Бережна Марина Анатоліївна. Методи логічного проектування дискретних пристроїв з убудованими засобами діагностування

brief description

Бережна Марина Анатоліївна. Методи логічного проектування дискретних пристроїв з убудованими засобами діагностування: дисертація канд. техн. наук: 05.13.12 / Харківський національний ун-т радіоелектроніки. - Х., 2003.

Бережна М.А.Методи логічного проектування дискретних пристроїв з убудованими засобами діагностування. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.12 - системи автоматизації проектувальних робіт. Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2003р.
Робота присвячена розробці моделей, методів і алгоритмів тестопригодного проектування дискретних пристроїв, у яких процедури перевірки справності здійснюються убудованими засобами діагностування.
Запропоновано нові методи побудови діагностичних експериментів, засновані на використанні інформації функціонального і вентильного рівнів проектування з метою мінімізації витрат на діагностичне забезпечення. Розроблено метод і алгоритми тестопригодного проектування, що передбачають виключення функціональної і схемної надлишковості на етапі кодування станів автоматних моделей і синтезу комбінаційної частини пристрою. Запропоновано новий метод аналізу комбінаційної надлишковості, заснований на використанні модифікованої еквівалентної форми булевої функції. Розроблено процедуру аналізу і запропонована нова модель багатовиходової комбінаційної схеми у вигляді графа основних суттєвих вершин з розгалуженнями, визначені необхідні і достатні умови синдромного тестування схем при організації псевдовичерпного тестування. Запропоновано нову універсальну модель синдромно-сигнатурного аналізатора. Розроблено нові ефективні методи логічного проектування синдромно тестуємих схем на програмувальних матрицях логіки, синтезу синхронних і асинхронних пристроїв на основі використання зворотних таблиць переходів їхніх автоматних моделей.

У дисертації надано теоретичний аналіз, узагальнення і новий розв’язок задачі виконання процедури убудованого тестового діагностування дискретних пристроїв. Розроблені й удосконалені моделі, методи й алгоритми тестопригодного проектування систем на одному кристалі дозволяють підвищити ефективність процедури верифікації цифрового пристрою на функціональному і схемному рівнях проектування і можливість реалізації тестового діагностування НВІС на їхній робочій частоті з гарантованою повнотою і мінімальними апаратурними витратами.
Основні наукові і практичні результати роботи:
1. Запропоноване використовувати сполучення інформації функціонального і схемного рівнів проектування ДП з метою мінімізації витрат на верифікацію ОП. Показано, що виключення функціональної і схемної надлишковості ОП дозволяє використовувати тести функціонального рівня для верифікації проектів схемного рівня з гарантованою повнотою покриття несправностей вентильного рівня.
2. Розроблено метод і алгоритми тестопригодного проектування ДП на ПЛІС, заснований на способі довизначення станів автоматних моделей, що виключає функціональну надликовість, і R-зчисленні надлишковості букв у модифікованій еквівалентній формі зображення функцій збудження і виходів послідовносної схеми.
3. У результаті аналізу ненадлишкових схем на ПЛІС визначені умови прояву довільних константних несправностей на виходах схеми, що спостерігаються, і достатні умови їхнього виявлення шляхом верифікації синдромної функції багатовиходової комбінаційної схеми.
4. Запропоновано процедуру аналізу і модель МКС у вигляді орієнтованого графа основних суттєвих вершин з розгалуженнями для виявлення пар залежних виходів. За допомогою цієї моделі визначені необхідні і достатні умови синдромного тестування несправностей константного типу в МКС.
5. Розроблено метод логічного проектування МКС на ПЛІС, що передбачає реалізацію кожної функції МКС частково однорідною схемою, виявлення умов синдромного тестування і перевірку справності МКС шляхом підрахунку двох спектральних коефіцієнтівісиндромної функції МКС, що дозволяє знайти 100% одиночних константних несправностей внутрішніх вузлів схеми і кратних несправностей на її первинних входах.
6. Запропоновано універсальну модель синдромно-сигнатурного аналізатора, що заснована на використанні СР і схем, що комутуються, лінійних і нелінійних зворотних зв'язків. Показано, що запропонований підхід дозволяє в 2nраз підвищити ефективність виявлення несправностей убудованими засобами діагностування, де n-розрядність СР.
7. Запропоновано і розроблено метод синтезу синхронних і асинхронних ДП на основі використання зворотних таблиць переходів автоматних моделей послідовносних схем, що дозволяють вирішити задачу протогоночного і безнадлишкового кодування станів, реалізації функцій збудження елементів пам'яті на ПЛІС типу CPLD з мінімальним числом термів.
8. Запропоновано ефективну схему убудованого тестування двовимірних однорідних структур псевдовичерпними тестами на прикладі матричних умножителів, розроблені моделі рівнобіжних умножителів мовою VHDL, за допомогою яких моделювалося покриття несправностей функціонального і схемного рівнів, аналіз якого показав, що запропонована процедура тестування забезпечує близьке до 100% покриття несправностей обох рівнів.