Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD

Представлена кубическая технология анализа цифровых схем для генерации тестов и оценки их качества. Модели функциональных элементов представлены кубическими покрытиями. Предложена универсальная процедура вычисления выходных списков неисправностей примитивов по их кубическим покрытиям....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2001
Hauptverfasser: Хаханов, В.И., Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України 2001
Schriftenreihe:Технология и конструирование в электронной аппаратуре
Schlagworte:
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70834
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD / В.И. Хаханов, Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 10-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-70834
record_format dspace
spelling irk-123456789-708342014-11-16T03:01:40Z Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD Хаханов, В.И. Хак Х.М. Джахирул Масуд М.Д. Мехеди Проектирование. Конструирование Представлена кубическая технология анализа цифровых схем для генерации тестов и оценки их качества. Модели функциональных элементов представлены кубическими покрытиями. Предложена универсальная процедура вычисления выходных списков неисправностей примитивов по их кубическим покрытиям. 2001 Article Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD / В.И. Хаханов, Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 10-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 2225-5818 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70834 681.325:519.713 ru Технология и конструирование в электронной аппаратуре Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Проектирование. Конструирование
Проектирование. Конструирование
spellingShingle Проектирование. Конструирование
Проектирование. Конструирование
Хаханов, В.И.
Хак Х.М. Джахирул
Масуд М.Д. Мехеди
Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
Технология и конструирование в электронной аппаратуре
description Представлена кубическая технология анализа цифровых схем для генерации тестов и оценки их качества. Модели функциональных элементов представлены кубическими покрытиями. Предложена универсальная процедура вычисления выходных списков неисправностей примитивов по их кубическим покрытиям.
format Article
author Хаханов, В.И.
Хак Х.М. Джахирул
Масуд М.Д. Мехеди
author_facet Хаханов, В.И.
Хак Х.М. Джахирул
Масуд М.Д. Мехеди
author_sort Хаханов, В.И.
title Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
title_short Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
title_full Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
title_fullStr Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
title_full_unstemmed Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD
title_sort модели анализа неисправностей цифровых систем на основе fpga, cpld
publisher Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
publishDate 2001
topic_facet Проектирование. Конструирование
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70834
citation_txt Модели анализа неисправностей цифровых систем на основе FPGA, CPLD / В.И. Хаханов, Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2001. — № 2. — С. 10-17. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
series Технология и конструирование в электронной аппаратуре
work_keys_str_mv AT hahanovvi modelianalizaneispravnostejcifrovyhsistemnaosnovefpgacpld
AT hakhmdžahirul modelianalizaneispravnostejcifrovyhsistemnaosnovefpgacpld
AT masudmdmehedi modelianalizaneispravnostejcifrovyhsistemnaosnovefpgacpld
first_indexed 2025-07-05T19:59:02Z
last_indexed 2025-07-05T19:59:02Z
_version_ 1836838334927732736
fulltext Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 10 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ ÌÎÄÅËÈ ÀÍÀËÈÇÀ ÍÅÈÑÏÐÀÂÍÎÑÒÅÉ ÖÈÔÐÎÂÛÕ ÑÈÑÒÅÌ ÍÀ ÎÑÍÎÂÅ FPGA, CPLD Ä. ò. í. Â. È. ÕÀÕÀÍÎÂ, ÕÀÊ Õ. Ì. ÄÆÀÕÈÐÓË, ÌÀÑÓÄ Ì. Ä. ÌÅÕÅÄÈ Óêðàèíà, Õàðüêîâñêèé ãîñ. òåõíè÷. óí-ò ðàäèîýëåêòðîíèêè Ïðåäëàãàþòñÿ ìîäåëè è ìåòîäû àíà- ëèçà öèôðîâûõ ïðîåêòîâ äëÿ ãåíåðà- öèè òåñòîâ è ìîäåëèðîâàíèÿ îäèíî÷- íûõ êîíñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé. Ïðîãðàììèðóåìûå ëîãè÷åñêèå èíòåãðàëüíûå ñõå- ìû (ÏËÈÑ) � Field Programable Gate Array (FPGA), Complex Programable Logic Device (CPLD) � äîñ- òîéíî êîíêóðèðóþò ñ áàçîâûìè ìàòðè÷íûìè êðèñ- òàëëàìè (ÁÌÊ), ñèãíàëüíûìè ïðîöåññîðàìè. Òàêîé óñïåõ îïðåäåëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèåì ñóáìèêðîííûõ òåõíîëîãèé èçãîòîâëåíèÿ êðèñòàëëîâ, ïðèìåíåíèåì Hardware-Software Cooperation-Design, ìèíèìàëüíûì âðåìåíåì ïðîåêòèðîâàíèÿ öèôðîâîé ñèñòåìû (4� 5 ìåñÿöåâ), âûñîêèì áûñòðîäåéñòâèåì âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé (äî 500 MÃö), áîëüøîé ñòåïåíüþ èíòåãðà- öèè ýëåìåíòîâ íà êðèñòàëëå (äî 3,5 ìëí.). Íàðÿäó ñ ïðåèìóùåñòâàìè ÏËÈÑ ñóùåñòâóþò è ïðîáëåìû èõ òåñòèðîâàíèÿ, ñòèìóëèðóþùèå ðàçâè- òèå òàêèõ ìåòîäîâ, àëãîðèòìîâ è ïðîãðàìì, êîòîðûå äîëæíû îáåñïå÷èâàòü: � òåñòèðîâàíèå öèôðîâûõ ïðîåêòîâ áîëüøîé ðàç- ìåðíîñòè, âåíòèëüíîãî, ôóíêöèîíàëüíîãî àëãîðèòìè- ÷åñêîãî óðîâíåé îïèñàíèÿ, çàäàííûõ â ôîðìå ãðà- ôîâ ïåðåõîäîâ êîíå÷íûõ àâòîìàòîâ, áóëåâûõ óðàâ- íåíèé, ìíîãîóðîâíåâûõ èåðàðõè÷åñêèõ ñòðóêòóð; � ïðîåêòèðîâàíèå òåñòîâ â âèäå ïîêðûòèÿ îä- íîìåðíûõ ïóòåé àêòèâèçàöèè äëÿ ïðîâåðêè îäèíî÷- íûõ êîíñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé ñ ïîëíîòîé, áëèç- êîé ê 100%; � ïðèåìëåìîå áûñòðîäåéñòâèå àëãîðèòìîâ ìî- äåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ îöåíêè êà÷åñòâà òåñòîâ; ïîñòðîåíèå àëãîðèòìîâ ïîèñêà äåôåêòîâ; � âåðèôèêàöèþ è äèàãíîñòèðîâàíèå ñèíòåçèðî- âàííûõ öèôðîâûõ óñòðîéñòâ íà îñíîâå FPGA, CPLD; � âîçìîæíîñòü ïàðàëëåëüíîãî âûïîëíåíèÿ âåê- òîðíûõ îïåðàöèé ëîãè÷åñêîãî àíàëèçà äëÿ ãåíåðà- öèè òåñòîâ è îöåíêè èõ êà÷åñòâà; � ïîääåðæêó ñòàíäàðòà VHDL äëÿ îïèñàíèÿ öèôðîâîãî óñòðîéñòâà è ïîëó÷åííîãî òåñòà; � âîçìîæíîñòü èíòåãðèðîâàíèÿ â ñóùåñòâóþ- ùèå ñèñòåìû àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ âåäóùèõ ôèðì ìèðà. Òåîðåòè÷åñêèå èñòî÷íèêè íàñòîÿùåé ðàáîòû: ìíîãî- çíà÷íàÿ àëãåáðà [1], äâóõòàêòíàÿ êóáè÷åñêàÿ àëãåáðà [2], äåäóêòèâíûé ìåòîä ìîäåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé [3� 6], ìåòîäû ãåíåðàöèè òåñòîâ [7]. Ïðåäïî÷òèòåëüíûì ïî áûñòðîäåéñòâèþ ÿâëÿåò- ñÿ äåäóêòèâíûé ìåòîä ìîäåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñ- òåé. Îí ïîçâîëÿåò çà îäíó èòåðàöèþ îáðàáîòêè ñõå- ìû îïðåäåëèòü âñå êîíñòàíòíûå äåôåêòû, ïðîâåðÿå- ìûå íà âõîäíîì òåñòîâîì âåêòîðå. Íî äàííûé ìå- òîä îðèåíòèðîâàí íà âåíòèëüíûé óðîâåíü îïèñàíèÿ öèôðîâûõ ñõåì. Ýòî ñâÿçàíî ñî ñëîæíîñòüþ ðåøå- íèÿ ïðîáëåìû ãåíåðèðîâàíèÿ âûõîäíûõ ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé (output fault list generation) äëÿ íå- âåíòèëüíûõ ïðèìèòèâîâ. Ïðåäëàãàåìûé â ðàáîòå ìåòîä êóáè÷åñêîãî ìî- äåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé ïîçâîëÿåò îáðàáàòû- âàòü öèôðîâûå ñõåìû, îïèñàííûå íà âåíòèëüíîì, ôóíêöèîíàëüíîì è àëãîðèòìè÷åñêîì óðîâíÿõ. Îá- ðàòíîé ñòîðîíîé ðåøåíèÿ óïîìÿíóòîé ïðîáëåìû ÿâëÿåòñÿ ìåòîä ãåíåðàöèè òåñòîâ äëÿ êîíñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé, èñïîëüçóþùèé êóáè÷åñêèå ïîêðû- òèÿ ïðèìèòèâîâ äëÿ ïîñòðîåíèÿ îäíîìåðíîãî ïóòè àêòèâèçàöèè. Ìàòåìàòè÷åñêèé àïïàðàò àíàëèçà ïðèìèòèâà Àâòîìàòíàÿ ìîäåëü ïîñëåäîâàòåëüíîñòíîãî ïðè- ìèòèâà ïðåäñòàâëÿåòñÿ â âèäå M=<X, Y, Z, f, g>, ãäå X=(X1, X2, ..., Xi, ..., Xm), Y=(Y1, Y2, ..., Yi, ..., Yh), Z=(Z1, Z2, ..., Zi, ..., Zk) � ìíîæåñòâà âõîäíûõ, âíóò- ðåííèõ è âûõîäíûõ àâòîìàòíûõ ïåðåìåííûõ, îòíî- øåíèÿ ìåæäó êîòîðûìè îïèñûâàþòñÿ óðàâíåíèÿìè Y(t)=f[X(t�1), X(t), Y(t�1), Z(t�1)]; Z(t)=g[X(t�1), X(t), Y(t�1), Y(t), Z(t�1)]. (1) Ïåðåìåííûå Z(t) îòëè÷àþòñÿ îò Y(t) òåì, ÷òî ïåðâûå íàáëþäàåìû ïî âûõîäíûì ëèíèÿì, à Y(t) â ýòîì ñìûñëå åñòü âíóòðåííèå. Ôîðìàò àâòîìàòíûõ ïåðåìåííûõ äëÿ çàïèñè êóáè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ, ñî- îòâåòñòâóþùèé (1), èìååò âèä X t Y t Z t X t Y t Z t ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) − − −1 1 1 , êîòîðîìó ñîîòâåòñòâóåò àâòîìàòíàÿ ìîäåëü, èçîáðà- æåííàÿ íà ðèñ. 1. Ôóíêöèîíàëüíûé ïîñëåäîâàòåëüíîñòíûé ïðèìè- òèâ çàäàåòñÿ êîìïîíåíòàìè F2=<(t�1,t),(X,Z,Y),{A2}>, Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 12.07 2000 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Ã. Ô. ÊÐÈÂÓËß Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 11 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ ãäå (t�1,t) � äâà àâòîìàòíûõ ñîñåäíèõ òàêòà â îïèñà- íèè ôóíêöèè; (X,Z,Y) � âåêòîðû âõîäíûõ, âíóòðåííèõ è âûõîäíûõ ïåðåìåííûõ; {A2} � äâóõòàêòíûé àëôàâèò îïèñàíèÿ ñîñòîÿíèé (ïåðåõîäîâ) àâòîìàòíûõ ïåðåìåí- íûõ [1, 2] � A2={Q=00,E=01,H=10,J=11,O={Q,H},I={E,J},A={Q,E}; B={H,J},S={Q,J},P={E,H},C={E,H,J},F={Q,H,J},L={Q,E,J}; V={Q,E,H},Y={Q,E,H,J}, A1={0,1,X={0,1}}, ∅(U)}. Ïðèìèòèâ îïèñûâàåòñÿ êóáè÷åñêèì ïîêðûòèåì C = (C1, C2, ..., Ci, ..., Cn), ãäå Ci = (Ci1, Ci2, ..., Cij, ..., Ciq) � êóá, âêëþ÷àþùèé âõîäíûå, âíóòðåííèå, âûõîäíûå