🗊Презентация Дослідження та проектування комп'ютерних систем та мереж

Зарплати розробників України - грудень 2015https://dou.ua/lenta/articles/salary-report-dec-2015/

Популярність мов програмування

Розподіл по предметних областях

Середні зарплати по всіх посадах

Зарплати випускників вузів

Розробник програмного забезпечення, Киев:

У Львові 150 IT-компаній (Інформаційні Технології) 25 найбільших IT-компаній України http://jobs.dou.ua/top25/

Критерії створення КСМ Виконання покладених функцій Продуктивність Апаратні витрати Надійність Габарити Споживана потужність Ціна Додаткові функції Інші

Система множина взаємопов'язаних елементів, що взаємодіє з середовищем, як єдине ціле, і відокремлена від нього.

Властивості системи, пов'язані з цілями та функціями Ефект синергії — односпрямованість (або цілеспрямованість) дій компонентів посилює ефективність функціонування системи. Пріоритет інтересів системи вищого (глобального) рівня перед інтересами її компонентів (ієрархічність). Емерджентність — цілі (функції) компонентів системи не завжди збігаються з цілями (функціями) системи (від’ємний зворотній зв’язок) Мультиплікативність — і позитивні, і негативні ефекти функціонування компонентів в системі мають властивість множення, а не додавання. Цілеспрямованість — діяльність системи підпорядкована певній цілі. Альтернативність шляхів функціонування та розвитку. Робастність - здатність системи зберігати часткову працездатність (ефективність) при відмові її окремих елементів чи підсистем.

Пов'язані зі структурою Цілісність — первинність цілого по відношенню до частин: появи у системи нової функції, нової якості, органічно випливають зі складових її елементів, але не властивих жодному з них, взятому ізольовано. Неадитивності — принципова незведеність властивостей системи до суми властивостей складових її компонентів. Структурність — можлива декомпозицію системи на компоненти, встановлення зв'язків між ними. Ієрархічність — кожен компонент системи може розглядатися як система (підсистема) ширшої глобальної системи.

Пов'язані з ресурсами та особливостями взаємодії із середовищем Комунікативність - існування складної системи комунікацій із середовищем у вигляді ієрархії. Взаємодія і взаємозалежність системи і зовнішнього середовища. Адаптивність - прагнення до стану стійкої рівноваги, яке передбачає адаптацію параметрів системи до мінливих параметрів зовнішнього середовища (проте «нестійкість» не у всіх випадках є дисфункціональною для системи, вона може виступати і як умови динамічного розвитку). Надійність - функціонування системи при виході з ладу однієї з її компонент, збереженість проектних значень параметрів системи протягом запланованого періоду. Інтерактивність – мета досягається за рахунок обміну інформацією між елементами системи, системою та середовищем

Інші Інтегративність - наявність системоутворювальних, системозберігальних факторів. Еквіфінальность - здатність системи досягати станів, що не залежать від вихідних умов і визначаються тільки параметрами системи. Спадковість. Розвиток - характеризує зміну стану системи у часі. Це поняття допомагає пояснити складні термодинамічні й інформаційні процеси у природі та суспільстві. Порядок. Самоорганізація.

Комп’ютерна система Складається з апаратного і програмного забезпечення, які обробляють дані Набір апаратних вузлів, які зв’язані між собою і взаємодіють, утворюючи комп’ютер Повний працюючий комп’ютер у цілому, з периферійними пристроями та обладнанням Повний працюючий комп’ютер (апаратне забезпечення + програмне забезпечення + периферія) Система з одного або декількох комп’ютерів і відповідного програмного забезпечення з загальною пам’яттю Функціональний вузол з одного чи декількох комп’ютерів і відповідного програмного забезпечення, який Використовує спільну пам’ять для усіх або частини програм та даних Виконує написані або введені користувачем програми Виконує визначені користувачем операції Набір підходящих, але не з’єднаних елементів комп’ютера Набір підходящих і з’єднаних елементів комп’ютера Набір процедур, процесів, методів, програм, технологій і обладнання, з’єднані разом, які утворюють організоване ціле З’єднані між собою комп’ютери із спільною пам’яттю і периферійними пристроями, кожен з яких працює незалежно від інших, але може зв’язатися із спільною пам’яттю і периферійними пристроями Комп’ютер, яким одночасно можуть користуватися декілька користувачів

