Kursusetöö ülesanne
aines
"Digitaalsüsteemide diagnostika"
Kursusetöö eesmärk:
Õppida tundma digitaalskeemide rikete mudeleid, testide sünteesi ja
analüüsi meetodeid ning uurida eksperimentaalselt
nende kasutamise efektiivsust digitaalskeemides, kasutades vastavaid CAD vahendeid skeemide disainiks ja diagnostikaprobleemide
lahendamiseks.
- Uurimisobjektina sünteesida
kombinatsioonskeem Boole'i
funktsioonile Y = ØyiÚ yj., kasutades avaldistes antud loogikaelemente AND,
OR ja NOT, muutmata seejuures avaldistega etteantud loogikastruktuuri,
s.t. mitte kasutada lihtsustusi ja optimeerimist.
Väärtused (i,j) on antud tabelis vastavalt variandi numbrile.
y1
= ¬x1(x2 Ú x3)(x4
Ú ¬x2) Ú x1(¬x5 x6 Ú x2) Ú x5¬x6 Ú ¬x2¬x3 x4
y2
= x2(x5 Ú ¬x1
x3) Ú x6 Ú ¬x2(x5 ¬x6 Ú x3) Ú (x4 Ú ¬x1 x4¬x5)
y3
= ¬x3(x4 x6 ¬x1 Ú x1¬x2)
Ú x3(¬x5 Ú x1¬x6) Ú x2¬x3 x5
y4
= x1(¬x6 Ú ¬x2
x3)(x2 Ú ¬x4¬x5) Ú ¬x1 (x3 x6 Ú x2¬x3) x4 x5
y5
= x3(x1 Ú ¬x2
x5) Ú ¬x2(x4 Ú ¬x3¬x5) Ú ¬x4 (x2 ¬x3 Ú x5 x6)
y6
= x1 x2(x3 Ú ¬x4)
Ú ¬x1(x2 Ú x5)( ¬x2 Ú ¬x3 x6) Ú x1¬x6
y7
= ¬x3 x4(¬x2 Ú ¬x1
x5) Ú ¬x4(x3 Ú x1¬x6) Ú ¬x3(¬x1 x4 Ú x2)
y8
= x3 (¬x1 Ú ¬x2
x4) Ú x1 x5 (¬x3¬x4 Ú x6) Ú x2¬x3 (x4 Ú ¬x5¬x6)
y9
= ¬x2(¬x5 Ú x1 x3) Ú x5 (¬x6 Ú x2¬x3¬x4) Ú x4 (¬x2 x3 Ú ¬x5 x6)
y10
= ¬x1(x2 Ú ¬x5)(¬x2
Ú ¬x3 x6) Ú x1 (x3¬x6 Ú x2¬x3) x4 x5
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
(1,2) |
(1,3) |
(1,4) |
(1,5) |
(1,6) |
(1,7) |
(1,8) |
(2,3) |
(2,4) |
(2,5) |
|
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
(2,6) |
(2,7) |
(2,8) |
(3,4) |
(3,5) |
(3,6) |
(3,7) |
(3,8) |
(4,5) |
(4,6) |
|
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
(4,7) |
(4,8) |
(5,6) |
(5,7) |
(5,8) |
(6,7) |
(6,8) |
(7,8) |
(1,9) |
(2,9) |
|
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
|
(3,9) |
(4,9) |
(5,9) |
(6,9) |
(7,9) |
(8,9) |
(1,10) |
(2,10) |
(3,10) |
(4,10) |
|
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
|
(5,10) |
(6,10) |
(7,10) |
(8,10) |
(9,10) |
(9,7) |
(9,6) |
(8,5) |
(7,4) |
(6,3) |
- Sisestada skeem
arvutisse, kasutades
CAD süsteemi Cadence redaktorit
- Lahendada kaks
Boole'i differentsiaalvõrrandit
(k=1, ... 6):
¶Y/¶yi ^ ¶yi/¶xk1 = 1, var1: k=1, var2: k=2, ... var6: k=6, var7: k=1 jne.
¶Y/¶yj ^ ¶yj/¶xk1 = 1, var1: k=1, var2: k=2, ... var6: k=6, var7: k=1 jne.
NB! Indeks k1 tähendab, et tegemist on literaaliga
(avaldises vasakult poolt esimesega), mitte muutujaga x k.
Siin on mõeldud, et xk1
muutub, aga xk jääb ise muutumatuks (s.t. rike on skeemi
harus xk1, aga mitte sisendis xk)
- Sünteesida projekteeritud
skeemi struktuurne otsustusdiagramm.
- Sünteesida projekteeritud
skeemi funktsionaalne optimeeritud otsustusdiagramm.
Konstrueerida diagrammi
abil testid kõigile kuuele sisendile.
- Genereerida käsitsi
vabal meetodil testid, mis avastaksid projekteeritud skeemis kõik mitteliiased rikked const. 0
ja const
1. Teha kindlaks, millised rikked on liiased.
- Genereerida käsitsi
vabal meetodil testid, mis avastaksid projekteeritud skeemis lühised järgmiste sisendite vahel: 1/2, 3/4, 5/6, 2/3, 4/5 (kasutades lühise AND-mudelit: kui a ja b on lühises, siis a ja b väärtused muutuvad järgnevalt: a = ab ja
b = ab)
- Genereerida testid,
mis avastaksid viitevead harudes x11,
x21, x31, x41, x51 ja x61.
- Leida, millised
konstant tüüpi rikked avastavad skeemis testvektorid:
000000, 111111, 010101, 101010, 001100, 110011, 000111 ja 111000.
- Määrata punktis
6 projekteeritud testide
kvaliteet diagnostikatarkvara
Turbo-Tester (TT) rikete simulaatoriga.
Märkida ventiilskeemile
avastamata jäänud rikked. Trükkida välja rikete diagnostikatabel.
- Määrata rikete
tabeli abil skeemi diagnoosid juhtumitel, kus punktis 6 projekteeritud testi puhul järgmised vektorid annaksid reaalsel testimisel negatiivse tulemuse (s.t. avastaksid väljundis vale signaali): (1,2), (2,4,5) ja (3,6).
- Genereerida TT-ga
skeemile test. Võrrelda
TT testi ja
käsitsi projekteeritud
testide kvaliteete.
- Võrrelda TT deterministliku
ja juhuslike
arvude generaatoril põhineva testide sünteesi effektiivsusi ja erinevusi nii ventiil- kui ka makrotasemel
esitatud objektide puhul. Miks on rikete arvud nendel mudelitel erinevad? Miks on testide sünteesi efektiivsus erinev?
- Esitada aruanne,
mis sisaldaks järgmist:
- projekteeritud skeemi
väljatrükk
- skeemi mudelid
struktuurse ja optimeeritud funktsionaalse
otsustusdiagrammina
- vastused kõikidele
ülal esitatud küsimustele ja ülesannetele
- kokkuvõte ja järeldused tehtud tööst
Aruande esitamise tähtaeg: eksamil
Prof. Raimund UbarJuhend Boole'i tuletiste arvutamisprotsessi lihtsustamiseks:
http://www.pld.ttu.ee/~raiub/web_0103/diagnostika/loengukiled/, avada
fail: BD_calculation.rtf