемый тестом локализации неисправностей (ТЛН).

Обобщенная, схем а системы диагностирования, использующей метод

двухэтапного диагностирования, показана на рис. 7.

Подача тестовых воздействий, снятие ответа, анализ и выдача

результатов реализации алгоритма диагностирования выполняются с помощью

стандартных диагностических операций «Установка», «Опрос», «Сравнение» и

«Ветвление».

[pic]

Рис. 8. Формат ТЛН

Стандартный формат ТЛН показан на рис. 8. Тест локализации

неисправностей содержит установочную и управляющую информацию, адрес ячейки

памяти, в которую записывается результат элементарной проверки, эталонный

результат, адреса ТЛН, которым передается управление при совпадении и

несовпадении результата с эталонным, и номер теста. Стандартные

диагностические операции, последовательность которых приведена на рис. 9,

могут быть реализованы аппаратурно или микропрограммно.

Диагностирование аппаратуры по этому методу выполняется в два этапа:

на первом этапе проверяются все регистры и триггеры, которые могут

быть установлены с помощью операции «Установка» и опрошены по

дополнительным выходам операцией «Опрос»;

на втором этапе проверяются все комбинационные схемы, а также регистры

и триггеры, не имеющие непосредственной установки или опроса.

Каждая элементарная проверка, которой соответствует один ТЛН,

выполняется следующим образом: c помощью операции «Установка»

устанавливаются регистры и триггеры ДУ, в том числе и не проверяемые данным

ТЛН, в состояние, заданное установочной информацией ТЛН (установка

регистров и триггеров может выполняться по существующим или дополнительным

входам). Управляющая информация задает адрес микрокоманды (из числа рабочих

микрокоманд), содержащей проверяемую микрооперацию и число микрокоманд,

которые необходимо выполнить, начиная с указанной. В тестах первого этапа

эта -управляющая информация отсутствует, так как после установки сразу

выполняется опрос.

[pic]

Рис. 9 Операции, выполняемые при диагностировании по методу

двухэтапного диагностирования

В тестах, предназначенных для проверки комбинационных схем,

управляющая информация задает адрес микрооперации приема сигнала с выхода

комбинационной схемы в выходной регистр (рис. 10).

[pic]

Рис.10. Схема выполнения одного ТЛН

Управляющая информация может задавать адреса микроопераций,

обеспечивающих передачу тестового воздействия на вход проверяемых средств и

транспортировку результата в триггеры, имеющие опрос.

С помощью операции «Опрос» записывается состояние всех регистров и

триггеров ДУ в оперативную или служебную память.

Для выполнения операции «Опрос» в аппаратуру ДУ вводятся

дополнительные связи с выходов регистров и триггеров на вход блока

коммутации СТД, связанного с информационным входом оперативной или

служебной памяти.

С помощью операции «Сравнение я ветвление» обеспечивается сравнение

ответа ДУ на тестовое воздействие с эталонной информацией. ТЛН задается

адрес состояния проверяемого регистра или триггера в оперативной и

служебной памяти, записываемого с помощью операции «Опрос», а также его

эталонное состояние. Возможны два исхода операции «Сравнение и ветвление»—

совпадение и несовпадение ответа с эталоном. Метод двухэтапного

диагностирования использует, как правило, условный алгоритм

диагностирования. Поэтому ТЛН содержит два адреса ветвления, задающих

начальный адрес следующих ТЛН в оперативной памяти.

Для хранения ТЛН, как правило, используется магнитная лента, а для их

ввода — стандартные или специальные каналы ввода.

Тесты локализации неисправностей обычно загружаются в оперативную

память и подзагружаются в нее по окончании выполнения очередной группы ТЛН.

Поэтому до начала диагностики по методу ТЛН проверяется оперативная память

и микропрограммное управление.

При обнаружении отказа на пульте индицируется номер теста, по которому

в диагностическом справочнике отыскивается неисправный сменный блок.

В качестве примера реализации метода двухэтапного диагностирования

рассмотрим систему диагностирования процессора ЭВМ ЕС-1030. Для нормальной

Страницы: 1, 2