МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Вятский государственный университет»
Факультет автоматики и вычислительной техники
Кафедра электронных вычислительных машин
«Исследование систем автоматического контроля эвм»
Отчёт
Лабораторная работа №3 по дисциплине
«Эксплуатация средств вычислительной техники»
Вариант-2
Выполнила студентка группы ВМ-51____________________/Зубарева Ю. В./
Проверил преподаватель кафедры эвм__________________/ Агалаков е.В./
Киров 2012
Целью лабораторной работы по исследованию САК ЭВМ является:
изучение методов контроля и их технической реализации;
сравнение методов по эффективности обнаружения ошибок;
приобретение навыков в составлении диагностических тестов;
получение навыков в локализации места неисправности.
Изучение методов и принципов организации систем контроля ЭВМ выполняется на примерах систем контроля:
арифметико-логических операций;
комбинационных схем на примерах дешифратора и АЛУ;
любых блоков и устройств ЭВМ, снабженных системой контроля на основе самопроверяемой избыточной схемы.
Задание на лабораторную работу:
Для моделей в режиме исследований САК:
задать входные воздействия без ошибок и проанализировать работу САК для каждой схемы контроля;
задать входные воздействия с имитацией ошибок в контролируемой аппаратуре одиночной и двойной кратности, как во входных данных, так и в битах схем контроля, и проанализировать работу САК по каждому методу, фиксируя, когда САК не обнаруживает ошибок. Выявить все ситуации, когда САК не обнаруживает ошибок, для различных типов отказов и объяснить причины.
Для режима локализации места неисправности с помощью тестовых микропрограмм определить место неисправности и тип отказа. Тестовые воздействия задавать в виде последовательности входных данных все нули, все единицы. Полное тестирование заключается в имитации отказов типа “0” и “1” как в контролируемой аппаратуре, так и в схемах контроля.
1 Исследование схемы сак на основе регистра и дешифратора
1.1 Анализ работы САК
Рисунок 1 – Входные воздействия без ошибок
В процессе выполнения была проверена работа дешифратора и регистра с использованием входных воздействий без ошибок, по полученным результатам можно сделать вывод, что обе схемы работают верно.
1.2 Режим исследования
Тип отказа «Обрыв»
Рисунок 2 – Отказ типа «Обрыв»
При исследовании работы схемы были выявлены следующие возможные ситуации:
система работает корректно и обе схемы контроля обнаружили ошибку. Например, по адресам 0Fh, 10h, 1Dh-24h, 26h-29h.
ошибка не обнаруживается, когда тип отказа совпадает со значением выхода элемента, например, адреса 0Ah, 0Dh, 0Eh, 12h, 14h, 18h, 25h, 2Dh(ошибки маскирования);
ошибка четной кратности в Rgне обнаруживается при помощи схем контроля по чётности/нечётности, например, в адресах 5Ch, 5Dh. Данное явление можно отнести к группе ошибок метода;
к группе ошибок аппаратуры можно отнести ошибку типа «обрыв» на выходе Н4 (адрес 16h), а также «обрыв» на элементах Q5 (11h) или Т0 (1Ch). В этих случаях схема будет постоянно выдавать сигналы ошибки, хотя по факту, вся необходимая аппаратура будет функционировать корректно. Аналогична ситуация с ошибкой типа «земля» для выходов этих элементов – схема постоянно будет выдавать положительный результат проверки;
ошибки, внесенные в элементы одной из схем контроля (отказ в битах Н1-H4 для СК1 или в битахQ1-Q4 и в элементахD4,D7,D6 для СК2), обнаруживаются только этой схемой контроля. Такая ошибка была обнаружена в адресах ) 0Bh, 0Ch, 13h, 15h, 17h, 19h, 1Ah, 1Bh, 2Ah, 2Dh.
Тип отказа «Земля»
Рисунок 3 – Отказ типа «Земля»
При исследовании работы схемы были выявлены следующие возможные ситуации:
система работает корректно и обе схемы контроля обнаружили ошибку. Например, по адресам 38h.
ошибка не обнаруживается, когда тип отказа совпадает со значением выхода элемента, например, адреса 38h, 39h(ошибки маскирования);
ошибка четной кратности в Rgне обнаруживается при помощи схем контроля по чётности/нечётности, например, в адресах 5Аh, 5Вh. Данное явление можно отнести к группе ошибок метода;
к группе ошибок аппаратуры можно отнести ошибку типа «земля» на выходе Н4, а также «земля» на элементах Q5 или Т0. В этих случаях схема не будет никогда выдавать сигналы ошибки, если возникнет ситуация, когда какой-то элемент аппаратуры выйдет из строя (например, адрес 47h).
ошибки, внесенные в элементы одной из схем контроля (отказ в битах Н1-H4 для СК1 или в битахQ1-Q5 и в элементахD4,D7,D6 для СК2), обнаруживаются только этой схемой контроля. Такая ошибка была обнаружена в адресах 3Bh, 3Еh.
1.3 Режим локализации ошибок
Микропрограммная локализация:
- при проверке регистра не выявилось никаких неверных ситуаций;
- при проверке дешифратора были обнаружены 2 неверные ситуации:
«земля» на выходе Y0 у дешифратораDC, то есть при подаче на вход вектора «000» выходY0 не выдал 1, как должен был, исходя из логики работы дешифратора (Рисунок 4);
«земля» на выходе Y1 у дешифратораDC, то есть при подаче на вход вектора «001» выходY1 не выдал 1, как должен был, исходя из логики работы дешифратора (Рисунок 5);
Больше при микропрограммной локализации, то есть при проверке правильной работы контролируемой аппаратуры ошибочных ситуаций выявлено не было.
Рисунок 4 – Ошибка в блоке DCY0
Рисунок 5 – Ошибка в блоке DCY1
Ручная локализация:
Здесь проводится проверка контролирующей аппаратуры на факт неправильной ее работы. Ошибку можно найти, последовательно запуская тестовую программу и смотреть правильность работы каждого блока схемы.
Рисунок 6 – Ошибка в блоке Н4
Была обнаружена:
ошибка типа «земля» в блоке Н1, на схему поочередно подавались все комбинации, но выход S1 не изменял своего состояния, а так как ошибка типа «земля», то данная схема контроля никогда не выдаст ошибку.
Вывод: Схема САК на основе регистра и дешифратора не обнаружит ошибку, если:
- тип ошибки совпадает со значением выходного сигнала;
- ошибка четной кратности в Rgне обнаруживается;
- есть вероятность ошибки самой аппаратуры, из-за которой возможна неверная трактовка результата.
Однако, данная схема самая простая из изучаемых и её достоинством является простота и невысокая стоимость.