Abstract

Abstract

Предлагается метод диагностирования кратных константных дефектов в сильносвязных автоматах сокращением множества подозреваемых неисправностей за счёт выявления исправных ветвей.

Full Text

Решение проблемы диагностирования дискретных устройств на этапе изготовления требует разработки формальных алгоритмов, позволяющих автоматизировать проверку и поиск кратных дефектов. Использование в таких системах известных методов [1] весьма затруднительно вследствие их сложности. В статье предлагаются методы синтеза тестов, которые позволяют вести поиск кратных дефектов выделением исправных ветвей в неисправной схеме. Данные алгоритмы поиска заключаются в последовательном сокращении множества подозреваемых дефектов за счёт дефектов исправных ветвей, отличаются простотой и автоматизируются на базе типовой компьютерной техники. В качестве объекта диагностирования рассматриваются синхронные сильносвязные автоматы A=(x,y,s,δ,λ) при известных ограничениях: кратный дефект не увеличивает число состояний автомата, для автомата существует диагностическое слово (ДС) или диагностическое множество (ДМ), в автомате отсутствует явление перекодировки состояний. Мощности множеств входных, выходных векторов и векторов состояний равны соответственно: |x|=2n, |z|=2k, |s|=2m. Для автоматов существует также структурное описание совокупностью логических элементов и связей между ними. Рассмотрим для произвольной ветви xij синтез текстовой последовательности Pij, правильная реакция на которую свидетельствует о исправности данной ветви при наличии в автомате кратного дефекта. Для этого условным разрывом обратных связей автомат заменяется комбинационной моделью (КМ), состоящей из m+1 комбинационных схем, где m комбинационных схем имеют выходами переменные обратных связей, а одна схема – выход z1,..,zk автомата. Входами комбинационной модели является вектор x1,..,xn, y1,..,ym. Синтез последовательности Pij осуществляется выполнением следующих этапов: 1. По КМ методом [2] строится группа наборов ориентированного теста (0V-теста), проверяющих исправность ветви xij, соединяющей узлы i и j в модели. Построенные наборы состоят из β-набора, передающего входное изменение через ветвь xij на вход схемы, и α-наборов, устанавливающих, действительно ли входное изменение в проверяемой схеме передалось по ветви xij. Наборы α и β раскладываются на пары наборов статического теста, минимизируются и записываются в виде наборов Smxn, где Sm – состояние, соответствующее значению переменных Y из набора, а xn – переменная из X, соответствующая значению переменных x1,..,xn набора. Обозначим построенные наборы как множество Tij. 2. Для автомата находится диагностическое слово Д. Синтез Д может быть выполнен известным методом как слова, дающего для каждой пары состояний Si,Sj S : λ(Si,Д)λ(Sj,Д). 3. Формируется последовательность Pij подачи наборов множества Tij: а) в качестве начальной последовательности P0 (P0Pij) формируется последовательность P0 =Д…Д, устанавливающая изоморфизм состояний исходного и исследуемого автомата; б) из Tij удаляются наборы, подача которых была обеспечена в Pij. Если Tij = Ø, то формирование Pij закончено. Если Tij Ø, то переход на следующий шаг; в) определяется состояние Sl, которое автомат достиг на последовательности Pij. Если Sl принадлежит состояниям из Tij, то переход на шаг «г», если нет, то определяется транслирующее слово q = Д…Д, переводящее автомат в состояние Sm Tij; г) к последовательности Pij добавляется слово xnД, обеспечивающее подачу на автомат набора Smxn Tij и контролирующее переход Sδ(Sm,xn). Далее повторяется шаг «б». Результатом данного синтеза является последовательность, на которую неисправный автомат с кратным дефектом может ответить правильно реакцией только в том случае, если ветвь xij в нём исправна. При этом различные варианты построения слова Pij, дающие различные по длине слова, не могут привести к компенсации на нём дефектов проверяемой ветви. Диагностический тест (ДТ) из слов проверки исправности строится по КМ следующим образом: 1. Выделяется очередной путь Pj от входа xi (i(l,n)) до выхода КМ. Для данного пути строится β-набор xi , обеспечивающий его активизацию и передачу перепада xi со входа КМ на выход. Если все пути перебраны, то синтез теста заканчивается. 2. Определяется множество путей, шунтирующих ветви пути Pj, и строится группа α-наборов 0V-теста: ,..,. Синтез α-наборов выполняется такой деактивизацией пути Pj, при которой сохраняются условия активизации шунтирующих путей в неисправной КМ [2]. 3. Для элементов пути записываются функции исправности его элементов (xijн) как условия правильных реакций (βн, αн) на β и α-наборы: xijн= βн, α1н… βн, αmн. Построенный ДТ может быть использован для проведения как безусловных, так и условных алгоритмов поиска кратных дефектов. Для организации безусловных алгоритмов, в которых порядок подачи наборов фиксирован и не зависит от получаемых реакций автомата, необходимо построить из наборов ДТ диагностическую последовательность (ДП). Формирование ДП выполняется аналогично синтезу слова Pij из наборов Tij. После построения ДП производится перезапись функций исправности в терминах тактов ДП. Вместо значений βvн (αvн) в функции xijн подставляются переменные tφн tφ-1н tε н tε-1н tφ+1н tε+1н, соответствующие тактам tφн, tε н подачи наборов 0V-теста, тактам подачи ДС tφ-1н, tε-1н, проверяющих правильность установки автомата в требуемое состояние, и тактам tφ+1н tε+1н, передающим состояние S на выхода Z автомата. Если путь кончается внешним выходом Z, то такты tφ+1н и tε+1н в функции xijн отсутствуют. Безусловный алгоритм поиска заключается в подаче на автомат сразу всей ДП, фиксации правильных реакций на такты ДП и вычислении функций исправности. Функции исправности, принимающие значение «1», определяют множество Ми исправных ветвей. Множество Мп ветвей автомата, подозреваемых на наличие дефектов, определяется просто, как дополнение множества Ми до множества М всех векторов схемы: Мп=М/Ми. На базе построенных ДТ могут быть организованы также более сложные условные алгоритмы диагностирования. В данных алгоритмах порядок подачи наборов зависит от реакции автомата на предыдущие наборы. Поскольку правильная реакция автомата на ДС гарантирует установку в соответствующее состояние Sx, то следующим тактом условной ДП включается набор xSxДТ. Таким образом, организуется подача всего ДТ. Применение условных алгоритмов позволяет существенно увеличить глубину поиска кратных дефектов по сравнению с безусловными алгоритмами.