êîîðäèíàòû Ci = =(Ci X, Ci Y, Ci Z), q=m+h+k. Äëÿ êîìáèíàöèîííîãî àâòîìàòà ôîðìàò îïèñà- íèÿ êóáè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ F1 = <(t),(X,Z),{A1}> îïðåäåëÿåòñÿ îòíîøåíèÿìè íà (q=m+k)-ìåðíîì âåê- òîðå ïåðåìåííûõ Ci=(Ci X, Ci Z). Ôîðìàò çàäàåò ìíî- ãîâûõîäîâûé êîìáèíàöèîííûé ïðèìèòèâíûé ýëåìåíò ñ m âõîäàìè è k âûõîäàìè. Äâîè÷íàÿ áóëåâà ôóíê- öèÿ îò m ïåðåìåííûõ Z=f(X1,X2,..., Xm) îïðåäåëÿåò- ñÿ ïðè k=1. Ïðèìåð 1. Ïðåèìóùåñòâà äâóõòàêòíîãî àëôàâèòà À2 äåìîíñòðèðóåòñÿ íà ïðèìåðå ïðîåêòèðîâàíèÿ êóáè÷åñ- êîãî ïîêðûòèÿ CD-òðèããåðà. Èñõîäíîå îïèñàíèå îïðå- äåëåíî â âèäå òàáëèöû ïåðåõîäîâ: 00XX11 00XX10 00XX00 0X0001 11XX11 11XX10 11XX00 1X1101 QQDDCC C t1tt1tt1t CD −−− = . Äàëåå ïðèìåíÿåòñÿ Ñ-ïðîöåäóðà ïîëó÷åíèÿ äâóõòàê- òíîãî êóáè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ: 1. Âûïîëíåíèå êîîðäèíàòíîé îïåðàöèè êîíêàòåíà- öèè (#) äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ ïàðû ñîñåäíèõ âî âðåìåíè îäíîòàêòíûõ ñèìâîëîâ â îäèí äâóõòàêòíûé: 2. Èòåðàòèâíàÿ ìèíèìèçàöèÿ ïîëó÷åííîãî ïîêðûòèÿ ïî ïðàâèëó «äâà êóáà îáúåäèíÿþòñÿ â îäèí, åñëè îíè îòëè÷àþòñÿ ïî îäíîé ïåðåìåííîé». 3. Äîïîëíåíèå ïîëó÷åííîé ìîäåëè ïðèìèòèâà êóáà- ìè îïèñàíèÿ âîçìîæíûõ ñîñòÿçàíèé. Ïðèìåíåíèå äàííîé ïðîöåäóðû ê ïîêðûòèþ CD-òðèã- ãåðà äàåò ñëåäóþùèé ðåçóëüòàò: . XPH OQH SYL IJH QDC OQH SYL IJH QDC QYL OQH JYL IJH QDC QYJ QYE QYQ OQH JYJ JYE JYQ IJH QDC CCD ====  ïðàâîå ïîêðûòèå äîáàâëåí êóá (HPX), êîòîðûé èäåíòèôèöèðóåò ñîñòÿçàíèÿ ïðè îäíîâðåìåííîì èçìåíå- íèè ñèãíàëîâ íà âõîäàõ C è D. Ïîëó÷åííîå ïîêðûòèå èìååò òîëüêî 12 ñèìâîëîâ, â òî âðåìÿ êàê èñõîäíîå ñî- äåðæèò 48 êîîðäèíàò. Ïðèìåíåíèå Ñ-ïðîöåäóðû ê òàáëèöå ïåðåõîäîâ äâóõ- ðàçðÿäíîãî ñ÷åò÷èêà åùå áîëåå ýôôåêòèâíî, ÷åì äëÿ òðèã- ãåðà. Ïðîöåññ ïîëó÷åíèÿ äâóõòàêòíîãî ïîêðûòèÿ ñ÷åò- ÷èêà ïðåäñòàâëåí ñëåäóþùèì âûðàæåíèåì: . SSE1 NPE1 ESE1 00X0 BACV JJF1 QJF1 JQF1 QQF1 HHE1 EJE1 HEE1 EQE1 H0X0 BACV 1111F1 0101F1 1010F1 0000F1 0111E1 1101E1 0010E1 1000E1 00XXX0 BABACV tt1t1t == −− Ìèíèìàëüíîå ïîêðûòèå ñ÷åò÷èêà, çàïèñàííîå â äâóõ- òàêòíîì àëôàâèòå, èìååò âñåãî 16 êîîðäèíàò.  îáùåì ñëó÷àå ðàçìåðíîñòü òàáëèö îïèñàíèÿ ôóíêöèè ñ÷åòà äëÿ n ðàçðÿäîâ â îäíî- è äâóõòàêòíîì ïîêðûòèè îïðåäåëÿåò- ñÿ îòíîøåíèåì h=2n/n. Ôîðìóëèðîâêà ïðîáëåì òåñòèðîâàíèÿ Ïðîáëåìû òåñòèðîâàíèÿ öèôðîâîãî óñòðîéñòâà (ïðèìèòèâà) ôîðìóëèðóþòñÿ â óñëîâèÿõ íåîïðåäå- ëåííîñòè îäíîãî èç êîìïîíåíòîâ ìîäåëè: W=(M,L,T), ãäå M � ìîäåëü, ïðåäñòàâëåííàÿ êóáè÷åñêèì ïîêðûòèåì C=(C1, C2, ..., Ci, ..., Cn); L � êóáè÷åñêîå ïîêðûòèå ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé (ÊÏÑÍ) (Fault Lists Cubic Covering � FLCC); T � òåñò ïðîâåðêè íåèñïðàâíîñòåé. Ïîêðûòèå íåèñïðàâíîñòåé äëÿ ïðèìèòèâà èëè öèôðîâîé ñõåìû çàäàåòñÿ â âèäå L= (L1, L2, ..., Li, ..., Ln), ãäå Li = (Li1, Li2, ..., Lij, ..., Liq) � êóá, âêëþ÷àþùèé âõîäíûå, âíóòðåííèå, âûõîäíûå êîîðäèíàòû: Li=(Li X,Li Y,Li Z), q=m+h+k; (Lij Y,Lij Z)={0,1,X}; 0 � îïðåäåëÿåò âû÷èòàíèå (äîïîëíåíèå) ñïèñêà Lj; Ðèñ. 1. Àâòîìàòíàÿ ìîäåëü ïðèìèòèâà X Y Z g f D D . YIOX BJH1 AEQ0 X10# C#C t1t =− Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 12 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ 1 � çàäàåò ïåðåñå÷åíèå Lj; X={0,1} � èäåíòèôèöèðó- åò íåñóùåñòâåííîñòü ñïèñêà íåèñïðàâíîñòåé Lj. Åñëè Lir Z � âûõîäíàÿ íàáëþäàåìàÿ ïåðåìåííàÿ, òî (0) 1 � åñòü èäåíòèôèêàòîð (íå-) ïðîâåðêè íå- èñïðàâíîñòåé êóáà Li íà âûõîäå r, X={0,1} � çàäàåò íåîïðåäåëåííîå ñîñòîÿíèå âûõîäíîé êîîðäèíàòû Lir Z, êîòîðîå ìîæíî èíòåðïðåòèðîâàòü è êàê 0, è êàê 1. Ïðîáëåìà 1. Êóáè÷åñêîå ïîêðûòèå ñïèñêîâ íå- èñïðàâíîñòåé L äëÿ âåêòîðà T è ïîêðûòèÿ ïðèìèòè- âà Ñ âû÷èñëÿåòñÿ ïî ëèíåéíîìó óðàâíåíèþ T⊕C=L, (2) ãäå ⊕ � áèíàðíàÿ êîîðäèíàòíàÿ îïåðàöèÿ XOR, îï- ðåäåëÿþùàÿ âçàèìîäåéñòâèå êîìïîíåíòîâ T, C (L) â òðîè÷íîì àëôàâèòå: . XXXX X011 X100 X10 CT ijj ⊕ =⊕ (3) Óíèâåðñàëüíàÿ ôîðìóëà àíàëèçà ÊÏÑÍ, ïîëó÷åí- íîãî â ðåçóëüòàòå ïðèìåíåíèÿ (3) ê òåñò-âåêòîðó Ò è ïîêðûòèþ ìíîãîâûõîäîâîãî ïðèìèòèâà Ñ äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïî âûõîäó r ñïèñêà ïðîâåðÿåìûõ íåèñ- ïðàâíîñòåé Lr, èìååò ñëåäóþùèé âèä: ,LL k 1j CT j 1)Ci(T ijj irr IU = ⊕ =⊕∀ = (4) ãäå     =⊕← =⊕← =⊕ 0;CTL 1;CTL L ijjj ijjjCT j ijj Lj � ðàññìàòðèâàåòñÿ êàê ñïèñîê äåôåêòîâ, îòíîñÿ- ùèéñÿ ê ëèíèè j, êîòîðûé ñëåäóåò âû÷èòàòü èç íåèñ- ïðàâíîñòåé, ïðîâåðÿåìûõ ïî íåâûõîäíûì ëèíèÿì ïðè- ìèòèâà; Lj � íåèñïðàâíîñòè, êîòîðûå íåîáõîäèìî ïå- ðåñåêàòü ñ íåâûõîäíûìè ñïèñêàìè. Çàìå÷àíèå 1. Åñëè òåñò-âåêòîð îïðåäåëåí â òðî- è÷íîì àëôàâèòå Tj={0,1,X}, òî ïîñëå ïîëó÷åíèÿ ïî- êðûòèÿ ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé êàæäûé êóá Lj ñëå- äóåò âåðèôèöèðîâàòü ïî ïðàâèëó L=L�Li⇐(Li⊕T≠Ci), i= 1,n . (5) Çäåñü è äàëåå çíàê «�» ýêâèâàëåíòåí òåîðåòèêî- ìíîæåñòâåííîìó âû÷èòàíèþ. Ïðèìåð 2. Äëÿ ìóëüòèïëåêñîðà, îïèñàííîãî ôóíê- öèåé f(a,b,c)=ac _ ∨bc, ÊÏÑÍ äëÿ òåñòîâîãî íàáîðà T=(1010) îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå (2): . 101X 000X 11X0 01X1 dcba L 111X 010X 10X1 00X0 dcba CT(1010) MUX =⊕ (6) Çäåñü L � êóáè÷åñêîå ïîêðûòèå ñïèñêîâ íåèñï- ðàâíîñòåé, ïî êîòîðîìó ìîæíî çàïèñàòü äèçúþíê- òèâíóþ íîðìàëüíóþ ôîðìó (ÄÍÔ) èëè òåîðåòèêî- ìíîæåñòâåííîå óðàâíåíèå äëÿ âû÷èñëåíèÿ âûõîä- íîãî ñïèñêà äåôåêòîâ íà âåêòîðå (1010): l=a _ c∨bc _ =(c�a)∪(b�c). Èç (6) ñëåäóåò, ÷òî ñîáñòâåííûé ñïèñîê ïðîâåðÿåìûõ âõîäíûõ îäèíî÷íûõ êîíñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé ìóëü- òèïëåêñîðà ïðåäñòàâëåí ìíîæåñòâîì L={b1,c0).  îáùåì ñëó÷àå äëÿ âû÷èñëåíèÿ ñîáñòâåííûõ íåèñï- ðàâíîñòåé ïðèìèòèâà ïðèìåíÿåòñÿ F-ïðîöåäóðà: 1) òåðì äèçúþíêòèâíîé íîðìàëüíîé ôîðìû, èìåþùèé áîëåå îäíîé ïåðåìåííîé áåç èíâåðñèè èëè âñå ïåðåìåí- íûå ñ èíâåðñèåé, âû÷åðêèâàåòñÿ; 2) îñòàâøèåñÿ òåðìû äîëæíû èìåòü îäíó ïåðåìåííóþ áåç èíâåðñèè, êîòîðàÿ ôîðìèðóåò ñîáñòâåííóþ ïðîâåðÿå- ìóþ íåèñïðàâíîñòü jTj , èíâåðñíóþ ñîñòîÿíèþ êîîðäè- íàòû òåñò-âåêòîðà Tj. Ïðèìåð 3. Çàäàíî êóáè÷åñêîå ïîêðûòèå ôóíêöèè . 0X10 001X 010X 1111 100X YXXX )XXXXXC( 321 32132 =∨ (7) Ñïèñêè èäåíòèôèêàòîðîâ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ òðåõ âõîäîâ îïðåäåëåíû ïîäìíîæåñòâàìè L1={1,2,4,5}; L2={1,2,3,6}; L3={1,3,4,7}. (8) Îïðåäåëèòü âûõîäíîé ñïèñîê íåèñïðàâíîñòåé äëÿ òåñò-âåêòîðà 1111. Ðåøåíèå ñâîäèòñÿ ê âûïîëíåíèþ ⊕-îïåðàöèè ìåæäó âåêòîðîì T è ïîêðûòèåì Ñ: . 1X01 110X 101X 0000 011X YXXX L 0X10 001X 010X 1111 100X YXXX CT(1111) 321321 =⊕ Äàëåå ïî åäèíè÷íûì çíà÷åíèÿì âûõîäà Y â ïîêðû- òèè L çàïèñûâàåòñÿ äèçúþíêòèâíàÿ íîðìàëüíàÿ ôîðìà (òåîðåòèêî-ìíîæåñòâåííîå óðàâíåíèå) ïðîâåðÿåìûõ âõîä- íûõ ñïèñêîâ: L X X X X X X= ∨ ∨ =2 3 2 3 1 2 =(X2�X3)∪(X3�X2)∪(X1�X2). (9) Ïîäñòàíîâêîé âìåñòî ïåðåìåííûõ Xi ñîîòâåòñòâóþùèõ ñïèñêîâ Li ïîëó÷àåòñÿ ñëåäóþùèé ðåçóëüòàò: L=({1,2,3,6}�{1,3,4,7})∪({1,3,4,7}�{1,2,3,6})∪ ∪({1,2,4,5}�{1,2,3,6})={2,4,5,6,7}. (10) Ïðîáëåìà 2. Òåñò ïðîâåðêè äåôåêòîâ ïðèìèòè- âà, çàäàâàåìûõ Li 1-êóáîì ïîêðûòèÿ ñïèñêà íåèñï- ðàâíîñòåé L=(Li 0,Li 1), îïðåäåëÿåòñÿ ïî óðàâíåíèþ Li 1⊕C=Tk, (11) ãäå Li 0,Li 1 � êóáû, èìåþùèå íóëåâûå èëè åäèíè÷íûå çíà÷åíèÿ íà âûõîäíîé êîîðäèíàòå r. Ïðè ýòîì îïðåäåëÿþòñÿ âåêòîðû-êàíäèäàòû â òåñò Tt k∈Tk. Èç ìíîæåñòâà Tk ôîðìèðóåòñÿ òåñò T, ãäå â êà÷åñòâå ýëåìåíòà ðàññìàòðèâàåòñÿ íàáîð Tt∈T. Êàæ- äûé Tt∈T äîëæåí óäîâëåòâîðÿòü óñëîâèÿì Tt=Ci∩Tt k⇐∃i(Ci∩Tt k≠∅). (12) Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 13 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ Ïðèìåð 4. Äëÿ ôóíêöèè AND-NOT ïîñòðîèòü òåñò, ïðîâåðÿþùèé ñïèñêè íåèñïðàâíîñòåé, çàäàííûå êóáîì L(011). Íèæå ïðèâåäåíà ïðîöåäóðà ïîëó÷åíèÿ òåñòà íà îñíî- âå ïîñëåäîâàòåëüíîãî ïðèìåíåíèÿ ôîðìóë (11) è (12). . 101 011 cba T 101 01X 0X0 cba T 011 10X 1X0 cba CL(011) k AND ==⊕ (13)  ðåçóëüòàòå ïîëó÷åíû 2 íàáîðà, êîòîðûå îäíîìåðíî àêòèâèçèðóþò âõîäíóþ ïåðåìåííóþ b. Ñëåäîâàòåëüíî, òåñò ÿâëÿåòñÿ ïîëíûì îòíîñèòåëüíî ïðîâåðêè îäèíî÷íûõ êîíñòàíòíûõ äåôåêòîâ íà ëèíèÿõ b, c. Îïðåäåëåíèå. Òåñò ïðîâåðêè îäèíî÷íûõ êîíñòàíò- íûõ íåèñïðàâíîñòåé îäíîâûõîäîâîãî ïðèìèòèâà, çàäà- âàåìûõ L1-ïîêðûòèåì ñïèñêà äåôåêòîâ , 11...0...00 ............... 11...1...00 ............... 10...0...10 10...0...01 ZX...X...XX L mj21 1 = (14) îïðåäåëÿåòñÿ Ò-ïðîöåäóðîé: 1. Ôîðìèðîâàíèå êàíäèäàòîâ â òåñò Tt k∈Tk ïóòåì âû- ïîëíåíèÿ îïåðàöèé íàä âåêòîðàìè èç L1,C: Li 1⊕C=Tk. (15) 2. Ïîëó÷åíèå òåñòà T(Tt∈T) èç ìíîæåñòâà êàíäèäà- òîâ Tk íà îñíîâå ïðèìåíåíèÿ âûðàæåíèÿ (12). 3. Ìèíèìèçàöèÿ ìíîæåñòâà òåñò-âåêòîðîâ T ïóòåì âû- ïîëíåíèÿ îïåðàöèè ïîãëîùåíèÿ: T=T�Tr⇐Ti ∩Tr=Tr. Ïðèìåð 5. Ïîñòðîèòü òåñò ïðîâåðêè âñåõ îäèíî÷íûõ êîíñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ ôóíêöèè, çàäàííîé ïîêðûòèåì (7). Ãåíåðèðóåòñÿ L1-ïîêðûòèå ñïèñêà äåôåêòîâ ïî àíà- ëîãèè ñ (14) è äëÿ ñòðîêè Li 1 âûïîëíÿåòñÿ ⊕-îïåðàöèÿ ïî (11): .31,i),(LT 0X10 001X 010X 1111 100X YXXX C 1100 1010 1001 YXXX L 1 i k 321 321 1 ==⊕ (16) Ê ïîëó÷åííûì ïîäìíîæåñòâàì êàíäèäàòîâ â òåñò 1X10 111X 100X 0011 010X YXXX ; 1X00 100X 111X 0101 001X YXXX ; 1X11 101X 110X 0110 000X YXXX )(LT)(LT)(LT 321321321 1 3 k1 2 k1 1 k ïðèìåíÿåòñÿ ïðîöåäóðà (12), êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò â äàí- íîì ñëó÷àå óæå ìèíèìàëüíûé òåñò, ãàðàíòèðîâàííî ïðî- âåðÿþùèé ñõåìíóþ ñòðóêòóðó, êîòîðàÿ ñîîòâåòñòâóåò äâóõ- óðîâíåâîé ðåàëèçàöèè áóëåâîé ôóíêöèè (7): . 111X 100X 0011 010X 1X00 100X 111X 0101 001X 1X11 0110 Y T XXX 321 = (17) Ïðîáëåìà 3. Îïðåäåëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü âåðè- ôèêàöèè ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ ïðè ðåøåíèè ïåð- âûõ äâóõ ïðîáëåì,� T⊕L=C. (18) Íåîáõîäèìîñòü äàííîé ïðîöåäóðû ñâÿçàíà ñ ìíî- ãî÷èñëåííûìè îøèáêàìè, âîçíèêàþùèìè â ïðîöåññå ðó÷íîãî èëè àâòîìàòèçèðîâàííîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ òåñòîâ. Êðîìå òîãî, ñîãëàñíî çàìå÷àíèþ 1, ðåøåíèå ïðîáëåìû 3 îáÿçàòåëüíî äëÿ âåðèôèêàöèè ïîêðû- òèÿ íåèñïðàâíîñòåé ïðè íàëè÷èè â òåñòå ñèìâîëîâ Õ. Äëÿ ïîëó÷åííûõ íàáîðîâ (17) âåðèôèêàöèÿ ïó- òåì âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé Li 1⊕Τ(Li 1), i= 3,1 äàåò ïî- ëîæèòåëüíûé ðåçóëüòàò: . 0X10 001X 010X 1111 100X YXXX C 111X 100X 0011 010X 1X00 100X 111X 0101 001X 1X11 0110 YXXX T 1100 1010 1001 YXXX L 321 321 321 1 =⊕ Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî ëþáîé âåêòîð Li 1⊕T(Li 1)∈C ÿâ- ëÿåòñÿ êóáîì èñõîäíîãî ïîêðûòèÿ ôóíêöèè. Ñëå- äîâàòåëüíî, òåñò ïðîâåðêè íåèñïðàâíîñòåé íå èìååò îøèáîê ïðîåêòèðîâàíèÿ. Ìîäåëèðîâàíèå íåèñïðàâíîñòåé â ïîñëåäîâàòåëüíîñòíûõ ïðèìèòèâíûõ ýëåìåíòàõ Ôóíêöèîíàëüíàÿ çàâèñèìîñòü ñïèñêà äåôåêòîâ ïî íàáëþäàåìîìó âûõîäó Zr ñîãëàñíî (1) îïðåäåëÿ- åòñÿ óðàâíåíèåì Lr t=f[(T),(C),(LX t�1,LX t,LY t�1,LZ t�1)], (19) ãäå Tt∈T=(T1,...,Tt,...,Tp) � ïàðà ñîñåäíèõ âõîä- íûõ âîçäåéñòâèé, ãäå êàæäàÿ êîîðäèíàòà îïðåäåëå- íà â ñëåäóþùèõ ñî÷åòàíèÿõ: . X X , 1 X , 0 X , X 1 , X 0 , 1 1 , 0 1 , 1 0 , 0 0 Tt = (20) Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 14 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ Äâóõôðåéìîâûé ôîðìàò âõîä- íîãî íàáîðà îðèåíòèðîâàí íà àíà- ëèç ïîñëåäîâàòåëüíîñòíîãî ïðèìè- òèâà, ïîñêîëüêó åãî ïîêðûòèå â îáùåì ñëó÷àå çàäàíî â äâóõòàêò- íîì àëôàâèòå À2. Äëÿ òåõíîëîãè÷- íîãî âûïîëíåíèÿ îïåðàöèè XOR ìåæäó êîîðäèíàòàìè òåñò-âåêòîðà è êóáè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ Tij⊕Cij èñ- ïîëüçóåòñÿ òàáë. 1. Êàæäàÿ êîîðäèíàòà òàáëèöû åñòü ñîêðàùåííàÿ ôîðìà çàïèñè ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé Lj=Tij⊕Cij. Íàïðèìåð, åñëè Tij=(01), Cij=P, òî ïî âõîäíîé êîîðäèíàòå j â ñîîò- âåòñòâèè ñ òàáë. 1 ïîëó÷àåòñÿ: Ttj(01)⊕P{(01),(10)}= ).LL()LL( t j 1t j t j 1t j −− ∨ Òàáë. 2 ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ äî- îïðåäåëåíèÿ âûõîäíûõ êîîðäèíàò êóáà ïîêðûòèÿ ñïèñêîâ íåèñïðàâ- íîñòåé â ìîìåíòû (t�1, t). Íàïðè- ìåð, äëÿ êîîðäèíàòû Lij=V åå çíà- ÷åíèå â òàêòå t�1 ðàâíî 0, à â ìîìåíò t ðàâíî 1, ÷òî â òàáë. 2 îïðåäåëÿåòñÿ áóêâîé E. Èñêëþ÷åíèå ñî- ñòàâëÿþò ïðåîáðàçîâàíèÿ ñèìâîëîâ S, P. Çäåñü ñó- ùåñòâóåò ðàçëè÷èå èíòåðïðåòàöèè â çàâèñèìîñòè îò òîãî, ÿâëÿåòñÿ ëè âûõîäíàÿ ïåðåìåííàÿ ôóíêöèåé èëè àðãóìåíòîì ê âûõîäó, äëÿ êîòîðîãî ñòðîèòñÿ ñïèñîê ïðîâåðÿåìûõ íåèñïðàâíîñòåé.  ïåðâîì ñëó- ÷àå äîîïðåäåëåíèå óïîìÿíóòûõ ñèìâîëîâ äàåò (J, E), âî âòîðîì � (Õ, Õ), ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò îá îò- ñóòñòâèè ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ äàííîãî âû- õîäà â ìîìåíò t�1. Ïðèìåð 6. Îïðåäåëèòü ñïèñêè ïðîâåðÿåìûõ íåèñï- ðàâíîñòåé ñ÷åò÷èêà íà äâóõ òåñò-âåêòîðàõ 1101, 1001 ïðè èñõîäíîì ñîñòîÿíèè ïåðåìåííûõ 1000. Ìîäåëèðîâàíèå ïåðâîãî íàáîðà äàåò ñëåäóþùèé ðå- çóëüòàò: . PSC0 JPQ0 QSQ0 10X1 BACV L SSF1 HPE1 ESE1 00X0 BACV C 1011 0001 T count1 =⊕ ∨∨= −−−−−− 1t1tt1tt1t1tt1tt1A BACCVBACCV)T(L ;ABAAA)CC(V t1t1tt1tt1tt ∨∨=∨∨∨ −−−− ∨∨∨∨= −−−− 1tt1tt1tt1ttt1B B)CC(VBCCVV)T(L ;BCCBVB tt1t1ttt ∨∨∨∨=∨ −− .BABACCV)T(L 0 t 1 t 1 1t 1 1t 0 t 1 1t 0 t1 ∨∨∨∨∨∨= −−− Ðåçóëüòàò ìîäåëèðîâàíèÿ âòîðîãî íàáîðà èìååò âèä . SSV0 EPJ0 HSJ0 10X1 BACV L SSF1 HPE1 ESE1 00X0 BACV C 1011 0001 T count2 =⊕ ∨∨= −−−−−− 1t1tt1tt1t1tt1tt2A BACCVBACCV)(TL ;AAAA)CC(V t1tt1tt1tt ∨=∨∨∨ −−− ;BVBB)CC(VBCCVV)T(L ttt1tt1tt1tt1ttt2B ∨=∨∨∨∨= −−−− .BAAV)L(T 0 t 1 t 1 1t 0 t2 ∨∨∨= − Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåðÿåìûå íà âûõîäàõ ñ÷åò÷èêà íå- èñïðàâíîñòè ñîñòàâëÿþò ìíîæåñòâà L(T1) è L(T2), ãäå çíàê êîíñòàíòíîé íåèñïðàâíîñòè îòìå÷åí âåðõíèì èíäåêñîì. ⊕⊕⊕⊕⊕-àëãîðèòì êóáè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé öèôðîâûõ ñõåì Íà îñíîâå ïðèìåíåíèÿ ôîðìóëû (4) îïðåäåëÿåò- ñÿ ⊕-àëãîðèòì êóáè÷åñêîãî äåäóêòèâíîãî ìîäåëè- ðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé öèôðîâîãî óñòðîéñòâà. 