Сигнатурный анализ

Для сложных вычислительных систем, обладающих большим объемом памяти и разветвленной логикой, объемы диагностичес­кой информации могут оказаться очень большими и потребовать неприемлемых аппаратурных и временных затрат. В этом случае применяется сжатие диагностической информации. Основным ме­тодом сжатия является сигнатурный анализ.

На рисунке 1 приведена схема диагностирования сложного вычис­лительного устройства, оформленного в виде большой интеграль­ной схемы (БИС). Последняя имеет m входов и один выход и явля­ется элементом некоторой сложной микропроцессорной системы. Для проверки БИС используется проверяющий тест (в виде ВВП), содержащий последовательность входных наборов размерности m. Предположим, что эта последовательность содержит 100 наборов.

Рисунок 1 – Схема диагностирования БИС

Процесс диагностирования БИС состоит из двух процедур. Пер­вая процедура заключается в подаче на вход БИС 100 наборов теста и в фиксации последовательности сигналов на выходе. Для этого тре­буется регистр, имеющий 100 разрядов. Вторая процедура состоит в сравнении последовательности ответов с эталонной последователь­ностью, для хранения которой также требуется 100-разрядный регистр. Если эти две последовательности не совпадают хотя бы в одном раз­ряде, делается вывод о наличии в БИС неисправности.

Данный процесс может быть реализован как аппаратными сред­ствами, так и программным путем. При использовании аппарат­ных средств, кроме сложных регистров, необходима еще и более сложная схема сравнения. При применении программного метода требуется большое время для последовательного сравнения 100 бит.

Сжатие информации заключается в том, что 100-разрядный век­тор выходных сигналов по какому-то правилу (алгоритму) заменя­ется вектором с существенно меньшим числом разрядов. Такая же операция производится и с эталонным вектором. Уменьшение числа разрядов сравниваемых векторов существенно уменьшает аппара­турные и временные затраты. Однако при этом имеет место потеря некоторой информации, в результате чего ряд неисправностей БИС не будут искажать выходной вектор и не будут обнаружены.

Максимальное сжатие информации происходит тогда, когда 100-­разрядный (в общем случае n-разрядный) вектор преобразуется в одноразрядный вектор по принципу четности числа единиц. Для этого выход схемы подключается к Т-триггеру (рисунок 2). В этом слу­чае эталонный вектор содержит нечетное (или четное) число единиц. Если после поступления тестовой последовательности на вход БИС триггер окажется в состоянии 0, то это будет означать, что в схеме есть неисправность. Если же при наличии неисправности триггер бу­дет находиться в состоянии 1, то неисправность не обнаруживается.

Рисунок 2 – Схема диагностирования по принципу четности единиц

Предположим, что появление всех искаженных выходных век­торов равновероятно, т.е. что половина всех неисправностей БИС нарушает четность вектора, а половина не нарушает. Тогда веро­ятность того, что неисправность будет обнаружена, равна 0,5. Столь низкая вероятность обнаружения неисправности есть следствие максимального сжатия информации.

На практике применяются такие способы сжатия информации, которые лишь незначительно уменьшают вероятность обнаруже­ния неисправности.

Будем представлять двоичный вектор выходных сигналов в виде многочлена f (х) относительно пе­ременной х, расположенного по убывающим степеням с коэффициентами 0 и 1. Например, 9-разрядный вектор (n=9) представляется в виде многочлена, например: 110100001 можно представить в виде полинома:

Поиск по сайту: