- •Вступление
- •Основные задачи технической диагностики
- •Системы диагноза технического состояния
- •Диагностические системы управления
- •Объекты диагноза
- •Математические модели объектов диагноза
- •Функциональные схемы систем тестового и функционального диагноза
- •Методы и технические средства диагностирования элементов и устройств вычислительной техники и систем управления Общие сведения
- •Тестовое тестирование узлов, блоков и устройств.
- •Структуры автоматизированных систем.
- •Программное обеспечение процессов диагностирования.
- •Логические анализаторы.
- •Микропроцессорные анализаторы (ма).
- •Способы запуска.
- •Подключающие устройства.
- •Ввод начальных данных.
- •Проверка отдельных триггеров.
- •Проверка содержимого постоянных запоминающих устройств (пзу).
- •Проверка оперативных запоминающих устройств (озу).
- •Проверка работы линии коллективного пользования (лкп).
- •Проверка аналого-цифровых преобразователей (ацп).
- •Проверка печатных плат.
- •Проверка микропроцессорной системы.
- •Сигнатурные анализаторы
- •Процесс формирования сигнатур.
- •Аппаратурная реализация сигнатурного анализатора.
- •Тестовое диагностирование устройств в составе эвм.
- •Диагностирование оборудования процессоров.
- •Способы диагностирования периферийных устройств.
- •Диагностирование упу/пу с помощью процессора.
- •Проверки упу/пу с помощью диагностических приказов.
- •Диагностирование упу/пу с помощью тестеров.
- •Способы тестирования зу.
- •Принципы построения стандартных проверяющих тестов полупроводниковых зу.
- •Аппаратурные средства функционального диагностирования узлов и блоков. Основные принципы построения.
- •Кодовые методы контроля.
- •Контроль передач информации.
- •Контроль по запрещенным комбинациям.
- •Самопроверяемые схемы контроля.
- •Контроль по модулю
- •Организация аппаратурного контроля озу.
- •Организация аппаратурного контроля внешних зу.
- •Средства функционального диагностирования в составе эвм.
- •Контроль методом двойного или многократного счета
- •Экстраполяционная проверка
- •Контроль по методу усеченного алгоритма (алгоритмический контроль).
- •Способ подстановки.
- •Проверка предельных значений или метод "вилок".
- •Проверка с помощью дополнительных связей.
- •Метод избыточных переменных
- •Контроль методом обратного счета.
- •Метод избыточных цифр.
- •Метод контрольного суммирования.
- •Контроль методом счета записи.
- •Контроль по меткам
- •Метод обратной связи
- •Метод проверки наличия формальных признаков (синтаксический метод, метод шаблонов).
- •Метод проверки запрещенных комбинаций.
- •Метод an-кодов
- •Методы на основе циклических кодов и кодов Хэмминга и др.
- •Структурные методы обеспечения контролепригодности дискретных устройств.
- •Введение контрольных точек.
- •Размножение контактов.
- •Использование блокирующей логики.
- •Применение параллельных зависимых проверок
- •Замена одним элементом состояний группы элементов памяти.
- •Методы улучшения тестируемой бис. Сокращение числа тестовых входов.
- •Двухуровневое сканирование.
- •Микропроцессорные встроенные средства самотестирования.
- •Контроль и диагностирование эвм Характеристики систем диагностирования
- •Системы контроля в современных эвм
- •Применение аналоговых сигнатурных анализаторов
- •Работа локализатора неисправностей pfl780 в режиме "Pin by Pin"
- •Работа в режиме Pin by Pin
- •Работа с торцевыми разъемами
- •Среда тестирования
- •Индивидуальное тестирование или режим Pin by Pin?
- •Тестирование специальных устройств
- •Устранение ложных отказов путем использования эталонных сигнатур компонентов от разных производителей
- •Тестирование цифровых компонентов методом asa
- •Вариации сигнатур.
- •Входные цепи защиты
- •Набор альтернативных сигнатур
- •Тестирование подключенных к общей шине компонентов путем их изоляции специальными блокирующими напряжениями.
