Ієрархічність засобів діагностики та контролю процесорів та систем опрацювання сигналів та зображень

Ієрархічність засобів діагностики відповідає ієрархічності обчислювальних засобів. Тому розглядається ієрархічність на рівні: систем, процесорів та окремих вузлів.

Використовуються такі засоби діагностики на рівні:

- систем – зовнішня контрольно- діагностична апаратура (КДА);

- процесорів – КДА + програмний тестовий контроль;

- вузлів – програмний тестовий контроль + вбудований апаратний контроль.

Головними спільними завдання при їх використанні є:

- забезпечення контролю і діагностики в режимі реального часу;

- мінімальні додаткові діагностичні і контролюючі апаратні засоби;

- забезпечення перевірки вхідних та вихідних сигналів;

- забезпечення контролю і діагностики в важких (промислових) умовах експлуатації.

- Для прикладу розглянемо варіант реалізації системи (див. рис.8.4).на прикладі розв’язання задач опрацювання в когерентно-імпульсному локаторі.

Нехай процессор ШПФ обчислює в РРЧ 32-х або 256-ти точкове амплітудне ДПФ (в залежності від режиму роботи системи) з зважуванням над черезперіодними вибірками S(n,i) (n – текучий номер елементу дальності, i – номер черезперіодної вибірки в межах одного циклу обчислень) комплексної огинаючої вхідного сигналу, що приймаються з N cуміжних елементів дальності (віддалі до об’єкту), визначає ковзаюче середнє значення сигналу.

В пороговому пристрої інформація, що поступає з процесора ШПФ порівнюється з кодом порога, формуються ознаки порівняння, які перемножуватись на значення режектуючої функції.

В вузлі керування та синхронізації формуються набір синхроімпульсів і зондуючих сигналів, які використовуються для синхронізації роботи всіх вузлів радіолокаційного комплексу.

Вузол інформаційного обміну використовується для обміну між процесорами первинного і вторинного опрацювання.

На вхід системи опрацювання поступають з приймача проміжкової частоти 8 – ми розрядні значення ReS i ImS, які приймаються і обробляються в стробі приймання інформації (СПІ), що є одним з імпульсів слідкування, що виробляється в каналі визначення віддалі. Інформація з виходу процесора ШПФ Y(n,l) ((l – номер коефіцієнта Фур’є – номер гармоніки) поступає на вузол визначення віддалі (на схему визначення максимальної гармоніки). В пороговому пристрої значення Y(n,l) порівнюються з еталонними значеннями (порогом). Результати порівняння P(n,l) поступають на схему формування коду дальності в вузлі визначення віддалі до цілі.

Розробка стратегії діагностування та контролю

Вибір стратегії діагностування залежить від призначення пристрою, режимів експлуатації, заданих обмежень на вагогабаритні показники. В загальному випадку цифрові пристрої (системи) містять апаратно-програмні засоби діагностування, причому вбудовані засоби контролю (апаратні) виконують перевірку в процесі її основної роботи, а засоби тестового діагностування в режимі контролю, регламентних і профілактичних робіт. Причому в тестовому діагностуванні вирішується дві задачі:

- знаходження (генерація)тестової послідовності, яка може виявити заданий клас несправностей;

- моделювання несправностей заданого класу (верифікація тесту), з метою доведення, що ці несправності можуть бути виявлені розробленим тестом.

Розмірність задач і трудомісткість їх розв’язку різко збільшується з ростом складності вузлів. Для виявлення тільки однієї несправності для перевірки комбінаційних схем потрібно 2^r тестових наборів для комбінаційних схем і 2^r+q для схем з пам’яттю. Тому можливість тестування передбачають на етапі розробки виробів. Аналіз показує, що пристрої обчислення ШПФ в такій системі (див. рис.11.4) доцільно перевіряти на двох рівнях: в складі системи (зовнішня КДА) і методами вбудованих тестів. При використанні зовнішньої КДА достовірність роботи вузла ШПФ можна перевірити шляхом аналізу його амплітудно-частотної характеристики (АЧХ).

Для побудови самотестуючих архітектур ШПФ - схем доцільно використати такий алгоритм.

Відомо, що ШПФ-схеми мають log₂N ступенів, індексованих через s, де 0£ s< log₂N. Кожна ступінь має N/2 модулів типу “метелик”. На рис.8.5 наведена схема “метелика” з позначеними місцями можливого розташування функціональних помилок.

На рис. 8.5 наведені входи (А, В), виходи (Y, Z), повертаючий (W) множник , тестові значення a, b і w, значення виходів y, z при поступленні тестових значень для конкретного „метелика”. Тобто є дев’ять помилок, які можуть моделюватися різними способами, наприклад, неправильна робота суматорів може бути змодельована як навмисні помилки на вихідних лініях цих суматорів. Помилки розрізнені чотирма еквівалентними множинами помилок:{1},{4,7},{2,5,8}та {3,6,9}, причому, дві помилки не можуть бути розрізнені, якщо вони знаходяться у тій самій еквівалентній множині.

Визначаючи „метелик”, через множину T -пар тестових входів a_j та b_j, 0<j£ T, повинні бути отримані усі помилки, які можна визначити.

Визначення та оцінка основних параметрів вузлів контролю у відмовостійких системах опрацювання сигналів

Вузли контролю і діагностики в системах повинні:

- забезпечувати видачу тестових масивів з генератора на вузол, який перевіряється, в режимі реального часу;

- забезпечувати видачу інформації з вузла, який перевіряється, на аналізатор в режимі реального часу;

- час перевірки повинен бути наближеним до часу роботи в основних режимах;

- мати мінімальні додаткові затрати на вузли контролю та діагностики в порівнянні з апаратними затратами на основний вузол.