Diagnostika počítačů DGP_04

1. Diagnostika počítačů DGP_04 Prof. Ing. Karel Vlček, CSc. karel.vlcek@vsb.cz Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO

2. Návrh pro snadnou diagnostiku • Vývoj metod návrhu pro snadnou diagnostiku se soustředil na usnadnění vnějších periodických testů • Metody návrhu pro snadnou diagnostiku lze rozdělit na metody heuristické a algoritmické • Heuristické metody jsou vždy optimálně zvoleny ke konkrétnímu účelu, v jiných případech nejsou účinné • Algoritmické metody jsou univerzální, ale nehospodárné Diagnostika počítačů

3. Kombinační obvod Registr Registr Kombinační obvod Kombinační obvod Strukturovaný návrh (1) • Navrhovaný obvod má celkovou strukturu rozdělenou na obvody kombinační a sekvenční Diagnostika počítačů

4. Strukturovaný návrh (2) • Sekvenční prvky jsou dostupné zvenčí, to je označováno slovem „scan“ • „scan-in“ značí přímý zápis informace • „scan-out“ značí přímé čtení informace • Podle přístupu se dělí tyto metody na sériové a na paralelní Diagnostika počítačů

5. Metody se sériovým přístupem • V diagnostickém režimu jsou zapisovány informace do sekvenčních obvodů sériově – registry fungují jako posuvné registry • Sériové je i čtení odezev na test • Registry mohou být v režimu zápisu i v režimu čtení seřazeny tak, že tvoří jeden dlouhý posuvný registr • Ovládání registrů v diagnostickém režimu zůstává společné zapojení je jednoduché • Nevýhoda – dlouhá doba testování Diagnostika počítačů

6. LSSD (Level Sensitive Scan Design) • Metoda LSSD je nejznámější metodou se sériovým přístupem • Byla vyvinuta firmou IBM a používá se dnes u všech počítačů kromě osobních počítačů • Sekvenční prvek je tvořený dvěma klopnými obvody typu „latch“, které jsou pro funkci FF („Flip-Flop“) řízeny dvěma průběhy s nepřekrývající se úrovní otevření • Tím je zajištěno, že pravděpodobnost poruchy sekvenčního prvku je malá Diagnostika počítačů

7. Metody s paralelním přístupem • Název používaný pro metody s paralelním přístupem je RAS (Random Access Scan) • Metoda byla vyvinuta japonskou firmou Fujitsu • Při zápisu i při čtení je diagnostická informace adresována přímo do struktury testovaného obvodu • Tím se metoda s paralelním přístupem pro zápis a čtení diagnostických informací podobá struktuře paměti RAM Diagnostika počítačů

8. Srovnání vlastností LSSD a RAS • Náklady na aplikaci LSSD a RAS se liší: • Paměťový prvek RAS je jednodušší, jednodušší je i ovládání pouze jedním synchronizačním signálem • U metody RAS je složitější adresace registrů a větší nároky na primární vstupy • Metoda RAS je rychlejší: test má méně kroků • Čtení se však provádí méně často (50% vzorků), tím se výhoda smazává Diagnostika počítačů

9. Kategorizace metod podle přístupu Metody se nazývají: • SISO (Serial Input Serial Output) • SIPO (Serial Input Parallel Output) • PISO (Parallel Input Serial Output) a • PIPO (Parallel Input Parallel Output) • Metoda ARAS je kombinací metod LSSD se sériovým a RAS paralelním zápisem, byla vyvinuta firmou Amdahl Diagnostika počítačů

10. Metoda „Boundary-Scan“ • Metoda „Boundary-Scan“ jeprvní metodou, která byla standardizována • Standardizaci provedla pracovní skupina JTAG (Joint Task Action Group) • Název metody je Boundary-Scan Test (B-ST) a označení IEEE 1149.1-1990 • Metoda je organizována jako SISO pro výhodu která plyne z možnosti uspořádání obvodů do větších celků, aniž by se tím změnil princip řízení testu Diagnostika počítačů

11. Vlastnosti metody „B-ST“ (1) • Metoda B-ST je navržena pro odhalování poruch, které vznikají při montáži integrovaných obvodů na desku plošného spoje • Režimy testování jsou „vnější“ (External Test), „vnitřní“ (Internal Test) a „autonomní“ (Run-BIST Test) • Metoda je doplněna o další užitečné testy: například identifikace obvodů podle čísla nebo vynechání obvodu z testu pomocí „bypass“ registru Diagnostika počítačů

12. Vlastnosti metody „B-ST“ (2) • Dnes jsou již všechny obvody vysoké a velmi vysoké integrace vybaveny rozhraním pro provádění testů podle metodiky B-ST • Řízení testování je velmi propracované a je podporované přístroji typu logický analyzátor s přímým vstupem dat testu a vyhodnocováním odezev podle simulací • Popis testu se provádí pomocí jazyka BSDL (Boundary Scan Design Language) Diagnostika počítačů

13. Literatura • Hlavička J.: Diagnostika a spolehlivost, Vydavatelství ČVUT, Praha (1990), ISBN 80-01-01846-6 • Musil, V., Vlček, K.: Diagnostika elektronických obvodů, TEMPUS Equator S_JEP-09468-95, ÚMEL, FEI VUT v Brně (1998) • Hlavička, J., Kottek, E., Zelený, J.: Diagnostika Elektronických číslicových obvodů, Praha SNTL (1982) • Drábek, V.: Spolehlivost a diagnostika, VUT Brno, (1983) • Hławiczka, A.: P1149, Warszawa (1993), ISBN 83-204-1518-7 Diagnostika počítačů