Система автоматического диагностирования

С увеличением надежности СВТ приводит к тому, что поиск неисправных компонентов СВТ и их ремонт производятся относительно редко, и это приводит к потере эксплуатационным персоналом определенных навыков отыскания и устранения неисправностей. Таким образом, возникает проблема обслуживания непрерывно усложняющихся компонентов СВТ в условиях, когда не хватает персонала высокой квалификации. Современная вычислительная техника решает эту проблему путем создания систем автоматического диагностирования неисправностей, которые призваны облегчить обслуживание и ускорить ремонт компьютерного парка организации. Система автоматического диагностирования представляет собой комплекс программных, микропрограммных, аппаратных средств и справочной документации (диагностических справочников, инструкций, тестов). Различают системы тестового и функционального диагностирования. В системах тестового диагностирования воздействия на диагностируемое устройство поступают от средств диагностирования. В системах же функционального диагностирования воздействия, поступающие на диагностируемое устройство, заданы рабочим алгоритмом функционирования. В ПК обычно используются встроенные или специализированные средства диагностирования и встроенные средства подачи тестовых воздействий на внешние универсальные средства (например, сигнатурные анализаторы) для снятия ответов и анализа результатов. Процесс диагностирования состоит из определенных этапов (элементарных проверок), каждый из которых характеризуется подаваемым на устройство тестовым или рабочим воздействием и снимаемым с устройства ответом. Получаемое значение ответа (набор значений сигналов в контрольных точках) называют результатом элементарной проверки. Совокупность элементарных проверок, их последовательность и правила обработки результатов определяют алгоритм диагностирования, который бывает условным и безусловным. Алгоритм диагностирования называют безусловным, если он задает одну фиксированную последовательность реализации элементарных проверок. Алгоритм диагностирования называют условным, если он задает несколько различных последовательностей реализации элементарных проверок. Объектом элементарной проверки является неисправный компонент диагностируемого устройства, на проверку которого рассчитано тестовое или рабочее воздействие элементарной проверки. Средства диагностирования позволяют устройству (например, компьютеру) самостоятельно локализовать неисправность при условии исправности диагностического ядра — той части аппаратуры, которая должна быть заведомо работоспособной до начала процесса диагностирования. При диагностировании СВТ наиболее широкое распространение получил принцип раскрутки, или принцип расширяющихся областей, заключающийся в том, что на каждом этапе диагностирования ядро и аппаратура уже проверенных исправных областей устройства становятся средствами тестового диагностирования, а аппаратура очередной проверяемой области является объектом диагностирования. Процесс диагностирования по принципу раскрутки (расширяющихся областей) следующий: диагностическое ядро проверяет аппаратуру первой области; затем проверяется аппаратура второй области с использованием ядра и уже проверенной первой области, и т. д. При этом диагностическое ядро (встроенные средства тестового диагностирования) реализует следующие функции: загрузку диагностической информации; подачу тестовых воздействий на вход проверяемого блока; опрос ответов с выхода проверяемого блока; сравнение полученных ответов с ожидаемыми (эталонными); анализ и индикацию результатов. Для выполнения этих функций встроенные средства тестового диагностирования в общем случае содержат: устройства ввода и накопители диагностической информации (тестовых воздействий, ожидаемых ответов, закодированных алгоритмов диагностики); блок управления чтением и выдачей тестовых воздействий, снятием ответа, анализом и выдачей результатов диагностирования; блок коммутации, позволяющий соединить выходы диагностируемого блока с блоком сравнения; блок сравнения и устройство вывода результатов диагностирования. Перечисленные блоки и устройства могут быть частично или полностью совмещены с аппаратурой ЭВМ. Например, в качестве устройства ввода может использоваться клавиатура, в качестве накопителя — часть оперативной памяти, в качестве блока управления — процессор, в качестве блока сравнения — имеющиеся в ЭВМ схемы сравнения (АЛУ), в качестве блока коммутации — средства индикации состояния аппаратуры ЭВМ, а в качестве устройства вывода результатов — монитор ЭВМ. Таким образом, встроенные средства диагностирования имеют практически те же блоки и устройства, что и сама ЭВМ. Поэтому не удивительно, что с развитием интегральной микроэлектроники и массовым выпуском недорогих ПК последние стали все чаще использовать в качестве средств диагностирования ЭВМ. Структурная схема тестового диагностирования Такие специализированные компьютеры, используемые в целях обслуживания и диагностирования ЭВМ, получили название сервисных процессоров Методы автоматического диагностирования . В современных серверах уже присутствуют достаточно мощные встроенные сервисные процессоры самотестирования. Для классификации технических решений, используемых при реализации систем диагностирования, рассмотрим понятие метода диагностирования. Он включает в себя три основных элемента: объект элементарной проверки; способ подачи воздействия; возможность снятия ответа. Существуют следующие методы тестового диагностирования: метод командного ядра; методы диагностирования на уровне логических схем (двухэтапное диагностирование, метод последовательного сканирования); метод эталонных состояний; метод микро диагностирования; метод диагностирования, ориентированного на проверку сменных блоков. Метод командного ядра, этот метод основан на использовании программных средств автоматического диагностирования. В системе команд ЭВМ выделяется ядро команд, включающее в себя: команды, необходимые для загрузки тестов (в том числе специальные диагностические команды); этапы сравнения результатов с эталонными с ветвлением по несовпадению результатов; выдачу диагностического сообщения обслуживающему персоналу. Объектом элементарной проверки при этом методе являются компоненты СВТ, используемые при выполнении программных команд (процессор, оперативная память, регистры и т. д.). Метод двухэтапного диагностирования. Это метод диагностирования, при котором объектами элементарных проверок на разных этапах диагностирования являются схемы c памятью (регистры и триггеры) и комбинационные схемы. Он представляет собой частный случай метода диагностирования на уровне логических схем. Диагностирование СВТ по этому методу выполняется в два этапа: На первом этапе проверяются все регистры и триггеры, которые могут быть установлены с помощью операции «Установка» и опрошены по дополнительным выходам операцией «Опрос»; На втором этапе проверяются все комбинационные схемы, а также регистры и триггеры, не имеющие непосредственной установки или опроса. Метод последовательного сканирования Метод последовательного сканирования является вариантом метода двухэтапного диагностирования, при котором схемы с памятью (регистры и триггеры) в режиме диагностирования превращаются в один сдвигающий регистр с возможностью его установки в произвольное состояние и опроса с помощью простой операции сдвига. Этот метод получил распространение в ЭВМ на больших интегральных микросхемах (БИС) и в настоящее время уже достаточно устарел. Вместе с очевидными достоинствами БИС, их использование затрудняет проблему диагностирования ЭВМ в связи с ограниченными возможностями доступа к схемам, расположенным внутри БИС. При диагностировании ЭВМ, построенной на БИС, возникает проблема проверки БИС, содержащих комбинационные схемы и схемы с памятью, при небольшом числе дополнительных входов и выходов. Такое диагностирование также выполняется в два этапа.[4 c. 368]