diagnostika počítačů dgp_07
Post on 03-Jan-2016
51 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Diagnostika počítačů DGP_07
Prof. Ing. Karel Vlček, CSc.karel.vlcek@vsb.cz
Katedra Informatiky, FEI, VŠB - TUO
K. Vlček: Diagnostika počítačů 2
Testování obvodů LSI a VLSI
Testování integrovaných obvodů je efektivní při použití vestavěných diagnostických prostředků
Pokud testování provádí samotný výrobce, je časté použití vnějšího testeru – důvodem je testování speciálních parametrů
Testování v aplikačním zapojení se provádí zejména u pamětí
Speciální testovací postupy jsou používané při testování mikroprocesorů
K. Vlček: Diagnostika počítačů 3
Testování mikroprocesorů
Testování je obtížné proto, že mikroprocesory mají velmi složitou funkci a strukturu a velmi malý počet vývodů
Testováním mikroprocesorů se zabývají zpravidla jejich výrobci, protože ti mají potřebné informace o jejich architektuře
Výrobci testují velká množství mikroprocesorů a mohou tedy investovat do nákladných testerů a speciálních přípravků pro testování
K. Vlček: Diagnostika počítačů 4
Výrobní testy mikroprocesorů
Testy probíhají ve třech fázích: Testování čipů, které je prováděno před
zapouzdřením, jsou to test statický, test dynamický, test vybraných mezních parametrů
Třídicí testy pouzder – parametrické testování, dynamické testování
Testování spolehlivosti: napěťové namáhání, dynamické zahořování, testování životnosti
K. Vlček: Diagnostika počítačů 5
Uživatelské testy mikroprocesorů (1)
Uživatel testuje pouze malá množství obvodů – zkoušeče jsou cenově náročné
Při generování testů uživatel obvykle převezme (koupí) část testu výrobce, na který stačí jeho zkoušeč
Proto uživatel provádí zpravidla pouze testování funkce mikroprocesoru, ne testování strukturní, které je mnohem náročnější
Publikované schéma je vždy zjednodušené
K. Vlček: Diagnostika počítačů 6
Uživatelské testy mikroprocesorů (2)
Uživatelský test mikroprocesoru obsahuje: Reset Test čítače instrukcí Test adresace registrů Přesuny dat mezi registry Řízení zásobníkové paměti Funkce ALU (aritmetické – logické jednotky) Test střádače Test zbývajících funkcí dekodéru instrukcí
K. Vlček: Diagnostika počítačů 7
Uživatelské testy mikroprocesorů (3)
Uživatelské testy se provádějí jako: Přejímací testy (za účelem reklamace) Periodické testy (za účelem profylaktickým) Náhrada testu aplikační úlohou je nejméně
vhodnou metodou testování, protože je testována pouze velmi malá část funkčních jednotek mikroprocesoru
Vhodnější je provádět test dostatečně dlouhou pseudonáhodnou posloupností
K. Vlček: Diagnostika počítačů 8
Uživatelské testy mikroprocesorů (4)
Vzhledem k ceně zkoušečů je možné vnější test provádět náhradním způsobem:
Emulací funkce ze záznamu odezev v paměti Emulací v reálném čase – při běhu
(nákladné testování), je nutné zakoupit emulátor, který je zapouzdřený do speciálního pouzdra
Komparací se záznamem odezev Plně komparační test podle etalonu (levné
testování), nese však s sebou obtíže při získávání a údržbě etalonu
K. Vlček: Diagnostika počítačů 9
Testování pamětí
Při testování pamětí je nezbytné pracovat s podrobným modelem poruchy, který respektuje technologické vlastnosti vysoké integrace (pronikání náboje tenkou izolací)
Test musí být testem funkčním, ale současně
Test paměti musí být testem struktury Testy jsou málo závislé na typu paměti
(RAM, ROM, PROM, EPROM, EEPROM, …)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 10
Typy testů pamětí – poruchy mimo matici paměťových buněk
Jiné jsou testy pro detekci poruchy mimo paměťovou matici, testují:
Poruchy adresových dekodérů Chybějící adresu „Zkrat“ adres – adresy se překrývají Průrazy a svody na vstupech Hromadění náboje na budičích nebo
sběrnicích (dlouhá vybavovací doba) Setrvačnost čtecích zesilovačů (čtení
vzorků)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 11
Typy testů pamětí – poruchy uvnitř matice paměťových buněk (1)
Jiné jsou testy pro detekci poruchy uvnitř paměťové matice:
Pasivní poruchy (v ustáleném stavu) Bez vlivu okolí (model poruch t0, t1, …) Vliv sousedících buněk – „prosakování“
náboje do sousedních buněk
K. Vlček: Diagnostika počítačů 12
Typy testů pamětí – poruchy uvnitř matice paměťových buněk (2) Aktivní poruchy (zjišťuje se tak, že se
zapisuje a čte jinou adresou) Dlouhá doba zotavení po zápisu Krátká doba obnovení informace (dyn.
