Авторы: Вадим Скобцов, Юрий Скобцов, Дмитрий Сперанский | Московский государственный университет путей сообщения
Форма обучения:
дистанционная
Стоимость самостоятельного обучения:
бесплатно
Доступ:
свободный
Документ об окончании:
 
Уровень:
Для всех
Длительность:
35:22:00
Студентов:
1113
Выпускников:
107
Качество курса:
5.00 | 5.00
Целью предлагаемого читателю курса лекций является изложение некоторых разделов теории (и ее приложений), которую в широком смысле можно назвать тестированием цифровой аппаратуры. Более точно, основное внимание будет уделено вопросам генерации тестов, моделированию работы цифровых устройств (ЦУ) и рациональному представлению диагностической информации. Здесь будет дано описание многих понятий, моделей и методов, используемых в упомянутой теории, которые с полным правом можно назвать ставшими классическими. Наряду с ними будут изложены сравнительно недавно возникшие понятия и методы, которые уже подтвердили свою полезность и эффективность.
В курсе излагаются алгоритмы и методы логического моделирования исправных и неисправных цифровых устройств, востребованные при решении задач технической диагностики. Описываются методы построения проверяющих и диагностических тестов для комбинационных устройств и устройств с памятью, широко используемые на этапах их проектирования и эксплуатации. Представлены методы обработки результатов тестирования и диагностики устройств, а также сокращения диагностической информации с целью локализации неисправностей.
Специальности: Разработчик аппаратуры
 

План занятий

Занятие
Заголовок <<
Дата изучения
Лекция 1
25 минут
Уровни и области моделирования
В лекции вводятся области проектирования - физическая, структурная и поведенческая. Для каждой области возможны различные уровни моделирования – схемный, логический, языков регистровых передач, системный. Показана связь между областями и уровнями моделирования. Рассмотрены основные аспекты тестирования .
Оглавление
    -
    Лекция 2
    57 минут
    Модели цифровых устройств
    В лекции вводятся функциональные и структурные модели для комбинационных и последовательностных устройств. Рассматриваются табличные модели в виде таблиц истинности и примитивных кубов, альтернативные графы бинарные диаграммы решений) для комбинационных схем, синхронные и асинхронные автоматы - для последовательностных схем. В качестве структурных моделей используются логические схемы. Вводятся модели уровня языков регистровых передач (ЯРП).
    Оглавление
      -
      Тест 1
      24 минуты
      -
      Лекция 3
      21 минута
      Логическое моделирование
      В лекции рассмотрены состав, назначение и общие принципы систем логического моделирования. Приведена классификация методов логического моделирования. Введены модели сигналов, включая многозначные алфавиты.
      Оглавление
        -
        Лекция 4
        51 минута
        Модели логических элементов
        В лекции рассмотрены модели логических элементов в различных в двоичном и многозначных алфавитах. Введены табличные и функциональные модели элементов в различных алфавитах. Определены различные модели задержки для элементов.
        Оглавление
          -
          Тест 2
          24 минуты
          -
          Лекция 5
          1 час 4 минуты
          Машинные модели логических схем и управление процессом моделирования
          В лекции вводится компилятивное и интерпретативное представление логической схемы. Рассматривается управление процессом моделирования, описываются основные алгоритмы событийного моделирования логических схем.
          Оглавление
            -
            Лекция 6
            31 минута
            Анализ состязаний
            В лекции рассматривается анализ состязаний в логических схемах. Определено явление состязания –функционального и логического. Изложен метод анализа состязаний Эйхельбергера на основе троичного логического моделирования.
            Оглавление
              -
              Лекция 7
              1 час 25 минут
              Система многозначных алфавитов и функций
              Лекция посвящена проблемам логического моделирования в многозначных алфавитах. Вводится универсальный 16-значный алфавит, на основе которого строится единая система многозначных алфавитов и функций, используемых в логическом моделировании и построении тестов.
              Оглавление
                -
                Лекция 8
                24 минуты
                Физические дефекты и неисправности
                В лекции рассматриваются физические дефекты, которые моделируются неисправностями (faults) на логическом и функциональном уровне. Описаны типовые физические дефекты, характерные для этапов изготовления интегральных схем и плат. Вводятся типовые модели неисправностей.
                Оглавление
                  -
                  Лекция 9
                  36 минут
                  Константные неисправности
                  Определены константные неисправности, которые позволяют моделировать многие физические дефекты. Приведены примеры дефектов, которые можно представить константными неисправностями. Рассмотрены методы сокращения списков константных неисправностей для комбинационных схем.
                  Оглавление
                    -
                    Лекция 10
                    44 минуты
                    Неконстантные неисправности
                    Рассматриваются модели неисправностей не константного типа: замыкания, неисправности "транзистор постоянно открыт" и "транзистор постоянно закрыт", задержки распространения сигналов, временные не исправности, функциональные неисправности, неисправности уровня ЯРП, перекрестные неисправности (crosstalk faults).
                    Оглавление
                      -
                      Тест 4
                      24 минуты
                      -
                      Лекция 11
                      58 минут
                      Последовательное и параллельное моделирование неисправностей
                      Определяются основные задачи моделирования неисправных логических схем. Рассматривается последовательное логическое моделирование неисправностей. Приведен метод параллельного по неисправностям логического моделирования в двоичном и многозначном алфавите. Рассмотрен метод параллельного по входным наборам моделирования неисправностям.
                      Оглавление
                        -
                        Лекция 12
                        53 минуты
                        Дедуктивный метод моделирования неисправностей
                        Вводится понятие списков неисправностей, изложены правила распространения списков через логические элементы. Рассмотрен дедуктивный метод моделирования в различных алфавитах: двоичном, троичном и многозначном. Приведен дифференциальный метод моделирования неисправностей.
                        Оглавление
                          -
                          Лекция 13
                          38 минут
                          Конкурентный и дифференциальный метод моделирования неисправностей
                          Вводится понятие суперсписка неисправностей, на котором основан конкурентный метод. Изложен этот метод с примером моделирования неисправностей схемы. Рассмотрены проблемы изменения суперсписков неисправностей при смене входных наборов. Изложен метод моделирования неисправностей "Test-Detect" на основе многозначного алфавита. Приведен дифференциальный метод моделирования неписправностей.
                          Оглавление
                            -
                            Лекция 14
                            35 минут
                            Моделирование неисправностей задержек распространения сигналов
                            Рассматриваются проблемы моделирования неисправностей типа "задержка распространения сигналов". Вводится понятие устойчивого и неустойчивого теста для проверки неисправности "задержка". Описано моделирование неисправностей "задержка" в многозначном алфавите.
                            Оглавление
                              -
                              Лекция 15
                              41 минута
                              Приближенные методы моделирования неисправностей
                              В лекции изложены приближенные методы моделирования неисправностей, имеющие, в основном, линейную вычислительную сложность. Метод обратного просматривания основан на анализе активизированных путей в обратном порядке - от выходов к входам схемы. Метод статистического анализа позволяет для каждой неисправности оценить вероятность ее обнаружения и тем самым определить полноту теста. В заключение рассматриваются диагностические словари, необходимые для локализации неисправностей в процессе тестирования.
                              Оглавление
                                -
                                Лекция 16
                                48 минут
                                Синтез тестов для комбинационных схем
                                В лекции рассматривается проблема построения проверяющих тестов для цифровых схем. Описана общая архитектура системы построения проверяющих тестов. Изложены методы генерации тестов для комбинационных схем, которые используются на начальном этапе, и не ориентированы на конкретную неисправность. К ним относятся псевдослучайное построение и метод критических путей.
                                Оглавление
                                  -
                                  Лекция 17
                                  32 минуты
                                  Синтез тестов для заданной неисправности
                                  В лекции рассматривается задача построения п проверяющего теста для конкретной заданной неисправности. Изложены аналитические методы построения тестов для комбинационных схем, которые основаны на символьных вычислениях. К ним относятся метод различающей функции и булевых производных. Описан структурный метод активизации одномерных путей.
                                  Оглавление
                                    -
                                    Тест 7
                                    24 минуты
                                    -
                                    Лекция 18
                                    1 час 55 минут
                                    Многомерная активизация путей в шестизначном алфавите
                                    В лекции вводится шестизначный алфавит и его применение при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлены основные этапы генерации теста, которые имеют место в структурных методах генерации тестов. Изложен D-алгоритм - первый алгоритм генерации тестов, который основан на одновременной активизации многих путей в схеме с помощью 6-значного алфавита.
                                    Оглавление
                                      -
                                      Лекция 19
                                      1 час 27 минут
                                      Методы генерации тестов PODEM, FAN и SOCRATES
                                      В лекции продолжается рассмотрение использования шестизначного алфавита при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлен базовый метод генерации тестов PODEM и его дальнейшее развитие методы FAN и SOCRATES.
                                      Оглавление
                                        -
                                        Лекция 20
                                        1 час 15 минут
                                        Построение тестов с использованием алфавитов большой значности
                                        В лекции рассмотрено применение многозначных алфавитов при построении проверяющего теста для заданной неисправности в комбинационных схемах. Описаны методы генерации тестов, основанные на 10-значном и 16-значном алфавите.
                                        Оглавление
                                          -
                                          Тест 8
                                          24 минуты
                                          -
                                          Лекция 21
                                          57 минут
                                          Выполнимость булевых функций и бинарные диаграммы в построении тестов
                                          В лекции рассмотрено применение методов решения задачи выполнимости булевых функций к построению тестов комбинационных схем. Изложено приведение задачи построения теста для данной неисправности к конъюктивной нормальной форме и метод решения задачи выполнимости. Описаны методы построения тестов на основе бинарных диаграмм. Рассмотрены методы сжатия построенных тестов.
                                          Оглавление
                                            -
                                            Тест 9
                                            24 минуты
                                            -
                                            Лекция 22
                                            1 час 1 минута
                                            Построение тестов для устройств с памятью на основе экспериментов с автоматами
                                            В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью. Приводится классификация основных групп методов построения тестов для цифровых устройств с памятью: автоматных, структурных и комбинированных или функциональных. Излагается подход к решению задачи построения тестов для цифровых устройств с памятью, основанный на теории экспериментов с конечными автоматами.
                                            Оглавление
                                              -
                                              Лекция 23
                                              53 минуты
                                              Структурное построение тестов для устройств с памятью
                                              В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью на структурном уровне, то есть для последовательностных логических схем. Рассматриваются основы структурного подхода к решению задачи на основе применения преобразования последовательностной логической схемы к модели итеративной комбинационной схемы.
                                              Оглавление
                                                -
                                                Лекция 24
                                                1 час 8 минут
                                                Влияние стратегий наблюдения выходных сигналов на построение тестов для схем с памятью
                                                В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью с использованием различных стратегий наблюдений выходных сигналов. Используется модель итеративной комбинационной схемы. Метод различающей функции распространяется на схемы с памятью. Рассматривается дизъюнктивная и конъюнктивная форма различающей функции и устанавливается соответствие с обратным различающим днрнвом.
                                                Оглавление
                                                  -
                                                  Лекция 25
                                                  1 час 17 минут
                                                  Эволюционные методы генерации тестов
                                                  В лекции изложен генетический алгоритм (ГА) и его применение для построения проверяющих тестов цифровых схем. Определены основные понятия простого ГА. Описано использование ГА в генерации тестов комбинационных схем. Рассмотрен ГА для генерации тестов последовательностных схем, проблемно-ориентированные генетические операторы кроссинговера и мутации. Представлены основные виды фитнесс-функций, используемых при построении тестов. Рассмотрены вопросы реализации ГА построения тестов.
                                                  Оглавление
                                                    -
                                                    Тест 11
                                                    24 минуты
                                                    -
                                                    Лекция 26
                                                    44 минуты
                                                    Методы компактного тестирования
                                                    В лекции описаны наиболее распространенные методы компактного тестирования: с использованием различных функций счета, синдромное тестирование, с применением сигнатурного анализа.
                                                    Оглавление
                                                      -
                                                      Лекция 27
                                                      50 минут
                                                      Представление диагностической информации
                                                      Аннотация: В лекции описана математическая модель представления диагностической информации в форме таблицы функций неисправностей и способ построения таких таблиц для цифровых устройств. Описана одна из разновидностей такой таблицы, называемая Т-таблицей функций неисправностей.
                                                      Оглавление
                                                        -
                                                        Лекция 28
                                                        52 минуты
                                                        Словари неисправностей и способы их организации
                                                        В лекции описан классический словарь неисправностей, применяемый при контроле ЦУ и локализации его неисправностей. Представлены его различные модификации, включая таблицу неисправностей, компактный словарь, словари с использованием сверток и организацией по выходам.
                                                        Оглавление
                                                          -
                                                          Лекция 29
                                                          55 минут
                                                          Сокращение диагностической информации при помощи масок
                                                          Аннотация: В лекции описан подход к сокращению диагностической информации, основанный на использовании масок. Сформулированы различные модификации задач поиска масок. Описан простой генетический алгоритм для поиска единой маски.
                                                          Оглавление
                                                            -
                                                            Лекция 30
                                                            39 минут
                                                            Оценка эффективности генетических алгоритмов поиска масок
                                                            В лекции приведены теоретические оценки эффективности генетических алгоритмов поиска масок и экспериментальные данные их применения к различным схемам из каталогов ISCAS85 и ISCAS89.
                                                            Оглавление
                                                              -
                                                              Лекция 31
                                                              52 минуты
                                                              Жадные алгоритмы поиска масок
                                                              В лекции описан жадный алгоритм поиска единой маски ДИ, основанный на построении дерева решений. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.
                                                              Оглавление
                                                                -
                                                                Лекция 32
                                                                1 час 6 минут
                                                                Жадный алгоритм поиска индивидуальных масок
                                                                В лекции описан жадный алгоритм поиска индивидуальных (для каждого технического состояния ЦУ в отдельности) масок ДИ. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.
                                                                Оглавление
                                                                  -
                                                                  Лекция 33
                                                                  28 минут
                                                                  Экспериментальные результаты апробации жадных алгоритмов
                                                                  В лекции представлены статистические данные применения двух жадных алгоритмов для сокращения ДИ с помощью масок к различным схемам из каталога ISCAS' 89. Произведено сравнение эффективности упомянутых алгоритмов.
                                                                  Оглавление
                                                                    -
                                                                    Лекция 34
                                                                    1 час 1 минута
                                                                    Сокращение диагностической информации с использованием хеш-функций
                                                                    Аннотация: В лекции описан метод сокращения ДИ, базирующийся на использовании свертки, реализуемой с помощью пяти различных типов хеш-функций. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие их высокую эффективность.
                                                                    Оглавление
                                                                      -
                                                                      1 час 40 минут
                                                                      -
                                                                      Дмитрий Медведевских
                                                                      Дмитрий Медведевских

                                                                      Добрый день  можно поинтересоваться где брать литературу предложенную в курсе ?Большинство книг я не могу найти  в известных источниках