Комп’ютерна мережа Система зв’язку комп’ютерів або комп’ютерного обладнання

Універсальний комп’ютер та його основні елементи

Контролер ВКС та його основні елементи

КС та її основні елементи

Структурна схема процесу передачі або оброблення інформації

Комп’ютери, контролери, КС, ВКС, КФС

Wi-Fi КС, інтернет речей

Що змінилося? Подальша мікромініатюризація Нанотехнології, МЕМС “Великі дані” WLAN Комп’ютерів більше ніж людей – і набагато більше ніж комп’ютерних фахівців

МЕМС

МЕМС, давачі та актюатори

Найбільш перспективні області діяльності Системи на кристалі Вбудовані процесори Системи в корпусі -------------------------------- Вбудована пам’ять Нанотехнології 98% комп’ютерних мікросхем – елементи ВКС

Еволюція поняття «(Вбудовані) комп’ютерні системи» Інформаційно-керуючі системи, керуючі обчислювальні комплекси (НВК), переважно централізовані системи віддалені від об'єкта управління, 60-і роки. Вбудовані обчислювальні системи (embedded systems), компактні обчислювальні системи вбудовані в об'єкт управління, кінець 70-х років. Розподілені вбудовані системи управління, контролерні мережі (networked embedded control systems) - NECS / РІУС, кінець 90-х років. - Кібер-фізичні системи (Cyber Physical Systems), 2000-і роки.

Кібер-фізичні системи кібер-фізичні системи – “розумні” системи, що охоплюють обчислювальні (тобто апаратне і програмне забезпечення) і ефективно інтегровані фізичні компоненти, які тісно взаємодіють між собою, щоб відчувати зміни стану реального світу кібер-фізичні системи утворюють основу для розвитку виробництва, зокрема в наступних сферах: смарт-виробництво («розумне» виробництво), смарт-охорона здоров'я, інфраструктура для «розумних» мереж, «розумні» будинки й інфраструктури, смарт-автомобілі, мобільні системи і системи оборони.

Рівні еталонної моделі. Протоколи рівноправних об’єктів

Багаторівнева модель взаємозв’язку відкритих систем

Перетворення блоків даних у суміжних рівнях

Проблема одночасного проектування апаратного і програмного забезпечення (Hardware-Software CoDesign). Варіант розв’язку – багаторівневі системи

Багаторівнева платформа КФС

Одночасне проектування апаратного і програмного забезпеченні - HSCoD

Основні документи при проведенні проектування, їхній зв'язок.

ДСТУ 1.3:2004 ПРАВИЛА ПОБУДОВИ, ВИКЛАДАННЯ, ОФОРМЛЕННЯ, ПОГОДЖЕННЯ, ПРИЙНЯТТЯ ТА ПОЗНАЧАННЯ ТЕХНІЧНИХ УМОВ 4 ПРАВИЛА ПОБУДОВИ, ВИКЛАДАННЯ ТА ОФОРМЛЕННЯ 4.1 В ТУ загалом мають бути такі розділи: сфера застосування; нормативні посилання; технічні вимоги (параметри й розміри, основні показники та характеристики, вимоги до си­ровини, матеріалів, покупних виробів, комплектність, маркування, пакування); вимоги безпеки; вимоги охорони довкілля, утилізація; правила приймання; методи контролювання (випробування, аналізу, вимірювання); транспортування та зберігання; правила експлуатації, ремонту, настанова щодо застосування тощо; гарантії виробника. Залежно від специфіки виробництва та призначення продукції ТУ дозволено доповнювати іншими розділами та об'єднувати окремі розділи.

