Поиск неисправностей с использованием данных моделирования исправного устройства

Реферат по дисциплине «Интеллектуальные системы принятия решений в сфере тех-нической диагностики» на тему: «Поиск неисправностей с использованием данных моделирования исправного устройства» Определение места неисправности по результатам измерений на внеш-них выходах.По-видимому, наиболее простой способ определения неис-правности в выделении части (подсхемы) исправного устройства, включаю-щей в себя элементы, от которых имеются пути до внешнего выхода с непра-вильным значением сигнала хотя бы при одном входном наборе. возможно, что при проверке будут получены неправильные значения сигналов на не-скольких внешних выходах.

Тогда можно получить несколько разных под-схем. Очевидно, любая из них будет содержать по крайней мере одну факти-ческую неисправность. Если для неисправного устройства приемлема гипо-теза об одиночной неисправности, то естественно выполнить пересечение подсхем и найти их общую часть.Т.к. каждая из исходных схем содержала неисправность, то полученная результирующая подсхема также будет содер-жать неисправность.

Для реализации способа подсхем необходимо знать выходы с непра-вильными значениями сигналов и структуру исправного устройства. К недос-татку способа следует отнести невысокую (в общем случае) глубину поиска неисправности. Известен метод, ориентированный на более исчерпывающий анализ ре-акций объекта диагностирования и данных об исправном устройстве.Его ос-нову составляют процедуры, подобные тем, которые используются в широко распространенном D-алгоритме построения тестов.

Метод предполагает не-обходимым задание в качестве исходной информации не только данных мо-делирования и структуры исправного устройства, но и таблиц покрытий для элементов в виде так называемых D-кубов.По известным выходным реакци-ям объекта диагностирования определяются состояния линий связи (нор-мальное, константа 1, константа 0), не противоречащие полученным значе-ниям на выходах. Метод может быть рекомендован не во всех случаях ввиду его высокой вычислительной солжности.

Определение места неисправности с использованием ло¬гического зонда. В наиболее развитых системах автомати¬зации диагностирования пре-дусматриваются специальные технические средства для измерения сигналов на внутрен¬них точках устройства. Локализация неисправности ведет¬ся в ре-жиме диалога между ЭВМ и оператором. ЭВМ вы¬дает указания оператору об очередной точке, в которой надо провести измерение.Результат измерения поступает в ЭВМ, обрабатывается, и оператору выдается сообщение о новой точке измерения.

Процесс повторяется до тех пор, пока ЭВМ не укажет точ-ное место неисправности или не будут исчерпаны возможности программно-го обеспечения по уточнению места неисправности. В некоторых системах возможно автоматическое подключение к заданным точкам с помощью спе-циального контактного устройства.Однако в силу технической сложности таких контактных устройств, трудности перенастройки на новые объекты ди-агностирования их применение ограничено.

Для измерения сигнала в ЦУ используют логический зонд. Его функ-ции – съем, регистрация и передача в ЭВМ логических уровней сигналов. Различают одноконтактные и многоконтактные зонды. Последние позволяют осуществлять съем, регистрацию и пересылку в ЭВМ значений сигналов сра-зу с нескольких точек. Примером такого зонда является зонд типа «клипса», который с помощью специального зажима подключается сразу ко всем кон-тактам корпуса интегральной микросхемы.Во многих системах диагности-рования (особенно среди предназначенных для диагностирования микропро-цессорных устройств) логический зонд содержит сигнатурный генератор, ко-торый используется для уменьшения объема данных, поступающих в ЭВМ для последующей обработки.

При очередном измерении могут регистрироваться значения сигналов при всех наборах тестовой последовательности либо только при наборах, указанных ЭВМ. Реализация первого варианта измерений всегда предполага-ет повторную подачу тестовой последовательности и используется при поис-ке неисправностей в последовательном устройстве.

В комбинационном уст-ройстве измерения и анализ полученных значений обычно выполняется при некотором фиксированном наборе. Результаты измерений сравниваются с эталонным значением. Эталонные значения вырабатываются физическим эталоном объекта диагностирования (в простейшем случае параллельно объ-екту диагностирования подключается его заведомо исправная копия) или го-товая заранее путем математического моделирования.При поиске неисправ-ностей в последовательном устройстве результат сравнения иногда не со-держит информации о конкретных наборов в тестовой последовательности, на которых получены неправильные значения измеренных сигналов.

Счита-ется, что в результате измерения получено неправильное значение, если не-правильное значение получено хотя бы при одном наборе.Такая интеграль-ная оценка результата измерения по всем наборам упрощает алгоритм управ-ления зондом, если анализ измерений при одном наборе не позволяет указать место неисправности с необходимой точностью.

Процесс поиска неисправностей обычно начинается с выявления эле-ментов с неправильным значением выходного сигнала хотя бы при одном наборе тестовой последовательности. В качестве такого элемента может быть выбран, например, элемент, к выходу которого подключен внешний выход с неправильным значением сигнала.Допустим, известен элемент с неправильным выходным сигналом. что-бы установить, является ли элемент источником неправильного значения сигнала или только транспортирует его, необходимо измерить входные сиг-налы элемента. В ходе последующих измерений и анализа полученных при этом значений сигналов фактически решается задача прослеживания путей распространения неправильных значений сигналов до их источника.

