Министерство высшего и среднего специального образования
Республики Узбекистан
Ташкентский Государственный Технический Университет
Имени Абу Райхана Беруни
Кафедра приборостроение
Практическая работа №5
по предмету:
«Контроль и диагностика электронных устройств»
на тему:
Контроль функциональных узлов электронных устройств.
Выполнил: студент III курса
группы 111-11 ЕА
Маливский Руслан
Приняла: Расулова С.С.
Ташкент 2014
Практическая работа №5.
Контроль функциональных узлов электронных устройств.
Цель работы: произвести контроль функциональных узлов ЭУ.
Краткие теоретические сведения
Под контролем ЭУ понимают процессы обеспечивающие обнаружение ошибок в работе аппаратуры, вызванные отказом, либо сбоем аппаратуры, ошибкой оператора, ошибкой в программе или другими причинами.
В сочетании со всеми мерами по обеспечению надежности (1.выбор высоконадежных элементов; 2.выбор оптимальных режимов работы; 3.применение резервирования; 4.восстановление; 5.надежность программного обеспечения; 6.контроль и диагностика, а также создание отказоустойчивых систем), контроль является одним из самых эффективных средств увеличения достоверности вычислений. В первых ЭУ были применены методы функционального контроля, т.е. контроля, заключающегося в проверке выполнения основных рабочих функций объектом контроля.
Для проверки объекта необходимо по возможности контролировать все функции. Степень достижения этой цели называется полнотой контроля. Её оценивают отношением числа элементов охваченных данным способом контроля к общему числу элементов.
Практическая часть
Задача№1. Построить структурную модель функционирования микропроцессора К1810ВМ86. Выделить все методы контроля ЭУ, основанных на сопоставлении выходных слов.
Рис.1. Структурная схема МП КМ1810ВМ86
Основными методами контроля ЭУ, основанными на сопоставлении выходных слов являются:
- Дублирование;
- Мажоритарный контроль;
- Проверка появления запрещенных выходных сигналов;
- Числовой контроль по модулю;
- Кодовый контроль по модулю;
- Контроль с помощью корректирующих кодов;
- Контроль со словами.
Задача№2. Привести схему контроля дешифратора с числом входов n=3, дать УГО дешифратора, спроектированного на логических элементах И. Привести таблицу истинности. Проверить работоспособность дешифратора при подаче на входы сигналов x1 = 1, x2 = 1.
Рис.2. УГО дешифратора
Таблица истинности:
Рис.3. Схема дешифратора электрическая принципиальная.
Рис.4. Схема контроля дешифратора.
На входы подаются сигналы x1 = 1, x2 = 1. При этом на выходе 4 появляется логическая единица. На выходе элемента ИЛИ-НЕ имеем логический ноль. Другая группа выводов на выходе элемента ИЛИ дает логический ноль. Так как на входы схемы сравнения М2 подаются одинаковые значения, т.е. логический ноль, на выходе М2 выдаст сигнал об исправности элемента.
Однако такой контроль – неполный, т.к. не обнаруживаются отказы дешифратора, вызывающие появление двух или нескольких сигналов в одной группе выходов дешифратора. А также отказы, связанные с появлением одного сигнала, но на неправильном выходе дешифратора.
Задача№3. Составить схему контроля процессора с магистральной структурой с тремя функциональными устройствами. Дать обозначение входящих в структуру элементов.
Рис.5. Контроль процессора с магистральной структурой.
К1, К2, К3 – схемы контроля четности.
М1, М2, М3 – магистрали данных.
1, 2, 3 – функциональные узлы.
В процессоре с магистральной структурой имеется несколько магистралей данных М1, М2, М3, по которым осуществляется обмен данными между различными функциональными устройствами. Сами устройства не контролируются, а контролируются данные поступающие на одну из магистралей при помощи схем четности К1, К2, К3. При этом отказы обнаруживаются достаточно быстро, т.к. обмен информацией между ЭУ происходит только через магистраль.
Локализация отказа, т.е. определение ЭУ в котором произошел отказ в данной схеме затруднено. Поэтому локализация отказа осуществляется при помощи диагностических тестов запускаемых после обнаружения отказов.
Задача№4. Составить схему контроля четырех разрядного счетчика и дать краткое описание.
Рис.6. Схема контроля 4-х разрядного счетчика.
Контроль счетчика основан на том, что четность суммы единиц кода, записываемая в счетчике должна совпадать с четностью предсказываемого счетчика величины.
Предсказывая при помощи вспомогательного триггера T5 четность содержимого счетчика и сравнивая ее с фактической четностью можно обнаружить ошибки в его работе.
Изменение четности содержимого счетчика определяется по следующей формуле:
- для n-разрядного счетчика
– для 4-х разрядного счетчика.
Контроль реализуется логической схемой И-И-ИЛИ. Схема И предназначена для передачи сигналов на счетный вход триггера T5каждый раз, когда поступает входной сигнал.
Скачать: