Проверки, выполняемые с помощью процессора проверяемой платы

Рис.10. Схема подключения платы ЦП к наладочному стенду

Сначала процессор должен проверить сам себя. Проверка процессора проводится по уже знакомому нам принципу «от простого – к сложному». Вопросы тестирования процессора выходят за рамки этого параграфа, поэтому здесь мы не будем на них останавливаться. То же относится к проверке ОЗУ и контроллеров.

Процессор проверяемой платы не имеет возможности непосредственно загружать тестовые и наладочные программы с НГМД в «свою» память, поэтому загрузка производится с помощью стендовой микро ЭВМ. Сначала она считывает информацию в НГМД в «стендовое» ОЗУ, а затем последовательно, слово за словом, пересылает эту информацию в память проверяемой платы, используя свои порты ввода – вывода. Во время пересылки, процессор проверяемой платы заторможен сигналами на линиях АСП и АИП. После того как информация переписана в память проверяемой платы, стендовая микро ЭВМ снимает напряжение низкого уровня с линий АИП и АСП (см. рис.11) и процессор стартует с определенного адреса, соответствующего началу принятой из стенда тестовой программы.

Рис.11. Временная диаграмма сигналов, вырабатываемых блоком питания при включении и при выключении напряжения первичной питающей сети

Проверяемая плата периодически, через канал связи с АЦПУ, сообщает стендовой микро ЭВМ о ходе выполнения тестовых программ. Если проверяемая плата слишком долго не отвечает или отвечает неправильно, то стендовая микро ЭВМ выдает оператору подробное сообщение о том, какая проверка не проходит и что нужно сделать для «зацикливания» участка программы, на котором регистрируется неправильная работа.

Как и в рассмотренных ранее примерах, ошибки можно условно разделить на две группы:

1) ошибки в управляющих цепях, которые полностью или частично лишают процессор возможности выполнять программу;

2) «информационные» ошибки, которые искажают результаты вычислений, но не препятствуют ходу выполнения тестовой программы. Задача состоит в том, чтобы «продемонстрировать» регулировщику те и другие ошибки. Для «демонстрации» ошибок первой группы управление периодически передается той команде (или цепочке команд), которая «не хочет» выполняться. Для периодической передачи управления стендовая микро ЭВМ вырабатывает непрерывную последовательность сигналов начального запуска процессора на линиях АИП и АСП (см. рис.11). Период следования этих сигналов должен быть достаточным для прогона интересующего нас участка программы. Каждый раз при обнаружении условий запуска процессор стартует в определенную ячейку ОЗУ, где его ожидает команда безусловной передачи управления на интересующую нас команду или цепочку команд. Процессор, таким образом, несмотря на возможность выполнения действий в связи с ошибкой, периодически обращается к «ошибочному» месту, и его «поведение» можно легко проконтролировать с помощью осциллографа.

Рассмотрим процесс загрузки тестов и некоторые особенности их выполнения в условиях совместной работы проверяемой платы и наладочного стенда (см. рис.10).

Далее «демонстрацию» ошибок второй группы необходимо «зациклить» проверяемый процессор на интересующей нас команде или группе команд.

На заключительном этапе, после прогона тестов процессора, ПЗУ, ОЗУ и контроллеров, проверяется правильность обращения процессора к внешней системной магистрали (по записи). В качестве внешнего абонента (по отношению к проверяемой плате) выступает стендовая микро ЭВМ – объект чрезвычайно «медленный» с точки зрения процессора. При таких обращениях возникают «безответные» ситуации, и процессор, выждав приблизительно 10мкс, переходит в режим прерывания.

Прерывающая программа вновь предписывает процессору выполнить обращение к стенду через внешнюю системную магистраль, процессор не получает ответа, переходит в режим прерывания и т.д. Таким образом, процессор периодически «приглашает» стендовую микро ЭВМ, но в силу ее инерционности не получает ответа. Стендовая микро ЭВМ, в свою очередь, следит за состоянием линий входного порта (с доступной ей сравнительно низкой частотой) и набирает статические данные о сигналах, сформированных на этих линиях.

Так как «безответные» обращения наиболее продолжительны по времени, вероятность обнаружения стендовой микро ЭВМ значительно выше, чем вероятность обнаружения любого прочего обращения. Поэтому программа, выполняемая стендовой микро ЭВМ, способна выделить в полученном массиве кодов наиболее часто повторяющийся код (периодически выдаваемый процессором проверяемой платы во внешнюю системную магистраль) и сравнить его с эталонным. При обнаружении несовпадения указанных кодов стендовая микро ЭВМ выдает оператору соответствующее сообщении и продолжает выполнение описанного теста, что позволяет обнаружить ошибку с помощью осциллографа.

Итак, включение в работу процессора, установленного на проверяемой плате, позволяет подвести окончательные итоги проверке «внепроцессорной» аппаратуры – теперь она работает на высокой скорости и здесь могут проявиться ошибки, связанные с замедленным включением - выключением логических элементов. Например, при выдаче данных из контроллера последовательного канала связи по внутреннюю магистраль один из разрядов данных может «отстать» от остальных – на 100 или 200 нс. Эту ошибку нельзя зарегистрировать при имитации процессора, так как между получением ответного сигнала от контроллера и моментом считывания данных проходит более 10 мкс. В режиме реального времени данная ошибка приведет к искажению полученной из контроллера информации и, следовательно, будет обнаружена.

После наладки платы центрального процессора с использованием стенда, показанного на рис.10, плата проверяется в рельных условиях в срставе эталонной микро ЭВМ, так как с помощью наладочного стенда невозможно создать условия, которые точно соответствовали бы реальным. Если налаженная плата все же не работает в составе эталонной микро ЭВМ (такие ситуации чрезвычайно редки, но возможны), то поиск неисправности проводят при работе в реальных условиях, например с помощью логического анализатора. После выбора ошибки анализируют причины, которые препятствовали ее обнаружению аппаратно-программными средствами наладочного стенда, и эти средства дорабатываются.