Научная статья на тему 'Универсальная система для тестирования цифровых устройств'

Универсальная система для тестирования цифровых устройств Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
119
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПЛИС / ТЕСТИРОВАНИЕ / ОТЛАДКА / ЭВМ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Стрелец Андрей Иванович, Протопопова Юлия Дмитриевна, Иванников Владислав Сергеевич

В статье рассматриваются архитектура и алгоритмы работы универсальной системы, разработанной для отладки и тестирования цифровых схем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Стрелец Андрей Иванович, Протопопова Юлия Дмитриевна, Иванников Владислав Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Универсальная система для тестирования цифровых устройств»

Эксперты считают, что рынок продолжит свой рост[6]. По их мнению, дальнейшее развитие связано с работой по привлечению и ознакомлению граждан, дальнейшим развитием бизнес-моделей, созданием механизма страхования от мошенничества и предоставлением субсидий от государства, как для самих платформ, так и для предпринимателей.

В заключении, стоит сказать, что несмотря на перманентное развитие краудфандинга, как с точки зрения объема инвестиций, так и с точки зрения качества проектов существуют различные факторы риска. Самым главным риском на данный момент остается неоформленная позиция государства. Если оно будет действовать самостоятельно и введет зарегулированное законодательство, то стоит ожидать отката на несколько лет назад. Если государство будут взаимодействовать с представителями платформ и принимать решения которые будут способствовать развитию, то данная сфера будет представлять собой уже отработанный и эффективный механизм по созданию инновационных проектов, которые поспособствуют экономическому росту.

Список литературы

1. Джефф Хау. Краудсорсинг. Коллективный разум как инструмент развития бизнеса. М.: Альпина Паблишер, 2014. 296 с.

2. Crowdfunding // In Wikipedia, The Free Encyclopedia. [2018—2018]. [Электронный ресурс]. URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Crowdfunding/ (дата обращения: 30.05.2018).

3. Kroogi О нас. [Электронный ресурс]. URL: http://kroogi.kroogi.com/user/about_tab?locale=ru/ (дата обращения: 30.05.2018).

4. Что такое Planeta.ru? [Электронный ресурс]. URL: https://planeta.ru/about/ (дата обращения: 30.05.2018).

5. Kickstarter. Stats. [Электронный ресурс]. URL: https://www.kickstarter.com/help/stats?ref=global-footer/ (дата обращения: 30.05.2018).

6. Интервью с сооснователем Planeta.ru Федором Мурачковским. [Электронный ресурс]. URL: http://netostory.ru/intervyu-s-soosnovatelem-planeta-ru-fedorom-murachkovskim/ (дата обращения: 30.05.2018).

УНИВЕРСАЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ

УСТРОЙСТВ Стрелец А.И.1, Протопопова Ю.Д.2, Иванников В.С.3

'Стрелец Андрей Иванович - студент магистратуры;

2Протопопова Юлия Дмитриевна - студент специалитета;

3Иванников Владислав Сергеевич - студент магистратуры, кафедра компьютерных систем и технологий, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва

Аннотация: в статье рассматриваются архитектура и алгоритмы работы универсальной системы, разработанной для отладки и тестирования цифровых схем. Ключевые слова: ПЛИС, тестирование, отладка, ЭВМ.

Введение

В настоящее время разрабатывается всё большее и большее количество цифровых устройств различного назначения. Цифровые устройства используется в самых различных областях жизни и с каждым годом становятся всё сложнее и сложнее. Поэтому, вместе с увеличением сложности разрабатываемых схем происходит непрерывное развитие существующих и появление новых средств, помогающих разработчику создавать и отлаживать новые схемы. Сегодня для производства цифровой аппаратуры всё чаще используются программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС). ПЛИС применяется для построения различных разрабатываемых узлов цифровых устройств [1, 357]. Современные ПЛИС Xilinx Spartan-6 содержат до 150 тысяч логических ячеек, а промышленные Xilinx Virtex-6 до 800 тысяч логических ячеек [2]. Это позволяет разрабатывать на ПЛИС цифровые устройства различной сложности, делая такой способ разработки достаточно популярным, оттесняя в прошлое разработку на базе сборных схем [3, 72]. В данной работе рассматриваются

средства отладки и визуализации процессов, протекающих в цифровом устройстве, а также разработано программное обеспечение, отвечающего современным требованиям, предъявляемым к подобным средствам. Разработанная программа предоставляет функционал как для тестирования и отладки схемы, так и для создания виртуального стенда для полноценной работы со схемой в различных целях.

1. Основные требования, предъявляемые к стенду для отладки и тестирования

Виртуальный стенд должен обеспечивать возможность пошаговой отладки, вывод и ввод

пользовательских данных, масштабируемость, кроссплатформенность. Исходя из требований, виртуальный стенд должен содержать аппаратные блоки, предназначенные для проведения пошаговой отладки. Требование кроссплатформенности означает, что разрабатываемая программа должна иметь возможность запускаться как на Windows системах, так и на Unix-подобных системах.

