INTUIT.ru: Учебный курс - Моделирование, тестирование и диагностика цифровых устройств

поддержка курса Моделирование, тестирование и диагностика цифровых устройств

Этот курс пока не готов.

Лекции

Уровни и области моделирования

В лекции вводятся области проектирования - физическая, структурная и поведенческая. Для каждой области возможны различные уровни моделирования – схемный, логический, языков регистровых передач, системный. Показана связь между областями и уровнями моделирования. Рассмотрены основные аспекты тестирования .

Модели цифровых устройств

В лекции вводятся функциональные и структурные модели для комбинационных и последовательностных устройств. Рассматриваются табличные модели в виде таблиц истинности и примитивных кубов, альтернативные графы бинарные диаграммы решений) для комбинационных схем, синхронные и асинхронные автоматы - для последовательностных схем. В качестве структурных моделей используются логические схемы. Вводятся модели уровня языков регистровых передач (ЯРП).

Логическое моделирование

В лекции рассмотрены состав, назначение и общие принципы систем логического моделирования. Приведена классификация методов логического моделирования. Введены модели сигналов, включая многозначные алфавиты.

Модели логических элементов

В лекции рассмотрены модели логических элементов в различных в двоичном и многозначных алфавитах. Введены табличные и функциональные модели элементов в различных алфавитах. Определены различные модели задержки для элементов.

Машинные модели логических схем и управление процессом моделирования

В лекции вводится компилятивное и интерпретативное представление логической схемы. Рассматривается управление процессом моделирования, описываются основные алгоритмы событийного моделирования логических схем.

Анализ состязаний

В лекции рассматривается анализ состязаний в логических схемах. Определено явление состязания –функционального и логического. Изложен метод анализа состязаний Эйхельбергера на основе троичного логического моделирования.

Система многозначных алфавитов и функций

Лекция посвящена проблемам логического моделирования в многозначных алфавитах. Вводится универсальный 16-значный алфавит, на основе которого строится единая система многозначных алфавитов и функций, используемых в логическом моделировании и построении тестов.

Физические дефекты и неисправности

В лекции рассматриваются физические дефекты, которые моделируются неисправностями (faults) на логическом и функциональном уровне. Описаны типовые физические дефекты, характерные для этапов изготовления интегральных схем и плат. Вводятся типовые модели неисправностей.

Константные неисправности

Определены константные неисправности, которые позволяют моделировать многие физические дефекты. Приведены примеры дефектов, которые можно представить константными неисправностями. Рассмотрены методы сокращения списков константных неисправностей для комбинационных схем.

10.

Неконстантные неисправности

Рассматриваются модели неисправностей не константного типа: замыкания, неисправности "транзистор постоянно открыт" и "транзистор постоянно закрыт", задержки распространения сигналов, временные не исправности, функциональные неисправности, неисправности уровня ЯРП, перекрестные неисправности (crosstalk faults).

11.

Последовательное и параллельное моделирование неисправностей

Определяются основные задачи моделирования неисправных логических схем. Рассматривается последовательное логическое моделирование неисправностей. Приведен метод параллельного по неисправностям логического моделирования в двоичном и многозначном алфавите. Рассмотрен метод параллельного по входным наборам моделирования неисправностям.

12.

Дедуктивный метод моделирования неисправностей

Вводится понятие списков неисправностей, изложены правила распространения списков через логические элементы. Рассмотрен дедуктивный метод моделирования в различных алфавитах: двоичном, троичном и многозначном. Приведен дифференциальный метод моделирования неисправностей.

13.

Конкурентный и дифференциальный метод моделирования неисправностей

Вводится понятие суперсписка неисправностей, на котором основан конкурентный метод. Изложен этот метод с примером моделирования неисправностей схемы. Рассмотрены проблемы изменения суперсписков неисправностей при смене входных наборов. Изложен метод моделирования неисправностей "Test-Detect" на основе многозначного алфавита. Приведен дифференциальный метод моделирования неписправностей.

14.

Моделирование неисправностей задержек распространения сигналов

Рассматриваются проблемы моделирования неисправностей типа "задержка распространения сигналов". Вводится понятие устойчивого и неустойчивого теста для проверки неисправности "задержка". Описано моделирование неисправностей "задержка" в многозначном алфавите.

15.

Приближенные методы моделирования неисправностей

В лекции изложены приближенные методы моделирования неисправностей, имеющие, в основном, линейную вычислительную сложность. Метод обратного просматривания основан на анализе активизированных путей в обратном порядке - от выходов к входам схемы. Метод статистического анализа позволяет для каждой неисправности оценить вероятность ее обнаружения и тем самым определить полноту теста. В заключение рассматриваются диагностические словари, необходимые для локализации неисправностей в процессе тестирования.

16.

Синтез тестов для комбинационных схем

В лекции рассматривается проблема построения проверяющих тестов для цифровых схем. Описана общая архитектура системы построения проверяющих тестов. Изложены методы генерации тестов для комбинационных схем, которые используются на начальном этапе, и не ориентированы на конкретную неисправность. К ним относятся псевдослучайное построение и метод критических путей.

17.

Синтез тестов для заданной неисправности

В лекции рассматривается задача построения п проверяющего теста для конкретной заданной неисправности. Изложены аналитические методы построения тестов для комбинационных схем, которые основаны на символьных вычислениях. К ним относятся метод различающей функции и булевых производных. Описан структурный метод активизации одномерных путей.

18.

Многомерная активизация путей в шестизначном алфавите

В лекции вводится шестизначный алфавит и его применение при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлены основные этапы генерации теста, которые имеют место в структурных методах генерации тестов. Изложен D-алгоритм - первый алгоритм генерации тестов, который основан на одновременной активизации многих путей в схеме с помощью 6-значного алфавита.

19.

Методы генерации тестов PODEM, FAN и SOCRATES

В лекции продолжается рассмотрение использования шестизначного алфавита при построении проверяющего теста для заданной неисправности. Представлен базовый метод генерации тестов PODEM и его дальнейшее развитие методы FAN и SOCRATES.

20.

Построение тестов с использованием алфавитов большой значности

В лекции рассмотрено применение многозначных алфавитов при построении проверяющего теста для заданной неисправности в комбинационных схемах. Описаны методы генерации тестов, основанные на 10-значном и 16-значном алфавите.

21.

Выполнимость булевых функций и бинарные диаграммы в построении тестов

В лекции рассмотрено применение методов решения задачи выполнимости булевых функций к построению тестов комбинационных схем. Изложено приведение задачи построения теста для данной неисправности к конъюктивной нормальной форме и метод решения задачи выполнимости. Описаны методы построения тестов на основе бинарных диаграмм. Рассмотрены методы сжатия построенных тестов.

22.

Построение тестов для устройств с памятью на основе экспериментов с автоматами

В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью. Приводится классификация основных групп методов построения тестов для цифровых устройств с памятью: автоматных, структурных и комбинированных или функциональных. Излагается подход к решению задачи построения тестов для цифровых устройств с памятью, основанный на теории экспериментов с конечными автоматами.

23.

Структурное построение тестов для устройств с памятью

В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью на структурном уровне, то есть для последовательностных логических схем. Рассматриваются основы структурного подхода к решению задачи на основе применения преобразования последовательностной логической схемы к модели итеративной комбинационной схемы.

24.

Влияние стратегий наблюдения выходных сигналов на построение тестов для схем с памятью

В лекции рассматривается задача построения проверяющих тестов для цифровых устройств с памятью с использованием различных стратегий наблюдений выходных сигналов. Используется модель итеративной комбинационной схемы. Метод различающей функции распространяется на схемы с памятью. Рассматривается дизъюнктивная и конъюнктивная форма различающей функции и устанавливается соответствие с обратным различающим днрнвом.

25.

Эволюционные методы генерации тестов

В лекции изложен генетический алгоритм (ГА) и его применение для построения проверяющих тестов цифровых схем. Определены основные понятия простого ГА. Описано использование ГА в генерации тестов комбинационных схем. Рассмотрен ГА для генерации тестов последовательностных схем, проблемно-ориентированные генетические операторы кроссинговера и мутации. Представлены основные виды фитнесс-функций, используемых при построении тестов. Рассмотрены вопросы реализации ГА построения тестов.

26.

Методы компактного тестирования

В лекции описаны наиболее распространенные методы компактного тестирования: с использованием различных функций счета, синдромное тестирование, с применением сигнатурного анализа.

27.

Представление диагностической информации

Аннотация: В лекции описана математическая модель представления диагностической информации в форме таблицы функций неисправностей и способ построения таких таблиц для цифровых устройств. Описана одна из разновидностей такой таблицы, называемая Т-таблицей функций неисправностей.

28.

Словари неисправностей и способы их организации

В лекции описан классический словарь неисправностей, применяемый при контроле ЦУ и локализации его неисправностей. Представлены его различные модификации, включая таблицу неисправностей, компактный словарь, словари с использованием сверток и организацией по выходам.

29.

Сокращение диагностической информации при помощи масок

Аннотация: В лекции описан подход к сокращению диагностической информации, основанный на использовании масок. Сформулированы различные модификации задач поиска масок. Описан простой генетический алгоритм для поиска единой маски.

30.

Оценка эффективности генетических алгоритмов поиска масок

В лекции приведены теоретические оценки эффективности генетических алгоритмов поиска масок и экспериментальные данные их применения к различным схемам из каталогов ISCAS85 и ISCAS89.

31.

Жадные алгоритмы поиска масок

В лекции описан жадный алгоритм поиска единой маски ДИ, основанный на построении дерева решений. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.

32.

Жадный алгоритм поиска индивидуальных масок

В лекции описан жадный алгоритм поиска индивидуальных (для каждого технического состояния ЦУ в отдельности) масок ДИ. Его работа проиллюстрирована на конкретном примере. Приведены оценки объема получаемой по описанному алгоритму маски и вычислительная сложность алгоритма.

33.

Экспериментальные результаты апробации жадных алгоритмов

В лекции представлены статистические данные применения двух жадных алгоритмов для сокращения ДИ с помощью масок к различным схемам из каталога ISCAS ? 89. Произведено сравнение эффективности упомянутых алгоритмов.

34.

Сокращение диагностической информации с использованием хеш-функций

Аннотация: В лекции описан метод сокращения ДИ, базирующийся на использовании свертки, реализуемой с помощью пяти различных типов хеш-функций. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие их высокую эффективность.

Вопросы и Ответы