Применение многоканальных анализаторов для диагностики неисправностей

С помощью многоканальных сигнатурных анализаторов можно существенно ускорить процедуру контроля цифровых схем, которая практически увеличивается в n раз, где n – количество входов применяемого анализатора. В случае совпадения реально полученной сигнатуры с её эталонным значением считается, что с достаточно высокой вероятностью проверяемая цифровая схема находится в исправном состоянии. [6] На этом процедура её исследования оканчивается. В противном случае, когда схема содержит неисправности, реальная сигнатура, как правило, отличается от эталонной, что служит основным аргументом для принятия гипотезы о неисправном состоянии схемы. В тоже время вид полученной сигнатуры не несёт никакой дополнительной информации о характере возникшей неисправности. Более того, остаётся открытым вопрос о том, какие из n анализируемых последовательностей, инициирующих реальную сигнатуру, содержат ошибки, т.е. возникает задача локализации неисправности с точностью до последовательности, несущей информацию о её присутствии. Рассмотрим возможные варианты решения данной задачи для случая применения n–канальных анализаторов.

Предварительно докажем следующую теорему.

Теорема: Суммарная сигнатура S(x), полученная для последовательностей на n-канальном сигнатурном анализаторе, равна поразрядной сумме по модулю два сигнатур , , причём каждая из сигнатур , формируется для последовательности при условии, что .

Используя результаты теоремы, можно формализовать процедуру контроля цифровой схемы. При этом входными последовательностями этого анализатора в общем случае могут быть последовательности, формируемые на входных, промежуточных и выходных полюсах схемы, для которых в результате предварительных исследований определены значения эталонных сигнатур . Не нарушая общности, предположим, что n=2^d, и представим процедуру контроля цифровой схемы с локализацией неисправности до первой последовательности, содержащей вызванные ею ошибки в виде следующего алгоритма:

В результате анализа n=2^d реальных последовательностей на n–канальном анализаторе определяется значение сигнатуры S^*(x), которое соответствует соотношению:

(3.2.1)

По выражению

(3.2.2)

вычисляется эталонное значение сигнатуры S(x).

Реальное значение сигнатуры S^*(x) сравнивается с эталонной сигнатурой S(x). В случае выполнения равенства S^*(x) и S(x) считается процедура диагностики оконченной. В противном случае, когда S^*(x)¹S(x) выполняется следующий этап алгоритма.

Все множество входных последовательностей разбивается на две группы, причём номера последовательностей составляют множество А₁={1,2,3…n/2}, а номера последовательностей составляют множество А₂={n/2+1,n/2+2,…n}. Значению i присваивается значение 1.

В результате анализа реальных последовательностей, номера которых задаются множеством А₁ на n–канальном сигнатурном анализаторе при условии, что последовательности, номера которых определяет множество А₂, являются нулевыми, определяется значение реальной сигнатуры.

На основании выражения

(3.2.3)

определяем S(x).

Проверяется справедливость равенства S^*(x)=S(x), в случае выполнения множество А₁ заменяется элементами множества А₂.

Значение переменной i увеличивается на единицу, затем его величина сравнивается с величиной d. При id переходят к следующему пункту алгоритма, в противном случае выполня­ется п. 10.

По текущим значениям множества А₁ формируются новые множества А₁ и А₂ Новыми элементами множества А₁ будет первая половина его текущих элементов, вторая половина при­сваивается множеству А₂. После определения множеств А₁ и А₂ переходят к выполнению п. 5.

Единственный элемент множества А₁ представляет собой номер ошибочной последовательности, формируемой на одном из полюсов исследуемой схемы.

Процедура контроля цифровой схемы считается оконченной.

Развитием рассмотренного алгоритма может быть построе­ние процедуры определения всех последовательностей, содержа­щих ошибки. Это позволит более точно провести диагностирова­ние неисправностей. Для реализации такого алгоритма могут быть использованы методики, применяемые в случае одноканального сигнатурного анализа.

3.3 Расчет достоверности многоканального сигнатурного анализатора.

На практике были рассчитаны достоверности многоканального сигнатурного анализатора при старших степенях порождающего полинома соответственно равных 4, 8, 12 и 16. Их вероятности необнаружения ошибки представлены в виде диаграммы:

µ	m=4	m=8	m=12	m=16
	0,076923	0,00395	0,00024	0,000015
	0,076923	0,00395	0,00024	0,000015
	0,055944	0,00391	0,00024	0,000015
	0,055944	0,00391	0,00024	0,000015
	0,067599	0,00391	0,00024	0,000015
	0,067599	0,00391	0,00024	0,000015

Рис. 3.1

Теорема: Множество ошибок последовательности не обнаруживаемых одноканальным СА, реализованном на основании примитивного полинома , которого равна m, соответствует множеству необнаруживаемых ошибок n=2^d – канальным анализатором, описываемым полиномом (d – целое положительное число),[6] при условии отсутствия ошибок в последовательностях , любом целом положительном d.

Если рассчитать вероятность необнаружения ошибки при m=8 двумя способами, то есть если мы оценим достоверность анализатора интегральной величиной либо распределением вероятностей необнаружения ошибки, то при сравнении их значений, мы сможем определить, что результаты идентичны. Это можно более определенно увидеть на графике. При критерии ошибки, начиная с 5, достоверность одна и та же. Значит мы имеем право для расчета достоверности не учитывать значение кратности ошибки, а рассчитывать ее, используя интегральную величину . Значит можем сказать, что достоверность многоканального сигнатурного анализатора не зависит от кратности ошибки

µ	Распред.вер-ти	Интегр.распр-ние.
	0,00395	0,00391
	0,00395	0,00391
	0,00391	0,00391
	0,00391	0,00391
	0,00391	0,00391
	0,00391	0,00391

Рис. 3.2

Таким образом, достоверность многоканального сигнатурного анализатора может быть оценена либо интегральной величиной ,[6] либо распределением вероятностей необнаружения m - кратной ошибки в анализируемых последовательностях . Более предпочтительным значением n является значение, удовлетворяющее требованию n = 2^d. Анализ последовательности для на подобном анализаторе будет эквивалентен анализу на соответствующем одноканальном анализаторе, что позволит использовать многока­нальный анализатор в различных режимах. При этом его функ­ционирование в одноканальном режиме не приведет к ухудшению достоверности анализа по сравнению с классической структурой сигнатурного анализатора.

Наряду с высокой достоверностью анализа многоканальный сигнатурный анализатор, позволяет эффективно реализовывать процедуру локализации ошибочной последовательности.

Дата добавления: 2014-01-11