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 [10].

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 [7].

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 [3].

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 [11].

Таким образом, встроенные средства диагностирования имеют практически те же блоки и устройства, что и сама ПЭВМ. Поэтому не удивительно, что с развитием интеграль­ной микроэлектроники и массовым выпуском недорогих ПК последние стали все чаще использовать в качестве средств диагностирования ЭВМ (рис.1).

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 методыь 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.