Реферат в данной курсовой работе будет выполнено: построение проверяющих и диагностических тестов для непрерывной системы
Построение проверяющего и диагностического тестов для комбинационных схем на логических элементах
жүктеу/скачать 12,61 Mb.
|
| 3. Построение проверяющего и диагностического тестов для комбинационных схем на логических элементах
2 Логический элемент ЛЭ представляет собой устройство (рисунок 3.1), имеющее n входов и один выход, на котором реализуется некоторая функция алгебры логики (ФАЛ) F(х). Неисправность во внутренней структуре ЛЭ приводит к тому, что на его выходе вместо функции F(х) реализуется функция неисправности f(x). Тест проверки ЛЭ должен определить, какую из функций [F(x) или f(x)] реализует элемент. Число и вид функций неисправности зависят от внутренней структуры ЛЭ. Анализ неисправностей и построение теста ЛЭ выполняют при помощи ТФН. Рисунок 3.1 – Логический элемент Существуют константные неисправности. Такие неисправности можно инвертировать как фиксацию в константу (нуль или единица) сигнала на входе или выходе ЛЭ. Например, обрыв входа элемента ИЛИ-НЕ соответствует фиксации на нем нулевого сигнала, обрыв перехода Э–К транзистора - фиксации на выходе элемента единичного сигнала и т. д. В общем случае, элемент с n входами может иметь 2n+2 константные неисправности, так как каждые вход и выход могут быть зафиксированы как в нуль, так и в единицу. На схемах константные неисправности обозначают в виде кружков, расположенных около соответствующих входов и выходов (пример приведен на рисунке 3.2). Верхние кружки соответствуют неисправностям “константа 1” (К 1), а нижние – неисправностям “константа 0” (К 0). Как правило, ЛЭ имеет только один вид неисправности на входе. Рисунок 3.2 – Обозначение константных неисправностей Для ЛЭ можно выделить классы эквивалентных неисправностей, которые показаны на рисунке 3.3 в виде графов, нанесенных на изображение элементов. Эквивалентные неисправности соединены прямыми линиями. Рассмотрим, например, элемент ИЛИ. В класс эквивалентных неисправностей входят неисправности 1, 3 и 5, соответствующие неисправностям вида К 1 входов и выхода элемента. Очевидно, что если на каком-либо входе зафиксировать сигнал единицу, то такой же сигнал фиксируется на выходе. При этом по выходу элемента невозможно определить, где имеет место неисправность – на каком входе или выходе. Для этих неисправностей равны функции неисправности (f1=f3=f5) и проверяющие функции. При построении Тп и Тд от класса эквивалентных неисправностей рассматривается только один ее представитель. Рисунок 3.3 – Классы эквивалентных неисправностей для логических элементов Среди константных неисправностей выделяются импликантные неисправности. Неисправность Ni , находится в отношении импликации к неисправности Nj, (обозначается: Ni Nj), если на тех входных наборах, на которых равна единице проверяющая функция неисправности Ni φi , равна также единице и проверяющая функция неисправности Nj φj (φi φj). Отношение импликации указывается на изображениях элементов в виде стрелок, направляющих от Ni к Nj. Комбинационная схема содержит логические элементы и связи (соединения) между ними. В ней возможны следующие дефекты: неисправности ЛЭ: обрывы соединений, замыкания между соединениями (в том числе с шинами питания), перепутывание связей (неправильный монтаж). Для диагностирования задана следующая функция: Логическая схема, исполняющая данную функцию будет выглядеть следующим образом: Рисунок 3.4 - Логическая схема функции F Необходимо нанести неисправности компонент схемы. Под компонентами понимают входы и выходы элементов, и входы схемы. Если выход элемента или вход схемы соединен с входом только одного элемента, то это соединение рассматривают как одну компоненту. Если в схеме имеется точка разветвления, то в качестве компонент выступают как точки разветвления, так и все ветви разветвления. Для каждой компоненты указывают две константные неисправности К->1 и К->0. Для каждого логического элемента наносятся графы эквивалентных неисправностей и указывают отношения импликации между неисправностями, в результате чего устанавливают отношения между неисправностями для всей схемы. Нумеруются неисправности, причем среди эквивалентных неисправностей нумеруют только одну, ближе всех расположенную к выходу (для нее наиболее просто вычислить проверяющую функцию); все неисправности, к которым направлены дуги, не нумеруют; если хотя бы к одной из эквивалентных неисправностей направлена дуга, то ни одну из них не нумеруют. В результате данной операции сокращают список неисправностей, которые необходимо рассматривать при построении теста. В данной схеме пронумеровано 15 неисправностей, в то время как исходное множество содержит 26 неисправностей. система тест железнодорожный автоматика Рисунок 3.5 - Логическая схема функции F с обозначением неисправностей Функция i–ой неисправности рассчитывается следующим образом: например для первой неисправности на выходе элемента И фиксируется 0, этот элемент реализует функцию , следовательно для получения функции f1 в формулу надо подставить 0 вместо . После минимизации некоторых полученных функций неисправностей получили, что и Составляем ТФН: Таблица 3.1 – Таблица ТФН для функции F
Составим проверяющие функции по таблице: φ1 = 2 v3 φ2 = 5 v 7 φ3 = 0 v 4 φ4 = 1 φ5 = 1 φ6 = 6 φ7 = 1 φ8 = 6 φ9 = 6 φ10 = 1 v 2 φ11 = 5 v 6 φ12 = 1 v 4 φ13 = 3 v 6 φ14 = 0 v 6 φ15 = 1 v 6 На основании проверяющих функций проверяющий тест будет иметь следующий вид: (3.1) В результате получаем 8 минимальных теста: При расчете диагностического теста, не учитывают отношения импликации между неисправностями. На схему наносят только графы эквивалентных неисправностей, которые нумеруют в соответствии с указанным для них правилом. В результате число неисправностей, включаемых в ТФН, увеличивается. В нашем случае в ТФН дополнительно включаются обе неисправности выхода элемента ИЛИ (точки 16 и 17) . По диагностическому тесту строят словарь неисправностей. Рисунок 3.6 - Логическая схема функции F для составления диагностического теста Составим ТФН. Таблица 3.2 – Таблица ТФН
