CC BY
28
УДК 681.326.7.06
В.В. Киселев
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
ДИАГНОСТИКА КРАТНЫХ ДЕФЕКТОВ В АВТОМАТАХ
Предлагается метод диагностирования кратных константных дефектов в силъносвязных автоматах сокращением множества подозреваемых неисправностей за счёт выявления исправных ветвей.
Решение проблемы диагностирования дискретных устройств на этапе изготовления требует разработки формальных алгоритмов, позволяющих автоматизировать проверку и поиск кратных дефектов. Использование в таких системах известных методов [1] весьма затруднительно вследствие их сложности.
В статье предлагаются методы синтеза тестов, которые позволяют вести поиск кратных дефектов выделением исправных ветвей в неисправной схеме. Данные алгоритмы поиска заключаются в последовательном сокращении множества подозреваемых дефектов за счёт дефектов исправных ветвей, отличаются простотой и автоматизируются на базе типовой компьютерной техники.
В качестве объекта диагностирования рассматриваются синхронные сильносвязные автоматы А=(х,_у,5,8Д) при известных ограничениях: кратный дефект не увеличивает число состояний автомата, для автомата существует диагностическое слово (ДС) или диагностическое множество (ДМ), в автомате отсутствует явление перекодировки состояний. Мощности множеств входных, выходных векторов и векторов состояний равны соответственно: |х|=2”, \г\=2к, |5|=2т. Для автоматов существует также структурное описание совокупностью логических элементов и связей между ними.
Рассмотрим для произвольной ветви Ху синтез текстовой последовательности Ру, правильная реакция на которую свидетельствует о исправности данной ветви при наличии в автомате кратного дефекта. Для этого условным разрывом обратных связей автомат заменяется
комбинационной моделью (КМ), состоящей из т+1 комбинационных схем, где т комбинационных схем имеют выходами переменные обратных связей, а одна схема - выход г\,..,гк автомата. Входами комбинационной модели является вектор у\,..,ут. Синтез последова-
тельности Ру осуществляется выполнением следующих этапов:
1. По КМ методом [2] строится группа наборов ориентированного теста (ОК-теста), проверяющих исправность ветви Ху, соединяющей узлы г и у в модели. Построенные наборы состоят из р-набора, передающего входное изменение через ветвь Ху на вход схемы, и а-наборов, устанавливающих, действительно ли входное изменение в проверяемой схеме передалось по ветви Ху. Наборы а и р раскладываются на пары наборов статического теста, минимизируются и записываются в виде наборов 8тХ„, где 8т - состояние, соответствующее значению переменных 7 из набора, ах„- переменная из X, соответствующая значению переменных х\,..,хп набора. Обозначим построенные наборы как множество Ту.
2. Для автомата находится диагностическое слово Д. Синтез Д может быть выполнен известным методом как слова, дающего для каждой пары состояний е £ : ^(б^Д) ^ Ц5},Д).
3. Формируется последовательность Ру подачи наборов множества Гг,-:
а) в качестве начальной последовательности Ро (Ро е Ру) формируется последовательность Ро =Д...Д, устанавливающая изоморфизм состояний исходного и исследуемого автомата;
б) из Ту удаляются наборы, подача которых была обеспечена в Ру. Если Гу = 0, то формирование Ру закончено. Если Гу Ф 0, то переход на следующий шаг;
в) определяется состояние 5/, которое автомат достиг на последовательности Ру. Если 5/ принадлежит состояниям из то переход на шаг «г», если нет, то определяется транслирующее слово д = Д.. .Д, переводящее автомат в состояние Бт е Ту;
г) к последовательности Ру добавляется слово хиД, обеспечивающее подачу на автомат набора БтХп е Ту и контролирующее переход £^ 8(8т,х„). Далее повторяется шаг «б».
Результатом данного синтеза является последовательность, на которую неисправный автомат с кратным дефектом может ответить правильно реакцией только в том случае, если ветвь ху в нём исправ-
на. При этом различные варианты построения слова Ру, дающие различные по длине слова, не могут привести к компенсации на нём дефектов проверяемой ветви.
Диагностический тест (ДТ) из слов проверки исправности строится по КМ следующим образом:
1. Выделяется очередной путь Р) от входа хг- (г е (/,«)) до выхода
КМ. Для данного пути строится р-набор , обеспечивающий его
активизацию и передачу перепада dxi со входа КМ на выход. Если все пути перебраны, то синтез теста заканчивается.
2. Определяется множество путей, шунтирующих ветви пути Рр
и строится группа а-наборов 0 Г-теста: а1 dxi,.., а^х1. Синтез а-наборов выполняется такой деактивизацией пути при которой сохраняются условия активизации шунтирующих путей в неисправной КМ [2].
3. Для элементов пути записываются функции исправности его элементов (хуН) как условия правильных реакций (рн, ан) на р и а-наборы: хг;7н= рн, аД.. рн, атн.
Построенный ДТ может быть использован для проведения как безусловных, так и условных алгоритмов поиска кратных дефектов.
Для организации безусловных алгоритмов, в которых порядок подачи наборов фиксирован и не зависит от получаемых реакций автомата, необходимо построить из наборов ДТ диагностическую последовательность (ДП).
Формирование ДП выполняется аналогично синтезу слова Ру из наборов Ту. После построения ДП производится перезапись функций исправности в терминах тактов ДП. Вместо значений рун (аун) в функции ХуН подставляются переменные /фн/Ф_1Н4нtE.\н t^9+\i tE+\н, соответствующие тактам /фн, 4 н подачи наборов 0 К-теста, тактам подачи ДС /ф. 1Н, 4-1Н, проверяющих правильность установки автомата в требуемое состояние, и тактам /Ф+1Н 4+А передающим состояние £ на выхода Z автомата. Если путь кончается внешним выходом Z, то такты /Ф+1Н и 4+1Н в функции ХуН отсутствуют.
Безусловный алгоритм поиска заключается в подаче на автомат сразу всей ДП, фиксации правильных реакций на такты ДП и вычислении функций исправности. Функции исправности, принимающие значение «1», определяют множество Ми исправных ветвей. Множество Мп ветвей автомата, подозреваемых на наличие
дефектов, определяется просто, как дополнение множества Ма до множества М всех векторов схемы:
мп=м/ми.
На базе построенных ДТ могут быть организованы также более сложные условные алгоритмы диагностирования. В данных алгоритмах порядок подачи наборов зависит от реакции автомата на предыдущие наборы. Поскольку правильная реакция автомата на ДС гарантирует установку в соответствующее состояние то следующим тактом условной ДП включается набор х5хе ДТ. Таким образом, организуется подача всего ДТ.
Применение условных алгоритмов позволяет существенно увеличить глубину поиска кратных дефектов по сравнению с безусловными алгоритмами.
Библиографический список
1. Основы технической диагностики / В.В. Карибский, П.П. Пархоменко [и др.]; иод ред. П.П. Пархоменко. - М.: Энергия, 1975. - 325 с.
2. Автоматизация поиска дефектов в цифровых устройствах / В.В. Киселев [и др.]. - Л.: Энергоатомиздат, 1986. - 100 с.
Получено 06.09.2012