Про-слеживание обычно ведется в направлении к внешним входам.Основы информационного обеспечения систем с логическим зондом составляют данные моделирования и сведения о структуре исправного уст-ройства.

Кроме того, могут использоваться данные о координатах элементов в конструкции устройства, о функциональном назначение входов элементов и т.д. Известно значительное число публикаций, в которых описывают дей-ствующие системы диагностирования с логическим зондом. Основное вни-мание в большинстве из них уделяется структуре и возможностям систем, а также общим принципам организации диагностирования.Существенно в меньшей мере освещяются вопросы оптимизации процесса поиска неис-правности. Поэтому рассмотрим некоторые способы, применяемые с целью сокращения времени поиска или более точного определения места устойчи-вых неисправностей логического типа. Для определенности будем полагать, что измерения выполняются с помощью одноконтактного логического зонда.

Кроме того, предположим сначала, что в исправном и неисправном устройствах отсутствуют состязания а при диагностировании измеряются установившиеся зна¬чения. Для оценки технического состояния элемента измеря¬ются значения сигналов на входных и выходных контак¬тах элемента.

Укажем на несколько достаточно общих условий, позволяющих сократить число измерений.На входном контакте элемента нет необходимости проводить измерение, если выполняется хотя бы одно из условий: 1) входной контакт функционально не связан с выход¬ным контактом, на котором наблюдается неправильное значение сигнала; 2) в данных троичного моделирования исправного устройства при рас-сматриваемом наборе сигнал на вход¬ном контакте имеет значение х, а на вы-ходном 0 или 1 (здесь х - неизвестное, неопределенное значение); 3) входной контакт является информационным входом элемента памя-ти, и при рассматриваемом наборе на так¬товый вход элемента не поступает разрешающий сигнал.

Первое условие очевидно. Следующие два сформули¬рованы примени-тельно к случаю, когда анализ путей распространения неправильных значе-ний сигналов ведется при некотором конкретном наборе тестовой последова- тельности.Второе условие непосредственно вытекает из принципов троично-го моделирования.

Из третьего условия следует, что имеются элементы памя-ти, в частности синхронные триггеры, которые реагируют на информацион-ные сигналы только при наличии разрешающего сигнала на специально пре-дусмотренном тактовом входе. Процесс выбора контактов элемента, на кото-рых надо измерять сигналы, трудно полностью формализовать.При относи-тельно простых элементах полезной в этом смысле информацией являются покрытия типа D-кубов, определяющие существенность отдельных входов при различных комбинациях значений сигналов на других входах.

Для упрощения обозначений в дальнейшее примем, что элементы уст-ройства имеют по одному выходу.Выходной контакт элемента обозначим , а j-й входной контакт (j-й вход) . При анализе результатов измерений выделим 3 случая: 1) на появляется неправильное значение, а в то время как на всех входных контактах элемента имеются правильные значения; 2) на и подключенном к , получены разные значения сигна-лов; 3) на и хотя бы на одном входном контакте получены неправиль-ные значения сигналов.

В первом случае однозначно следует вывод о неисправности элемента , если элемент комбинационный.Для последовательного элемента анало-гично заключение о его техническом состоянии в общем случае может быть сделано только при оценке результатов измерений на всех выборах. Во вто-ром случае имеется неисправность связи между и . В третьем случае возможно несколько вариантов, в частности: - если соединен с внешним входом устройства, то необходимо из-мерять значение непосредственно на внешнем входе.

При получении пра-вильного значения сигнала имеется неисправность связи между и внеш-ним входом; при неправильном значении необходимо проверить функциони-рование источника тестовых воздействий; - если соединен с контактом элемента , на котором измерение еще не проводилось, то необходимо перейти к измерениям на контактах эле-мента ; - если соединен с контактом элемента , на котором уже прово-дилось измерение, то на пути распространения неправильных значений сиг-налов имеется замкнутый контур.

При наличии в устройстве контуров не всегда можно указать точное место неисправности. Иногда удается уточнить место неисправности, про-слеживая распространение неправильных значений сигналов по другим пу-тям, не подвергавшихся анализу. Дополнительные возможности для повышения эффективности систем диагностирования дает применение моделирования непосредственно в ходе прослеживания.Наиболее просто реализовать моделирование функциониро-вания отдельных элементов.

Входные сигналы элементов для моделирования определяются по данным измерения на его входах. Такое моделирование в ряде случаев сокращает время поиска неисправности и обеспечивает более точное определение место неисправности. Следует отметить, что существуют неисправности, место которых не-возможно точно указать без применения специальных технических средств, разрыва связей или перепайки элементов.К таким неисправностям относят-ся, например, замыкания на шину питания линии связи между элементами.

Иногда причиной неправильного значения на входе некоторого элемента является неисправность элемента , к входу которого подключен выход . При этом неисправности элементов и оказываются неразличимыми по результатам измерений логическим зондом. Перечень таких неисправностей может быть продолжен.