Проверка правильности проекта МПС

МПС-- объект отладки

МПС имеют некоторые свойства/особенности, влияющие на методы и средства отладки.

1. Свойства "разумности", позволяющие использовать способ самотестирования: принцип программируемой логики, лежащий в основе МПС, дает ей возможнлсть генерировать входные воздействия на ее отдельные части и тем проверять работоспособность всей системы.

2. Магистральная организация (взаимодействие в МПС) по МА, МД, МУ. Передача информации по ним-- последовательная, параллельная, двунаправленная. Взаимодействие по ним-- синхронное, асинхронное. Возможны мультиплексирование, различная разрядность.

3. Технология изготовления, влияющая на средства сопряжения МПС и средства отладки: возможны различные нагрузочные способности, уровни "0" и "1", диапазон изменений напряжений питания, и т.д.

4. Количество контрольных точек. Судить о поведении системы, управлять им тем проще, чем больше соответствующих точек доступа внутрь системы. Сейчас БИС выполняют функции, которые раньше реализовывались не одним десятком ИС меньшей степени интеграции и имели в 3-4 раза большее число выводов.

5. Временные зависимости и ограничения, налагаемые областью использования МПС: реальное время, время реакции на прерывание и т.д. Кроме того, некоторые несправности могут проявляться только при работе на высоких (предельных) частотах.

6. Многопроцессорные и многомашинные структуры, предъявляющие дополнительные требования, например, одновременное наблюдение за несколькими МД и проч.

Особенности МПС в сочетании с требованиями процесса отладки могут порождать противоречия. Например, с одной сттороны, система должна проверяться в "реальном виде" в действительных, часто экстремальных условиях. С другой стороны, для локализации источника ошибки может потребоваться доступ к ее (МПС) внутренним элементам. Обеспечение такого доступа, например при эмуляции, может оказать влияние на характеристики системы.

На каждом этапе в ходе проектирования МПС проводятся те или иные контролирующие действия. Основные методы контроля правильности проектирования следующие:

верификация-- формальные методы доказательства корректности проекта,

моделирование,

тестирование.

На практике основными сегодня являются последние два метода. На каждом этапе проекта в целях контроля его корректности необходимо проводить моделирование на различных уровних абстрактного представления МПС и проверку правильности реализации заданной модели путем тестирования.

Примерная последовательность этапов, типичных для создания МПС:

1) формализация требований к системе;

2) разработка архитектуры и структуры ситемы;

3) разработка и изготовление аппаратурных средств и ПО МПС;

4) комплексная отладка и приемо-сдаточные испытания.

Примером заманчивого подхода, связанного с проблематикой тестирования, является создание тестов на основе функциональных спецификаций. В идеале подобные тесты давали бы возможность проверять любую реализацию системы, которая объявляется способной выполнять функции, оговоренные в спецификации. Однако независимая от реализации функциональная проверка практического значения не имеет из-за высокой степени общности.

Вообще любой метод тестирования хорош ровно настолько, насколько правильна лежащая в его основе модель неисправности.

Чем конкретнее модель, тем легче создать для нее систему тестов, но тем выше вероятность того, что неисправность останется незамеченной. Если же модель неисправностей излишне общая, то из-за комбинаторного возрастания числа необходимых тестовых наборов и(или) времени вычислений, потребного для работы алгоритмов формирования тестов, такая модель станет непрактичной и пригодной только для несложных систем.

На 3-ем этапе выполняются автономные отладки аппаратуры и ПО.

Для автономной отладки аппаратуры широко используются осциллографы, вольтметры, амперметры, частотомеры, ГИ, позволяющие отлаживать аппаратуру на схемном уровне. Чтобы автономно отлаживать аппаратуру МПС на более высоком уровне, требуются логические анализаторы, генераторы слов, комплексы диагностирования.

Для автономной отладки ПО МПС используется, как правило, та же ЭВМ, на которой велась его разработка. Эта отладка может быть начата при отсутствии аппаратуры МПС. Недостающие аппаратурные средства эмулируются. Может отсутствовать также внешняя среда МПС, так что и ее надо моделировать.

Проверка корректности программ, т.е. проверка соответствия внешним спецификациям, осуществляется двумя способами тестирования,-- пошаговым режимом, трассировкой.

Возможно использование "больших" ЭВМ серий ЕС, БЭСМ, "Эльбрус" в режимах разделения времени; СМ ЭВМ; микроЭВМ типа "Электроника-60", отладочных комплексов, комплексов развития.

Комплексная отладка МПС. МПС считается отлаженной после того, как рабочие программы правильно функционируют на действительной аппаратуре МПС в реальных условиях.

Тенденция развития средств отладки состоит в комплексировании средств, пригодных для автономной отладки аппаратуры, программ МПС и комплексной отладки МПС. Эти средства позволяют вести разработку и отладку, постепенно усложняя аппаратуру и программы. Новая, неотлаженная аппаратура и программы вводятся в создаваемую систему поэтапно, присоединяются к проверенной ее части.

Имеются 5 основных приемов отладки МПС:

1) останов системы при возникновении определенного события;

2) чтение/изменение содержимого памяти/регистров системы;

3) пошаговое отслеживание поведения системы;

4) отслеживание поведения системы в реальном времени;

5) временное согласование программ.

Для проведения комплексной отладки МПС может быть использован целый ряд специализированных устройств-- от логических анализаторов до наиболее сложных комплексов средств отладки. Комплексная отладка завершается приемо-сдаточными испытаниями, которые показывают соответствие спроектированной МПС техническому заданию.

Дата добавления: 2014-12-16