Измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) могут состоять как из датчиков и измерительных систем аналогового типа, так и различных цифровых устройств. Это могут быть логические схемы, устройства памяти, микропроцессоры, интерфейсы различного типа и т.д.
Цифровые устройства в сравнении с аналоговыми кроме аппаратной части, характеризуемой различными физическими параметрами, имеют программное обеспечение, которое может вносить неисправности в работу ИВК. Неисправности или отказы аппаратной части и программного обеспечения могут проявляться на различных этапах их функционирования. Это могут быть:
- Отладка – процесс поиска неисправности в изделии или программе на этапе отработки макетного образца изделия или программы;
- Наладка – процесс поиска неисправностей в изделии во время подготовки к сдаче после сборки на заводе-изготовителе;
- Контроль – процесс поиска неисправности в изделии на этапе его эксплуатации.
На каждом из рассмотренных этапов неисправности носят специфический для данного этапа характер. Отладка связана в основном с выявлением и устранением ошибок разработчика, наладка – с технологическими дефектами, контроль с отказами, вызванными как неправильной эксплуатацией, так и ошибками, допущенными на предыдущих этапах. В общем случае неисправности, не выявленные на предыдущем этапе, могут проникать на следующий этап существования устройства.
Время существования неисправности можно выразить как:
Под отказом будем понимать нарушение исправного состояния объекта, длительность существования которого превышает время, необходимое на обнаружение и локализацию отказа:
Отказы, время существования которых меньше времени, необходимого на обнаружение и локализацию неисправности, называются сбоями:
Сбои относятся к наиболее трудно обнаруживаемым видам неисправностей. Сбои логично подразделить на два вида: однократные сбои, которые после восстановления работоспособности больше не возникают, и многократные сбои, которые возникают с некоторым временным интервалом.
Причина возникновения однократных сбоев как правило случайна, например: попадание в ИС элементарной частицы, которая вызвала ее ложное срабатывание или изменение логического состояния, возникновение достаточно мощной разовой электрической помехи и т.д. Поиск места возникновения такой неисправности невозможен, да и не нужен, а программное обеспечение системы контроля должно иметь возможность восстановления работоспособности без ущерба для объекта контроля.
Многократные сбои вызываются самыми разными причинами, например: некачественная пайка выводов, работа устройств, создающих сильные электромагнитные поля. Период возникновения сбоев может быть различным. В этом случае при многократных сбоях необходимо провоцировать изделие на возникновение отказа путем изменения внешних условий: напряжения питания, температуры, вибрации и управления. Отказы аппаратной части цифровых устройств могут быть следующими: короткое замыкание, обрыв проводника, выход на нерасчетные режимы, неисправности, связанные с запаздыванием сигнала или синхронизацией.
Необходимо отметить, что кроме встроенных средств контроля, могут использоваться внешние устройства для аппаратного контроля и диагностики. По методам стимуляции они подразделяются на:
- Функциональные тестеры, осуществляющие стимуляцию проверяемого цифрового устройства и оценки его реализации через разъем платы;
- Устройство поэлементного контроля, осуществляющие контроль каждой микросхемы;
- Тестеры, осуществляющие только регистрацию результатов: логические анализаторы, сигнатурные сигнализаторы, регистраторы переходных состояний, логические зонды и т.д. Эти приборы производят последовательный съем реакции с контактов проверяемого устройства, а анализ реакции чаще всего проводит человек, осуществляющий поиск неисправности.
- Продолжение: "Методы и средства контроля и диагностики цифровых устройств измерительно-вычислительных комплексов (ИВК)"