ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

Быстро увеличивается число ЭВМ» находящихся в экс­плуатации, и возрастает их сложность. В результате растет численность обслуживающего персонала и повышаются тре­бования к его квалификации. Увеличение надежности ма­шин приводит к тому, что поиск неисправных элементов и ремонт их производятся сравнительно редко. Поэтому на­ряду с повышением надежности машин наблюдается тен­денция потери эксплуатационным персоналом определен­ных навыков отыскания и устранения неисправностей. Та-ким образом, возникает проблема обслуживания непрерывно усложняющихся вычислительных машин и си­стем в условиях, когда не хватает персонала высокой ква­лификации.

Современная вычислительная техника решает эту проблему путем создания систем автоматического диагиостирования неисправностей, которые призваны облегчать обслуживание и ускорить ремонт машин.

Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных и аппаратурных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов).

Введем некоторые определения, которые потребуются в дальнейшем при описании различите систем автоматиче­ского диагностирования.

Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования воздействия на диагностируемое устройство (ДУ) поступают от средств диагностирования (СД). В системах функцио­нального диагностирования воздействия, поступающие на ДУ, заданы рабочим алгоритмом функционирования. Обо­бщенные схемы систем тестового и функционального диаг­ностирования показаны на рис. 1.

Классификация средств диагностирования приведена на рис. 2.

Рис.1. Обобщенные схемы систем тестового (а) и функцио­нального (б) диагностирования

Рис. 2. Классификация средств автоматического диагиостирования

В средних и больших ЭВМ используются, как правило, встроенные (специализированные) средства диагностиро­вания. В микро-ЭВМ чаще используются встроенные средства подачи тестовых воздействий в внешние универсальные средства (например, сигнгатурные анализаторы) для снятия ответов и анализа результатов.

Процесс диагностирования состоит из определенных час­тей (элементарных проверок), каждая из которых характеризуется подаваемым на устройство тестовым или рабочим воздействием я снимаемым с устройства ответом. Получа­емое значение ответа (значения сигналов в контрольных точках) называется результатом злементарной проверки.

Объектом элементарной проверки назовем ту часть ап­паратуры диагностируемого устройства на проверку кото­рой рассчитано тестовое или рабочее воздействие элементарной проверки.

Совокупность элементарных проверок, их последова­тельность и правила обработки результатов определяют алгоритм диагностирования.

Алгоритм диагностирования называется безусловным. если он задает одну фиксированную последовательность реализации элементарных проверок.

 

 

Рис3. Процесс диагностирова- Рис.4 Структурная схема встроен-

ния по принципу раскрутки.   ных средств тестового диагности-

рования.

Алгоритм диагностирования называется условным, если он задает несколько различных последовательностей реали­зации элементарных проверок.

Средства диагностирования позволяют ЭВМ самостоя­тельно локализовать неисправность при условии исправно­сти диагностического ядра, т. е. той части аппаратуры, ко­торая должна быть заведомо работоспособной до начала процесса диагностирования.

При диагностировании ЭВМ наиболее широкое распро­странение получил принцип раскрутки, или принцип расши­ряющихся областей, заключающийся в том, что на каждом wane диагностирования ядро и аппаратура уже проверен­ных исправных областей устройства представляют собой средства тестового диагностирования, а аппаратура очеред­ной проверяемой области является объектом диагностиро­вания.

Процесс диагностирования по принципу раскрутки, или расширяющихся областей, показан на рис. 3. Диаг­ностическое ядро проверяет аппаратуру первой области, затем проверяется аппаратура второй области с использо­ванием ядра и уже проверенной первой области и т.д.

Диагностическое ядро, или встроенные средства тестового диагностирования (СТД), выполняет следующие функ­ции:

загрузку диагностической информации;

подачу тестовых воздействий на вход проверяемого блока;

опрос ответов с выхода проверяемого блока;     

сравнение полученных ответов с ожидаемыми (эталон­ными);

анализ и индикацию результатов.

Для выполнения этих функций встроенные СТД в об­щем случае содержат устройства ввода (УВ) и накопители (Н) диагностической информации (тестовые воздействия, ожидаемые ответы, закодированные алгоритмы диагности­рования), блок управления (БУ) чтением и выдачей тесто­вых воздействий, снятием ответа, анализом и выдачей ре­зультатов диагностирования, блок коммутации (БК), поз­воляющий соединить выходы диагностируемого блока с блоком сравнения, блок сравнения (БС) и устройство вывода результатов диагностирования (УВР). На рис. 4 приведена структурная схема встроенных средств тестово­го диагностирования.

Показанные на структурной схеме блоки и устройства могут быть частично или полностью совмещенными с аппа­ратурой ЭВМ. Например, в качестве устройств ввода могут использоваться внешние запоминающие устройства ЭВМ, в качестве накопителя—часть оперативной или управляю­щей памяти, в качестве блока управления — микропрограм­мное устройство управления ЭВМ, в качестве блока срав­нения—имеющиеся в ЭВМ схемы сравнения, в качестве блока коммутации — средства индикации состояния аппа­ратуры ЭВМ, в качестве устройства вывода результатов— средства индикации пульта управления или пишущая ма­шинка.

Как видно из структурной схемы, приведенной на рис. 4. встроенные средства диагностирования имеют практически те же блоки и устройства, что и универсальные ЭВМ. И не удивительно, что с развитием интегральной микроэлектро­ники и массовым выпуском недорогих микропроцессоров и микро-ЭВМ их стали использовать в качестве средств ди­агностирования ЭВМ. Такие специализированные процессо­ры, используемые в целях обслуживания и диагностирова­ния ЭВМ, получили название сервисных процессоров (рис. 5). Благодаря своим универсальным возможностям и раз­витой периферии, включающей пультовый накопитель, клавиатуру, пишущую машинку и дисплей, сервисные процес­соры обеспечивают комфортные условия работы и представ­ление результатов диагностирования обслуживающему пер­соналу в максимально удобной форме.

Для классификации технических решений, используемых при реализации систем диагностирования, введем понятие метода диагностирования.

Метод диагностирования характеризуется объектом эле­ментарной проверки, способом подачи воздействия и сня­тия ответа.

Существуют следующие методы тестового диагностиро­вания:

двухэтапное диагностирование;

последовательное сканирование;

эталонные состояния;

микродиагностирование;

диагностирование, ориентированное на проверку сменных блоков.

Рис. 5. Структурная схема средств тестового диагностирования на базе сервисного процессора

Рис 6. Этапы проектирования систем тестового диагностирования

Методы функционального диагностирования включают в себя:

диагностирование с помощью схем встроенного конт­роля;

диагностирование с помощью самопроверяемого дубли­рования; диагностирование по регистрации состояния.

Процесс разработки систем диагностирования состоит из следующих этапов (рис. 6):

выбора метода диагностирования;

 разработки аппаратурных средств диагностирования разработки диагностических тестов;

разработки диагностических справочников;

проверки качества разработанной системы диагности­рования.

Для сравнения.различных систем диагностирования и оценки их качества чаще всего используются следующие показатели:

вероятность обнаружения неисправности (F);

вероятность правильного диагностирования (D). Неис­правность диагностирована правильно, если неисправный блок указан в разделе диагностического справочника, со­ответствующем коду останова. В противном случае неис­правность считается обнаруженной, но нелокализованной. Для ЭВМ с развитой системой диагностирования Обычно F> 0, 95, D> 0, 90. В том случае, когда неисправность толь­ко обнаружена, необходимы дополнительные процедуры по ее локализации. Однако благодаря тем возможностям, ко­торые система диагностирования предоставляет обслужи­вающему персоналу (возможность зацикливания тестового примера для осциллографирования, эталонные значения сигналов в схемах на каждом примере, возможность оста­нова на требуемом такте), локализация неисправности после ее обнаружения не требует больших затрат времени;

средняя продолжительность однократного диагностиро­вания (т_д). Величина т_д включает в себя продолжитель­ность выполнения вспомогательных операций диагностиро­вания и продолжительность собственно диагностирования. Часто удобнее использовать коэффициент продолжитель­ности диагностирования

где Т_в — время восстановления. Коэффициент k_д показы­вает, какая часть времени восстановления остаемся на восстановительные процедуры. Так, например, если т_д= = 15 мин, а Т_в= 60 мин, k_д= 1—15/60=0, 75;

глубина поиска дефекта (L). Величина L указывает составную часть диагностируемого устройства с точностью, до которой определяется место дефекта.

В ЭВМ за глубину поиска дефекта L принимается число предполагаемых неисправными сменных блоков (ТЭЗ), определяемое по формуле

где n_i — число предполагаемых неисправными сменных блоков (ТЭЗ) при 1-й неисправности; N — общее число не­исправностей.

В качестве показателя глубины поиска дефекта можно также использовать коэффициент глубины поиска дефекта k_г.п.д, определяющий долю неисправностей, локализуемых с точностью до М сменных блоков (ТЭЗ), М=l, 2, 3, ..., m.

Пусть d_i==l, если при i-й неисправности число подозре­ваемых сменных блоков не превышает М. В противном случае а_i=0. Тогда (n_i< M)

Для ЭВМ с развитой системой диагностирования для M< 3 обычно k_г.п.д> 0, 9. Это означает, что для 90 % неис­правностей число предполагаемых неисправными сменных блоков, указанных в диагностическом справочнике, не превышает трех; объем диагностического ядра h — доля той аппаратуры в общем объеме аппаратуры ЭВМ, которая должна быть заведомо исправной до начала процесса диагностирования. В качестве показателя объема диагностического ядра мож­но пользоваться также величиной

Для ЭВМ, использующих принцип раскрутки и метод микродиагностирования, H> 0, 9.

.В качестве интегрального показателя системы диагно­стирования можно пользоваться коэффициентом

 

 

 

Для приведенных в качестве примеров количественных показателей системы диагностирования интегральный ко­эффициент

k_и = 0, 95.0, 90.0, 75.0, 90.0, 90 = 0, 51.

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: