Tallinna Tehnikaülikool 1 Raimund Ubar TTÜ, ETA uurija-professor [email protected] www.ttu.ee/ˇraiub/ Eesti Teaduste Akadeemia 16. dets. 2004 Digitaalsüsteemide defekt-orienteeritud hierarhiline diagnostika
Jan 02, 2016
Tallinna Tehnikaülikool1
Raimund UbarTTÜ, ETA uurija-professor
[email protected]/ˇraiub/
Eesti Teaduste Akadeemia 16. dets. 2004
Digitaalsüsteemide defekt-orienteeritud hierarhiline diagnostika
Tallinna Tehnikaülikool2
Uurimisvaldkond
Diagnostikaülesanded ja tööriistad
Test
System
Fault dictionary
System model
Test generation
Test result
Fault diagnosis
Test eksperiment
Test
Süsteem
Riketeinfo
Süsteemimudel
Testide genereerimine
Rikete simuleerimine
Testi tulemus
Diagnostika
Süsteemi tehnilise oleku
diagnoos
Test
Tööriistad
Isetestimine
Tallinna Tehnikaülikool3
Uurimisteema
Spetsifikatsioon Disain Süsteem
Mudel
Rikked
Struktuur, funktsioonid
Testide süntees ja analüüsRe-disain
“Digitaalsüsteemide defekt-orienteeritud hierarhiline diagnostika”
Diagnostika
Defektid
Testitavuse parandamine
Isetestimine
Tallinna Tehnikaülikool4
Uurimisprobleemid ja seosed
Klassikaline Boole’i algebra
Graafiteooria
Keerukusekasv
Kõrg- taseme mudelid
Ebatäpsus veelgi
kasvab
Ebatäpsuse kasv
Madalama taseme mudelid
Keerukus veelgi
kasvab
Otsustus diagrammide
mudel
Ühtne rikkemudel
Uued hierarhilised meetodid
TestitavusTestide
süntees ja
analüüs
Ise-testimine
Tallinna Tehnikaülikool5
Teadustulemusi aastal 2004
• Ühtne rikkemudel– digitaalsüsteemide analüüsiks eri tasanditel
• Defekt-orienteeritud testigeneraator – sarnane maailmas hetkel puudub
• Digitaalsüsteemide hierarhiline modelleerimine – meetodite edasiarendused, suurendadamaks modelleerimise kiirust
• Süsteemide isetestimine– uute optimeerimisalgoritmide väljatöötamine – kriteeriumid: aeg , aparatuuri kulu , energiatarve , testimise kvaliteet
• Teadusuuringute keskkond – füüsikaliste defektide katsestend – e-õppe tarkvara
Tallinna Tehnikaülikool6
Teadustulemuste seosed
Ühtne rikete mudel
Defekt- orienteeritud
testigeneraatorHierarhiline diagnostika
Teadusuuringute ja e-õppe keskkond
Isetestivadsüsteemid
Funktsionaalne diagnostika
Isetestiv tuum
Süsteem
Tallinna Tehnikaülikool7
Defekt-orienteeritud testigeneraator
Liiaseid defekte Testide kvaliteet
Klassikaline test Objekt Defekte Elementide
tasemel Süsteemi tasemel Üldkate
Elementide liiasus
tõestatud
Kogu liiasus
tõestatud
Uus meetod
C432 1519 226 0 78,6 99,05 99,05 100,00
C880 3380 499 5 75,0 99,50 99,66 100,00
C2670 6090 703 61 79,1 97,97 99,44 100,00
C3540 7660 985 74 80,1 98,52 99,76 99,97
C5315 14794 1546 260 82,4 97,53 100,00 100,00
C6288 24433 4005 41 77,0 99,81 100,00 100,00
Katsete tulemusi:
Defektide liiasuse (mitteolulisuse) tõestamise meetodÜllatav tulemus: väga suur defektide liiasus
Koostöö: TU Darmstadt, TU Warsaw
Tallinna Tehnikaülikool8
Komponendi tase
dy
Defekti kujutis
Ühtne rikkemudel digitaalsüsteemides
x1
x2
x3
x4
x5
Süsteemi tase
Wd
dn dFFddxxFy ),,...,(** 1
Loogika tase
Viga
Defekt
1*
d
yW d
{Wd} dy Rikke mudel:
Hierarhiline diagnostika
y*
Tallinna Tehnikaülikool9
Ühtse rikkemudeli filosoofia
Transistoride võrk
FkiTest
Fk
WFki
WSki
F Test WSk
Moodulite võrk
Wdki
WFk interpretatsioon:
Test - madalamal tasemelRikke mudel - kõrgemal tasemel ehk
Liides hierarhiatasandite vahel
Rikke mudel
Funktsioonid Struktuur
Süsteem:
Moodul:
Komponent:
Komponentide võrk
Kõrgem tase
Moodul
kWFk
WSk
Moodulite võrkLühis
Süsteem
WFk
Test
Madalam tase
Tallinna Tehnikaülikool10
Hierarhiline modelleerimine
M=A.B.C.q
1
1
q
xA
0
q
Ai B’ + C’
#1
q
Bi B’ + C’
#2
0
q
Ai A’ + 1
#4
2
1
xB
q
Ci C’
#3
0
q
Ci A’ + B’
#5
3
1
xC
q
Ai B’ + C’
#5
0
q
Ci A’ + B’
#5
4
1
xC
q
Ci C’
#5
0
B
Ai A’ + B’+C’xA
0
q#5
B’
q
Bi B’
#5
x1
x2x3
x4x5
x6 x7
0
11
0
y
Komponent:Binaarotsustus-diagramm
Süsteem:Kõrgtaseme otsustusdiagramm
Kõrgtasemel simuleeritakse väikest osa mudelist (analüüsi kiirus on suur)
Madalamal tasemel simuleeritakse väga väikest osa mudelist
Põhjuslike seoste analüüs (otse- ja pöördülesanded) hästi formaliseeritavad
Koostöö: Tartu Ülikool
Tallinna Tehnikaülikool11
Digitaalsüsteemide enesetestimine
SoC
C3540
C1908 C880 C1355
Embedded Tester C2670
Test accessmechanismBIST BIST
BISTBISTBIST
Test Controller
TesterMemory
Paralleel-järjestikuline testprotsess:
6
19
40
136
13
25
4
86
48
21
50
46
73
123
169
190
203
205
Pseudorandom
Deterministic
c880
c6288
c5315
c1355
c499
c432
c1908 Total Test Length: 209
Optimeerimine:- testimise aeg - vajalik mälu - energiatarve - lisa-aparatuur - testimise kvaliteet
Mälu
Mälu
Aeg
Aeg
Mälu
Energia
Aeg
Koostöö: Linköpingi Ülikool
Tallinna Tehnikaülikool12
Funktsionaalne enesetestimineIseennast testiv süsteem
Registrite plokk
Andme- osa
SignatuuranalüsaatorAndmed
T
MUX
F
Juhitavus
EXOR
Jälgitavus
MUX
Mälu: Deterministlik test
Funktsionaalne test
Mälu
Aeg
Hind
Optimum
Hübriidtest
Tallinna Tehnikaülikool13
Teadusuuringute keskkond
Test Generation
BIST Simulation
Methods:DeterministicRandomGenetic
Methods:BILBOCSTPStore/Generate
Design Test
Levels:GateMacro
Fault Simulation
Methods:Single faultParallelDeductive
Fault Table
Fault models:Stuck-at-faultsFunctional faults
Test Optimization
Fault Diagnosis
Fault Location
TURBO-TESTER: Kasutatud >90 asutuses rohkem kui 30 riigis
Tallinna Tehnikaülikool14
E-õppe tarkvara
Loogikataseme diagnostika
Süsteemitaseme diagnostika
Java appletid tööks loengul, kodus, laboris ja eksamil:
Koostöö: TU Ilmenau Saksamaal
Muud appletid: Boundary Scan
Tallinna Tehnikaülikool15
USER
DEFSIM U S B
SERVER
INTERNET
DEFSIMDefektide uurimise katsestend
USER USER
DEFSIMKoostöö: Saksamaa, Poola, Slovakkia
Tallinna Tehnikaülikool16
Muid tulemusi aastal 2004• Publikatsioone 30
– CC – 4– IEEE digitaalraamatukogus – 6– Ülemaailmsed konv. – 9, Euroopa reg. konv. – 9, “Best paper” kategoorias – 3– Teoksil: 3 tellitud CC-artiklit 2 peatükki monograafias– Rahvusvaheline koostöö: 14 ühispublikatsiooni 15 teadlasega 5 riigist
• Kaks Framework V Europrojekti, 2 bilateraalset projekti Saksamaaga• Konverentside korraldamine:
– 2nd IEEE East-West Design & Test Workshop (2004) - aseesimehena – 9th IEEE European Test Symposium (2004) - aseesimehena – 10th IEEE European Test Symposium (2005) – peakorraldajana– 4th IEEE European Board Test Workshop (2005) – peakorraldajana– 3th IEEE East-West Design & Test Workshop (2005) - aseesimehena
• Juhendamine (kaitsmised)– 1 doktoritöö (A.Jutman), – 8 magistritööd
• Kutsed loengutele (9)– 3 tutoriali 3 konverentsil, – 1 kursus (36 t) ja 2 tutoriali 3 suvekoolis, – 1 kursus (36 t) ja 2 tutoriali ülikoolides