В общем случае, виртуальный стенд может иметь несколько переключаемых панелей, каждая из которых предназначена для отображения состояний отдельных иерархических блоков аппаратуры или их групп. Все графические компоненты виртуального стенда должны иметь текстовые описания, однозначно определяющие имена соответствующих им элементов схемы, узлов, устройств, блоков, сигналов или их функциональных групп. При именовании графических объектов целесообразно придерживаться обозначений, применяемых при разработке алгоритмов микропрограмм для микроконтроллеров. Это значительно облегчит потактовую отладку, при использовании стенда для отладки микроконтроллеров.

Скорость и пропускная способность передачи информации должна быть такой, чтобы при использовании стенда, пользователь не замечал задержки. Так как удобная частота обновления кадров составляет примерно 20 fps, то при ширине информационных шин в 10Кбайт, пропускная способность должна составлять порядка 1Мб/с.

Независимость графического представления и алгоритмов работы стенда от ПЛИС - среда должна уметь с минимальными изменениями работать с различными ПЛИС. Для этого будет необходимо разделить саму среду на две части - одна часть будет состоять из графического интерфейса и библиотеки для создания, редактирования и использования стендов, другая часть отвечает только за обмен информацией между программой и стендом. При необходимости использовать стенд другой версии или даже другого производителя, достаточно будет только дописать нужный класс, не меняя остальных частей программы.

2. Разработка виртуального стенда для отладки и тестирования микропроцессорных систем

Виртуальный стенд состоит из аппаратной части и программной. Аппаратная часть

подключается к тестируемой схеме, а программная позволяет пользователю задавать входные воздействия и анализировать выходные в наглядном для пользователя вида. Основные блоки изображены на рисунке 1.

Компьютер

Графическая среда для

отладки и визуализации

It

Драйвера для ПЛИС

п

г плйс Интерфейс для связи с графической средой

п

Тестовое окружение создаваемое пользователем

п

Целевая схема

Рис. 1. Основные компоненты

Для создания графической части и внутренней структуры приложения необходимо выбрать программные средства, которые поддерживают работы с графическим интерфейсом, а язык наиболее подходит для описания элементов стенда.

В качестве архитектуры была выбрана трехзвенная архитектура. В качестве серверного фреймворка выбран фреймворк ASP .NET Core, предоставляющий возможность работать как на серверах под управление ОС Windows, так и Linux. Клиентская часть отображается в браузере и написана с использованием HTML5, JavaScript и CSS. Аппаратная часть реализована на VHDL.

Для начала работы со стендом, необходимо вызывать основной метод в библиотеке виртуального стенда. В методе происходит подача сигнала сброса состояния стенда в начальное и сигнала инициализации. После инициализации, класс-обработчик в цикле вызывает методы для обмена информацией с ПЛИС. Реализация этих методов зависит от используемых ПЛИС и на данный момент существуют только для ПЛИС от Xilinx серии Spartan 6. Алгоритм работы основного метода опроса представлен на рисунке 2.

Рис. 2. Алгоритм работы метода опроса ПЛИС 43

На рисунке 3 представлен результирующий стенд для отладки и тестирования микроконтроллеров.

Рис. 3. Разработанный стенд

Для работы со стендом студенту достаточно включить сервер, перейти по адресу "localhost:HOMep порта" и подключить элемент на VHDL к тестируемой схеме.

В результате проделанной работы разработана структура программы и все основные классы, проведено тестирование отдельных модулей и системы в целом. Также был разработан графический интерфейс системы, позволяющий работать со стендом. Стенд может использоваться для демонстрации работы различных цифровых устройств. В частности, стенд может использоваться для отладки и тестирования схемотехнических и микропроцессорных систем. Разработанная стенд является кроссплатформенным и может работать как под Windows, так и под Linux.

Список литературы

1. Угрюмов Е.П. Программируемые логические матрицы, программируемая матричная логика, базовые матричные кристаллы. Цифровая схемотехника. Учебное пособие для вузов. / Угрюмов Е.П. БХВ-Петербург, 2004. 357 с.

2. Bress T. Effective LabVIEW Programming. NTS Press, 2013. 72 p.

3. Xilinx // Техническая документация на FPGA серии Spartan-6. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.xilinx.com/products/inteUectual-property/vio.html/ (дата обращения: 05.05.2017).

КОНСТРУКЦИИ КУЗОВА ИЗ ЛЕГКОГО МАГНИЯ ПРИ АВАРИЙНЫХ И ВИБРАЦИОННЫХ ОГРАНИЧЕНИЯХ Шушурихин В.В.

Шушурихин Вадим Вадимович - студент магистратуры, кафедра эксплуатации и организации движения автотранспорта, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород

Аннотация: конструкция кузова с учетом структурных характеристик и облегчения веса является сложной задачей из-за всех показателей производительности, которые должны быть выполнены, таких как безопасность транспортных средств и качество езды. В этой статье предлагается заменить материал вместе со стратегией оптимизации дизайна, чтобы разработать легкую конструкцию кузова автомобиля, которая удовлетворяет критериям крушения и вибрации при минимизации веса. Производительность оптимальной конструкции с магниевыми частями показывает значительное снижение веса и лучшую производительность по сравнению с базовым дизайном.

Ключевые слова: кузов, автомобиль, кузов автомобиля, применение магния, снижение веса, топливная экономичность

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.