Модель МП с точки зрения функционального контроля

МП рассматривается в виде соединения двух устройств – устройства управления (УУ) и операционного устройства (ОУ).

Операционное устройство – устройство, в котором выполняются операции. Оно включает в себя в качестве узлов регистры, сумматор, ка­налы передачи информации, мультиплексоры для коммутации каналов, шифраторы, дешифраторы и т.д.

Устройство управления координирует действия узлов ОУ. Оно вы­рабатывает в определенной временной последовательности управляющие сигналы, под действием которых в узлах ОУ выполняются требуемые дей­ствия.

Процесс функционирования ОУ состоит из последовательных эле­ментарных действий в его узлах. Такими элементарными действиями мо­гут быть: обнуление регистров, инвертирование регистров, пересылка со­держимого одного узла в другой, сдвиг содержимого узла влево или вправо и т.д. Каждое такое элементарное действие, выполняемое в одном из узлов ОУ в течение одного тактового периода, называется микроопера­цией.

В определенные тактовые периоды одновременно может выпол­няться несколько микроопераций, результаты которых не влияют друг на друга. Такая совокупность одновременно выполняемых микроопераций называется микрокомандой, а весь набор микрокоманд, предназначенный для выполнения команды, поступающей из ОЗУ или ПЗУ с управляющей программой, – микропрограммой.

В ПЗУ микрокоманд хранятся микропрограммы для всего набора команд МП.

Обобщая многочисленные работы по функциональному диагности­рованию МПС и отдельных БИС, можно выделить следующие направле­ния развития встроенного функционального контроля:

1. Организацию непрерывного контроля микросхем на основе выяв­ления запрещенных состояний, выполнения в конце программы МПС или в отдельных ее точках проверок достоверности получаемых результатов путем сравнения их с допустимыми предельными величинами, анализа от­сутствия запрещенных комбинаций управляющих сигналов в МПС.

Методы этой группы требуют специального преобразования БИС МПС и большого объема информации по ее внутренней структуре.

2. Организацию контроля по совпадению результатов выполнения программы на двух параллельно работающих идентичных МПС непре­рывно либо в конце программы.

3. Мажоритарный принцип принятия решения в процессе или в конце выполнения программы на параллельно работающих идентичных МПС.

4. Построение МП на основе аппарата апериодических автоматов, когда признаком сбоя в МПС является отсутствие сигнала об окончании переходных процессов во всех БИС.

5. Организацию контроля длительности выполнения программы или отдельных ее ветвей, контроля времени отклика внешнего устройства и других временных параметров работы МПС.

6. Организацию контроля, сущность которого заключается в исполь­зовании некоторой зависимости, характерной для МПС (либо искусст­венно созданной) при ее правильной работе и нарушающейся при возник­новении ошибки.

Последняя группа методов используется чаще всего, так как, с одной стороны, не требует значительной избыточной аппаратуры, а с другой сто­роны, как правило, позволяет обойтись информацией о рабочей про­грамме. В настоящем разделе будет анализироваться именно эта группа методов встроенного функционального контроля и соответствующие реа­лизации ССВК.