Системи за проектиране и отстраняване на грешки на MPS (Лекция), ЛЕКЦИИ ПО MPS

1. Проблеми и характеристики на отстраняване на грешки в MPS

1.1. Характеристики на отстраняване на грешки в MPS на различни етапи от съществуването му

2. Статични дебъгъри

3. Логически анализатори

4. Анализатори на подписи

4.1. Идеята за анализ на подпис

4.2. Оборудване за анализ на подписи и изисквания за тестваната верига

5. Системи за проектиране на MPS

5.1. Вградени емулатори

1. Проблеми и характеристики на отстраняване на грешки в MPS

Търсенето на неизправности в MPS оборудването е много по-сложно, отколкото в оборудването, внедрено върху дискретни елементи, ICs или ICS. Нека отбележим основните характеристики на отстраняването на грешки в MPS.

LSI с висока сложност. Така че дори един относително прост MP i8080 съдържа около 200 елемента памет и следователно около 2200 вътрешни състояния. Едно просто изброяване на тези състояния с честота от 1 MHz ще отнеме 10 46 години. Следователно, пълният контрол на LSI MP е невъзможен. По време на работа могат да се появят някои неизправности, които не се откриват от производителите (а понякога и разработчиците) на LSI. Тези неизправности по правило се появяват доста рядко и са причинени от взаимното влияние на отделни LSI елементи. Те могат да доведат до редки и нередовни катастрофи.
Малко точки на прекъсване на веригата. Повечето възли на структурата на LSI са физически недостъпни за директен контрол и въздействие. Достъпът до вътрешните елементи на LSI е възможен само чрез софтуер, а за достъп до необходимата точка на веригата често е необходимо да се достави доста сложна последователност от сигнали и да се анализира синхронно дълга последователност от състояния в точки, достъпни за наблюдение.
Неотделимост на хардуера и софтуера. Хардуерът и софтуерът на MPS представляват един комплекс и често е трудно да се очертае ясна граница между тях. Например в контролираните от фърмуера контролери потребителските програми могат да бъдат потопени в нивото на фърмуера.
Сложността и неделимостта на LSI хардуера. Практически е невъзможно MPS да се раздели на функционални блокове за независима проверка на работоспособността на тези блокове. Един LSI съдържа по правило няколко функционални блока (ALB, контрол, интерфейс и т.н.). От друга страна, някои функционални блокове (най-често - устройство за управление на микропрограма, подсистема за прекъсване) се разпределят в няколко LSI, които освен това изпълняват и други функции. Следователно генерирането на необходимите тестови действия върху такива блокове се извършва от други блокове на веригата под въздействието на програмното управление, което усложнява локализирането на неизправностите.
Висока скорост на MPS. Тактовата честота на съвременния MPS е 10 6. ... 10 8 Hz, което поставя сериозни изисквания към скоростта на оборудването за управление.
Автобусна организация на Министерството на железниците предполага, че няколко източника, свързани към него чрез буферни вериги, могат да работят за обща шина. Това води до трудности при определяне на източника на грешката в шината.

Гореспоменатите характеристики на MPS затрудняват отстраняването му. Възможно е обаче да се подчертаят характеристиките на MPS, които правят възможно опростяването на процедурата за тестване, особено на етапа на експлоатация.

Стандартна форма на вълната. В повечето, а понякога и в целия MPS, има стандартни цифрови сигнали, които трябва да бъдат идентифицирани само за принадлежност към „0“ или „1“. Да се прибегне до измерване на аналогови стойности - времена на нарастване, амплитуди и т.н. необходимо само при отстраняване на грешки в елементи на аналогови схеми.

1.1. Характеристики на MPS отстраняване на грешки на различни етапи от съществуването му

Значително се различават по сложността на търсенето и естеството на неизправностите на процедурата за отстраняване на грешки на MPS на различни етапи от нейното съществуване. Има три вида процедури за отстраняване на грешки в MPS:

отстраняване на грешки на прототип (оформление);
отстраняване на грешки по време на серийно производство;
отстраняване на грешки по време на работа.

В процеса на отстраняване на грешки на прототип се откриват и отстраняват следните видове грешки:

грешки на разработчика (включително грешки в документацията);
грешки при свързване (дефекти в печатните платки, грешки при инсталирането);
софтуерни (фърмуерни) грешки, включително грешки на тестови процедури. Липсата на тестови процедури, отстранени директно на този MPS, създава несигурност при търсене на източника на грешки, програма или хардуер? Отстраняването на прототип се извършва с помощта на сложно, разнообразно и скъпо оборудване (съхранение на многолъчеви високочестотни осцилоскопи, логически анализатори, комплекси за разработка и др.) От висококвалифициран персонал - най-често от самите разработчици.