1. Ìîäåëèðîâàíèå èñïðàâíîãî ïîâåäåíèÿ î÷å- ðåäíîãî ïðèìèòèâà Pi (i= M,1 ) íà òåñò-âåêòîðå Tt (t= N,1 ). Åñëè t=N � ôîðìèðóåòñÿ ñïèñîê L(T) ïðî- âåðåííûõ íåèñïðàâíîñòåé íà òåñòå T. Êîíåö ìîäåëè- ðîâàíèÿ. Èíà÷å, t< N � ïåðåõîä ê ï. 2. 2. Åñëè âñå ýëåìåíòû ñõåìû îáðàáîòàíû (i�M), âûïîëíÿåòñÿ ñðàâíåíèå âåêòîðîâ èñïðàâíûõ ñîñòî- ÿíèé ëèíèé â äâóõ ñîñåäíèõ èòåðàöèÿõ. Åñëè âåêòî- ðû èäåíòè÷íû Tt r=Tt r�1, êîíåö ìîäåëèðîâàíèÿ Tt è ïåðåõîä ê ï. 3. Èíà÷å � ïåðåõîä ê ï. 1. 3. Îïðåäåëåíèå ñïèñêîâ íåèñïðàâíîñòåé âíåøíèõ âõîäîâ â âèäå äîïîëíåíèÿ ê èõ èñïðàâíîìó ñîñòîÿ- íèþ Lj={ }jTj . Äëÿ íåâõîäíûõ ëèíèé óñòðîéñòâà âû- ïîëíÿåòñÿ îïåðàöèÿ ïðèñâîåíèÿ Lj=∅(j= q1,m+ ). 4. Ìîäåëèðîâàíèå íåèñïðàâíîñòåé ïðèìèòèâà Pi (i= M,1 ) ïî ïðîöåäóðå (4). Äîïîëíåíèå ïîëó÷åííî- ãî ñïèñêà íåèñïðàâíîñòüþ âûõîäíîé ëèíèè ïðèìè- òèâà, èäåíòèôèöèðóåìîé â âèäå { }jTj . Òàáëèöà 2 111111 10 EJXEXJJEZJTEGZZTGZZ YVLFCPSBAIOJHEQNKTGZX Òàáëèöà 1 YYYYYYYYYYYYYYYXXXXXXXX X X YIOIOYYYYOIOIOIXXXXZX01 1 X YOIOIYYYYIOIOIOXXXXZX10 0 X YBBAAYYABYYAABBNKGTXXXX X 1 YAABBYYBAYYBBAANKTGXXXX X 0 YCFLVPSABOIQEHJNKGTZX01 1 1 YFCVLSPABIOEQJHNKTGZX10 0 1 YLVCFSPBAOIHJQENKGTZX01 1 0 YVLFCPSBAIOJHEQNKTGZX10 0 0 YVLFCPSBAIOJHEQNKTGZX10⊕ Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 15 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ 5. Åñëè ïîñëå îáðàáîòêè âñåõ ïðèìèòèâîâ íà äâóõ ñîñåäíèõ èòåðàöèÿõ âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå Lj r�1=Li r, (j= q,1 ), îñóùåñòâëÿåòñÿ ïåðåõîä ê ï. 6. Èíà÷å � ê ï. 4. 6. Ôîðìèðîâàíèå ñïèñêà ïðîâåðÿåìûõ äåôåêòîâ U q 1hmj jt L)T(L ++= = ïî âñåì íàáëþäàåìûì âûõîäàì óñòðîéñòâà è ïåðå- õîä ê ï. 1. Áûñòðîäåéñòâèå îïèñàííîãî âûøå ⊕-àëãîðèòìà ñêâîçíîãî èíòåðïðåòàòèâíîãî ñèíõðîííîãî ìîäåëè- ðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ îäíîé èòåðàöèè èìååò îöåíêó W= ∑ = M 1i {qi×ni×[(0,01×Q)2+3]+2}, ãäå ni, qi � ÷èñëî êóáîâ è ïåðåìåííûõ â ïîêðûòèè Ci; (0,01×Q) � ñðåäíÿÿ äëèíà ñïèñêà íåèñïðàâíîñòåé äëÿ êàæäîé ëèíèè ñõåìû; Q � îáùåå ÷èñëî ëèíèé â öèôðî- âîì óñòðîéñòâå. Ïðèìåð 7. Âûïîëíèòü ìîäåëèðîâàíèå ïîñëåäîâàòåëü- íîñòíîé ñõåìû, ïðåäñòàâëåííîé íà ðèñ. 2 [8, c. 177]. Ôóíêöèè ÷åòûðåõ òèïîâ ïðèìèòèâîâ ñõåìû îïèñàíû êóáè÷åñêèìè ïîêðûòèÿìè: ; 100 01X 0X1 9212 12111 )1F(C ; S1X0 1E10 0E00 0XX1 13439 )2F(C ; QJFX0 JQFX0 01E10 10E00 10XX1 8116135 )3F(C . 011 10X 1X0 14710 10813 )4F(C Ìîäåëèðîâàíèå èñïðàâíîãî ïîâåäåíèÿ íà âîñüìè äâîè÷íûõ âõîäíûõ íàáîðàõ â ñîîòâåòñòâèè ñ ïóíêòàìè 1 è 2 ⊕-àëãîðèòìà êóáè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ äàåò ñëå- äóþùèé ðåçóëüòàò: . 00101011010110 00001011111011 00011101000100 01011001100110 11011011011111 00011101100101 11011000101111 10001110010101 1413121110987654321 Äàëåå âûïîëíÿåòñÿ ìîäåëèðîâàíèå îäèíî÷íûõ êîí- ñòàíòíûõ íåèñïðàâíîñòåé äëÿ ïåðâîãî âåêòîðà. Èñõîäíûå ñïèñêè ïðîâåðÿåìûõ íåèñïðàâíîñòåé âñåõ ëèíèé ñõåìû, îïðåäåëÿåìûå â ñîîòâåòñòâèè ñ ï. 3, èìåþò ñëåäóþùèé âèä: L1={10}, L2={21}, L3={30}, L4={41}, L5={50}, L6={61}, L7={71}, L8=L9=L10=L11=L12=L13=∅. Åñëè î÷åðåäíîå êóáè÷åñêîå ïîêðûòèå ÿâëÿåòñÿ îäíî- òàêòíûì, òî ôîðìàò òåñò-âåêòîðà ìîæíî çàäàâàòü â òðî- è÷íîì àëôàâèòå, êîòîðûé îïðåäåëÿåò ñîñòîÿíèÿ ëèíèé â ìîìåíò âðåìåíè t: X t Y t( ) ( ) . Äàëåå âûïîëíÿåòñÿ ïåðâàÿ èòåðàöèÿ îáðàáîòêè âñåõ øåñòè ïðèìèòèâîâ óñòðîéñòâà (ï. 4 àëãîðèòìà), êîòîðàÿ ïðåäñòàâëåíà ñëåäóþùèìè âû÷èñëåíèÿìè: T C X X L X X1 1 111 1 12 0 1 1 11 1 12 1 0 1 0 0 0 1 11 1 12 1 0 0 0 0 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L12=L1 _ L11∨121={10, 121}. T C X X L X X1 2 212 2 9 0 0 1 12 2 9 1 0 1 0 0 0 1 12 2 9 1 1 1 1 0 0 0 ⊕ = ⇒ ⇒ L9=L12∨L2∨90={10, 121, 21, 90}. T X X X X C X X E E X F S L X X E E X O Y 1 3 4 9 3 4 13 1 1 0 0 9 3 4 13 1 0 0 0 0 0 1 1 0 9 3 4 13 1 0 0 0 0 1 0 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L13=L9 _ L3 _ L′4L4∨131={131}. Çäåñü è äàëåå øòðèõ (′) èäåíòèôèöèðóåò ìîìåíò âðåìåíè t�1. T X X X X X C X X E E X F Q J X F J Q L X X E E X O O I X O I O 1 4 4 5 13 6 11 8 1 0 0 0 1 5 13 6 11 8 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 5 13 6 11 8 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ = ∨ ∨ = = ∨ ∨ =    L L L L L L L L L L L L L L 11 5 13 6 6 5 6 1 0 1 8 5 13 6 6 5 6 0 0 0 11 5 11 8 5 8 ' ' { , ); { , ). T C X X L X X1 5 513 8 10 0 0 1 13 8 10 0 1 0 1 1 1 0 13 8 10 0 0 0 0 1 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L10=L13L8∨100={100}. Ðèñ. 2. Ñõåìà ñ îáðàòíîé ñâÿçüþ 1 2 3 4 5 6 7 12 9 13 11 10 14F1 1 F1 2 F2 3 F3 4 F4 5 F4 6 R D C R D C 8 Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 16 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ T C X X L X X1 5 610 7 14 1 0 1 10 7 14 0 1 0 1 1 1 0 10 7 14 1 0 0 0 0 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L14=L7 _ L10∨140={71, 140}. Âòîðàÿ èòåðàöèÿ ìîäåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé äàåò ñëåäóþùèå ìíîæåñòâà: L1={10}, L2={21}, L3={30}, L4={41}, L5={50}, L6={61}, L7={71}, L8={50, 80}, L9={10, 121, 21, 90}, L10={100}, L11={50, 111}, L12={10, 121}, L13={131}. Íà îñíîâàíèè ïóíêòà 5 àëãîðèòìà äåëàåòñÿ âûâîä î ïðåêðàùåíèè ìîäåëèðîâàíèÿ âõîäíîãî âåêòîðà, ïîñêîëüêó ñïèñêè äåôåêòîâ, ïîëó÷åííûå â äâóõ ñîñåäíèõ èòåðàöè- ÿõ, òîæäåñòâåííî ðàâíû. Ñïèñîê ïðîâåðÿåìûõ íà òåñò-âåêòîðå äåôåêòîâ ïî íàáëþäàåìûì âûõîäàì (12, 13, 14) îïðåäåëÿåòñÿ êàê îáúå- äèíåíèå ìíîæåñòâ: L(T1)=L12∪L13∪L14={10, 121, 131, 71, 140}. Äëÿ âòîðîãî òåñò-âåêòîðà âûïîëíåíèå êóáè÷åñêîãî ⊕- àëãîðèòìà äàåò ñëåäóþùèå ðåçóëüòàòû: T C X X L X X1 1 111 1 12 1 1 0 11 1 12 1 0 1 0 0 0 1 11 1 12 0 0 0 0 1 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L12=L11L1∨121={121}. T C X X L X X1 2 212 2 9 0 1 0 12 2 9 1 0 1 0 0 0 1 12 2 9 1 0 0 0 0 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L9= _ L12L2∨91={20, 91}. T C X X E E X F S L X X Q Q X C P 1 3 4 9 3 4 13 1 1 0 0 0 1 1 1 9 3 4 13 1 0 0 0 0 0 1 1 0 9 3 4 13 1 1 0 1 1 0 0 0 0 ⊕ = ⇒ ⇒ L13=L9∨ _ L9L3 _ L′4 _ L4∨ _ L9L4∨130={20, 91, 30, 40, 130}. T C X X E E X F Q J X F J Q L X X Q Q X C E E X C H H 1 4 4 5 13 6 11 8 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 5 13 6 11 8 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 5 13 6 11 8 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 ⊕ = ⇒ ⇒ = ∨ ∨ ∨ = = = ∨ ∨ ∨ = =       L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L 11 5 5 13 6 6 5 6 11 8 0 1 1 1 0 0 0 0 0 8 5 5 13 6 6 5 6 11 8 1 1 1 1 0 0 0 0 1 11 5 12 9 3 4 13 6 11 8 5 12 9 3 4 13 6 8 ' ' { , , , , , , , ); { , , , , , , , ). T C X X L X X1 5 513 8 10 0 0 1 13 8 10 0 1 0 1 1 1 0 13 8 10 0 0 0 0 1 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L10= _ L13L8∨100=L8�L13∪100= ={51, 21, 91, 30, 40, 130, 60, 81}�{121, 91, 30, 40, 130}∪100={51, 60, 81,100}. T C X X L X X1 5 610 7 14 1 0 1 10 7 14 0 1 0 1 1 1 0 10 7 14 1 0 0 0 0 1 1 ⊕ = ⇒ ⇒ L14=L7 _ L10∨140={71, 140}. Ïîâòîðåíèå èòåðàöèè âû÷èñëåíèÿ ñïèñêîâ íåèñïðàâ- íîñòåé íå èçìåíÿåò ïîëó÷åííûå äëÿ ëèíèé ìíîæåñòâà íåèñïðàâíîñòåé. Cïèñîê ïðîâåðÿåìûõ äåôåêòîâ íà âòîðîì âåêòîðå ïî íàáëþäàåìûì âûõîäàì (12, 13, 14) ðàâåí L(T2)=L12∪L13∪L14={20, 91, 30, 40, 121, 130, 71, 140}. Ðåçóëüòàò âûïîëíåíèÿ ⊕-êóáè÷åñêîãî àëãîðèòìà ìî- äåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíîñòåé íà âîñüìè íàáîðàõ ïîëíî- ãî ïðîâåðÿþùåãî òåñòà èìååò âèä 1002811010..0...1.1 8925111.0..0...1.0 85461110001011101. 78461010011001100. 7539001.110..00000 5325111.00.0....1. 3528001..1.1..000. 1717011....1.....0 (%)(%) 1413121110987654321 ΣQQt Çäåñü òî÷êà èäåíòèôèöèðóåò ïóñòîå ìíîæåñòâî ïðî- âåðÿåìûõ íà ëèíèè íåèñïðàâíîñòåé; 0, 1 � ïðîâåðêó êîí- ñòàíòû íóëÿ, åäèíèöû. Ñòîëáåö Qt, (Q∑) îïðåäåëÿåò ïðî- öåíò ïðîâåðÿåìûõ (ïðîâåðåííûõ) íà âåêòîðå (òåñòå) äå- ôåêòîâ. Çàêëþ÷åíèå Ìåòîä êóáè÷åñêîãî ìîäåëèðîâàíèÿ íåèñïðàâíî- ñòåé ÿâëÿåòñÿ íîâîé òåõíîëîãèåé îáðàáîòêè öèôðî- âûõ ñõåì òàáëè÷íîãî (âåíòèëüíîãî, ôóíêöèîíàëüíî- ãî, àëãîðèòìè÷åñêîãî) óðîâíÿ ïðåäñòàâëåíèÿ. Îí ïîçâîëÿåò çà îäíó èòåðàöèþ ìîäåëèðîâàòü âñå îäè- íî÷íûå êîíñòàíòíûå íåèñïðàâíîñòè öèôðîâîãî óñò- ðîéñòâà, ïðîâåðÿåìûå òåñò-âåêòîðîì. Óñëîâèå ïðè- ìåíåíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â íàëè÷èè òàáëè÷íîé ôîðìû îïèñàíèÿ ïðèìèòèâîâ öèôðîâîãî óñòðîéñòâà. Ïðåä- ëîæåííûé ìåòîä òàêæå ýôôåêòèâíî îáðàáàòûâàåò è ïîñëåäîâàòåëüíîñòíûå ïðèìèòèâû öèôðîâûõ àâòî- ìàòîâ, îïèñàííûå äâóõòàêòíûìè êóáè÷åñêèìè ïîêðû- òèÿìè [2, c. 33, 38]. Ïîñëåäíèå ôîðìàëèçóþò îïèñà- íèÿ àëãîðèòìîâ â âèäå ïðèìèòèâîâ, ñîîòâåòñòâóþ- ùèõ ãðàôàì ïåðåõîäîâ, ãðàô-ñõåìàì, òàáëèöàì ïåðå- õîäîâ öèôðîâûõ àâòîìàòîâ. Ïðåäëîæåííàÿ òåõíîëîãèÿ òåñòèðîâàíèÿ ïî óðàâ- íåíèþ T⊕C=L äàåò âîçìîæíîñòü: � ìîäåëèðîâàòü íåèñïðàâíîñòè íà îñíîâå àíàëè- çà êóáè÷åñêîãî ïîêðûòèÿ; � ïîëó÷àòü äåäóêòèâíûå ôîðìóëû äëÿ ëþáûõ òèïîâûõ ôóíêöèîíàëüíûõ ýëåìåíòîâ; Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2001, ¹ 2 17 ÏÐÎÅÊÒÈÐÎÂÀÍÈÅ. ÊÎÍÑÒÐÓÈÐÎÂÀÍÈÅ � ïðîåêòèðîâàòü êîìïèëÿòèâíûå ñèìóëÿòîðû äëÿ îáðàáîòêè öèôðîâûõ óñòðîéñòâ ïðîèçâîëüíîãî óðîâ- íÿ îïèñàíèÿ; � ãåíåðèðîâàòü òåñòû äëÿ öèôðîâûõ ñèñòåì íà îñíîâå èñïîëüçîâàíèÿ ÊÏÑÍ; � âåðèôèöèðîâàòü ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ íå- èñïðàâíîñòåé è ãåíåðàöèè òåñòîâ; � ïðîåêòèðîâàòü àïïàðàòóðíûå áûñòðîäåéñòâó- þùèå ñèìóëÿòîðû. Ìîäåëè è ìåòîäû ðåàëèçîâàíû â âèäå ïðîãðàì- ìíûõ ïðèëîæåíèé äëÿ ñèñòåìû ïðîåêòèðîâàíèÿ VHDL-Active [9]. Îíè èñïîëüçóþòñÿ ïðè ãåíåðà- öèè òåñòîâ äëÿ ïðîåêòîâ íà îñíîâå FPGA è CPLD. Êëàññ îáðàáàòûâàåìûõ ñòðóêòóð: êîíå÷íûå àâòîìà- òû, îïèñàííûå â âèäå ãðàôîâ ïåðåõîäîâ, à òàêæå áóëåâû óðàâíåíèÿ ñ òðèããåðíûìè ñõåìàìè. Âõîäíîé ÿçûê îïèñàíèÿ öèôðîâûõ ñèñòåì � VHDL, Verilog. Âðåìÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ òåñòà ôóíêöèîíàëüíî çà- âèñèò îò êâàäðàòà ñóììàðíîãî îáúåìà êóáè÷åñêèõ ïîêðûòèé: W T n qi i i M ( ) ( ) .= ×       = ∑ 1 2 Îáúåêò äèàãíîñòèðîâàíèÿ èìååò ñëåäóþùèå õà- ðàêòåðèñòèêè: ÷èñëî âåíòèëåé � äî 20 òûñ.; êîëè÷å- ñòâî ýêâèïîòåíöèàëüíûõ ëèíèé � äî 5 òûñ.; âðåìÿ ïðîåêòèðîâàíèÿ òåñòà àêòèâèçàöèè îäíîìåðíûõ ïó- òåé � äî 2 ÷àñîâ. Áîëåå ïîëíóþ êàðòèíó î âîçìîæíîñòÿõ ñèñòåìû ìîäåëèðîâàíèÿ äàñò åå àïðîáàöèÿ íà òåñò-çàäà÷àõ ðàçìåðíîñòüþ ïîðÿäêà ìèëëèîíà âåíòèëåé. ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ 1. Hayes J. P. A systematic approach to multivalued digital simulation // ICCD-84: Proc. IEEE Int. Conf. Comput.� 1984.� N 4.� P. 177�182. 2. Õàõàíîâ Â. È. Òåõíè÷åñêàÿ äèàãíîñòèêà ýëåìåí- òîâ è óçëîâ ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ.� Ê. : IÇÌÍ, 1997. 3. Åðìèëîâ Â. À. Ìåòîä îòáîðà ñóùåñòâåííûõ íåèñ- ïðàâíîñòåé äëÿ äèàãíîñòèêè öèôðîâûõ ñõåì. Îáùèå âû- ðàæåíèÿ äëÿ íåèñïðàâíîñòåé, âîçìîæíûõ ïðè ýêñïåðè- ìåíòå // Àâòîìàòèêà è òåëåìåõàíèêà.� 1971.� ¹ 1.� Ñ. 159�167. 4. Armstrong D. B. A deductive måthod of simulating faults in logic circuits // IEEE Trans. on Computers.� 1972.� Vol. C-21, N 5.� P. 464�471. 5. Áèðãåð À. Ã. Ìíîãîçíà÷íîå äåäóêòèâíîå ìîäåëè- ðîâàíèå öèôðîâûõ óñòðîéñòâ // Àâòîìàòèêà è âû÷èñëè- òåëüíàÿ òåõíèêà.� 1982.� ¹ 4.� Ñ. 77�82. 6. Levendel Y. H., Menon P. R. Comparison of fault simulation methods � Treatment of unknown signal values // Journal of Digital System.� 1980.� Vol. 4.� P. 443� 459. 7. Abramovich M., Breuer M. A., Friedman A. D. Digital system testing and testable design.� Computer Science Press, 1998. 8. Àâòîìàòèçàöèÿ äèàãíîñòèðîâàíèÿ ýëåêòðîííûõ óñ- òðîéñòâ / Þ. Â. Ìàëûøåíêî, Â. Ï. ×èïóëèñ, Ñ. Ã. Øàð- øóíîâ.� Ì. : Ýíåðãîàòîìèçäàò, 1986. 9. Active-VHDL Series. Book 1�4.� Reference Guide. ALDEC Inc., 1998. ÂÛÁÎÐ ÑÒÐÓÊÒÓÐÛ ÖÈÔÐÎÂÎÃÎ ÔÈËÜÒÐÀ ÏÎ ÓÐÎÂÍÞ ÂÛÕÎÄÍÎÃÎ ØÓÌÀ ÎÊÐÓÃËÅÍÈß Ä. ò. í. Â. Ï. ÌÀËÀÕÎÂ, Ê. Ò. Í. Â. Ñ. ÑÈÒÍÈÊÎÂ, Ï. Â. ÑÒÓÏÅÍÜ, Ñ. Â. ÓËÜߨÈÍ Óêðàèíà, Îäåññêèé ãîñ. ïîëèòåõíè÷åñêèé óí-ò E-mail: sitnv@promel.ospu.odessa.ua Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ 29.11 2000 ã. Îïïîíåíò ä. ò. í. Â. À. ÀÐÁÓÇÍÈÊΠÐàññìàòðèâàåòñÿ âîçìîæíîñòü âûáî- ðà íàèëó÷øåé ñòðóêòóðû öèôðîâîãî ôèëüòðà èç ñåìåéñòâà øèðîêî èñïîëü- çóåìûõ ñòðóêòóð. Ïðè ïðîåêòèðîâàíèè è ðåàëèçàöèè öèôðîâûõ ôèëüòðîâ (ÖÔ) âîçíèêàåò ïðîáëåìà âûáîðà åãî ñòðóêòóðû ïî ïåðåäàòî÷íîé ôóíêöèè. Íàèëó÷øàÿ ñòðóêòóðà îïðåäåëÿåòñÿ ïî êðèòåðèþ êà÷åñòâà, êî- òîðûé âûáèðàåòñÿ íà îñíîâå òðåáîâàíèé, ïðåäúÿâ- ëÿåìûõ ê ôèëüòðàì [1, ñ. 252]. Íàïðèìåð, â ëîêàöè- îííûõ ñèñòåìàõ îñíîâíûìè ÿâëÿþòñÿ êðèòåðèè áû- ñòðîäåéñòâèÿ è ìèíèìàëüíîãî âûõîäíîãî øóìà îê- ðóãëåíèÿ, à â ñèñòåìàõ îáðàáîòêè áèîìåäèöèíñêîé èíôîðìàöèè � êðèòåðèè ìèíèìàëüíîãî âûõîäíîãî øóìà îêðóãëåíèÿ è ÷óâñòâèòåëüíîñòè ê èçìåíåíèÿì êîýôôèöèåíòîâ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ëþáàÿ ñòðóêòóðíàÿ ðåàëè- çàöèÿ ÖÔ îñíîâàíà íà àðèôìåòè÷åñêèõ îïåðàöèÿõ ñ êîíå÷íîé òî÷íîñòüþ, ïîýòîìó ñðàâíåíèå ðàçëè÷íûõ ñòðóêòóð öåëåñîîáðàçíî ïðîèçâîäèòü íà îñíîâå õà- ðàêòåðèñòèê øóìîâ îêðóãëåíèÿ è ÷óâñòâèòåëüíîñòè ê èçìåíåíèÿì êîýôôèöèåíòîâ. Íà ñåãîäíÿ ñóùåñòâóåò ðÿä ïîäõîäîâ ê ñèíòåçó íîâûõ ñòðóêòóð ÖÔ, îäíàêî ýòî äëèòåëüíûé ïðî- öåññ, íå âñåãäà ïðèâîäÿùèé ê ïîëîæèòåëüíîìó ðå- çóëüòàòó [2, 3]. Àíàëèç øèðîêî èñïîëüçóåìûõ ñòðóê- òóð óïðîùàåò ýòó çàäà÷ó. Ïîýòîìó öåëüþ äàííîé ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ èññëåäîâàíèå âîçìîæíîñòè âûáî- ðà íàèëó÷øåé ñòðóêòóðû ÖÔ âòîðîãî ïîðÿäêà èç ñåìåéñòâà øèðîêî èñïîëüçóåìûõ ñòðóêòóð íà îñíî- âå êðèòåðèÿ ìèíèìàëüíîãî óðîâíÿ âûõîäíîãî øóìà îêðóãëåíèÿ. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ ñòðóêòóð ÖÔ âçÿòî 17 øèðî- êî èñïîëüçóåìûõ òèïîâûõ ñòðóêòóð (êàíîíè÷åñêèõ � 8, ëåñòíè÷íûõ � 5, ìîñòîâûõ � 4), ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 1�3. Èñõîäíàÿ ïåðåäàòî÷íàÿ ôóíêöèÿ (ÏÔ) çàäàíà â âèäå àíàëîãîâîãî ôèëüòðà � ïðîòîòèïà ïîëèíîìèàëüíîãî òèïà [2]: