Testování a spolehlivost. 3. Laboratoř Program Atalanta, BIST, testování sekvenčních obvodů

Podobné dokumenty
Testování a spolehlivost. 1. Laboratoř Poruchy v číslicových obvodech

5. Sekvenční logické obvody

3. Sekvenční logické obvody

Testování a spolehlivost. 4. Laboratoř Spolehlivostní modely 1

... sekvenční výstupy. Obr. 1: Obecné schéma stavového automatu

Sekvenční logické obvody

Představení diagnostiky počítačů

Struktura a architektura počítačů (BI-SAP) 3

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

Projekt Pospolu. Sekvenční logické obvody Klopné obvody. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Jiří Ulrych.

SEKVENČNÍ LOGICKÉ OBVODY

Organizace předmětu, podmínky pro získání klasifikovaného zápočtu

U Úvod do modelování a simulace systémů

7. Popis konečného automatu

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Konečný automat. Studium chování dynam. Systémů s diskrétním parametrem číslic. Počítae, nervové sys, jazyky...

PROGRAMOVATELNÉ LOGICKÉ OBVODY

Simulace číslicových obvodů (MI-SIM) zimní semestr 2010/2011

Projekt: Přístupový terminál

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

Úloha 9. Stavové automaty: grafická a textová forma stavového diagramu, příklad: detektory posloupností bitů.

Vzorový příklad. Postup v prostředí ISE. Zadání: x 1 x 0 y Rovnicí y = x 1. Přiřazení signálů:

Vzorový příklad. Postup v prostředí ISE. Zadání: x 1 x 0 y. Rovnicí y = x 1. x 0. Přiřazení signálů: ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

Algoritmizace. 1. Úvod. Algoritmus

Vestavěné diagnostické prostředky 1 (BIST)

KZPE semestrální projekt Zadání č. 1

HAZARDY V LOGICKÝCH SYSTÉMECH

Sekvenční logické obvody

Střední průmyslová škola, Ústí nad Labem, Resslova 5, příspěvková organizace

VLASTNOSTI GRAFŮ. Doc. RNDr. Josef Kolář, CSc. Katedra teoretické informatiky, FIT České vysoké učení technické v Praze. BI-GRA, LS 2010/2011, Lekce 5

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

12. VHDL pro verifikaci - Testbench I

Testování sekvenčních obvodů Scan návrh

Logické řízení. Náplň výuky

Návrh synchronního čítače

Modelování a simulace Lukáš Otte

Regulační obvod s měřením akční veličiny

Regulační obvod s měřením regulováné veličiny

Základy umělé inteligence

2.7 Binární sčítačka Úkol měření:

Testování sekvenčních obvodů Simulace poruch, minimalizace testu

Teorie systémů TES 1. Úvod

TD - nauka (obor), zkoumá stav technického zařízení, metody určování těchto stavů, a principy konstrukce diagnostických zařízení.

Úvod do teorie grafů

Cíle. Teoretický úvod

1. 5. Minimalizace logické funkce a implementace do cílového programovatelného obvodu CPLD

Střední průmyslová škola, Ústí nad Labem, Resslova 5, příspěvková organizace

Oscilátory. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EO.

Algoritmy a algoritmizace

Konečné automaty (sekvenční obvody)

1 Digitální zdroje. 1.1 Převod digitálních úrovní na analogový signál. Cílem cvičení je osvojení práce s digitálními zdroji signálu.

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Logické řízení výšky hladiny v nádržích

Pracovní list č. 15 Microsoft Word 2010 reference II

11MAMY LS 2017/2018. Úvod do Matlabu. 21. února Skupina 01. reseni2.m a tak dále + M souborem zadané funkce z příkladu 3 + souborem skupina.

Cíle. Teoretický úvod. BDIO - Digitální obvody Ústav mikroelektroniky Základní logická hradla, Booleova algebra, De Morganovy zákony Student

Automaty a gramatiky(bi-aag) Formální překlady. 5. Překladové konečné automaty. h(ε) = ε, h(xa) = h(x)h(a), x, x T, a T.

popel, glum & nepil 16/28

Logické řízení s logickým modulem LOGO!

Měření pilového a sinusového průběhu pomocí digitálního osciloskopu

Teoretický úvod: [%] (1)

Frekvenční charakteristika soustavy tří nádrží

Přerušovací systém s prioritním řetězem

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Návod k obsluze výukové desky CPLD

II. Úlohy na vložené cykly a podprogramy

MĚŘENÍ A ANALÝZA ELEKTROAKUSTICKÝCH SOUSTAV NA MODELECH. Petr Kopecký ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra Radioelektroniky

Algoritmus. Přesné znění definice algoritmu zní: Algoritmus je procedura proveditelná Turingovým strojem.

Operační výzkum. Síťová analýza. Metoda CPM.

Projekt: Přístupový terminál

Úvod do modelování a simulace. Ing. Michal Dorda, Ph.D.

1/1 ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE PROVOZNĚ EKONOMICKÁ FAKULTA PŘIJÍMACÍ ŘÍZENÍ 2017/2018

Testování a spolehlivost. 6. Laboratoř Ostatní spolehlivostní modely

Cíle. Teoretický úvod. BDIO - Digitální obvody Ústav mikroelektroniky Sekvenční logika - debouncer, čítače, měření doby stisknutí tlačítka Student

1 Zadání. 2 Teoretický úvod. 4. Generátory obdélníkového signálu a MKO

Stanovit nezbytná pravidla pro tvorbu dokumentace vytvářenou ve SITRONICS centru využitelnou firmou SITRONICS TS.

Systematická tvorba jízdního řádu 2. cvičení

Testování kombinačních obvodů Intuitivní zcitlivění cesty, D-algoritmus

Řídicí struktury. alg3 1

Úvod do diagnostiky číslicových systémů. studijní text frekventantů předmětu PV171/3

1. Seznamte se s výukovou platformou FITkit (

Laboratorní úloha 7 Fázový závěs

LOGICKÉ SYSTÉMY PRO ŘÍZENÍ

Vzdálenost uzlů v neorientovaném grafu

6 Algebra blokových schémat

Konvolučníkódy. MI-AAK(Aritmetika a kódy)

Operační zesilovač. Úloha A2: Úkoly: Nutné vstupní znalosti: Diagnostika a testování elektronických systémů

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

ZÁKLADY ELEKTROTECHNIKY pro OPT

Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno

Modelová úloha Zabezpečení a správa budovy

Prezentace do předmětu Architektury a použití programovatelných obvodů 2

Struktura e-learningových výukových programù a možnosti jejího využití

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE


CVIČENÍ 4 Doc.Ing.Kateřina Hyniová, CSc. Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze 4.

CVIČNÝ TEST 19. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Kateřina Nováková. II. Autorské řešení 5 III. Klíč 13 IV. Záznamový list 15

9. Praktická verifikace

Úvod do informatiky. Miroslav Kolařík

Transkript:

Testování a spolehlivost ZS 2011/2012 3. Laboratoř Program Atalanta, BIST, testování sekvenčních obvodů Katedra číslicového návrhu Fakulta informačních technologií ČVUT v Praze Příprava studijního programu Informatika je podporována projektem financovaným z Evropského sociálního fondu a rozpočtu hlavního města Prahy. Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Program Atalanta Budeme využívat program Atalanta popsaný zde spolu s poruchovým simulátorem HOPE. 1. Analyzujte zapojení obvodu popsaného v souboru c17.bench. Nakreslete jeho logické schéma. 2. Vygenerujte jeho úplný test příkazem: atalanta -l c17.lst c17.bench 1. Ověřte výsledek testu tím, že zkontrolujete všechny vygenerované soubory, spusťe poruchový simulátor HOPE příkazem: hope.exe -l hope.log -t c17.test c17.bench 2. Zkontrolujte výpis hope.log, ověřte pokrytí poruch jednotlivými vektory. Vygenerovaný test považujte za minimální detekční test. Proveďte příkaz: atalanta -l c17.lst -N c17.bench 3. Získáte soubor c17.test, který obsahuje vyšší počet vektroů (nebyla provedena kompakce vektorů), který je nejlépe využitelný pro sestavení slovníku poruch. 3. Sestavte komprimovaný slovník poruch metodou záznamu první chybné odezvy. Slovník získáme tak, že ze seznamu vygenerovaných testovacích vektorů odstraníme postupně poslední vektory a postupně spouštíme simulátor HOPE. Seznam nedetekovaných poruch bude odpovídat poruchám detekovatelným v krocích testu, odpovídajících odstraněným vektorům. 4. Obvod realizujte na přípravcích SPARTAN-3. 5. Ověřte správnou funkci realizovaného obvodu s použitím úplného detekčního testu a slovníku poruch. 6. Ověřte možnost detekce a lokalizace poruch typu t0 a t1 fyzikálně injektovaných v libovolném místě obvodu s použitím slovníku poruch (některé poruchy vloží asistent). 1. Zjistěte použitelnost slovníku pro vícenásobné poruchy zapište odezvy a vyvoďte závěr. 7. Vygenerujte test pro některý z větších benchmarkových obvodů a proveďte rozbor výsledků testu.

Syntéza BIST Seznamte se s apletem pro syntézu obvodů BIST na adrese: http://www.ui.savba.sk/diag/tools/bist/index.html Navrhněte vlastní vestavěné diagnostické prostředky pro zadaný testovaný obvod a odsimilujte chování obvodu s BIST pomocí Modelsimu či ISE. 1. Nastavte learning module, v menu Option je možné nastavit jazyk na anglicky nebo slovensky. 2. Projděte jednotlivé kroky v režimu cvičenie. Zvolte generátor testovacích vzorků podle pokynů cvičícího. Vygenerujte VHDL kód jednotlivých komponent a celého BIST modulu. 3. Přeložte jednotlivé moduly v Modelsimu. Jako poslední překládejte modul BIST. 4. Odsimulujte test celého obvodu pomocí připravených budících signálů. Podle výsledků simulace změňte obsah registru Signature v navrhovaném BISTu tak, aby při správné funkci byl vygenerován signál BISTFAIL = 0 5. Ověřte schopnost detekovat poruchu tím, že v modulu CUT změníte funkci a odsimulujete znovu celý test.

Generování testů pro sekvenční obvody Identifikační metody Trocha teorie Při použití identifikačních metod představuje podstatnou část řešení sestavení některých ze základních posloupností, k nimž patří synchronizační, nastavovací, rozlišovací a převáděcí posloupnost. Pro sestavení prvních tří se používá některá varianta stromu následovníků (někdy též označovaného jako vývojový strom). Podle typu sestavované posloupnosti tento strom označujeme jako synchronizační, nastavovací nebo rozlišovací. Základní pravidlo pro sestavování stromu je vždy stejné: do uzlu, do něhož směřuje určitá hrana, zapisujeme následující stavy do nichž je automat převeden vstupním symbolem, přiřazeným této hraně. Jednotlivé typy stromů se liší pouze pravidly pro zjednodušení tohoto seznamu stavů a pravidly pro ukončení větve. I když pro nastavovací a synchronizační posloupnost mají určující význam hodnoty výstupu, obvykle se do stromu nezapisují. Tyto hodnoty je třeba sledovat v tabulce stavu. Největší množství informací obsahuje rozlišovací strom. Vycházíme z uzlu s jednotkovým rozkladem (všechny stavy automatu jsou v jednom bloku). Aplikace každého vstupního symbolu znamená zjemnění tohoto rozkladu, pokud se pro daný vstup vyskytují nejméně dva různé výstupní symboly. Do společného bloku zapisujeme vždy ty následující stavy, které v předchozí úrovni byly ve společném bloku a mají pro daný vstupní symbol navzájem stejný výstupní symbol. Větev se ukončí jako neprespektivní, jestliže se v jednom bloku vyskytuje určitý stav několikrát. Podobně bývá účelné (nikoli však nutné) ukončšit větev, na níž se opakuje stejný rozklad jako v předchozím uzlu. TAková větev sice nemusí být nepoužitelná, ale přidává nám do rozlišovací posloupnosti zbytečné symboly. Pokud se spokojíme s nalezením jedné rozlišovací posloupnosti, můžeme sestavování stromu ukončit ve chvíli, kdy v některém uzlu vznikne nulový rozklad. Rozlišovací posloupnost je pak tvořena vstupními symboly přiřazenými hranám na cestě od výchozího ulzu k uzlu s nulovým rozkladem. Při hledání rozliščovací posloupnosti je důležité si uvědomit, že pr některé automaty tato posloupnost neexistuje. V rozlišovacím stromu tuto skutečnost poznáme podle toho, že některé větve skončí, aniž bychom získali nulový rozklad. Při hledání synchronizační posloupnosti nás nezajímá, jaké jsou hodnoty výstupu. Proto můžeme ze stromu následovníků vynechat všechnu informaci kromě zápisu následujícího stavu. Synchronizační posloupnost je nalezena, jestliže je určitému uzlu přiřazen pouze jeden stav. Jako neprespektivní můžeme v tomto případě ukončit cesty, které neredukují počet různých stavů ve srovnání s uzlem v předcházející úrovni. Ani synchronizační posloupnost nemusí pro obecný automat existovat.

Pokud synchronizační posloupnost neexistuje je, lze její funkci nahradit kombinací nastavovací a převáděcí posloupnosti. Sestavení převáděcí posloupnosti je v podstatě základní úloha z teorie automatů, proto se jí zde nebudeme zabývat. Při hledání nastovavací posloupnosti používáme nastavovací strom, který je opět zjednodušením obecného stromu následovníků. Protože úkolem nastavovací posloupnosti je umožnit jednoznačnou identifikaci koncového stavu na základě posloupnosti výstupních symbolů, není třeba v každém uzlu rozlišovat, ze kterého výchozího stavu automat vyšel. Stačí tedy v každém bloku zapisovat určitý stav jen jednou. Nastavovací posloupnost je nalezena, vznikne-li v některém uzlu nový rozklad množin koncových stavů automatu. Cesta v nastavovacím stromě se ukončuje jako neprespektivní, jestliže se nově vzniklý rozklad vyskytuje již na některé z předcházejících úrovní. Příklad Pro automat popsaný v tabulce 3.1 sestavte rozlišovací posloupnost. a a,0 b,0 b a,0 c,1 c b,1 c,1 Tabulka 3.1: Automat Obrázek 3.1: Řešení automatu Obě cesty v rozlišovacím stromu na obrázku 3.1 musely být ukončeny, protože ve vzniklých rozkladech se opakuje jeden stav v témže bloku. Pro daný automat tedy neexistuje rozlišovací posloupnost. Úlohy Pro automat popsaný tabulkou stavů v tabulce 3.2 sestavte rozlišovací posloupnost. Odvoďte výstupní posloupnosti, které identifikují jednotlivé výchozí stavy. 1 4,1 4,1 2 1,0 5,1 3 5,,1

4 3,1 4,1 5 2,1 5,1 Tabulka 3.2: Tabulka stavů automatu Pro automat popsaný tabulkou stavů v tabulce 3.3 sestavte synchronizační posloupnost. a a,0 c,1 b a,0 b,0 c a,0 c,1 d b,1 a,1 e c,1 d,0 Tabulka 3.3: Tabulka stavů automatu Pro automat popsaný tabulkou stavů v tabulce 3.4 sestavte synchronizační posloupnost. a b,0 a,1 b c,1 a,1 c d,0 c,0 d a,1 c,0 Tabulka 3.4: Tabulka stavů automatu Prop automat popsaný tabulkou stavů v tabulce 3.5 sestavte synchronizační posloupnost. a a,0 b,1 b a,0 c,0 c c,1 d,0 d d,0 b,1 Tabulka 3.5: Tabulka stavů automatu Strukturní metody Trocha teorie Formálním prostředkem většiny strukturních metod testování sekvenčních obvodů je náhrada sekvenčního obvodu kaskádou kombinačních obvodů, vzniklých eliminací zpětných vazeb.

Jeden stupeň kaskády vznikne rozpojením všech zpětovazebních smyček a náhradou každé smyčky jedním vstupem a jedním výstupem. Tyto nově vzniklé vstupy a výstupy propojují jednotlivé stupně kaskády tak, aby souhlasil index vnitřní proměnné. Ve vzniklé kaskádě kombinačních obvodů můžeme pak odvodit testovací posloupnost pro sekvenční obvod, případně též posloupnost nutnou pro nastavení požadovaného počátečního stavu v sekvenčním obvodu. Obě tyto úlohy řešíme v kombinačním obvodu, a proto pro ně můžeme použít kteroukoliv ze známých metod generování testů pro kombinační obvody. Úloha Pro obvod na následujícím obrázku navrhněte transformaci na kaskádu kombinačních obvodů, umožňující generovat test některou ze strukturních metod. Nakreslete alespoň dva stupně kaskády a označte proměnné. Obrázek 3.2: Sekvenční obvod určen pro transformaci Literatura Diagnostika a spolehlivost, J. Hlavička Diagnostika a spolehlivost cvičení, J. Hlavička