Определим различающие функции: 1)φ1,2 = 2 v 3 v 5 v 6 φ1,3 = 0 v 2 v 3 v 4 φ1,4 = 1 v 2 v 3 φ1,5 = 1 v 2 v 3 φ1,6 = 2 v 3 v 6 φ1,7 = 1 v 2 v 3 φ1.8 = 2 v 3 v 6 φ1.9 = 2 v 3 v 6 φ1.10 = 1 v 3 φ1.11 = 2 v 3 v 5 v 6 φ1.12 = 1 v 2 v 3 v 4 φ1.13 = 2 v 6 φ1.14 = 0 v 2 v 3 v 6 φ1.15 = 1 v 2 v 3 v 7 φ1.16 = 1 v 2 v 3 v 6 φ1.17 = 0 v 4 v 5 v 7 2) φ2,3 = 0 v 4 v 5 v 6 φ2,4 = 1 v 5 v 6 φ2,5 = 1 v 5 v 6 φ2,6 = 5 φ2,7 = 1 v 5 v 6 φ2.8 = 5 φ2.9 = 5 φ2.10 = 1 v 2 v 5 v 6 φ2.11 – не существует φ2.12 = 1 v 4 v 5 v 6 φ2.13 = 3 v 5 φ2.14 = 0 v 5 φ2.15 = 1 v 2 v 3 v 7 φ2.16 = 1 v 5 v 6 v 7 φ2.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 6 v 7 3) φ3,4 = 0 v 1 v 4 4)φ4,5 - не существует φ3,5 = 0 v 1 v 4 φ4,6 = 1 v 6 φ3,6 = 0 v 4 v 6 φ4,7 – не существует φ3,7 = 0 v 1 v 4 φ4.8 = 1 v 6 φ3.8 = 0 v 4 v 6 φ4.9 = 1 v 6 φ3.9 = 0 v 4 v 6 φ4.10 = 1 φ3.10 = 0 v 1 v 2 v 4 φ4.11 = 1 v 5 v 6 φ3.11 = 0 v 4 v 5 v 6 φ4.12 = 1 v 4 φ3.12 = 0 v 1 φ4.13 = 1 v 3 v 6 φ3.13 = 0 v 3 v 4 v 6 φ4.14 = 0 v 1 v 6 φ3.14 = 4 v 6 φ4.15 = 7 φ3.15 = 0 v 1 v 4 v 7 φ4.16 = 6 φ3.16 = 0 v 1 v 4 v 6 φ4.17 = 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7 φ3.17 = 2 v 3 v 5 v 7 5) φ5,6 = 1 v 6 6) φ6,7 = 1 v 6 φ5,7 – не существует φ6,8 - не существует φ5,8 = 1 v 6 φ6,9 – не существует φ5,9 = 1 v 6 φ6,10 = 1 v 2 v 6 φ5,10 = 2 φ6,11 = 5 φ5.11 = 1 v 5 v 6 φ6,12 = 1 v 4 v 6 φ5.12 = 4 φ6,13 = 3 φ5.13 = 1 v 3 v 6 φ6,14 = 0 φ5.14 = 0 v 1 v 6 φ6,15 = 1 v 6 v 7 φ5.15 = 7 φ6,16 = 1 φ5.16 = 6 φ6,17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 φ5.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7 7)φ7.8 = 1 v 6 8) φ8.9 - не существует φ7.9 = 1 v 6 φ8.10 = 1 v 2 v 6 φ7.10 = 2 φ8.11 = 5 φ7,11 = 1 v 5 v 6 φ8.12 = 1 v 4 v 6 φ7,12 = 4 φ8.13 = 3 φ7,13 = 1 v 3 v 6 φ8.14 = 0 φ7,14 = 0 v 1 v 6 φ8.15 = 1 v 6 v 7 φ7.15 = 7 φ8.16 = 1 φ7.16 = 6 φ8.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 φ7.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 7 10) φ10.11 = 1 v 2 v 5 v 6 9)φ9.10 = 1 v 2 v 6 φ10.12 = 2 v 4 φ9.11 = 5 φ10.13 = 1 v 2 v 3 v 6 φ9.12 = 1 v 4 v 6 φ10.14 = 0 v 1 v 2 v 6 φ9.13 = 3 φ10.15 = 2 v 7 φ9.14 = 0 φ10.16 = 2 v 6 φ9.15 = 1 v 6 v 7 φ10.17 = 0 v 1 v 3 v 4 v 5 v 7 φ9.16 = 1 φ8.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 11) φ11.12 = 1 v 4 v 5 v 6 12) φ12.13 = 1 v 3 v 4 v 6 φ11.13 = 3 v 5 φ12.14 = 0 v 1 v 4 v 6 φ11.14 = 0 v 5 φ12.15 = 4 v 7 φ11.15 = 1 v 5 v 6 v 7 φ12.16 = 4 v 6 φ11.16 = 1 v 5 φ12.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 5 v 7 φ11.17 = 0 v 2 v 3 v 4 v 7 13) φ13.14 = 0 v 3 14) φ14.15 = 0 v 1 v 6 v 7 φ13.15 = 1 v 3 v 6 v 7 φ14.16 = 0 v 1 φ13.16 = 1 v 3 φ14.17 = 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 φ13.17 = 1 v 5 v 6 v 7 15) φ15.16 = 6 v 7 φ15.17 = 0 v 1`v 2 v 3 v 4 v 5 16) φ16.17 = 0 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6 v 7 Составим диагностический тест, используя формулы алгебры-логики: Тд = φ1,2 φ1,3 φn-1,n (3.2) Для упрощения выражения я применил формулы поглощения, и преобразовал выражение к наименьшему числу слагаемых с наименьшим числом множителей. Аналогичную ситуацию мы проделаем с Тд” Тд” = Тпφ1,2φ1,3 φ16,17 = ТпТд (3.3) По полученным данным Тд и Тд” имеют одинаковый словарь неисправностей. Таблица 3.3 - Словарь неисправностей для Тд
жүктеу/скачать 12,61 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||