Moderni digitalni REM su složeni, uključuju hiljade i desetine hiljada elemenata, a kvar bilo kog od njih može zaustaviti funkcionisanje REM-a u najvažnijem trenutku. Fizičke metode praćenja stanja digitalnih OIE, opisane u prethodnim paragrafima, nemaju dovoljnu pouzdanost, uprkos svoj raznolikosti i dubini. Prema pouzdanosti određivanja operativnog stanja digitalnog REU (CC), pored fizičkih, mogu se koristiti i efikasne metode ispitivanja dijagnostike i kontrole. Suština probne kontrole je probni signal koji se primjenjuje na kontrolni centar i izaziva takvu reakciju na ulazni signal, što ukazuje da je kontrolni centar u radnom stanju.

Kontrolni test CC-a je formalno definiran kao niz ulaznih skupova i njihovih odgovarajućih izlaznih skupova koji obezbjeđuju kontrolu zdravlja digitalnog čvora. Kontrolni testovi su sastavljeni na način da omogućavaju detekciju pojedinačnih konstantnih grešaka S = 0(1) u statističkom modu.

Učinak se kontrolira na sljedeći način. Kontrolni testni setovi se unose na CC ulaz. Izlazni skupovi uzeti iz CC se upoređuju sa referentnim. Ako se svaki od izlaznih testnih skupova poklapa sa referentnim skupovima, CC se smatra operativnim. Kontrolni testovi se sastavljaju na osnovu analize sklopnih šema kontrolnog centra. Ako se signali kontrolnog i referentnog seta ne podudaraju, daljnji tok testa se prekida i dijagnosticira se kvar (kvar) na ovom skupu. Dijagnostika kvarova počinje od CC izlaza, na kojem se bilježi neslaganje između upravljačkog i referentnog seta. Na tom logičkom elementu kola, koji je povezan sa ovim izlazom, mjere se izlazni signal U i ulazni signali x1....xk, gdje je k broj ulaza CC elemenata. Prema izmjerenim vrijednostima ulaznih signala, u skladu sa algoritmom funkcionisanja, (Uo je vrijednost izlaznog signala, koja bi trebala biti: Uo = f(x1, x2, ..., xk). U slučaju nejednakosti U ≠ Uo, smatra se da sam element nije uspio ili je galvanski spojen sa njegovog izlaza. Kada je U = Uo, određuju se bitni ulazi logičkog elementa, a zatim i oni logički elementi koji su pridruženi tim ulazima. pod bitnim elementom podrazumijeva se takav ulaz elementa na kojem promjena logičkog signala dovodi do promjene signala na izlazu.Opisana mjerenja se vrše za sve elemente povezane sa značajnim ulazima Mjerenja se vrše dok se ne otkrije kvar ili na odgovarajuće ulaze digitalnog čvora.

Ako okidač djeluje kao element CC kola, tada je za njega Uo = f(x1,x2,…,xk,U"), gdje je U" prethodno stanje okidača. Prema tome, Uo nije definiran na svakom skupu. Za RS flip-flop sa ulazima R, S na setu Uo=l, na skupu U = 0, na skupu Uo može biti 0 ili 1 u zavisnosti od U". Ako se signal Uo može podesiti iz rezultata mjerenja , tada se kvar dijagnosticira određivanjem U , mjerenjem njegovih parametara, poređenjem i poređenjem sa parametrima Uo.

Na primjer, razmotrite dijagnosticiranje kvara u kontrolnom centru (slika 7.2). Kvar se manifestira kao logička nula na ulazu D1/13. Kontrolni test (prvi set) ima redoslijed:

Unosi: 1/1 1/15 1/23 1/32 2/2 2/8 2/18 2/33

Prodajna mjesta: 1/18 2/14

Kvar se manifestuje u prvom setu kontrolnog testa.

Redoslijed dijagnosticiranja prema šematskom dijagramu prikazan je u tabeli. 7.1.

Pored dijagnosticiranja kontrolnog centra prema šematskom dijagramu, postoji i metoda dijagnosticiranja prema tabelama. Prema ovoj metodi, za svaki set kontrolnog testa sastavljaju se dijagnostičke tabele, kompletne i skraćene. Kompletna dijagnostička tablica je dizajnirana za više kvarova; skraćeno na single. Skraćena dijagnostička tabela uključuje samo one elemente IC-a koji nisu testirani ni u jednom od prethodnih setova kontrolnih testova. Tabele se sastavljaju prema određenim pravilima, koja je zgodnije razmotriti na primjeru (vidi tabelu 7.2). U redu tabele ispisuju: br. CU; broj kanala za podešavanje test kontrole; pin broj i broj konektora; br. izlaznog pina mikrokola spojenog na pin konektora i br. samog mikrokola; Ne. i u. kontakti mikrokola verifikovani u ovom setu.

Ako su u skraćenoj tabeli neki od elemenata u sredini reda uključeni u neku od prethodnih skraćenih tabela, tada se u razmatranom redu ti elementi ne razlikuju, već se umesto njih stavlja trotočka.

Dijagnoza kvarova prema tabeli vrši se na sljedeći način. Smanjena tabela se bira prema broju skupa na kojem je pronađena neusklađenost. Dijagnoza se pokreće sa izlaza kontrolnog centra na kojem se bilježi netačan rezultat i izvodi se uzastopno za svaki red dijagnostičke tablice. Za svaki element reda tabele uspoređuju se vrijednosti logičkih vrijednosti.

signale na ulazima i izlazima sa odgovarajućim kontrolnim vrijednostima tabele. Na elementu čija se izlazna informacija ne poklapa sa kontrolnom, potrebno je zaustaviti se. Neispravni element će biti ili ovaj element, ili jedan od elemenata čiji su ulazi povezani sa izlazom ovog elementa, ili štampani provodnik koji povezuje izlaz elementa sa ulazima drugih elemenata, izvor napajanja, kućište i drugi čvorovi. Primjer dijagnosticiranja CC prema tabelama dat je u tabeli. 5.2, 5.3.

Da bi se osigurala mogućnost konstruisanja kontrolnih testova za IM, neophodno je da potonji imaju odgovarajući nivo testiranosti i da ispunjavaju određene zahteve u tom pogledu. Usklađenost sa zahtjevima za testiranje smanjuje složenost testova i poboljšava njihove performanse.

Općenite metode za povećanje upravljivosti kontrolnog centra svode se na sljedeće preporuke: potrebno je smanjiti, ako je moguće, broj povratnih veza u krugu kontrolnog centra; Prije svega, ovo se odnosi na eksterne povratne informacije. Eliminacija povratnih informacija može se provesti konstruktivnim prekidom sa izlazom na kontakte konektora;

potrebno je smanjiti vrijeme ciklusa upravljačkog kola, odnosno broj memorijskih elemenata u lancu širenja signala od ulaza do izlaza, kao i staging, broj elemenata kola u lancu širenja signala; potrebno je smanjiti broj mikro krugova koji djeluju na jedan izlaz kontrolnog centra; potrebno je pri projektovanju CC implementirati instalacioni niz ulaznih skupova, koji sve elemente kola prevodi u neku vrstu stabilnog stanja; izlaz svakog memorijskog elementa treba biti izlaz na eksterne kontakte; strukture tipa "konvergentnog grananja" treba razbiti.

Opisana tehnička rješenja za osiguranje dijagnoze kontrolnog centra preuzeta su uglavnom u dizajnu REM-a i samih IC-ova. Zadatak prilikom puštanja u rad opreme na IK je praćenje nivoa donesenih odluka i implementacije onih preporuka koje pružaju mogućnost i efikasnost dijagnostike tokom održavanja REU.

Smetnje u radu digitalnih uređaja (greške) mogu nastati zbog kvarova koji dovode do kvarova i kvarova koji mogu dovesti do smetnji.

Kontrolisani uređaji su dva tipa: a) uređaji za skladištenje (memorija) i prenos podataka, kod kojih su informacije iste na ulazu i izlazu; b) jedinice za obradu podataka (ALU), u kojima se ulazne i izlazne informacije ne podudaraju.

Pod greškom se podrazumijeva prijem "1" umjesto "0" koji se prenosi ili čuva u memoriji i obrnuto, kao i greške u proračunima.

Postoje sistemi upravljanja: detekcija grešaka i ispravljanje grešaka, kao i po višestrukosti (broju grešaka u kodnoj reči) otkrivenih ili ispravljenih grešaka. Kontrola je moguća uvođenjem redundantnosti u podatke. Upravljački uređaji povećavaju cijenu opreme i smanjuju brzinu kontrolnog centra.

Razlikovati pojedinačne i grupne greške. Na primjer, u RAM-u, pojedinačne greške su najvjerovatnije, jer je svaki bit pohranjen u vlastitom memorijskom elementu. Za memoriju na tvrdom disku, grupne greške su najvjerovatnije, jer defekt oštećuje dio medija sa nekoliko bitova. U komunikacijskim linijama, također su najvjerovatnije grupne greške, jer smetnja izbacuje nekoliko bitova.

Kada se razmatraju metode za rješavanje grešaka, uvode se sljedeći koncepti:

a) kodna kombinacija - skup znakova prihvaćene abecede;

b) rastojanje koda (između dvije kombinacije koda) - broj cifara po kojima se ove kombinacije međusobno razlikuju;

c) višestrukost greške - broj grešaka u datoj riječi (broj netačnih cifara);

d) težina kombinacije - broj jedinica u datoj kombinaciji koda.

U teoriji kodiranja definirane su minimalne udaljenosti koda potrebne za otkrivanje i ispravljanje grešaka pri korištenju kodova:

d MIN = r OBN + 1; d MIN = 2r FIX + 1; d MIN = 2r FIX + r DEF + 1,

gdje je d MIN minimalna potrebna kodna udaljenost koda;

r ISPR je višestrukost ispravljene greške;

r DE je višestrukost otkrivene greške.

Za binarni kod, kodna udaljenost je d MIN = 1, tako da ne može otkriti greške. Da bi se otkrila jedna greška, minimalna kodna udaljenost treba biti d MIN = 2, a za ispravljanje d MIN = 3.

Otkrivanje i otklanjanje grupnih grešaka je mnogo teže od pojedinačnih.

stoga, za borbu protiv njih, koriste se metode koje pretvaraju grupne greške u pojedinačne, kao što su preplitanje i kodiranje.

Metode za kontrolu digitalnih uređaja: a) „većinom glasova“ u većinskim šemama; b) modul 2 (parni ili neparni paritet); c) korištenjem dodatne funkcije; c) korištenje kodova za ispravljanje grešaka (Hamming, Reed-Solomon, rešetka i drugi) koji otkrivaju i ispravljaju greške.

Široka upotreba radioelektronskih uređaja za digitalnu obradu signala izaziva povećan interes za dijagnostikovanje njihovog tehničkog stanja. Jedna od vrsta dijagnostike digitalnih komponenti i blokova je testna dijagnostika, čija upotreba u fazi projektiranja i proizvodnje digitalnih komponenti omogućava vam da utvrdite njihov ispravan rad i provedete postupak otklanjanja problema.

Suština test kontrole je testni signal koji se nanosi na digitalni uređaj i izaziva takvu reakciju kontrolnog centra, što ukazuje na njegovu performansu.

Test - skup testnih signala.

Program za testiranje je uređeni niz testova.

Postoje dva pristupa kreiranju testnog programa, u skladu s tim razlikuju se dvije vrste kontrole:

1) funkcionalni - kao početna informacija za izradu test programa koristi se algoritam funkcionisanja digitalnog uređaja, tj. rješenje kontrolnog problema. Ne dozvoljava identifikaciju značajnog dijela mogućih kvarova u nedostatku informacija o uzrocima i prirodi mogućih kvarova, uz povećanu složenost kontroliranog sistema ili niske zahtjeve za potpunost kontrole.

2). Strukturno - u procesu razvoja testnog programa koriste se podaci o strukturi kontrolnog centra i prirodi mogućih kvarova. Pruža prilično potpunu provjeru performansi kontrolnog centra. Međutim, za složene digitalne uređaje, strukturne metode upravljanja su neučinkovite zbog velikog broja elemenata kola i nedostatka adekvatnih modela kvarova koji su tipični za složene upravljačke centre.

Da bismo jasnije prikazali probleme testiranja, odredimo vrijeme potrebno za testiranje tipičnog mikrokola (MPK580).

Potreban broj mogućih test kombinacija je generalno definisan kao C=2 nm, gde je n dužina reči podataka u bitovima (n=8), m broj komandi u MP komandnom sistemu (m=76). Tada je C \u003d 2 8 * 76 = 2 608 = 10 183. Ovo je ukupan broj test kombinacija. Neka svaki test traje 1µs. Tada će svi testovi zahtijevati vrijeme testiranja t=10 177 s. Godina od 365 dana sadrži 3,15 * 10 7 s. Stoga će se izvođenje svih testova završiti za 0,3 * 10 170 godina. Poređenja radi, starost Zemlje je 4,7*109 godina.

U zavisnosti od detalja kontrolnog objekta, pri izradi testnog programa razlikuju se sistemske i modularne metode upravljanja.

jedan). Sistem - CC se posmatra kao celina, za koju se razvija program testiranja.

2). Modularno upravljanje - CC se smatra skupom zasebnih funkcionalnih jedinica (modula), za svaku od kojih se sastavlja vlastiti program testiranja. Zatim se ovi programi kombinuju u program za proveru celog sistema. Funkcionalne i strukturne metode mogu se koristiti iu sistemskim i u modularnim pristupima izgradnji testnih programa.

Prilikom razvoja test dijagnostike, postoji poteškoća u određivanju referentnih reakcija pri testiranju postojećih kola, u određivanju optimalnog broja kontrolnih tačaka za uklanjanje izlazne reakcije dijagnostikovanog digitalnog kola. To se može učiniti bilo kreiranjem prototipa digitalnog uređaja koji se razvija i dijagnosticiranjem pomoću hardverskih metoda, ili simulacijom digitalnog uređaja i dijagnostičkog procesa na računalu. Najracionalniji je drugi pristup, koji uključuje stvaranje automatiziranih dijagnostičkih sistema koji omogućavaju dijagnosticiranje digitalnih kola u fazi projektiranja i koji mogu riješiti sljedeće zadatke:

1. Izvršiti logičko modeliranje digitalnih kola koristeći kompjuter. Svrha logičkog modeliranja je da izvrši funkciju projektovanog kola bez njegove fizičke implementacije. Da bi se provjerila stanja signala u kolu, potrebno je precizno opisati kašnjenja odgovora svih elemenata u uslovima sinhronizacije. Ako se, na primjer, provjere samo vrijednosti logičke funkcije na izlazu kola, onda je dovoljno predstaviti sklop na razini logičkih elemenata.

2. Simulacija kvarova. Zadatak pronalaženja kvarova u digitalnim kolima je utvrditi da li digitalno kolo ima željeno ponašanje. Za rješavanje ovog problema potrebno je prije svega uspostaviti model digitalnog kola kao objekt upravljanja, zatim metodu detekcije kvara i na kraju model kvara. Sa stajališta ponašanja digitalnih kola, mogu se podijeliti na kombinacijska i sekvencijalna. Što se tiče detekcije kvarova, kombinaciona kola su relativno jednostavan model. U ponašanju, sekvencijalna kola karakteriše prisustvo internih povratnih petlji, tako da je pronalaženje kvarova u njima generalno izuzetno teško.

Modeliranje procesa test dijagnostike. Klasična strategija testiranja digitalnih kola zasniva se na formiranju test sekvenci koje omogućavaju otkrivanje datih skupova grešaka. U ovom slučaju, za provođenje postupka testiranja, po pravilu se pohranjuju i same testne sekvence i referentni izlazni odgovori kola na njihov utjecaj. U toku samog postupka ispitivanja, na osnovu rezultata poređenja stvarnih izlaznih reakcija sa referentnim, donosi se odluka o stanju testiranog kola. Ako dobijene reakcije kola odgovaraju referentnoj, smatra se da je ispravan, u suprotnom krug ima kvar i u neispravnom je stanju.

Za veliki broj trenutno proizvedenih shema, klasični pristup zahtijeva značajne vremenske troškove kako za formiranje testnih sekvenci tako i za proceduru testiranja. Osim toga, velike količine informacija o testu i referentnih izlaznih reakcija zahtijevaju sofisticiranu opremu za provođenje testnog eksperimenta. U tom smislu, troškovi i vrijeme potrebno za implementaciju klasičnog pristupa rastu brže od složenosti digitalnih kola za koje se koristi.

Stoga se predlažu nova rješenja koja omogućavaju značajno pojednostavljenje kako postupka konstruiranja testnih sekvenci tako i provođenja testnog eksperimenta. U opštem slučaju, implementacija predloženih metoda je predstavljena dijagramom na Sl.1.

TLV– generator probnih radnji (generator M - sekvence);

CA– digitalno kolo;

Blok referentnih reakcija– blok za pohranjivanje komprimiranih izlaznih reakcija;

Logička povezanost funkcionalnih blokova konstruisana je na sledeći način: od generatora probnih radnji preko digitalnog kola, signali stižu u kolo kompresije informacija. Komprimirane izlazne reakcije ulaze u krug za upoređivanje, gdje se upoređuju sa standardima pohranjenim u bloku referentnih reakcija. Nadalje, informacije ulaze u uređaj za izlaz informacija o stanju kola.

U kompaktnom testiranju, najjednostavnije metode se koriste za implementaciju test sekvence, čime se izbjegava složena procedura sinteze. To uključuje sljedeće algoritme sinteze:

1. Formiranje svih mogućih ulaznih testnih skupova, tj. potpuno nabrajanje binarnih kombinacija. Kao rezultat primjene takvog algoritma, generiraju se tzv. brojač nizova.

2. Formiranje nasumičnih testnih skupova sa traženim vjerovatnoćama pojavljivanja jednog i nulte simbola za svaki ulaz DS-a.

3. Formiranje pseudo-slučajnih nizova.

Glavno svojstvo ovih algoritama je da se kao rezultat njihove primjene reproduciraju sekvence vrlo velike dužine. Stoga se na izlazima testiranog DS formiraju njegove reakcije iste dužine. Istovremeno, ako za generatore testnih sekvenci koji formiraju brojač, slučajne i pseudo-slučajne sekvence ne postoji problem njihovog memorisanja i pohranjivanja, onda se za izlazne reakcije svakog kola javlja takav problem. Najjednostavnije rješenje koje može značajno smanjiti količinu pohranjenih informacija o referentnim izlaznim reakcijama je dobiti integralne procjene s nižom dimenzijom. Za to se koriste algoritmi kompresije. Kao rezultat njihove primjene formiraju se kompaktne procjene kompresibilnih informacija. Ove procjene se često nazivaju kontrolnim zbrojima, ključnim riječima, sindromima ili potpisima odgovarajućih polova digitalnog kola, za koje se koristi jedan od algoritama kompresije informacija. Dakle, pod kompaktnim testiranjem uobičajeno je podrazumijevati takvo testiranje, u kojem se generiranje testova i analiza odgovora provode kompaktnim algoritmima. Kompaktni sistemi za testiranje se koriste za predstavljanje informacija na sažet način.

U vezi sa stvaranjem složenih digitalnih sistema zasnovanih na integrisanim kolima, u poslednje vreme se velika pažnja poklanja razvoju novih metoda embedded testiranja, tj. definisanje dijagnostičke procedure kao jedne od funkcija digitalnog sistema. U ovom trenutku, potreba za isplativim sistemima za testiranje je intenzivirana povećanjem stepena integracije elementarne baze računarske tehnologije. S tim u vezi, postoji tendencija smanjenja hardverske složenosti dijagnostičkih alata.

Najviše proučavana klasa kompaktnih sistema za ispitivanje su sistemi otvorene petlje, u kojima su generator ispitivanja (GT), ispitni objekat (OT), analizator odziva (AO) povezani u seriju (slika 2a). Dalje smanjenje hardverske složenosti postiže se u klasi zatvorenih sistema, gde generator, objekat, analizator čine zatvoreno kolo (slika 2b).

Karakteristike zatvorenih sistema nastaju zbog efekta "širenja" defekta duž konture, što povećava sposobnost detekcije.

Rice. 2. Otvoreni (a) i zatvoreni (b) sistemi testiranja.

Zatvaranje kompaktnih sistema za testiranje u značajnoj mjeri doprinosi rješavanju kontradikcije uzrokovane zaostajanjem karakteristika starih alata za testiranje od karakteristika novonastalog objekta. Budući da u procesu funkcionisanja ugrađenih sredstava ovakvih sistema nema pristupa uređajima za skladištenje i poređenja stvarnih odgovora sa referentnim, moguće je vršiti provere na visokoj radnoj frekvenciji objekta.

Sa razvojem zatvorenih sistema za testiranje povezana je i pojava prstenastog sistema za testiranje. U prstenastim sistemima, funkcije generatora i analizatora su kombinovane u prostoru i vremenu, topologija strukture ima oblik prstena, modeli sistema su opisani u algebri prstena polinoma i prstenastih (cikličkih) grafova, koji je doveo do izraza testiranje prstena (u daljem tekstu CT). Tokom procesa verifikacije, zdrav sistem prolazi kroz svoja stanja cikličnom rutom. Stoga se zaključak o upotrebljivosti objekta donosi na osnovu poređenja početnog i konačnog stanja sistema.

Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod

Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.

Hostirano na http://www.allbest.ru/

TEHNIČKA DIJAGNOSTIKA DIGITALNIH SISTEMA

Tutorial

Taškent 2006

Sadržaj

• Uvod
• 1. Tehnički rad digitalnih sistema i uređaja
• 3 . Elementdigitalnih sistema i problemi povećanja njihove pouzdanosti
• 3.1 Digitalni sistemi, glavni kriterijumi njihove pouzdanosti
• 3.3 Analiza strategije dijagnosticiranja i vraćanja zdravlja digitalnih sistema
• 4. Metode za praćenje i dijagnostiku digitalnih sistema
• 4.1 Karakteristike savremenih digitalnih sistema kao objekta kontrole i dijagnostike
• 4.2 Analiza modela kvarova digitalnih uređaja
• 4.3 Vrste i metode kontrole i dijagnostike
• 4.4 Ugrađena kontrola digitalnih sistema
• 5. Tehnička sredstva upravljanja i dijagnostike digitalnih uređaja
• 5.1 Logičke sonde i indikatori struje
• 5.2 Logički analizatori
• 5.3 Analizator potpisa
• 5.4 Tehnika za mjerenje referentnih potpisa i konstruiranje algoritama za rješavanje problema pomoću analize potpisa
• Zaključak
• Spisak korištenih izvora
• Priručnik daje osnove upravljanja i tehničke dijagnostike digitalnih sistema, analizu i klasifikaciju metoda i sredstava upravljanja i dijagnostike. Provedena je analiza digitalnih sistema kao objekta dijagnostike, modela kvarova digitalnih uređaja. Izvršena je procjena efikasnosti ugrađene kontrole digitalnih sistema. Razmatrana su pitanja tehničke implementacije procedura za praćenje i dijagnostiku digitalnih uređaja na osnovu analize potpisa.
• Udžbenik je namijenjen diplomiranim i master studijama pitanja održavanja i popravke digitalnih sistema, kao i specijalistima tehničke dijagnostike digitalnih uređaja.

Uvod

U posljednjoj deceniji digitalni sistemi su postali široko rasprostranjeni u telekomunikacijskim mrežama, koji uključuju:

mrežni elementi (SDH prenosni sistemi, digitalne automatske telefonske centrale (ATS), sistemi za prenos podataka, pristupni serveri, ruteri, terminalna oprema, itd.);

sistemi podrške radu mreže (upravljanje mrežom, kontrola saobraćaja, itd.);

sistemi za podršku poslovnim procesima i automatizovani sistemi poravnanja (sistemi naplate).

Puštanjem u rad digitalnih sistema glavni zadatak je osiguranje njihovog kvalitetnog funkcionisanja. Za izgradnju modernih digitalnih sistema koristi se baza elemenata zasnovana na upotrebi velikih integrisanih kola (LSI), integrisanih kola veoma velikih razmera (VLSI) i mikroprocesorskih skupova (MPK), koji mogu značajno da poboljšaju efikasnost sistema - povećati produktivnost i pouzdanost, proširiti funkcionalnost sistema, smanjiti težinu, dimenzije i potrošnju energije. Istovremeno, prelazak na široku upotrebu LSI, VLSI i MPC u savremenim telekomunikacionim sistemima stvorio je, uz neosporne prednosti, niz ozbiljnih problema u njihovom održavanju, prvenstveno vezanih za procese praćenja i dijagnostike. To je zato što složenost i broj digitalnih sistema u radu raste brže od broja kvalifikovanog osoblja za održavanje. Pošto svaki digitalni sistem ima konačnu pouzdanost, kada se u njemu pojave kvarovi, postaje neophodno brzo detektovati, otkloniti i vratiti navedene indikatore pouzdanosti. Od posebnog značaja je činjenica da tradicionalne metode tehničke dijagnostike zahtevaju ili visoko kvalifikovano servisno osoblje ili složenu dijagnostičku podršku. Treba napomenuti da kako se ukupna pouzdanost digitalnih sistema povećava, smanjuje se broj kvarova i intervencija operatera za otklanjanje kvarova. S druge strane, uz povećanje pouzdanosti digitalnih sistema, postoji tendencija određenog gubitka vještina rješavanja problema od strane osoblja za održavanje. Nastaje dobro poznati paradoks: što je pouzdaniji digitalni sistem, to se sporije i manje precizno pronalaze greške, jer servisno osoblje ima poteškoća u prikupljanju iskustva u rješavanju problema i lokalizaciji kvarova u naprednim digitalnim sistemima. Općenito, do 70-80% vremena oporavka neispravnih sistema je vrijeme tehničke dijagnostike, koje se sastoji od vremena traženja i lokalizacije neispravnih elemenata. Međutim, kako pokazuje operativna praksa, danas inženjeri nisu uvijek spremni riješiti zadatke tehničkog rada digitalnih sistema na potrebnom nivou. Stoga, sve veća složenost digitalnih sistema i važnost osiguravanja njihovog kvalitetnog funkcionisanja zahtijeva organizaciju njegovog tehničkog rada na naučnoj osnovi. S tim u vezi, inženjeri uključeni u tehnički rad digitalnih sistema moraju ne samo znati kako sistemi rade, već i znati kako ne rade, kako se manifestuje stanje neoperabilnosti.

Odlučujući faktor koji osigurava visoku dostupnost digitalnih sistema je dostupnost dijagnostičkih alata koji vam omogućavaju brzo traženje i lokalizaciju kvarova. To zahtijeva da inženjeri budu dobro obučeni za prevenciju i prepoznavanje pojave nezdravih stanja i kvarova, tj. bili upoznati sa ciljevima, zadacima, principima, metodama i sredstvima tehničke dijagnostike. Znali su kako da ih pravilno odaberu, primjene i efikasno koriste u operativnim uslovima. Ovaj priručnik za predmet "Tehnička dijagnostika digitalnih sistema" osmišljen je da skrene dužnu pažnju na probleme i zadatke tehničke dijagnostike u pripremi prvostupnika i magistara iz oblasti telekomunikacija.

kontrola digitalnog sistema dijagnostike

1. Tehnički rad digitalnih sistema i uređaja

1.1 Životni ciklus digitalnog sistema

Digitalni uređaji i sistemi, kao i drugi tehnički sistemi, kreirani su da zadovolje specifične potrebe ljudi i društva. Objektivno digitalni sistem karakteriše hijerarhijska struktura, povezanost sa spoljnim okruženjem, međusobna povezanost elemenata koji čine podsisteme, prisustvo kontrolnih i izvršnih organa itd.

Istovremeno, sve promjene u digitalnom sistemu, počevši od trenutka njegovog nastanka (pojava potrebe za njegovim stvaranjem) pa do potpunog korišćenja, formiraju životni ciklus (LC) koji karakteriše niz procesa i uključujući različite faze i faze. Tabela 1.1 prikazuje tipičan životni ciklus digitalnog sistema.

Životni ciklus digitalnog sistema je skup istraživanja, razvoja, proizvodnje, rukovanja, rada i odlaganja sistema od početka proučavanja mogućnosti njegovog stvaranja do kraja predviđene upotrebe.

Komponente životnog ciklusa su:

faza istraživanja i projektovanja digitalnih sistema, u kojoj se vrši istraživanje i razvoj koncepta, formiranje nivoa kvaliteta koji odgovara dostignućima naučno-tehnološkog napretka, izrada projektne i radne dokumentacije, izrada i ispitivanje prototipa, izrada radne projektne dokumentacije;

faza izrade digitalnih sistema, uključujući: tehnološku pripremu proizvodnje; uspostavljanje proizvodnje; priprema proizvoda za transport i skladištenje;

faza prometa proizvoda, koja organizira maksimalno očuvanje kvaliteta gotovih proizvoda tokom transporta i skladištenja;

faza rada u kojoj se kvalitet sistema ostvaruje, održava i obnavlja, obuhvata: namjensku upotrebu, u skladu sa namjenom; Održavanje; popravka i oporavak nakon kvara.

Slika 1.1 prikazuje tipičnu distribuciju faza i faza životnog ciklusa digitalnog sistema. Razmotrit ćemo zadatke koji se javljaju u fazi životnog ciklusa povezanog s radom digitalnih sistema. Dakle, rad sistema je faza životnog ciklusa u kojoj se ostvaruje njegov kvalitet (funkcionalna upotreba), održava (održavanje) i obnavlja (održavanje i popravka).

Dio rada, koji uključuje transport, skladištenje, održavanje i popravku, naziva se tehničkim radom.

Tabela 1.1

Faze životnog ciklusa digitalnog sistema

Istraživačka istraživanja	Naučno-istraživački rad (R&D)	Razvoj eksperimentalnog dizajna (R&D)	industrijska proizvodnja	Eksploatacija
1. Izjava o naučnom problemu 2. Analiza publikacija o proučavanom problemu 3. Teorijski istraživanja i razvoj naučnih koncepti (istraživanje	1. Razvoj tehnički zadaci za istraživanje 2. Formalizacija tehnička ideja 3. Istraživanje tržišta 4. Tehnički ekonomski opravdanje	1. Razvoj tehničkih zadaci za OKR Razvoj skice 3. Izrada layouta 4. Razvoj tehničkih 5. Kreirajte radnika 6. Iskustvo u proizvodnji uzorci, njihovo ispitivanje 7. Podešavanje dizajn dokumentacija (CD) na rezultat proizvodnja i testiranje iskusnih uzorci 8. Tehnička obuka, proizvodnja	1. Proizvodnja i suđenje instalacija 2. Ispravka dizajn dokumentaciju rezultate proizvodnja i testovi instalacija 3. Serial proizvodnja	1. Utrčavanje 2. Normalno eksploatacije 3. Starenje 4. Popravka ili odlaganje

Slika 1.1 Životni ciklus digitalnog sistema

1.2 Glavni zadaci teorije tehničkog rada digitalnih sistema

Klasifikacija glavnih zadataka tehničkog rada digitalnih sistema prikazana je na slici 1.2. Teorija tehničkog rada sistema razmatra matematičke modele procesa degradacije u radu sistema, starenja i habanja komponenti, metode za proračun i procenu pouzdanog funkcionisanja sistema, teoriju dijagnostike i predviđanja kvarova i kvarova u sistemima, teoriju optimalnih preventivnih mjera, teorija oporavka i metode povećanja tehničkog resursa sistema i dr. Zbog činjenice da su ovi procesi uglavnom stohastički, za razvoj njihovog matematičkog modela koriste se analitičke metode teorije slučajnih procesa i teorije čekanja. Trenutno se statistička teorija odlučivanja i statistička teorija prepoznavanja obrazaca uspješno koriste u iste svrhe.

Upotreba novih pravaca matematičke teorije slučajnih procesa u razvoju modela procesa tehničkog rada sistema omogućava nam da značajno proširimo svoja znanja i uspešno upravljamo procesima radi povećanja efikasnosti funkcionisanja i poboljšanja performansi prilično složenih digitalnih sistema. sistemi.

Slika 1.2 Klasifikacija zadataka tehničkog rada digitalnih sistema

Stoga se u prvoj fazi studije rješavaju sljedeći zadaci: optimalno upravljanje operativnim procesima, razvoj optimalnih modela za rad digitalnih sistema, izrada optimalnih planova organizacije održavanja, izbor optimalnih preventivnih procedura, razvoj metoda za efikasne tehnička dijagnostika i predviđanje tehničkog stanja sistema.

Kao što je naznačeno u, osnovni zadatak teorije rada je da naučno predvidi stanja složenih sistema ili tehničkih uređaja i da, koristeći posebne modele i matematičke metode analize i sinteze ovih modela, razvije preporuke za organizaciju njihovog rada. Treba napomenuti da se prilikom rješavanja glavnog problema rada koristi vjerovatno-statistički pristup za predviđanje i kontrolu stanja složenih sistema i za modeliranje operativnih procesa. Stoga se teorija rada digitalnih sistema u ovom periodu ubrzano formira i intenzivno razvija.

Tehnički rad digitalnih sistema svodi se na optimizaciju aktivnosti čovek-mašinskih sistema i procedura za manipulisanje ljudskim uticajima na funkcionisanje sistema. Stoga se mogu razlikovati režimi rada digitalnih sistema (slika 1.2) u zavisnosti od odnosa čovek-mašina: predoperativni režimi sistema, režimi rada sistema, režimi održavanja i načini popravke sistema.

Režimi se razlikuju u pojedinim fazama i fazama, vrsti postupaka za kontrolne akcije tehničkog osoblja na funkcionisanje sistema.

Režimi rada zavise uglavnom od kvaliteta elementarne baze sistema, stepena upotrebe mikroprocesorske tehnologije kao dela opreme, kompleksa kontrolne i merne opreme, stepena obučenosti tehničkog osoblja, kao i drugih okolnosti u vezi sa tim. na obezbjeđivanje rezervnih elemenata sistema. Osim toga, režimi rada su određeni osnovnim zahtjevima za digitalne sisteme: vjernost prijenosa informacija, vrijeme kašnjenja u dostavi informacija, pouzdanost isporuke informacija.

Rad sistema je proces njihove namjene uz održavanje sistema u tehnički ispravnom stanju, koji se sastoji od niza različitih uzastopnih i planiranih aktivnosti: održavanja, prevencije, kontrole, popravke itd.

Održavanje sistema (slika 1.2) karakteriziraju tri glavne faze: preventivno održavanje, praćenje i procjena tehničkog stanja, organizacija održavanja. Veoma je teško odrediti stepen uticaja pojedinih faza održavanja na pouzdanost sistema, ali je poznato da one imaju značajan uticaj na kvalitet i pouzdanost sistema.

Praćenje i evaluacija tehničkog stanja sistema vrši se praćenjem kvaliteta funkcionisanja čvorova sistema, metodama tehničke dijagnostike kvarova i kvarova, kao i implementacijom algoritama za predviđanje kvarova u sistemima.

1.3 Opšti principi za izgradnju sistema održavanja

Opšti zadatak tehničkog operativnog sistema (STE) je da obezbedi nesmetan rad digitalnih sistema, stoga je glavni pravac u razvoju STE automatizacija najvažnijih tehnoloških procesa rada. Funkcionalni zadatak tehničkog rada je razvoj upravljačkih radnji koje kompenzuju uticaj spoljašnjeg i unutrašnjeg okruženja u cilju održavanja datog tehničkog stanja digitalnih sistema. Ova opšta funkcija se deli na dve: opštu operaciju - upravljanje stanjem spoljašnjeg okruženja i tehničku operaciju - upravljanje stanjem unutrašnjeg okruženja. Istovremeno, upravljanje stanjem unutrašnje sredine se sastoji u upravljanju njenim tehničkim stanjem.

Moguća struktura automatizovanog STE prikazana je na slici 1.3.

Sl.1.3 Strukturni dijagram automatizovanog sistema za tehnički rad: PNRM - podsistem za puštanje u rad i popravke; STX - podsistem snabdijevanja, transporta i skladištenja; SOISTE - STE podsistem za prikupljanje i obradu informacija; TTD - podsistem test tehničke dijagnostike; EOSTE - podsistem ergonomske podrške STE; USTE - podsistem upravljanja STE.

ASTE se sastoji od dva podsistema: podsistema tehničkog rada u pripremi i upotrebi digitalnih sistema (TEPI) i podsistema tehničkog rada kada se digitalni sistemi koriste za njihovu namjenu (TEIN). Svaki od ovih podsistema sadrži određeni broj elemenata od kojih su glavni prikazani na slici 1.3.Detaljnije funkcije podsistema su date u tabeli 1.2.

Tabela 1.2

Podsistem	Glavne funkcije
	Organizacija puštanja u rad novouvedenih digitalnih sistema, kao i aktuelnih, srednjih i remont
	Plasman i dopuna rezervnih delova, baze snabdevanja i fabrike proizvođača rezervnih delova, transport i skladištenje rezervnih delova
	Planiranje upotrebe digitalnih sistema i održavanje operativne dokumentacije, prikupljanje i obrada operativnih podataka, izrada preporuka za unapređenje STE
	Utvrđivanje tehničkog stanja, otkrivanje kvara sa zadatom dubinom, interakcija sa podsistemom funkcionalne tehničke dijagnostike (FTD)
	Obavljanje dijela TTD funkcija koje zahtijevaju ljudsko učešće, obezbjeđivanje dvosmjerne komunikacije u sistemu "čovek-mašina", učešće u tekućim popravkama koje se obavljaju bez prekida rada
	Određivanje redosleda zadataka TTD i EOSTE za specifične uslove, upravljanje procesom oporavka, obrada rezultata izvođenja TTD i EOSTE zadataka, organizovanje interakcije sa ostalim elementima digitalnih sistema

Prisustvo STE može značajno smanjiti vrijeme za otkrivanje kvarova u digitalnim sistemima i, na osnovu kontrolnih informacija o stanju sistema, spriječiti nastanak zastoja u njegovom radu. U tu svrhu se organizuju centri za tehnički rad digitalnih sistema koji obavljaju funkcije prikazane na slici 1.4.

U modernim digitalnim sistemima uobičajena je statistička metoda održavanja, koja se sastoji u tome da radovi na popravci i restauraciji počinju nakon što kvalitet funkcionisanja dostigne kritičnu vrijednost. Ako se pri praćenju stanja elemenata sistema pojave znaci smanjenja kvalitete rada, tada se isključuju iz mreže kako bi se vratila operativnost.

Kontrola funkcionisanja digitalnih sistema vrši se skupom parametara koji karakterišu njihove performanse.

Kontrola funkcionisanja digitalnih sistema vrši se prema sledećim karakteristikama; vjernost prijenosa poruke; vrijeme prijenosa poruke; vjerovatnoća blagovremene dostave poruka; prosječno vrijeme isporuke poruke itd. Opšta šema funkcionalnog upravljanja prikazana je na slici 1.5.

Sl.1.4 Glavne funkcije tehničkog operativnog centra

Sl.1.5 Algoritam sistema funkcionalne dijagnostike digitalnog sistema

2. Osnove upravljanja i tehničke dijagnostike digitalnih sistema

2.1 Osnovni koncepti i definicije

Jedan od najefikasnijih načina za poboljšanje operativnih i tehničkih karakteristika digitalnih sistema koji su zauzeli dominantnu poziciju u savremenim telekomunikacionim sistemima je upotreba metoda i sredstava upravljanja i tehničke dijagnostike tokom njihovog rada.

Tehnička dijagnostika je oblast znanja koja omogućava odvajanje neispravnih i ispravnih stanja sistema sa zadatom pouzdanošću, a njena svrha je lokalizacija kvarova i vraćanje sistema u zdravo stanje. Sa stanovišta sistematskog pristupa, preporučljivo je da se sredstva kontrole i tehničke dijagnostike posmatraju kao sastavni dio podsistema održavanja i popravke, odnosno tehničkog operativnog sistema.

Razmotrite osnovne koncepte i definicije koje se koriste za opisivanje i karakterizaciju metoda kontrole i dijagnostike.

Technical usluga- ovo je skup radova (operacija) za održavanje sistema u dobrom ili operativnom stanju.

Repair- skup operacija za obnavljanje zdravlja i obnavljanje resursa sistema ili njegovih komponenti.

održivost- svojstvo sistema, koje se sastoji u prilagodljivosti prevenciji i otkrivanju uzroka njegovih kvarova i vraćanju u radno stanje održavanjem i popravkom.

U zavisnosti od složenosti i obima posla, prirode kvarova, predviđene su dvije vrste popravka digitalnih sistema:

neplanirano održavanje sistema;

neplanirana prosječna popravka sistema.

Current popraviti- popravka koja se vrši kako bi se osigurala ili obnovila operativnost sistema i koja se sastoji u zamjeni ili restauraciji njegovih pojedinačnih dijelova.

Prosjek popraviti- izvršena popravka radi vraćanja upotrebljivosti i djelimične restauracije resursa sa zamjenom ili restauracijom komponenti ograničenog opsega i kontrola tehničkog stanja komponenti, izvršena u obimu utvrđenom regulatornom i tehničkom dokumentacijom.

Jedan od važnih koncepata u tehničkoj dijagnostici je

tehničkom stanju objekta.

Technical stanje- skup svojstava objekta koji su podložni promjeni u procesu proizvodnje ili rada, karakteriziran u određenom trenutku znakovima utvrđenim regulatornom i tehničkom dokumentacijom.

Kontrola tehnički države- utvrđivanje vrste tehničkog stanja.

Pogled tehnički države- skup tehničkih uslova koji zadovoljavaju (ili ne zadovoljavaju) zahteve koji određuju upotrebljivost, operativnost ili ispravno funkcionisanje objekta.

Postoje sljedeće vrste stanja objekta:

dobro ili loše stanje,

radno ili neradno stanje,

potpuni ili djelomični rad.

uslužan- tehničko stanje u kojem objekat ispunjava sve utvrđene uslove.

Neispravan- tehničko stanje u kojem objekat ne ispunjava barem jedan od utvrđenih zahtjeva regulatornih karakteristika.

izvodljiv- tehničko stanje u kojem je objekt u stanju da obavlja navedene funkcije, zadržavajući vrijednosti navedenih parametara u utvrđenim granicama.

Neizvodljivo - tehničko stanje u kojem vrijednost najmanje jednog specificiranog parametra koji karakterizira sposobnost objekta da obavlja određene funkcije ne ispunjava utvrđene zahtjeve.

tacno funkcioniranje- tehničko stanje u kojem objekt obavlja sve one regulirane funkcije koje su potrebne u ovom trenutku, uz održavanje vrijednosti navedenih parametara za njihovu implementaciju u okviru utvrđenih granica.

Pogrešno funkcioniranje- tehničko stanje u kojem objekat ne obavlja dio propisanih funkcija potrebnih u ovom trenutku ili ne zadržava vrijednosti navedenih parametara za njihovu implementaciju u utvrđenim granicama.

Iz definicija tehničkih stanja objekta proizilazi da je u zdravstvenom stanju objekt uvijek operativan, u zdravstvenom stanju ispravno funkcionira u svim režimima, a u stanju nepravilnog funkcionisanja je neispravan i van funkcije. red. Objekt koji ispravno funkcionira može biti neispravan, a samim tim i neispravan. Zdrav predmet može biti i neispravan.

Razmotrimo neke definicije vezane za koncept testiranja i tehničke dijagnostike.

Sljedivost- svojstvo objekta koje karakteriše njegovu pogodnost za praćenje određenim sredstvima.

Indikator sljedivost- kvantitativna karakteristika testabilnosti.

Nivo sljedivost- relativna karakteristika testabilnosti, zasnovana na poređenju skupa indikatora provjerljivosti ocjenjivanog objekta sa odgovarajućim skupom osnovnih indikatora.

Technical dijagnosticiranje- postupak utvrđivanja tehničkog stanja objekta sa određenom tačnošću.

Traži defekt- dijagnostiku, čija je svrha utvrđivanje lokacije i po potrebi uzroka i vrste kvara.

Test dijagnosticiranje- jednu ili više testnih radnji i redoslijed njihovog izvođenja, pružajući dijagnostiku.

Checker test- dijagnostički test za provjeru upotrebljivosti ili operativnosti objekta.

Test traži defekt- dijagnostički test za pronalaženje kvara.

Sistem tehnički dijagnosticiranje- skup sredstava i predmeta dijagnostike i, po potrebi, izvođača, pripremljenih za dijagnosticiranje ili izvođenje po pravilima utvrđenim odgovarajućom dokumentacijom.

Rezultat dijagnoze je zaključak o tehničkom stanju objekta s naznakom, po potrebi, lokacije, vrste i uzroka kvara. Broj stanja koje je potrebno razlikovati kao rezultat dijagnoze određen je dubinom otklanjanja problema.

Dubina traži kvarovi- stepen detaljnosti tehničke dijagnostike, koji pokazuje na kojoj komponenti objekta se utvrđuje lokacija kvara.

2.2 Zadaci i klasifikacija tehničkih dijagnostičkih sistema

Sve veći zahtjevi za pouzdanošću digitalnih sistema zahtijevaju stvaranje i implementaciju savremenih metoda i tehničkih sredstava praćenja i dijagnostike za različite faze životnog ciklusa. Kao što je ranije navedeno, prelazak na široku upotrebu LSI, VLSI i MPC u digitalnim sistemima stvorio je, uz neosporne prednosti, niz ozbiljnih problema u njihovom operativnom održavanju, prvenstveno vezanih za procese praćenja i dijagnostike. Poznato je da troškovi otklanjanja kvarova u fazi proizvodnje iznose od 30% do 50% ukupne cijene proizvodnih uređaja. U fazi rada, najmanje 80% vremena oporavka digitalnog sistema otpada na potragu za neispravnim zamjenjivim elementom. Općenito, troškovi povezani s otkrivanjem, otklanjanjem kvarova i otklanjanjem kvara rastu za faktor 10 s prolaskom kvara kroz svaku tehnološku fazu i od ulazne kontrole integriranih kola do otkrivanja kvara u fazi rada. su 1000 puta skuplji. Uspješno rješavanje ovakvog problema moguće je samo na osnovu integriranog pristupa pitanjima dijagnostičke kontrole, budući da se dijagnostički sistemi koriste u svim fazama života digitalnog sistema. To zahtijeva daljnje povećanje intenziteta radova na održavanju, restauraciji i popravci u fazi proizvodnje i rada.

Opći zadaci praćenja i dijagnosticiranja digitalnih sistema i njegovih komponenti obično se razmatraju sa stanovišta glavnih faza razvoja, proizvodnje i rada. Uz opšte pristupe rješavanju ovih problema, postoje i značajne razlike zbog specifičnosti svojstvenih ovim fazama. U fazi razvoja digitalnih sistema rješavaju se dva zadatka upravljanja i dijagnostike:

1. Osiguranje testiranosti digitalnog sistema u cjelini i njegovih komponenti.

2. Otklanjanje grešaka, provjera upotrebljivosti i performansi komponenti i digitalnog sistema u cjelini.

Pri praćenju i dijagnostici u uslovima proizvodnje digitalnog sistema rešavaju se sledeći zadaci:

1. Identifikacija i odbacivanje neispravnih komponenti i sklopova u ranim fazama proizvodnje.

2. Prikupljanje i analiza statističkih informacija o kvarovima i vrstama kvarova.

3. Smanjenje intenziteta rada i, shodno tome, troškova kontrole i dijagnostike.

Upravljanje i dijagnostika digitalnog sistema u radnim uslovima ima sledeće karakteristike:

1. U većini slučajeva dovoljno je lokalizirati kvarove na razini strukturno uklonjive jedinice, u pravilu tipične zamjenske elemente (TEZ).

2. Postoji velika vjerovatnoća pojave ne više od jednog kvara do trenutka popravke.

3. Većina digitalnih sistema pruža neke mogućnosti praćenja i dijagnostike.

4. Moguće je rano otkrivanje stanja prije kvara tokom preventivnih pregleda.

Dakle, za objekat koji je predmet tehničke dijagnostike mora se utvrditi vrsta i namena dijagnostičkog sistema. Shodno tome, uspostavljena su sljedeća glavna područja primjene dijagnostičkih sistema:

a) u fazi proizvodnje predmeta: u procesu prilagođavanja, u procesu prijema;

b) u fazi rada objekta; tokom održavanja tokom upotrebe, tokom održavanja tokom skladištenja, tokom održavanja tokom transporta;

c) prilikom popravke proizvoda: prije popravke, nakon popravke.

Dijagnostički sistemi su dizajnirani za rješavanje jednog ili više zadataka: provjera upotrebljivosti; zdravstveni pregledi; funkcionalne provjere: traženje nedostataka. Istovremeno, komponente dijagnostičkog sistema su: objekat tehničke dijagnostike, koji se podrazumeva kao objekat ili njegove komponente čije tehničko stanje treba da se utvrdi, tehnički dijagnostički alati, skup mernih instrumenata, sredstva prebacivanja i povezivanja sa objektom.

Tehnička dijagnostika (TD) se izvodi u sistemu tehničke dijagnostike (STD), koji je skup sredstava i objekta dijagnostike i, po potrebi, izvođača, pripremljenih za dijagnostiku i njeno izvođenje prema pravilima utvrđenim dokumentacijom. .

Komponente sistema su:

objekat tehnički dijagnosticiranje(OTD), koji se podrazumijeva kao sistem ili njegove komponente čije tehničko stanje treba utvrditi, i objekata tehnički dijagnosticiranje - set mjernih instrumenata, sredstava za uključivanje i povezivanje sa OTD.

Sistem tehnički dijagnosticiranje radi u skladu sa TD algoritmom, koji je skup uputstava za dijagnosticiranje.

Uslovi za provođenje TD, uključujući sastav dijagnostičkih parametara (DP), njihove maksimalno dozvoljene minimalne i maksimalne vrijednosti prije kvara, učestalost dijagnosticiranja proizvoda i operativne parametre upotrijebljenih sredstava, određuju način tehničke dijagnostike i kontrole. .

Dijagnostički parametar (atribut) - parametar koji se na propisan način koristi za utvrđivanje tehničkog stanja objekta.

Tehnički dijagnostički sistemi (STD) mogu biti različiti po svojoj namjeni, strukturi, mjestu ugradnje, sastavu, dizajnu, rješenjima kola. Mogu se klasificirati prema nizu karakteristika koje određuju njihovu namjenu, zadatke, strukturu, sastav tehničkih sredstava:

prema stepenu obuhvata CTD; po prirodi interakcije između CTD i sistema tehničke dijagnostike i upravljanja (STDC); o korištenim sredstvima tehničke dijagnostike i kontrole; prema stepenu automatizacije OTD.

Prema stepenu pokrivenosti, tehnički dijagnostički sistemi se mogu podijeliti na lokalne i opšte. Pod lokalnim sistemima se podrazumijevaju tehnički dijagnostički sistemi koji rješavaju jedan ili više od gore navedenih zadataka – utvrđivanje operativnosti ili pronalaženje mjesta kvara. Općenito - nazivaju tehnički dijagnostički sistemi koji rješavaju sve zadatke dijagnostike.

Prema prirodi interakcije OTD-a sa sredstvima tehničke dijagnostike (SrTD), tehnički dijagnostički sistemi se dijele na:

sistemi With funkcionalan dijagnostičkilepljivo, u kojima se rješavanje dijagnostičkih problema provodi u procesu funkcionisanja DTD za predviđenu namjenu, te sistemi sa test dijagnostikom, u kojima se rješavanje dijagnostičkih problema vrši u posebnom režimu rada DTD od strane primjenjujući test signale na njega.

Prema korištenim sredstvima tehničke dijagnostike, TD sistem se može podijeliti na:

sistemi sa univerzalnim sredstvima TDK (na primjer, kompjuter);

sistemi co specijalizovana znači(stalci, simulatori, specijalizovani računari);

sistemi With vanjski znači, u kojem su sredstva i DTD strukturno odvojeni jedno od drugog;

sistemi co ugrađen znači, u kojem OTD i STD strukturno predstavljaju jedan proizvod.

Prema stepenu automatizacije, sistem tehničke dijagnostike se može podeliti na:

automatski, u kojem se proces dobijanja informacija o tehničkom stanju OTD-a odvija bez ljudskog učešća;

automatizovano u kojem se primanje i obrada informacija vrši uz djelimično učešće lica;

neautomatizovano ( priručnik), u kojem primanje i obradu informacija obavlja ljudski operater.

Sredstva tehničke dijagnostike mogu se klasifikovati na sličan način: automatska; automatizirano; priručnik.

U pogledu predmeta tehničke dijagnostike, dijagnostički sistemi treba da: sprečavaju postepene kvarove; identificirati implicitne neuspjehe; tražiti neispravne čvorove, blokove, montažne jedinice i lokalizirati mjesto kvara.

2.3 Indikatori dijagnostike i testiranja

Kao što je ranije spomenuto, proces utvrđivanja tehničkog stanja objekta tokom dijagnoze uključuje korištenje dijagnostičkih indikatora.

Dijagnostički indikatori predstavljaju skup karakteristika objekta koji se koristi za procjenu njegovog tehničkog stanja. Dijagnostički indikatori se određuju tokom projektovanja, testiranja i rada dijagnostičkog sistema i koriste se prilikom poređenja različitih opcija za potonji. Na osnovu sledećih dijagnostičkih pokazatelja utvrđuju se:

1. Vjerovatnoća tipske dijagnostičke greške - vjerovatnoća zajedničke pojave dva događaja: objekat dijagnoze je u tehničkom stanju, a kao rezultat dijagnoze smatra se da je u tehničkom stanju (kada je indikator vjerovatnoća ispravnog utvrđivanja tehničkog stanja objekta dijagnoze)

, (2.1)

gdje je broj stanja dijagnostičkog alata;

- apriorna vjerovatnoća pronalaska objekta dijagnoze u stanju;

- apriorna vjerovatnoća pronalaska dijagnostičkog alata u stanju;

- uslovna vjerovatnoća da se, kao rezultat dijagnosticiranja, dijagnostički objekat prepoznaje u stanju pod uslovima da je u stanju i da je dijagnostički alat u stanju;

- uslovna vjerovatnoća dobijanja rezultata "objekat dijagnostike je u stanju" pod uslovom da je dijagnostički alat u stanju;

- uslovna vjerovatnoća pronalaženja dijagnostičkog objekta u stanju pod uslovom da se dobije rezultat "objekat dijagnostike je u stanju" i da je dijagnostički alat u stanju.

2. Aposteriorna vjerovatnoća dijagnostičke greške tipa - vjerovatnoća pronalaženja objekta dijagnoze u stanju, pod uslovom da se dobije rezultat "objekat dijagnoze je u tehničkom stanju" (kada =), indikator je a posteriori vjerovatnoća ispravnog utvrđivanja tehničkog stanja).

, (2.2)

gdje je broj stanja objekta.

3. Vjerovatnoća tačne dijagnoze D je ukupna vjerovatnoća da dijagnostički sistem određuje tehničko stanje u kojem se stvarno nalazi objekat dijagnoze.

. (2.3)

4. Prosječno operativno trajanje dijagnoze

- matematičko očekivanje operativnog trajanja jednog

višestruka dijagnoza.

, (2.4)

gdje je prosječno operativno trajanje dijagnosticiranja objekta koji je u stanju;

- trajanje rada dijagnosticiranja objekta koji je u stanju, pod uslovom da je dijagnostički alat u stanju.

Vrijednost uključuje trajanje pomoćnih dijagnostičkih operacija i trajanje stvarne dijagnoze.

5. Prosječna cijena dijagnoze – matematičko očekivanje cijene jedne dijagnoze.

, (2.5)

gdje je prosječna cijena dijagnosticiranja objekta koji je u stanju;

- trošak dijagnosticiranja objekta koji je u stanju, pod uslovom da je dijagnostički alat u stanju. Vrijednost uključuje troškove amortizacije dijagnosticiranja, troškove rada dijagnostičkog sistema i troškove amortizacije dijagnostičkog objekta.

6. Prosječna operativna složenost dijagnosticiranja - matematičko očekivanje operativnog intenziteta rada jedne dijagnoze

, (2.6)

gdje je prosječna operativna složenost dijagnosticiranja kada je objekt u stanju;

- operativna složenost dijagnosticiranja objekta koji je u stanju, pod uslovom da je dijagnostički alat u stanju.

7. Dubina potrage za defektom L - karakteristika potrage za defektom, postavljena navođenjem komponente objekta dijagnoze ili njegovog preseka sa tačnošću do koje se utvrđuje lokacija defekta.

Razmotrimo sada indikator testiranja. Sljedivost se osigurava u fazama razvoja i proizvodnje i treba je utvrditi u tehničkim specifikacijama za razvoj i modernizaciju proizvoda.

U skladu s tim, uspostavljeni su sljedeći pokazatelji testiranja i formule za njihov proračun:

1. Koeficijent kompletnosti provjere upotrebljivosti (operabilnost, ispravno funkcionisanje):

, (2.7)

gdje je ukupna stopa otkaza testiranih komponenti sistema na prihvaćenom nivou podjele;

- ukupna stopa otkaza svih komponenti sistema na prihvaćenom nivou podjele.

Koeficijent dubine pretrage:

, (2.8)

gdje je broj jednoznačno prepoznatljivih komponenti sistema na prihvaćenom nivou podjele, sa tačnošću do koje se utvrđuje lokacija kvara; - ukupan broj komponenti sistema na prihvaćenom nivou podjele, sa tačnošću do koje je potrebno utvrditi lokaciju kvara.

Dužina dijagnostičkog testa:

(2.9)

gdje || - broj test akcija.

4. Prosječno vrijeme pripreme sistema za dijagnozu od strane datog broja specijalista:

, (2.10)

gdje je prosječno vrijeme ugradnje za skidanje mjernih pretvarača i drugih uređaja potrebnih za dijagnosticiranje;

- prosječno vrijeme mašinsko-demontažnog rada na sistemima potrebnom za pripremu za dijagnozu.

5. Prosječna napornost pripreme za dijagnozu:

, (2.11)

gdje je prosječna napornost postavljanja i uklanjanja pretvarača i drugih uređaja potrebnih za dijagnosticiranje;

- prosječni radni intenzitet montaže - demontažni radovi na objektu radi obezbjeđenja pristupa kontrolnim tačkama i dovođenja objekta u prvobitno stanje nakon dijagnosticiranja.

6. Omjer redundantnosti sistema:

(2.12)

gdje je volumen komponenti uvedenih za dijagnosticiranje sistema;

je masa ili zapremina sistema.

7. Koeficijent objedinjavanja interfejs uređaja i sistema sa dijagnostičkim alatima:

(2.13)

gdje je broj unificiranih interfejs uređaja.

- ukupan broj interfejs uređaja.

8. Koeficijent unifikacije parametara signala sistema:

(2.14)

gdje je broj objedinjenih parametara sistemskih signala koji se koriste u dijagnostici;

- ukupan broj parametara signala koji se koriste u dijagnostici.

9. Koeficijent radnog intenziteta pripreme sistema za dijagnostiku:

(2.15)

gdje je prosječna operativna složenost dijagnosticiranja sistema;

- prosječna radna snaga pripreme sistema za dijagnostiku.

10. Koeficijent upotrebe specijalnih dijagnostičkih alata:

(2.16)

gdje je ukupna masa ili zapremina serijskih i specijalnih dijagnostičkih alata;

- masa ili zapremina specijalnih dijagnostičkih alata.

11. Nivo provjerenosti u ocjenjivanju:

diferencijal:

(2.17)

gdje je vrijednost indikatora testabilnosti sistema koji se ocjenjuje; - vrijednost osnovnog indikatora provjerljivosti.

Integrisano

, (2.18)

gdje - broj indikatora provjerljivosti, čija ukupnost ocjenjuje nivo provjerljivosti;

- težinski koeficijent th indikatora testiranosti.

3. Elementi digitalnih sistema i problemi poboljšanja njihove pouzdanosti

3.1 Digitalni sistemi, glavni kriterijumi za njihovu pouzdanost

Osnovni zadatak savremenih digitalnih sistema je povećanje efikasnosti i kvaliteta prenosa informacija. Rješenje ovog problema razvija se u dva smjera: s jedne strane, poboljšavaju se metode za prijenos i primanje diskretnih poruka kako bi se povećala brzina i pouzdanost prenošenih informacija uz ograničavanje troškova, s druge strane, razvijaju se nove metode za izgradnju digitalnih sistema koji osiguravaju visoku pouzdanost njihovog rada.

Ovaj pristup zahteva razvoj digitalnih sistema koji implementiraju složene algoritme upravljanja u uslovima slučajnih uticaja sa potrebom prilagođavanja i imaju svojstvo tolerancije grešaka.

Upotreba LSI, VLSI i MPC u ove svrhe omogućava da se osigura visoka efikasnost kanala za prenos informacija i mogućnost brzog vraćanja normalnog funkcionisanja digitalnih sistema u slučaju kvara. U budućnosti, pod modernim digitalnim sistemom podrazumevaćemo takav sistem koji je izgrađen na bazi LSI, VLSI i MPC.

Blok dijagram digitalnog sistema prikazan je na slici 3.1.. Predajni dio digitalnog sistema vrši niz transformacija diskretne poruke u signal. Skup operacija povezanih s transformacijom poslanih poruka u signal naziva se metoda prijenosa, koja se može opisati operatorskom relacijom

(3.1)

gdje je operater načina prijenosa;

- operator kodiranja;

- modulacijski operater;

- slučajni proces nastanka kvarova i kvarova u predajniku.

Pojava kvarova i kvarova na predajniku dovodi do narušavanja stanja > i povećanja broja grešaka u digitalnom sistemu. Zbog toga je potrebno odašiljač projektirati na način da se poveća broj grešaka zbog kršenja uvjeta >

Signali koji se prenose u mediju za propagaciju podliježu slabljenju i distorziji u njemu. Dakle, signali koji stignu na prijemnu tačku mogu se značajno razlikovati od onih koje prenosi predajnik.

Slika 3.1 Strukturni dijagram digitalnog sistema

Utjecaj medija na signale koji se u njemu šire može se opisati i operatorskom relacijom

(3.2)

gdje je operater medija za distribuciju.

U komunikacijskom kanalu smetnje se superponiraju na odašiljani signal, tako da tokom prijenosa signala na ulazu prijemnika djeluje izobličeni signal:

, (3.3)

gdje je slučajni proces koji odgovara jednom od šuma;

- broj nezavisnih izvora smetnji.

Zadatak prijemnika je da iskoristi primljeni oštećeni signal da odredi koja je poruka poslana. Skup operacija prijemnika može se opisati operatorskom relacijom:

(3.4)

gdje - operator metode primanja;

- operator demodulacije;

- operator dekodiranja;

- slučajni proces nastanka kvarova i kvarova u prijemniku.

Potpunost korespondencije odašiljenog niza zavisi ne samo od korektivnih mogućnosti kodiranog niza, nivoa signala i smetnji i njihove statistike, svojstava uređaja za dekodiranje, već i od sposobnosti digitalnog sistema da ispravi greške prouzrokovane hardverskim kvarovima i kvarovima predajnika i prijemnika i . Razmatrani pristup omogućava da se proces prenosa informacija opiše matematičkim modelom, koji omogućava identifikaciju uticaja različitih faktora na efikasnost digitalnih sistema i skiciranje načina za poboljšanje njihove pouzdanosti.

Poznato je da su svi digitalni sistemi nepopravljivi i nadoknadivi. Glavni kriterij za pouzdanost digitalnog sistema koji se ne može oporaviti je vjerovatnoća rada bez kvarova:

(3.5)

je vjerovatnoća da neće doći do kvara u datom vremenskom intervalu t; gdje -

l - stopa kvarova;

- broj elemenata u digitalnom sistemu;

- stopa otkaza jednog elementa digitalnog sistema.

Glavni kriterijum za pouzdanost digitalnih sistema koji se mogu oporaviti je faktor dostupnosti

, (3.6)

koji karakteriše verovatnoću da će sistem biti u dobrom stanju u proizvoljno odabranom trenutku; gdje - srednje vrijeme do neuspjeha; Ovo je prosječna vrijednost trajanja neprekidnog rada sistema između dva kvara.

, (3.7)

gdje je N ukupan broj kvarova;

- vrijeme rada između () i neuspjeha.

.

- vrijeme oporavka. Prosječno vrijeme zastoja u sistemu uzrokovano pronalaženjem i otklanjanjem kvara.

, (3.8)

gdje je trajanje kvara.

gdje je intenzitet restauracije, karakterizira broj restauracija u jedinici vremena.

3.2 Načini poboljšanja pouzdanosti digitalnih sistema

Savremeni digitalni sistemi su složeni geografski raspoređeni tehnički kompleksi koji obavljaju važne zadatke za pravovremen i kvalitetan prenos informacija.

Održavanje i pružanje neophodnih radova na popravci i restauraciji složenih digitalnih sistema je važno pitanje.

Prilikom odabira digitalnih sistema, potrebno je voditi računa o tome da su njihovi proizvođači spremni da pruže tehničku podršku tokom ne samo garancije, već i cijelog vijeka trajanja, tj. prije dostizanja graničnog stanja. Stoga, prilikom donošenja odluke o kupovini digitalnih sistema, operateri treba da uzmu u obzir dugoročne troškove njegovog održavanja i popravke.

Treba napomenuti da kvalitet ponuđenih usluga, kao i visina troškova koje operater kompanija ima u svojim aktivnostima, u velikoj mjeri zavisi od pripreme i organizacije procesa održavanja i popravke digitalnih sistema. Stoga zadatak poboljšanja metoda održavanja i popravke geografski distribuiranih digitalnih sistema postaje sve važniji.

Poznato je da zahtjevi međunarodnih standarda u oblasti kvaliteta obavezuju telekom operatera kao pružaoca usluga da u oblast sistema kvaliteta uključi održavanje i popravku digitalnih sistema.

Kako pokazuje međunarodno iskustvo razvijenih zemalja, u kojima je već prošao period masovne digitalizacije telekomunikacione mreže i uvođenja suštinski novih usluga, ovaj zadatak se efikasno rešava stvaranjem razvijene infrastrukture za organizacionu i tehničku podršku, koja takođe uključuje sistem servisnih centara i servisnih centara.

Stoga bi dobavljači digitalnih sistema trebali organizirati servisne centre za garantno i postgarantno održavanje svoje opreme, njen tekući rad i popravke.

Tipično, struktura sistema servisnog centra uključuje:

glavni servisni centar, koji koordinira rad svih ostalih servisnih centara i ima mogućnost obavljanja najsloženijih vrsta poslova;

regionalni servisni centri;

tehnička služba telekom operatera.

Međutim, kako praksa pokazuje, uz visoku kvalitetu isporučene opreme i njenu široku funkcionalnost, javlja se niz problema:

nedovoljan razvoj (iu nekim slučajevima odsustvo) servisne mreže za isporučene digitalne sisteme;

ima više provajdera digitalnih sistema nego servisnih centara;

visoka cijena popravke digitalnih sistema.

S tim u vezi, dobavljači moraju biti podvrgnuti odgovarajućim zahtjevima za organizaciju održavanja isporučene opreme i vrijeme zamjene neispravnih komponenti digitalnih sistema.

Pošto nivo pogodnosti funkcija održavanja digitalnih sistema varira od sistema do sistema, rad sa različitim sistemima zahteva različit stepen obuke osoblja za održavanje. Kao što pokazuje praksa, dobavljači telekomunikacijske opreme svoju strategiju organizacije servisne podrške grade na različite načine:

stvaranje glavnog servisnog centra tehničke podrške;

stvaranje razvijene mreže regionalnih centara za podršku;

podrška kroz mrežu distributera i predstavništva;

podrška od strane mreže dilera.

Trenutno postoji veliki izbor oblika, metoda i vrsta održavanja. Usluge korisnicima pružaju se u četiri različita oblika:

samoposluživanje od strane samih kupaca;

servis opreme na licu mjesta;

servis u centrima koji ne popravljaju, već zamenjuju;

servis u servisnim centrima.

Posebno treba napomenuti da trenutno ne postoji jedinstven koncept servisnog održavanja.

1. Neke operaterske kompanije smatraju da je glavni zadatak ubrzati popravke, što se postiže zamjenom ploča, pa čak i blokova, koji potom prolaze kroz puni ciklus kontrole i obnavljanja svojih performansi u servisnim centrima opremljenim kompletom. savremene dijagnostičke opreme.

2. Ostale operaterske kompanije radije pristupe popravci na nivou elemenata, za čiju lokalizaciju kvarova koriste najnovije dijagnostičke alate visoke funkcionalne složenosti.

Stoga je sastavni dio sistema održavanja i popravke kao sistema za upravljanje stanjem digitalnih sistema sistem tehničke dijagnostike. Trenutno je opštepriznato da je jedan od važnih načina za poboljšanje operativne pouzdanosti i, u krajnjoj liniji, kvaliteta funkcionisanja digitalnih sistema stvaranje efikasnog sistema tehničke dijagnostike.

Stoga, rješavanje zadataka održavanja i popravke podrazumijeva korištenje odgovarajućeg sistema za tehničku dijagnostiku digitalnih sistema u fazi njihovog rada, koji treba da obezbijedi dvostepenu strategiju otklanjanja kvarova u digitalnim sistemima sa dubinom pretrage, odnosno do tipični zamjenski element (TEZ), ploča i mikrokolo. Uzimajući u obzir proširenje asortimana digitalnih sistema, postoji potreba za smanjenjem zahtjeva za kvalifikacijom osoblja za održavanje tehničkih dijagnostičkih sistema, posebno servisnih i servisnih centara. Dijagnostička oprema namijenjena ovim centrima treba da ima, ako je moguće, indikatore minimalne težine i veličine i da vodi računa o specifičnostima svakog dijagnostičkog objekta.

Trenutno su poznata sljedeća glavna područja rada za poboljšanje pouzdanosti funkcionisanja digitalnih sistema:

1. Prije svega, pouzdanost je poboljšana upotrebom visokopouzdanih komponenti. Ovaj smjer je povezan sa značajnim troškovima i pruža samo rješenje problema pouzdanosti, ali ne i mogućnosti održavanja. Jednostrana orijentacija u kreiranju sistema za postizanje visoke pouzdanosti (zbog upotrebe naprednije elementarne baze i sklopova) nauštrb mogućnosti održavanja, u mnogim slučajevima u konačnici ne dovodi do povećanja faktora raspoloživosti u realnim radnim uvjetima. To je zbog činjenice da čak i visoko kvalificirani stručnjaci koji koriste tradicionalne tehničke dijagnostičke alate troše do 70-80% aktivnog vremena popravke tražeći i locirajući greške u složenim modernim digitalnim sistemima.

Slični dokumenti

Kvalitet kontrole i dijagnostike ne zavisi samo od tehničkih karakteristika kontrolne i dijagnostičke opreme, već i od testiranosti proizvoda koji se testira. Signali koji nastaju tokom rada glavne i kontrolne opreme.

sažetak, dodan 24.12.2008


Pojam i definicije teorije pouzdanosti i tehničke dijagnostike automatizovanih sistema. Organizacija automatizovanog upravljanja u proizvodnim sistemima. Karakteristike i suština glavnih metoda i sredstava savremene tehničke dijagnostike.

kontrolni rad, dodano 23.08.2013


Osnovni teorijski principi rada uređaja za operativnu kontrolu pouzdanosti prenosa informacija. Oprema i metodologija za proračun pouzdanosti prijema informacija o smanjenju sistema digitalnog prenosa ispod graničnih vrednosti za signalne sisteme.

test, dodano 30.10.2016


Vrste i metode redundantnosti kao metoda poboljšanja pouzdanosti tehničkih sistema. Proračun pouzdanosti tehničkih sistema po pouzdanosti njihovih elemenata. Sistemi sa serijskim i paralelnim vezom elemenata. Metode transformacije složenih struktura.

prezentacija, dodano 01.03.2014


Koncept modela digitalnih izvora signala. Programi za simulaciju kola digitalnih uređaja. Postavljanje parametara simulacije. Određivanje maksimalne performanse. Modeli digitalnih komponenti, osnovne metode za njihov razvoj.

seminarski rad, dodan 12.11.2014


Pregled savremenih šema za izradu digitalnih radio prijemnika (RPU). Predstavljanje signala u digitalnom obliku. Elementi digitalnih radio prijemnika: digitalni filteri, detektori, uređaji za digitalnu indikaciju i uređaji za upravljanje i upravljanje.

seminarski rad, dodan 15.12.2009


Načini upravljanja informacijskim riječima i adresama u uređajima za digitalnu automatizaciju. Strukturni i funkcionalni dijagrami upravljačkih uređaja. Osiguravanje pouzdanosti uređaja automatike i računarske tehnologije. Numerička kontrola hardvera modulo.

test, dodano 06.08.2009


Osnove algebre logike. Izrada vremenskog dijagrama kombinacionog logičkog kola. Razvoj digitalnih uređaja na bazi okidača, elektronskih brojača. Izbor elektronskog kola za analogno-digitalnu konverziju električnih signala.

seminarski rad, dodan 11.05.2015


Automatizacija dizajna. Razvoj kola za digitalne uređaje na bazi integrisanih kola različitog stepena integracije. Zahtjevi, metode i alati za izradu štampanih ploča. DipTrace ASP editor. Zahtjevi normativne i tehničke dokumentacije.

izvještaj o praksi, dodan 25.05.2014


Strukturni dijagram digitalnih prenosnih sistema i opreme za ulaz-izlaz signala. Metode kodiranja govora. Karakteristike metoda analogno-digitalne i digitalno-analogne konverzije. Metode za prijenos digitalnih signala male brzine preko digitalnih kanala.

Ugrađena kontrola i dijagnostika digitalnih uređaja. Metode za poboljšanje testiranja digitalnih uređaja

Kvaliteta kontrole i dijagnostike ne zavisi samo od tehničkih karakteristika kontrolno-dijagnostičke opreme, već, prije svega, od provjerenosti (upravljivosti) samog testiranog proizvoda. To znači da je kvalitet verifikacije u velikoj mjeri određen kvalitetom razvoja proizvoda. Najjednostavnije rešenje za poboljšanje kvaliteta kontrole je izlaz nekih unutrašnjih tačaka proizvoda na eksterni konektor. Međutim, broj slobodnih pinova na konektoru je ograničen, tako da je ovaj pristup rijetko dostupan ili dovoljno efikasan. Prihvatljivije rješenje je povezano sa postavljanjem dodatnih funkcionalnih elemenata na ploču, dizajniranih da direktno primaju ili akumuliraju informacije o stanju unutrašnjih tačaka, a zatim ih prenose na obradu na zahtjev uređaja za analizu (vanjskog ili također ugrađenog). ).

Signali koji se javljaju tokom rada glavne i upravljačke opreme, postavljeni zajedno na isti štampani modul ili IC čip, upoređuju se prema određenim pravilima. Kao rezultat takvog poređenja, generiraju se informacije o ispravnom funkcioniranju kontroliranog čvora. Kao redundantna oprema može se koristiti kompletna kopija testiranog čvora (slika 1, a). U ovom slučaju se radi najjednostavnije poređenje dva identična skupa kodova. Kako bi se smanjila količina dodatne opreme za upravljanje, koriste se jednostavniji upravljački uređaji sa redundantnim kodiranjem (Sl. 1, b), ali u isto vrijeme metode za dobijanje upravljačkih omjera postaju složenije.

Rice. jedan. Ugrađene upravljačke sheme sa redundantnim dupliciranjem hardvera (a) i redundantnim kodiranjem operacija:

OS - glavni uređaj; KU - upravljački uređaj;

US - uređaj za poređenje; UK - uređaj za kodiranje:

UOKK - uređaj za obradu kontrolnih kodova;

UD - uređaj za dekodiranje; Z - signal greške.

Redundantno kodiranje se zasniva na uvođenju dodatnih simbola u ulazni, obrađeni i izlazni informacioni signal, koji zajedno sa glavnim formiraju kodove koji imaju svojstva detekcije ili ispravljanja grešaka.

Kao primjer ugrađene kontrole sa redundantnim kodiranjem, razmotrimo jednu od metoda za kontrolu prijenosa informacija: na grupu bitova informacija, koji su jednostavan (tj. neredundantni) kod, jedan redundantni (kontrolni) dodaje se bit, koji nosi informaciju o parnosti i neparnosti prenesene informacije. Vrijednost bita parnosti je jednaka) ako je broj jedinica u prenesenom kodu paran i 1 ako je broj jedinica neparan (slika 2).

Prilikom prijenosa informacija, riječ se prenosi svojom kontrolnom znamenkom. Ako prijemni uređaj otkrije da vrijednost bita za provjeru ne odgovara paritetu zbroja jedinica riječi, to se doživljava kao znak greške u liniji za prijenos informacija.

Rice. 2. Prijenos informacije sa kontrolnom znamenkom: ako je Z=0, tada se informacija prenosi bez greške; ako je Z=1, tada se informacija netačno prenosi; n je broj glavnih kanala; n+1 - dodatna kontrolna znamenka.

Za neparni paritet, potpuni gubitak informacija je kontroliran, jer je kodna riječ koja se sastoji od nula zabranjena.

Ova metoda se koristi u mikroprocesorskim sistemima za kontrolu prijenosa informacija između registara, čitanja informacija u RAM-u i razmjene između uređaja. Trankovi za prijenos podataka čine 60 do 80% cjelokupnog MPS hardvera. Stoga, korištenje pariteta može značajno poboljšati pouzdanost operacija prijenosa informacija.

Rice. 3. Neparno-parni kontrolni krug 8-bitne sabirnice piramidalnog tipa na logičkim elementima XOR s dva ulaza

Drugi primjer bi bili iterativni kodovi. Koriste se za kontrolu prenosa nizova kodova između eksterne memorije i računara, između dva računara iu drugim slučajevima. Iterativni kod se formira dodavanjem dodatnih bitova parnosti u svaki red i svaki stupac prenesenog niza riječi (dvodimenzionalni kod). Osim toga, paritet se može odrediti i dijagonalnim elementima niza riječi (višedimenzionalnog) koda. Detektivnost koda zavisi od broja dodatnih kontrolnih znakova. Omogućava vam da otkrijete više grešaka i lako se sanira.

Najjednostavniji hardverski metodi ugrađenog upravljanja uključuju metodu umnožavanja kola i poređenja izlaznih signala ovih kola (slika 3). Ova metoda se lako može primijeniti za testiranje bilo kojeg kola. Osim toga, ima prednost što može otkriti bilo koju funkcionalnu grešku koja se pojavi u kolu. Nedostatak metode je, prvo, povećanje troškova redundancije i, drugo, neisključivanje vlastitih grešaka rezervne kontrolne opreme.

Moguće je donekle smanjiti troškove hardverskog umnožavanja digitalnih kola korištenjem tzv. dvožične logike. Istovremeno, originalna i rezervna kola se razlikuju po tome što implementiraju inverzne izlaze iu kolu su svi signali istovremeno predstavljeni u direktnom i invertovanom obliku. Poređenje izlaznih signala sa konvencionalnim umnožavanjem vrši se na osnovu njihove jednakosti, a sa dvožičnom logikom - na osnovu njihove nejednakosti.

Za otkrivanje grešaka u kombinacijskim krugovima, posebno za aritmetičke i logičke funkcije koje zavise od dva argumenta, često se koristi metoda pseudoduplikacije. U ovom slučaju, podaci se obrađuju dva puta uzastopno u vremenu, istim redoslijedom, ali na različite načine, i provjeravaju se na njihovu jednakost pomoću posrednog uređaja za pohranu podataka. U ovom slučaju, umjesto potrebne redundancije kola, vrijeme obrade informacija se zapravo povećava.

Slika 4 prikazuje dijagram provjere dvobitne komponente po komponentu logičke unije dva operanda koristeći ALU. Prvo se prekidači S1 i S2 prebacuju u desnu poziciju prema šemi, a sa izlaza ALU-a rezultat operacije se bilježi u registar 3 memorije spojene na jedan od ulaza uporednog kola.

U sljedećem koraku, prekidači S1 i S2 se okreću u lijevi položaj. Visoki i niski bitovi ulaznih brojeva na ALU ulazu se zamjenjuju, a rezultat operacije sa ALU izlaza sa također preuređenim visokim i niskim bitovima ide direktno u kolo za poređenje.

Rice. 4. Šema za provjeru performansi aritmetičkih operacija metodom pseudoduplikacije

Pretpostavimo da se greška "=1" (identična) pojavljuje na izlazu 3 ALU-a i da se operandi 0110 i 0010 bitovski dodaju ALU modulu 2. Ako su prekidači S1 i S2 uključeni u desnu poziciju , tada se u registar 3 upisuje broj 0100. Ako su prekidači prebačeni u lijevi položaj, tj. ALU izlazi primaju brojeve 1100 i 0100, redom, a izlaz je 1100 (uzimajući u obzir grešku =1 na ALU izlazu 3). Ulazi kola za poređenje primaju kodove 0100 - sa izlaza registra 3 i 0110 - sa izlaza ALU-a, koji generišu signal greške.

Ugrađeni kontroler je posebno pogodan za organizaciju kontrole i dijagnostike proizvoda u radnim uslovima, ali može biti koristan i u proizvodnim uslovima, na primer, u proizvodnji LSI mikroprocesorskih kompleta. Da bi se to postiglo, u LSI šemu se uvode dodatni alati koji rekonfigurišu LSI strukturu u režimu testiranja i istovremeno obezbeđuju poboljšanje u kontrolisanosti i vidljivosti svih trigera uključenih u nju (slika 5, a). U ovom slučaju, testiranje složenog LSI pretvara se u relativno jednostavnu proceduru za rekombinacijske krugove uključene u LSI.

Za implementaciju ovog pristupa potrebna su takva sredstva za rekonfiguraciju strukture sekvencijalnog kola tako da upravljački signal prebaci sve okidače iz radnog u testni način, u kojem svi okidači postaju upravljivi i vidljivi (slika 5, b). Najraširenija među ovim metodama je metoda skeniranja **** koja se izvodi kombiniranjem posebnih dodatnih memorijskih elemenata u jedan pomični registar koji pohranjuje unutarnje stanje kola. Skeniranje dodatnih memorijskih elemenata također se može kontrolirati adresiranjem i direktnim odabirom informacija o stanju kola iz dodatne memorije.

Sve ovo komplikuje LSI, ali osigurava ekonomsku izvodljivost. Dakle, za seriju Intel 8086 MP, koja ima površinu čipa od 3 mm2, uvođenje alata za poboljšanje testabilnosti povećava površinu čipa za oko 20%, što smanjuje prinos sa 10% na 12(20)%. Zajedno sa smanjenjem broja kristala na pločici, to dovodi do povećanja troškova proizvodnje za 70%. Ipak, smanjenje troškova testiranja, koji iznosi više od 80% radnog intenziteta proizvodnje LSI-a, u potpunosti nadoknađuje takvo povećanje cijene LSI-a, a složeni PU-ovi su dizajnirani na način da pružaju mogućnost samotestiranja bez učešća eksternog hardvera i softvera.

Za implementaciju samotestiranja kola, dva registra se postavljaju na štampanu ploču ili na mikroprocesorski čip, programiran da obavljaju funkcije generatora pseudo-slučajnog koda i generatora potpisa. U programabilnom ROM-u procesora pohranjen je poseban program za testiranje, koji bi trebao osigurati dosljedno testiranje svih funkcionalnih jedinica mikroprocesora. Generator pseudo-slučajnog koda generiše ulaznu testnu sekvencu poslanu kontrolisanim softverski dostupnim blokovima mikroprocesora, a generator potpisa uklanja odgovarajuće kontrolne potpise sa izlaza mikroprocesora, koji se zauzvrat upoređuju sa referentnim pohranjenim u ROM-u. . Rezultat poređenja daje informaciju mikroprocesoru o njegovom stanju.

LSI samodijagnostika je prirodan razvoj strukturalnog pristupa dizajnu uređaja za testiranje. Kombinacija ugrađenih alata za testiranje (end-to-end registra pomaka za stanja skeniranja, generator pseudo-slučajnog testnog koda, registar za analizu potpisa) omogućava vam da organizirate samotestiranje kristala, poluvodičkih pločica, mikro krugova i štampanih sklopovi kola. Budući da cijena samodijagnostičkih alata ostaje približno ista, a trošak testiranja standardnim metodama eksponencijalno raste, može se pretpostaviti da će s povećanjem zasićenosti VLSI (stepen integracije) samodijagnostički alati postati obavezni. .

Rice. 5. Ugrađena kontrola LIS MP. Rekonfiguracija LSI strukture u test modu pomoću dodatnih okidača (a) i posebne memorije (b)

LITERATURA

1. B. Habarov, G. Kulikov, A. Paramonov. Tehnička dijagnostika i popravka kućne radioelektronske opreme. - Minsk: Izdavač: Hot Line - Telekom, 2004. - 376 str.

2. Davidson G. Otklanjanje kvarova i popravka elektronske opreme bez kola. 2. izdanje. M. Izdavač: DMK Press. 2005, - 544 str.

3. Ignatovič V.G., Mitjuhin A.I. - Podešavanje i popravka elektronske opreme. - Minsk: "Najviša škola", 2002. - 366 str.

4. N.I. Domaryonok, N.S. Sobchuk. "Fizičke osnove dijagnostike i nedestruktivne kontrole kvaliteta IEA", - Mn., BSUIR, 2001.