1 / 25

Diagnostika počítačů DGP_07

Diagnostika počítačů DGP_07. Prof. Ing. Karel Vlček, CSc. karel.vlcek@vsb.cz Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO. Testování obvodů LSI a VLSI. Testování integrovaných obvodů je efektivní při použití vestavěných diagnostických prostředků

gloria-mendoza
Télécharger la présentation

Diagnostika počítačů DGP_07

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Diagnostika počítačů DGP_07 Prof. Ing. Karel Vlček, CSc. karel.vlcek@vsb.cz Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO

  2. Testování obvodů LSI a VLSI • Testování integrovaných obvodů je efektivní při použití vestavěných diagnostickýchprostředků • Pokud testování provádí samotný výrobce, je časté použití vnějšího testeru – důvodem je testování speciálních parametrů • Testování v aplikačním zapojení se provádí zejména u pamětí • Speciální testovací postupy jsou používané při testování mikroprocesorů Diagnostika počítačů

  3. Testování mikroprocesorů • Testování je obtížné proto, že mikroprocesory mají velmi složitou funkci a strukturu a velmi malý počet vývodů • Testováním mikroprocesorů se zabývají zpravidla jejich výrobci, protože ti mají potřebné informace o jejich architektuře • Výrobci testují velká množství mikroprocesorů a mohou tedy investovat do nákladných testerů a speciálních přípravků pro testování Diagnostika počítačů

  4. Výrobní testy mikroprocesorů Testy probíhají ve třech fázích: • Testování čipů, které je prováděno před zapouzdřením, jsou to test statický, test dynamický, test vybraných mezních parametrů • Třídicí testy pouzder – parametrické testování, dynamické testování • Testování spolehlivosti: napěťové namáhání, dynamické zahořování, testování životnosti Diagnostika počítačů

  5. Uživatelské testy mikroprocesorů (1) • Uživatel testuje pouze malá množství obvodů – zkoušeče jsou cenově náročné • Při generování testů uživatel obvykle převezme (koupí) část testu výrobce, na který stačí jeho zkoušeč • Proto uživatel provádí zpravidla pouze testování funkce mikroprocesoru, ne testování strukturní, které je mnohem náročnější • Publikované schéma je vždy zjednodušené Diagnostika počítačů

  6. Uživatelské testy mikroprocesorů (2) Uživatelský test mikroprocesoru obsahuje: • Reset • Test čítače instrukcí • Test adresace registrů • Přesuny dat mezi registry • Řízení zásobníkové paměti • Funkce ALU (aritmetické – logické jednotky) • Test střádače • Test zbývajících funkcí dekodéru instrukcí Diagnostika počítačů

  7. Uživatelské testy mikroprocesorů (3) Uživatelské testy se provádějí jako: • Přejímací testy (za účelem reklamace) • Periodické testy (za účelem profylaktickým) • Náhrada testu aplikační úlohou je nejméně vhodnou metodou testování, protože je testována pouze velmi malá část funkčních jednotek mikroprocesoru • Vhodnější je provádět test dostatečně dlouhou pseudonáhodnou posloupností Diagnostika počítačů

  8. Uživatelské testy mikroprocesorů (4) Vzhledem k ceně zkoušečů je možné vnější test provádět náhradním způsobem: • Emulací funkce ze záznamu odezev v paměti • Emulací v reálném čase – při běhu (nákladné testování), je nutné zakoupit emulátor, který je zapouzdřený do speciálního pouzdra • Komparací se záznamem odezev • Plně komparační test podle etalonu (levné testování), nese však s sebou obtíže při získávání a údržbě etalonu Diagnostika počítačů

  9. Testování pamětí • Při testování pamětí je nezbytné pracovat s podrobným modelem poruchy, který respektuje technologické vlastnosti vysoké integrace (pronikání náboje tenkou izolací) • Test musí být testem funkčním, alesoučasně • Test paměti musí být testem struktury • Testy jsou málo závislé na typu paměti (RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, …) Diagnostika počítačů

  10. Typy testů pamětí – poruchy mimo matici paměťových buněk Jiné jsou testy pro detekci poruchy mimo paměťovou matici, testují: • Poruchy adresových dekodérů • Chybějící adresu • „Zkrat“ adres – adresy se překrývají • Průrazy a svody na vstupech • Hromadění náboje na budičích nebo sběrnicích (dlouhá vybavovací doba) • Setrvačnost čtecích zesilovačů (čtení vzorků) Diagnostika počítačů

  11. Typy testů pamětí – poruchy uvnitř matice paměťových buněk (1) Jiné jsou testy pro detekci poruchy uvnitř paměťové matice: • Pasivní poruchy (v ustáleném stavu) • Bez vlivu okolí (model poruch t0, t1, …) • Vliv sousedících buněk – „prosakování“ náboje do sousedních buněk Diagnostika počítačů

  12. Typy testů pamětí – poruchy uvnitř matice paměťových buněk (2) • Aktivní poruchy (zjišťuje se tak, že se zapisuje a čte jinou adresou) • Dlouhá doba zotavení po zápisu • Krátká doba obnovení informace (dyn. paměti) • Nestálá porucha (po zásahu buňky částicí alfa) Diagnostika počítačů

  13. Vzorky pro testy pamětí RAM • Vzorek typu N – počet kroků je lineárně závislý na počtu bitů • Vzorek typu N2– počet kroků je úměrný druhé mocnině počtu bitů • Vzorek typu N3/2– počet kroků je úměrný součinu N•N1/2 Diagnostika počítačů

  14. Vzorek typuN (1) • Nejjednodušší způsob testování paměti je zápis určité hodnoty na všechna paměťová místa a opětovné přečtení této hodnoty • Je to velmi nedokonalý test, pokud by dekodér nefungoval vůbec, mohl by test proběhnout správně, protože všechny hodnoty byly zapisovány na stejné adresy a pak z ní byly opět čteny • Je lépe používat střídající se hodnoty, test se nazývá šachovnice Diagnostika počítačů

  15. Vzorek typuN (2) • Jiným testem s počtem kroků úměrným počtu bitů v paměťové matici je zápis hodnoty bitu parity adresy paměťové buňky • Vzorkem testu N je také zápis „diagonála“, který zapisuje jednu odlišnou hodnotu v každém řádku a v každém sloupci • Každý z těchto vzorků as zapisuje v obou binárních hodnotách a následuje čtení celé matice • Délka testů typu N je tedy vždy 4N Diagnostika počítačů

  16. Vzorek typuN (3) Postupující jedničky a postupující nuly patří k nejčastějším vzorkům typu N: • Zápis pozadí (0) • Čtení i-té buňky a zápis inverzní hodnoty od i=1 do i=N • Čtení i-té buňky a zápis inverzní hodnoty od i=N do i=1 • Zápis pozadí (1) • Opakování předcházejících dvou kroků – délka testu je 10N Diagnostika počítačů

  17. Vzorek typuN2 (1) K nejdůležitějším vzorkům typu N2patří putující jednička (nula) a GALPAT Putující jednička: • Zápis pozadí (0) • Zápis inverzní hodnoty do i-té buňky, čtení i-té buňky a zápis původní hodnoty do i-té buňky (pro i=1 až N) • Zápis pozadí (1) • Opakování druhého kroku • Délka testu je 2(N2 + N) Diagnostika počítačů

  18. Vzorek typuN2 (2) Galpat (Galloping Pattern): • Zápis pozadí (0) • Zápis inverzní hodnoty do i-té buňky, čtení i-té, i+1, i, i+2, …, i+N-1, i buňky a zápis původní hodnoty do i-té buňky (pro i=1 až N) • Zápis pozadí (1) • Opakování druhého kroku • Délka testu je 2(2N2 + N) Diagnostika počítačů

  19. Vzorek typuN3/2 (1) Vzorky jsou: posouvaná diagonála Délka posloupnosti adresovaných buněk je vždy stejná: N3/2 • Zápis pozadí (0) • Zápis inverzní hodnoty, čtení všech buněk diagonály paměti začínající v i-tém prvku • Zápis pozadí (1) • Opakování zápisu a čtení z 2. kroku • Délka testu je 2(N3/2+2N) Diagnostika počítačů

  20. Vzorek typuN3/2 (2) Redukovaný GALPAT • Vychází z testu GALPAT s tím rozdílem se čte pouze sloupec a řádek, ve kterém se buňka nachází • Detekční schopnost je jako u GALPAT • Netestuje se interakce mezi buňkami • Celková délka testu je 2(4N3/2+8N) Diagnostika počítačů

  21. Vzorek typuN3/2 (3) Diagonální GALPAT • Čtené buňky jsou rozložené po diagonále • Zápis pozadí (0) • Čtení buněk s adresou i-1a i • Zápis inverzní hodnoty, čtení všech buněk diagonály paměti začínající v i-tém prvku • Zápis pozadí (1) • Opakování zápisu a čtení z 2. kroku • Délka testu je 2(3N3/2+5N) Diagnostika počítačů

  22. Parametrické testy (1) • Mezi parametrické testy pamětí patří například test doby obnovení u dynamických pamětí • Test spočívá v zápisu informace do paměti a čtení zapsané informace za dobu, která je zaručována technickými podmínkami • Zapisuje se obvykle celý řádek a čte se po sloupcích • Nejjednodušší realizací podmínek testu je zastavení zdroje synchronizace Diagnostika počítačů

  23. Parametrické testy (2) • Výsledkem testu je zpravidla dvojrozměrné pole hodnot tzv. „Shmoo plot“ (viz příklad) Diagnostika počítačů

  24. Testování permanentních pamětí • Testování pevných pamětí, přestože se jedná o kombinační obvody, vyžaduje podobné testy, jako paměti pro zápis a čtení • Test obsahuje části, které prověřují dekodéry, čtecí zesilovače a paměťovou matici zvlášť • Aby mohl test podle těchto kriterií proběhnout, musí být u pamětí programovaných u zákazníka zajištěno čtení tzv. přídavných řádků a sloupců, ve kterých je informace, která umožní test výstupních proudů • Přídavný vstup (vstup +9V) aktivuje dekodér Diagnostika počítačů

  25. 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

More Related