Московский государственный университет путей сообщения
Опубликован: 06.09.2012 | Доступ: свободный | Студентов: 953 / 56 | Оценка: 5.00 / 5.00 | Длительность: 35:22:00
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 28:

Словари неисправностей и способы их организации

< Лекция 27 || Лекция 28: 12 || Лекция 29 >

28.2.Таблицы неисправностей

Таблица неисправностей (ТН) устройства представляет |F|\times |\tau| таблицу, в которой на пересечении i-ой строки (1\le i\le |F|) и j-ro столбца проставляется единица, если j-e воздействие диагностического теста обнаруживает i-ю неисправность, и ноль в противном случае. Каждая строка такой таблицы представляет компактную свертку реакции соответствующей неисправной модификации объекта диагностирования на диагностический тест.

ТН содержит на одну строку меньше по сравнению с T-ТФН. Представление информации о реакциях неисправностей в виде ТН подразумевает, что эталонная реакция сохраняется в ДИ без сокращения. В процессе диагностирования происходит сравнение значений на выходах проверяемого устройства со значениями эталонной реакции, в результате чего формируется компактная свертка реакции объекта диагностирования. Если в результате подачи всего диагностического теста компактная свертка будет состоять только из нулей, то устройство признается исправным, иначе в СПН вносятся все неисправности, для которых в ТН сохранена подобная свертка.

Объем информации, необходимой для представления ТН, будет выражаться формулой

|F|\cdot |\tau|

что в m\cdot b раз меньше объема информации о реакциях неисправных модификаций в СПР. Но сокращение объема ТН по сравнению с T-ТФН связано с возможным ухудшением глубины диагностирования.

Так, табл. 28.7 представляет ТН для схемы С17 с множеством возможных неисправностей, представленным в табл. 27.1.

Таблица 28.7.
\pi_{27} \pi_1 \pi_3 \pi_29
s_1 1 1 0 0
s_2 1 0 0 0
s_3 1 0 1 0
s_4 1 0 1 0
s_5 1 0 1 0
s_6 1 0 1 1
s_7 1 0 1 0
s_8 0 1 0 0
Таблица 28.8.
s_1 1 2
s_2 1
s_3 1 3
s_4 1 3
s_5 1 3
s_6 1 3 4
s_7 1 3
s_8 2

Объем информации о реакциях неисправностей сократился в два раза по отношению к объему информации, представленной табл. 27.5. В построенной ТН сохраняется свойство обнаружения всех неисправностей (в каждой строке присутствует хотя бы одна единица). Но, вместе с тем, потеряно свойство различения всех неисправностей, хотя им обладала первоначальная T-ТФН. Действительно, технические состояния s_3, s_4, s_5 и s_7 неразличимы с помощью ДИ, представленной такой таблицей.

Для ТН можно определить векторную организацию по аналогии с организацией вектора обнаружения неисправностей. Вектор неисправностей представляет такую же структуру, что и вектор обнаружения неисправностей, но вместо реакций обнаружения в него для каждой неисправности вписывается номер тестового воздействия, при подаче которого неисправность себя обнаруживает. Объем информации, необходимой для хранения такого вектора, равен

|F|\cdot b' + M\cdot log_2{|\tau|}

бит, b' - количество бит, необходимых для отделения данных по одной неисправности от остальной информации, а M - общее число реакций обнаружения.

Для схемы C17 вектор неисправностей представлен в табл. 28.8.

Для вектора неисправностей можно проводить дальнейшее сокращение так же, как для списка обнаружения неисправностей и вектора обнаружения неисправностей, удаляя информацию о лишних реакциях обнаружения и ограничивая количество реакций обнаружения на одно техническое состояние.

28.3. Словарь с использованием компактных сверток по выходу

В работе [3] предложено дополнить информацию, представленную ТН, компактными сверками выходной реакции для каждого технического состояния. Свертка выходной реакции содержит m двоичных разрядов, k-ый разряд компактной сверки для технического состояния s_i равен единице, если в ходе подачи тестовой последовательности на k-ом выходе устройства обнаруживается i-я неисправность.

Таблица 28.9.
\pi_{27} \pi_1 \pi_3 \pi_29 oc_1 oc_2
s_1 1 1 0 0 1 1
s_2 1 0 0 0 1 1
s_3 1 0 1 0 1 1
s_4 1 0 1 0 1 1
s_5 1 0 1 0 1 0
s_6 1 0 1 1 1 0
s_7 1 0 1 0 0 1
s_8 0 1 0 0 1 1

Табл. 28.9 представляет собой словарь неисправностей с использованием компактных сверток по выходу для устройства C17. Первые |\tau| столбцов этой таблицы совпадают со столбцами из ТН. Последние два столбца oc_1 и oc_2 представляют компактные свертки реакций на первом и втором выходе устройства соответственно.

Как видно из приведенного примера, разрешающая способность диагностирования с использованием такого словаря неисправностей выше, чем разрешающая способность диагностирования с использованием ТН: состояния s_5 и s_7 однозначно различаются с помощью табл. 28.9. Но состояния s_3 и s_4 остались неразличимыми между собой.

Объем информации, необходимой для представления словаря неисправностей с использованием компактных сверток по выходу, равен

|F|\cdot(|\tau|+m)

28.4. Компактный словарь неисправностей

Ухудшение глубины диагностирования при использовании ТН вместо СПР предложено компенсировать в работе [4]. Здесь в качестве словаря неисправностей используется ТН, к столбцам которой добавлены дополнительные столбцы информации из таблицы обнаружения неисправностей, соответствующие реакциям устройства на отдельных выходах, позволяющие восполнить потерю в глубине диагностирования. Полученную таким образом таблицу называют компактным словарем неисправностей. Для определения множества столбцов для добавления в ТН в [4] предложен жадный алгоритм. Алгоритм предполагает построение множества пар технических состояний, неразличимых с помощью ТН, после чего из T-ТФН выбираются столбцы, соответствующие выходам объекта диагностирования, которые различают максимальное количество пар. После добавления очередного столбца корректируется множество неразличимых пар технических состояний. Процесс повторяется до тех пор, пока множество неразличимых состояний не останется пустым.

Таблица 28.10.

\pi_{27}:2 
\pi_{27} 
\pi_{1} 
\pi_{3}:1 
\pi_{3}:2 
\pi_{3} 
\pi_{29}
s_1 1 1 1 0 0 0 0
s_2 1 1 0 0 0 0 0
s_3 1 1 0 1 1 1 0
s_4 0 1 0 1 1 1 0
s_5 0 1 0 1 0 1 0
s_6 0 1 0 1 0 1 1
s_7 0 1 0 0 1 1 0
s_8 0 0 1 0 0 0 0

Для примера, ТН из табл. 28.7 не различает неисправные состояния s_3, s_4, s_5 и s_7, хотя СПР табл. 27.5 позволяет различать между собой все неисправности. К ТН можно добавить столбцы из T-ТФН так, как показано в табл. 28.10, в результате чего любая из неисправностей распознается.

Здесь из таблицы обнаружения неисправностей к ТН добавлен столбец, соответствующий значению второго выхода схемы после первого тестового воздействия, а также столбцы, соответствующие значениям первого и второго выходов после третьего тестового воздействия.

28.5. Словарь неисправностей с организацией по выходам

Еще один из вариантов словаря неисправностей, обсуждаемый в работе [5], основывается на организации диагностической информации по выходам объекта диагностирования: для каждого выхода устройства и каждого неисправного состояния сохраняются последовательности ошибок, получаемые в результате подачи на устройство диагностического теста. Фактически речь здесь идет о другой организации таблицы обнаружения неисправностей.

Так, например, если преобразовать к такой форме табл. 27.5 обнаружения неисправностей для диагностического теста схемы С17, получим в результате табл. 28.11.

Таблица 28.11.
s_1 s_2 s_3 s_4 s_5 s_6 s_7 s_8

o_1 0100 1000 1010 1010 1010 1011 0000 0100

o_2 1000 1000 1010 0010 0000 0000 1010 0100

Здесь o_1 и o_2 обозначают, соответственно, первый и второй выходы устройства C17.