paměti) Nestálá porucha (po zásahu buňky částicí
alfa)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 13
Vzorky pro testy pamětí RAM
Vzorek typu N – počet kroků je lineárně závislý na počtu bitů
Vzorek typu N2 – počet kroků je úměrný druhé mocnině počtu bitů
Vzorek typu N3/2 – počet kroků je úměrný součinu N•N1/2
K. Vlček: Diagnostika počítačů 14
Vzorek typu N (1)
Nejjednodušší způsob testování paměti je zápis určité hodnoty na všechna paměťová místa a opětovné přečtení této hodnoty
Je to velmi nedokonalý test, pokud by dekodér nefungoval vůbec, mohl by test proběhnout správně, protože všechny hodnoty byly zapisovány na stejné adresy a pak z ní byly opět čteny
Je lépe používat střídající se hodnoty, test se nazývá šachovnice
K. Vlček: Diagnostika počítačů 15
Vzorek typu N (2)
Jiným testem s počtem kroků úměrným počtu bitů v paměťové matici je zápis hodnoty bitu parity adresy paměťové buňky
Vzorkem testu N je také zápis „diagonála“, který zapisuje jednu odlišnou hodnotu v každém řádku a v každém sloupci
Každý z těchto vzorků as zapisuje v obou binárních hodnotách a následuje čtení celé matice
Délka testů typu N je tedy vždy 4N
K. Vlček: Diagnostika počítačů 16
Vzorek typu N (3)
Postupující jedničky a postupující nuly patří k nejčastějším vzorkům typu N:
Zápis pozadí (0) Čtení i-té buňky a zápis inverzní hodnoty od
i=1 do i=N Čtení i-té buňky a zápis inverzní hodnoty od
i=N do i=1 Zápis pozadí (1) Opakování předcházejících dvou kroků –
délka testu je 10N
K. Vlček: Diagnostika počítačů 17
Vzorek typu N2 (1)
K nejdůležitějším vzorkům typu N2 patří putující jednička (nula) a GALPAT
Putující jednička: Zápis pozadí (0) Zápis inverzní hodnoty do i-té buňky, čtení i-
té buňky a zápis původní hodnoty do i-té buňky (pro i=1 až N)
Zápis pozadí (1) Opakování druhého kroku Délka testu je 2(N2 + N)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 18
Vzorek typu N2 (2)
Galpat (Galloping Pattern): Zápis pozadí (0) Zápis inverzní hodnoty do i-té buňky, čtení i-
té, i+1, i, i+2, …, i+N-1, i buňky a zápis původní hodnoty do i-té buňky (pro i=1 až N)
Zápis pozadí (1) Opakování druhého kroku Délka testu je 2(2N2 + N)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 19
Vzorek typu N3/2 (1)
Vzorky jsou: posouvaná diagonála
Délka posloupnosti adresovaných buněk je vždy stejná: N3/2
Zápis pozadí (0) Zápis inverzní hodnoty, čtení všech buněk
diagonály paměti začínající v i-tém prvku Zápis pozadí (1) Opakování zápisu a čtení z 2. kroku Délka testu je 2(N3/2+2N)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 20
Vzorek typu N3/2 (2)
Redukovaný GALPAT Vychází z testu GALPAT s tím rozdílem se
čte pouze sloupec a řádek, ve kterém se buňka nachází
Detekční schopnost je jako u GALPAT Netestuje se interakce mezi buňkami Celková délka testu je 2(4N3/2+8N)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 21
Vzorek typu N3/2 (3)
Diagonální GALPAT Čtené buňky jsou rozložené po diagonále Zápis pozadí (0) Čtení buněk s adresou i-1a i Zápis inverzní hodnoty, čtení všech buněk
diagonály paměti začínající v i-tém prvku Zápis pozadí (1) Opakování zápisu a čtení z 2. kroku Délka testu je 2(3N3/2+5N)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 22
Parametrické testy (1)
Mezi parametrické testy pamětí patří například test doby obnovení u dynamických pamětí
Test spočívá v zápisu informace do paměti a čtení zapsané informace za dobu, která je zaručována technickými podmínkami
Zapisuje se obvykle celý řádek a čte se po sloupcích
Nejjednodušší realizací podmínek testu je zastavení zdroje synchronizace
K. Vlček: Diagnostika počítačů 23
Parametrické testy (2)
Výsledkem testu je zpravidla dvojrozměrné pole hodnot tzv. „Shmoo plot“ (viz příklad)
K. Vlček: Diagnostika počítačů 24
Testování permanentních pamětí
Testování pevných pamětí, přestože se jedná o kombinační obvody, vyžaduje podobné testy, jako paměti pro zápis a čtení
Test obsahuje části, které prověřují dekodéry, čtecí zesilovače a paměťovou matici zvlášť
Aby mohl test podle těchto kriterií proběhnout, musí být u pamětí programovaných u zákazníka zajištěno čtení tzv. přídavných řádků a sloupců, ve kterých je informace, která umožní test výstupních proudů
Přídavný vstup (vstup +9V) aktivuje dekodér
K. Vlček: Diagnostika počítačů 25
Literatura
Hlavička J.: Diagnostika a spolehlivost, Vydavatelství ČVUT, Praha (1990), ISBN 80-01-01846-6
Musil, V., Vlček, K.: Diagnostika elektronických obvodů, TEMPUS Equator S_JEP-09468-95, ÚMEL, FEI VUT v Brně (1998)
Hlavička, J., Kottek, E., Zelený, J.: Diagnostika Elektronických číslicových obvodů, Praha SNTL (1982)
Drábek, V.: Spolehlivost a diagnostika, VUT Brno, (1983)
Hławiczka, A.: P1149, Warszawa (1993), ISBN 83-204-1518-7
top related