- •Системы с шинной архитектурой
- •Устройства с тремя логическими состояниями
- •Разрешение работы и блокирование компонентов
- •Применение "блокирующих" напряжений
- •Отключение тактовых импульсов.
- •Отключение шинных буферов.
- •Опция Loop until Pass
- •Локализация дефектных компонентов в системах с шинной архитектурой без их удаления из испытываемой цепи
- •Поиск неисправностей методами asa и ict в системах с шинной архитектурой
- •Сравнение шинных сигнатур
- •Шинные сигнатуры
- •Изоляция устройств.
- •Локализация коротких замыканий шины и неисправностей нагрузки прибором toneohm 950 в режиме расширенного обнаружения неисправностей шины
- •Типы шинных неисправностей
- •Короткие замыкания с низким сопротивлением
- •Измерение протекающего через дорожку тока.
- •Измерение напряжения на дорожке печатной платы
- •Обнаружение кз и чрезмерных токов нагрузки в труднодоступных для тестирования местах
- •Короткие замыкания на платах
- •Обнаружение сложных неисправностей тестируемой платы путем сравнения импедансных характеристик в режиме asa
- •Импедансные сигнатуры
- •Локализация неисправностей методом Аналогового сигнатурного анализа
- •Методы сравнения
- •Основы jtag Boundary Scan архитектуры
- •АрхитектураBoundaryScan
- •Обязательные инструкции
- •Как происходитBoundaryScanтест
- •Простой тест на уровне платы
- •Граф состояний тар – контроллера
- •Мониторинг сети Управление сетью
- •Предупреждение проблем с помощью планирования
- •Утилиты мониторинга сети
- •Специальные средства диагностики сети
- •Источники информации по поддержке сети
- •Искусство диагностики локальных сетей
- •Организация процесса диагностики сети
- •Методика упреждающей диагностики сети
- •Диагностика локальных сетей и Интернет Диагностика локальных сетей
- •Ifconfig le0
- •Сетевая диагностика с применением протокола snmp
- •Диагностика на базеIcmp
- •Применение 6-го режима сетевого адаптера для целей диагностики
- •Причины циклов пакетов и осцилляции маршрутов
- •Конфигурирование сетевых систем
- •Методы тестирования оптических кабелей для локальных сетей.
- •Многомодовый в сравнении с одномодовым
- •Нахождение разрывов
- •Измерение потери мощности
- •Использование тестовOtdRдля одномодовых приложений
- •Источники
- •Словарь терминов а
Математические модели объектов диагноза
Формализация методов построения алгоритмов диагноза технического состояния некоторого объекта предполагает наличие формального описания объекта и его поведения в исправном и неисправных состояниях. Такое формальное описание (в аналитической, табличной,векторной, графической или другой форме) будем называть математической моделью объекта диагноза. Математическая модель объекта диагноза может быть задана в явном или неявном виде.
Явная модель объекта диагноза представляет собой совокупность формальных описаний исправного объекта и всех (точнее, каждой из рассматриваемых) его неисправных модификаций. Для удобства обработки все указанные описания желательно иметь в одной и той же форме. Неявная модель объекта диагноза содержит какое-либо одно формальное описание объекта, математические модели его физических неисправностей и правила получения по этим данным всех других интересующих нас описаний. Чаще всего заданной является математическая модель исправного объекта, по которой можно построить модели его неисправных модификаций.
Общие требования к моделям исправного объекта и его неисправных модификаций, а также к моделям неисправностей состоят в том, что они должны с требуемой точностью описывать представляемые ими объекты и их неисправности. В неявных моделях объектов диагноза модели неисправностей, кроме того, должны удовлетворять требованию удобства их сопряжения с имеющимся описанием объекта и тем самым обеспечить достаточно простые правила получения других описаний объекта.
Оговорим возможность в выражении «математическая модель» опускать иногда первое слово. Кроме того, там, где это не приведет к неправильному пониманию, будем наряду с выражениями «модель объекта» или «модель неисправности» употреблять более короткие термины «объект» или «неисправность» соответственно.
Исправный или неисправный объект может быть представлен как динамическая система, состояние которой в каждый момент времени t определяется значениями входных, внутренних и выходных координат (параметров). Частным является случай, когда состояние объекта не зависит от времени.
Обратим внимание на то, что термин «состояние объекта» (как динамической системы), обозначающий совокупность значений параметров объекта в определенный момент времени, не следует смешивать с термином «техническое состояние объекта», обозначающим наличие или отсутствие неисправности в объекте.
Объекты диагноза разделим на классы. Объекты, все координаты которых могут принимать значения из континуальных множеств значений отнесем к классу непрерывных объектов. К классу дискретных объектов причислим объекты диагноза, значения всех координат которых задаются на конечных множествах, а время отсчитывается дискретно. Если значения части координат объекта заданы на континуальных, а значения других — на конечных множествах, то объект является гибридным.
Объекты будем называть комбинационными или объектами без памяти, если значения их выходных координат однозначно определяются только значениями их входных координат. Последовательностными или объектами с памятью, являются объекты, у которых наблюдается зависимость значений их выходных координат не только от значений входных координат, но и от времени.
Приведем примеры простых объектов разных классов: резисторная электрическая сеть — непрерывный объект без памяти, аналоговая система регулирования с обратными связями — непрерывный объект с памятью, диодный дешифратор двоичных сигналов — дискретный комбинационный объект, двоичный счетчик дискретный объект, с памятью, аналого-цифровой преобразователь — гибридный объект.
Часто входные и внутренние координаты объекта называют входными и соответственно внутренними переменными, а выходные координаты — выходными функциями. Мы также будем пользоваться этими названиями. Заметим, что входные переменные и выходные функции могут быть сопоставлены как основным, так и дополнительным входам и соответственно выходам объекта.
Обозначим символом X n-мерный вектор, компонентами которого являются значения n входных переменных x1, х2, ..., хп. Аналогично Y является n-мерным вектором значений m внутренних переменных y1, y2,, ... ..., уm, a Z — k-мерным вектором значений k выходных функций Z1, Z2,...,zk.
Запись
Z = (X, Yнач, t) (1-1)
будем рассматривать как некоторую аналитическую, векторную, графическую, табличную или другую форму представления системы передаточных функций исправного объекта диагноза, отражающих зависимость peaлизуемых объектом выходных функций Z от его входных переменных X, начального значения Унач внутренних переменных и от времени t. Система (1-1) является математической моделью исправного объекта.
Выделим для рассмотрения конечное множество возможных неисправностей объекта. Принято различать одиночные и кратные неисправности. Под одиночной понимается неисправность, принимаемая в качестве элементарной, т. е. такой, которая не может быть представлена (или не подлежит представлению) совокупностью нескольких других, более «мелких» неисправностей.Кратная неисправность является совокупностью одновременно существующих двух или большего числа одиночных неисправностей.Символом S будем обозначать множество всех рассматриваемых (не обязательно всех возможных) одиночных и кратных неисправностей объекта, а символом О - множество его одиночных неисправностей. Очевидно,O S.Будем говорить, что при наличии в объекте неисправности si S, i = l. 2, ... |S| (или оi=0, i = l, 2, ..., | О |) он находится в i-неисправномсостоянии или является i-неисправным.
Объект диагноза, находящийся в i-неисправном состоянии, реализует систему передаточных функций
Zi = i (X, Yiнач, t), (1-2)
представленных в той же форме, что и передаточные функции (1-1).Заметим, что начальное значение Yiнач
внутренних переменных i-неисправного объекта может не совпадать с их начальным значением Унач в исправном объекте.Система (1-2) для фиксированного i является математической моделью i-неисправного объекта.
Условимся запись фактически реализуемых объектом диагноза передаточных функций снабжать знаком *:
Z* = * (X, Y*нач, t), (1-2)
Система (1-1)и совокупность систем (1-2)для всехsi Sобразуют явную модель объекта диагноза. Будем такую модель обозначать записью(, {i}).
Часто, как отмечалось выше, в явном виде задается только модель исправного объекта, т. е. зависимость (1-1), а поведение объекта в i-неисправных состояниях, представляется косвенно через множество S возможных неисправностей.В этом случае неявную модель объекта диагноза образуют: зависимость (1-1),множествоSвозможных неисправностей объекта (представленных их математическими моделями) и, наконец, способ вычисления зависимостей (1-2)по зависимости (1-1)для любой неисправностиsi. Такую неявную модель объекта диагноза будем обозначать записью
si
(, S, ).
si
Если математические модели неисправностей известны для всех si S, то преобразованием можно получить все зависимости (1-2)и тем самым от модели(, S, )перейти к явной модели (, {i}).Если же математические модели некоторых или даже всех неисправностей из множества Sнеизвестны, то зависимости(1-2)могут быть получены в результате физического эксперимента непосредственно над объектом диагноза при наличии в нем соответствующие неисправностей. Модификацией этого подхода является использование при эксперименте не самого объекта, а некоторой его физической модели.
При построении неявной модели объекта диагноза математическими моделями физических неисправностей чаще всего являются определенные «искажения» зависимости (1-1), например изменение в последней значений коэффициентов, фиксация константами некоторых входных переменных, исключение имеющихся или добавление новых членов и т. п. При этом получение зависимостей (1-2)заключается в осуществлении соответствующих «искажений» зависимости (1-1).Естественно требовать, чтобы эти искажения правильно отображали физические неисправности объекта, т. е. чтобы получаемые зависимости (1-2)действительно представляли соответствующие i-неисправныеобъекты, причем для всех рассматриваемых неисправностей из множества S.
Указанное требование, однако, не всегда выполнимо, если зависимость (1-1)является системой передаточных функций исправного объекта, составленных относительно его основных входов и основных выходов. Поэтому во многих случаях зависимость (1-1)задается в виде, учитывающем внутреннее строение объекта, и тем самым позволяет более точно представлять его физические неисправности. Например, при рассмотрении дискретных объектов диагноза используется прием «расщепления» тех входных переменных, для которых представляемые ими сигналы распространяются в объекте по нескольким физическим каналам. В других случаях применяется неявная модель объекта диагноза, в которой заданное описание (обозначим его символом V)объекта содержит дополнительные фиктивные аргументы. Заданием значений этих аргументов можно получить модели как исправного, так и всех i-неисправныхобъектов. Такие модели пока не рассматриваем.
Основным понятием, используемым при решении задач построения и реализации алгоритмов диагноза, является элементарная проверка объекта.Рассмотрим вопросы задания моделей объектов диагноза в терминах элементарных проверок объекта и их результатов.
Обозначим символом П множество всех допустимых элементарных проверок πj, j=1, 2,.., |П| объекта, т. е. таких его проверок, которые физически осуществимы в конкретных условиях проведения процесса диагноза.Каждая элементарная проверка, по определению, характеризуется значением воздействия, подаваемого (поступающего) на объект при реализации элементарной проверки, и ответом объекта на это воздействие.Значение άj воздействия в элементарной проверке πjΠ определяется составом входных переменных и последовательностью во времени t их значений Хj, а также начальным значением Yjнач внутренних переменных. Ответ объекта в элементарной проверке πj, характеризуется составом {ν}j контрольных точек и значением (результатом элементарной проверки) Rij, зависящим от технического состояния объекта (отсутствие индекса i cоответствует исправному объекту).
Таким образом, результат Rij,элементарной проверки представляется в общем случае последовательностью |{ν}j|-мерных векторов и является функцией значения άjвоздействия:
Вместо этой записи условимся применять более короткую
для исправного объекта и
(1-5)
для i-неисправныхобъектов.
Описанию фактического поведения объекта соответствует запись
(1-6)
Связь между моделями типа (1-1), (1-2)и типа(1-4), (1-5)заключается в том, что последние могут быть получены путем подстановки в правые части (1-1) и (1-2) значенийXj, Y*нач, t(для каждой элементарной проверки πjΠ) и последующего вычисления значений тех компонент векторовZиZi, которые сопоставлены контрольным точкам из множеств{ν}j.
Явную модель объектов диагноза, когда зависимости (1-5)заданы для всехsiS, будем обозначать, как и прежде, записью (, {i}). Неявная модель объекта диагноза в данном случае предполагает заданными модельисправного объекта, множествоSнеисправностей, а также множество П допустимых элементарных проверок и поэтому представляется записью