В работах [6,7] предложено сократить объем такого словаря за счет разбиения информации, хранящейся в нем, на несколько подтаблиц. Предлагается разбить множество неисправностей F на m непересекающихся подмножеств F_i так, что \bigcup\limits_{i=1}^{m}{F_i}=F, и поставить в соответствие каждому выходу O_i устройства множество F_i. Для каждого множества F_i строится отдельный словарь неисправностей, ориентированный только на выход o_i. Совокупность таких таблиц называется таблицей неисправности выходов.

Для нашего примера, возьмем F_1=\{f_2,f_3,f_6,f_7\}, F_1=\{f_1,f_4,f_5,f_8\}. Построим два словаря для этих множеств неисправностей, ориентированных на соответствующие выходы устройства. Результат такого построения для диагностического теста схемы C17 приведен в табл. 28.12.

Таблица 28.12.
o_1 o_2
 s_2  s_3  s_6  s_7  s_1  s_4  s_5  s_8
1000 1010 1011 0000 1000 0010 0000 0100

Рассмотрим для данного примера порядок получения результата диагностирования. Предположим, что объект диагностирования находится в неисправном состоянии s_5. Тогда на первом выходе объекта в результате подачи диагностического теста будет получена последовательность ошибок 1010, а на втором - 0000. Далее, согласно словарю неисправностей, ориентированному на первый выход объекта, в СПН будет внесена неисправность s_3, а согласно словарю, ориентированному на второй выход, в СПН будет добавлена неисправность s_5. В результате диагностирования устройства получили СПН равный множеству \{s_3,s_5\}. Если бы объект диагностирования находился в одном из состояний  s_1,  s_3,  s_7,  s_8 , то его состояние было бы определено однозначно.

Таким образом, в общем случае при построении такого варианта словаря неисправностей, наряду с сокращением объема хранимой информации в m раз наблюдается снижение диагностического разрешения.

В ряде работ были рассмотрены различные варианты решения задачи нахождения такого разбиения множества F на m подмножеств, для которого снижение диагностического разрешения было бы минимальным, но мы не будем на этом останавливаться.

Ключевые термины:

Словарь неисправностей - содержит информацию о реакциях проверяемого ЦУ на тест при наличии в нем различных неисправностей.

Таблица неисправностей - таблица , полученная из таблицы функций неисправностей путем замены каждой реакции на нули и единицы в зависимости от совпадения с эталонной реакцией.

Компактный словарь неисправностей - таблица неисправностей, дополненная столбцом, позволяющим компенсировать потерю глубины диагностирования.

Краткие итоги:

В лекции описан классический словарь неисправностей и различные его модификации. Целью этих модификаций является сокращение объема информации, помещаемой в классическом словаре, но без существенной потери глубины диагностирования.

Вопросы и упражнения

  • Опишите структуру и содержимое таблицы, а также вектора обнаружения неисправностей.
  • Что представляет собой таблица неисправностей?
  • Опишите процедуру построения словаря неисправностей с использованием компактных сверок по выходу.
  • Каковы особенности компактного словаря неисправностей ?
  • Каким образом осуществляется построение словаря неисправностей с организацией по выходам?
  • Для устройства, изображенного на рис. 27.2 с множеством неисправностей из табл. 27.6, в упражнении 5 "Представление диагностической информации" была построена полная ТФН. На основе этой таблицы:
    • постройте таблицу неисправностей;
    • постройте словарь неисправностей с организацией по выходам;
    • постройте словарь неисправностей с использованием компактных сверток по выходу.
< Лекция 27 || Лекция 28: 12 || Лекция 29 >
Дмитрий Медведевских
Дмитрий Медведевских

Добрый день  можно поинтересоваться где брать литературу предложенную в курсе ?Большинство книг я не могу найти  в известных источниках

Дмитрий Кифель
Дмитрий Кифель
Казахстан, Темиртау
Ирина Лысенко
Ирина Лысенко
Россия, Ленинград, ЛПИ, 1985