32.Подходы, используемые при контроле последовательностных схем. Построение установочной последовательности.
Контроль последовательных схем
Можно использовать 3 стратегии:
Применение методов зарекомендовавших себя при контроле КС. При этом в схеме выделяются обратные связи, и они условно обрываются. Данная стратегия не оправдал себя.
Применение теории конечных автоматов
Контроль схем на основе методов моделирования
Автоматный подход
Последовательностная схема задается таблицей переходов, при этом на данный подход накладываются 2 ограничения:
Неисправность не приводит к появлению новых состояний автомата;
Граф автомата является полным, т.е. из любого состояния возможно достичь любого другого.
-
a0
a1
…
x1
ai/yi
x2
aj/yj
Проверка автомата заключается в проверке правильности всех переходов. Т.к. при включении питания автомат может находиться в любом состоянии, то необходима установочная последовательность, которая приводит автомат в одно из возможных состояний. С помощью переводящей последовательности автомат всегда можно перевести из любого состояния в состояние a0. После проверки любого перехода автомат должен перейти в состояние ai. Т.к. доступа к состоянию нет, то непосредственно определить правильность перехода нельзя. Для проверки того, что автомат действительно перешел в состояние ai, необходима диагностическая последовательность, которая переводит автомат в некоторое состояние ab, и с помощью переводящей последовательности автомат переводится в a0. Построение всех 3-х последовательностей осуществляется с использованием дерева приемников. Дерево представляет собой многоярусный граф, в вершине которого определена группа состояний. С помощью сигнала x1 делается попытка разделения этих состояний до отдельных состояний. Дерево приемников считается построенным, если на n-ом уровне оказывается либо изолированное состояние, либо группа одинаковых состояний.
Построение установочной последовательности
Пусть задан автомат со своей ТП:
|
0 |
1 |
2 |
3 |
X1 |
3/0 |
3/1 |
1/0 |
0/1 |
X2 |
2/1 |
0/0 |
2/1 |
3/1 |
Дерево приемников {0,1,2,3}. Построение дерева основано на экспериментах Мура, связанных с подачей входных слов xi и анализом полученных состояний.
Установочная последовательность построена. Ее вид:
Последовательность x1x1x1 является установочной и по виду выходной реакции однозначно идентифицирует состояние, в которое установится автомат.
33. Построение переводящей и диагностической последовательностей.
Построение переводящей последовательности
Обеспечивает перевод автомата из любого состояния в любое. Данное условие накладывается в рамках технической диагностики с использованием автоматного подхода. Переводящая последовательность строится на основе укороченного дерева приемника. Т.к. все состояния достижимы, то можно начинать с любого из них.
Диагностическая последовательность
Служит для идентификации состояния, в котором оказался автомат после подачи входной последовательности. Построение ведется с использованием дерева приемников, на вершине которого располагаются все состояния автомата.
Диагностическая последовательность чаще всего представляется в виде таблицы:
Вх. |
Кон.сост. |
Нач.сост. |
010 |
3 |
0 |
011 |
0 |
2 |
101 |
0 |
3 |
110 |
3 |
1 |
Общая процедура тестирования автомата выглядит следующим образом:
Необходимо проверить правильность всех переходов Т.П.
В результате передачи установочной последовательности автомат может оказаться в 2-х состояниях 0 и 3. Если проверка начинается с 0-ого события, то выходная реакция 011 или 101. Это говорит о том, что автомат уже оказался в этом состоянии. Если выходная реакция 010 или 111, то автомат в 3-м состоянии и необходимо определить переводящую последовательность, переводящую в 0. В общем случае автомат переходит в неопределенное состояние, хотя должен перейти в 3-е состояние. Для проверки используем диагностическую последовательность. Выходная реакция 101 после подачи диагностической последовательности говорит о правильности перехода. Т.е. автомат оказался в 3-ем состоянии, как и запланировано Т.П.
Достоинства автоматного подхода: прозрачность решения контроля автомата
Недостаток: чрезвычайная громоздкость реализации алгоритмов. Что не позволяет его испытать для реальных схем. В силу отмеченного недостатка наибольшее распространение получили методы контроля последовательных цифровых схем, основанные на моделировании. Как правило, при моделировании используются псевдослучайные входные наборы.