Овновні етапи проектування КС

якість якість – це сукупність властивостей, що визначають здатність виробу задовільняти вимоги користувача (замовника)

Основні етапи життєвого циклу

Ціна помилки

Рівні стандартизації.

ЄСКД та ЄСПД

проект Закону України «Про внесення змін до деяких законодавчих актів України у зв’язку з прийняттям Закону України «Про стандартизацію». На засіданні Уряду 13 вересня 2017 року схвалено проект Закону України «Про внесення змін до деяких законодавчих актів України у зв’язку з прийняттям Закону України «Про стандартизацію» (який Верховна Рада прийняла в лютому 2016 року. ) Законопроектом передбачено внесення змін до 127 законодавчих актів (8 кодексів та 119 законів) та пропонується виключити положення стосовно: – обов’язковості застосування національних стандартів; – погодження проектів національних стандартів з державними органами; – нормативно-правового регулювання відносин, пов'язаних із розробленням стандартів і технічних умов підприємств, установ та організацій; нагляду за дотриманням стандартів та штрафних санкцій за недотримання вимог стандартів. Законопроект подано Кабінетом Міністрів України в порядку законодавчої ініціативи для розгляду Верховною Радою України. http://www.me.gov.ua/News/Detail?lang=uk-UA&id=4d318e65-dbc7-4363-9918-d855eb489815&title=KabminDoopratsiuvavZakonodavstvoSchodoVikoristanniaStandartiv

Стадії розробки (ГОСТ 2.103-68 Единая система конструкторской документации. Стадии разработки)

Класифікація досліджень (випробувань ) ГОСТ 16504-81 ИСПЫТАНИЯ И КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ. Основные термины и определения за призначенням - дослідницькі, порівняльні, контрольні та визначальні; за рівнем проведення випробування - державні, міжвідомчі та відомчі; за етапом розробки продукції - доведінкові, попередні та приймальні; за видом контролю готової продукції - кваліфікаційні, пред'явницькі, приймально-здавальні, періодичні, інспекційні, типові, атестаційні та сертифікаційні; за умовами і місцем проведення - лабораторні, стендові, полігонні, натурні, з використанням моделей та експлуатаційні; за тривалістю - нормальні, прискорені та скорочені; за видом впливу - механічні, кліматичні, термічні, радіаційні, електричні, електромагнітні, магнітні, хімічні та біологічні; за результатом впливу - неруйнівні, що руйнують, на стійкість, на міцність і на стійкість; за характеристикам об'єкта, що визначаються - функціональні, на надійність, граничні, технологічні, на транспортабельність.

за призначенням - дослідницькі, порівняльні, контрольні та визначальні дослідницькі випробування - проводяться для вивчення певних характеристик властивостей об'єкта порівняльні - випробування аналогічних за характеристиками або однакових об'єктів, що проводяться в ідентичних умовах для порівняння характеристик їх властивостей контроль - перевірка відповідності об'єкта встановленим технічним вимогам визначальні - випробування, що проводяться для визначення значення характеристик об'єкта з заданими значеннями показників точності і (або) достовірності

за рівнем проведення випробування - державні, міжвідомчі та відомчі Державні - випробування встановлених найважливіших видів продукції, що проводяться головною організацією по державних випробуваннях, або приймальні випробування, що проводяться державною комісією або випробувальної організацією, якій надано право їх проведення Міжвідомчі - випробування продукції, що проводяться комісією з представників кількох зацікавлених міністерств і (або) відомств, або приймальні випробування встановлених видів продукції для приймання складових частин об'єкта, що розробляється спільно декількома відомствами Відомчі - випробування, проведені комісією з представників зацікавленої міністерства або відомства

за етапом розробки продукції - доведінкові, попередні та приймальні; Доведінкові - Дослідницькі випробування, що проводяться при розробці продукції з метою оцінки впливу внесених до неї змін для досягнення заданих значень показників її якості Попередні - контрольні випробування дослідних зразків і (або) дослідних партій продукції з метою визначення можливості їх пред'явлення на приймальні випробування Приймальні - Контрольні випробування дослідних зразків, дослідних партій продукції чи виробів одиничного виробництва, що проводяться відповідно з метою вирішення питання про доцільність впровадження цієї продукції у виробництво та (або) використання за призначенням

за видом контролю готової продукції - кваліфікаційні, пред'явницькі, приймально-здавальні, періодичні, інспекційні, типові, атестаційні та сертифікаційні; Кваліфікаційні - контрольні випробування установчої серії або першої промислової партії, проведені з метою оцінки готовності підприємства до випуску продукції даного типу в заданому обсязі пред'явницькі - контрольні випробування продукції, що проводяться службою технічного контролю підприємства-виробника перед пред'явленням її для приймання представником замовника, споживача або інших органів приймання приймально-здавальні - контрольні випробування продукції при приймальному контролі Періодичні - Контрольні випробування виготовлюваної продукції, що проводяться в обсягах та в терміни, встановлені нормативно-технічною документацією, з метою контролю стабільності якості продукції та можливості продовження її виготовлення Інспекційнії - Контрольні випробування встановлених видів своєї продукції, що проводяться у вибірковому порядку з метою контролю стабільності якості продукції спеціально уповноваженими організаціями Типові - Контрольні випробування виготовлюваної продукції, що проводяться з метою оцінки ефективності та доцільності змін, що вносяться в конструкцію, рецептуру або технологічний процес Атестаційні - Випробування, що проводяться для оцінки рівня якості продукції при її атестації за категоріями якості Сертифікаційні - Контрольні випробування продукції, що проводяться з метою встановлення відповідності характеристик її властивостей національним і (або) міжнародним нормативно технічним документам

за умовами і місцем проведення - лабораторні, стендові, полігонні, натурні, з використанням моделей та експлуатаційні; за тривалістю - нормальні, прискорені та скорочені; за видом впливу - механічні, кліматичні, термічні, радіаційні, електричні, електромагнітні, магнітні, хімічні та біологічні; за результатом впливу - неруйнівні, що руйнують, на стійкість, на міцність і на стійкість; за характеристикам об'єкта, що визначаються - функціональні, на надійність, граничні, технологічні, на транспортабельність.

Класифікація апаратури за умовами експлуатації

Зовнішні фактори, що діють на КС

Класи зовнішніх впливаючих факторів механічні, кліматичні, біологічні, радіаційні, електромагнітні, спеціальних середовищ, термічні.

клас кліматичних впливів ділиться на групи: атмосферний тиск, температура середовища. вологість повітря або інших газів і т. д.

Кліматичні фактори, що впливають на групи РЕА

нормальні значення кліматичних факторів навколишнього середовища при випробуваннях виробів (нормальні кліматичні умови випробувань) за ГОСТ 15150-69: температура — +25 ± 10 °С; відносна вологість повітря — 45 — 80%; атмосферний тиск — 84,0 — 106,7 кПа (630–800 мм рт. ст.); якщо в стандартах на окремі групи виробів не прийнято інших меж, обумовлених специфікою виробу. Робочі умови експлуатації — сукупність факторів, межі яких нормують (регламентують, гарантують) характеристики показників якості виробів, зазначених у технічних умовах та іншій технічній документації. Граничні умови експлуатації характеризують екстремальні значення факторів, за яких вироби витримують навантаження без руйнування й погіршення якості.

Стійкість та міцність (робочі та граничні параметри (збереження)) випробування на стійкість — випробування, що проводяться для контролю здатності виробу виконувати свої функції та зберігати значення параметрів у межах установлених норм під час дії на нього певних чинників; випробування на міцність — випробування, що проводяться для визначення значень впливових чинників, які викликають вихід значень характеристик властивостей об'єкта за встановлені границі чи його руйнування.

температурні диапазони 0 … 55°C — побутовий −20 … +75°C — розширений (промисловий) −40 … +85°C — військовий −55 … +110°C — аерокосмічний

За кліматичною зоною

За температурою

Механічні фактори, що впливають на групи РЕА

Зміна вимог до РЕА

фактори зовнішнього впливу космічного простору в районі Землі або аналогічного космічного вакуум; власної зовнішньої атмосфери космічного апарату; атмосфери планети (склад і температура атмосфери); потоків нейтральних частинок в залежності від їх складу і швидкості; потоків заряджених частинок, що генеруються в атмосфері планети; «Сонячного вітру»; сонячного космічного випромінювання; електромагнітного випромінювання Сонця (звичайно весь спектр його електромагнітних випромінювань випромінювань розбивають на ряд ділянок); відбитого планетою Сонячного випромінювання; власного теплового випромінювання планети (побічно цей фактор характеризує температуру грунту планети і ступінь його чорноти); Галактичних космічних випромінювань; потоків міжпланетного пилу і метеорних частинок; магнітного поля планети; і т. д.

Вплив зовнішніх і внутрішніх факторів на матеріали виробів адсорбційного, дифузійного, хмічного, корозійної та радіаційного механізмів впливу.

Найбільш часто на вироби впливають такі види енергії: теплова, електрична, електромагнітна, механічна і хімічна.

Найбільш поширені причини виникнення відмов: теплове руйнування (втрата теплової стійкості, перегорання, розплавлення і т. д.), деформація і механічне руйнування, включаючи порушення контактів, обриви і короткі замикання, порушення механічних фіксацій і т. д., електричне руйнування (пробою, порушення електричної міцності і т. д.), електрохімічна корозія, радіаційне руйнування, зношування виробів, забруднення поверхонь деталей та виробів (порушення контактів, зміна фотометричних характеристик, погіршення зорового сприйняття інформації і т. д.)

Відмови апаратури військового призначення та матеріалів при різних умовах

ДСТУ IEC 60068-2-2:2013 Випробування на дію зовнішніх чинників. Випробування. Випробування В: Сухе тепло 6.5.2Температура +1000 °С; +250 °С; +85 °С; +45 °С; +800 °С; +200 °С; +70 °С; +40 °С; +630 °С; +175 °С; +65 °С; +35 °С; +500 °С; +155 °С; +60 °С; +30 °С. +400 °С; +125 °С; +55 °С; +315 °С; +100 °С; +50 °С;

ДСТУ IEC 60068-2-2:2013 Випробування на дію зовнішніх чинників. Випробування. Випробування В: Сухе тепло 6.5.3Длительность 2 ч; 72 ч; 168 ч; 336 ч; 16 ч; 96 ч; 240 ч; 1000 ч.

ДСТУ IEC 60068-2-2:2013 Випробування на дію зовнішніх чинників. Випробування. Випробування А: Холод

Склад випробовувального циклу (вологість)

ГОСТ Р 51369-99 Методы испытаний на стойкость к климатическим внешним воздействующим факторам машин, приборов и других технических изделий. Испытания на воздействие влажности

Основные технические характеристики климатических камер серий ТХ, ТХВ И КТВ та WT3-180/70...WT3-2000/70

Основные технические характеристики климатических камер серий ТХ, ТХВ И КТВ Цена от $9000,00 Основные технические характеристики климатических камер серий ТХ, ТХВ И КТВ ПАРАМЕТР СЕРИЯ ТХ СЕРИЯ ТХВ СЕРИЯ КТВ Диапазон температуры (режим ТЕМПЕРАТУРА), °С -60...+100 -60...+100 -25...+100 Диапазон температуры (режим ВЛАЖНОСТЬ), °С - +20...+60 +20...+60 Точность поддержания температуры, °С ±2 ±2 ±2 Диапазон поддержания влажности, % - 30...98 30...98 Точность поддержания влажности, % - ±5 ±5 Объём рабочей камеры, л 60, 80, 150, 500, 1000,...

Вібростенди (НВО Радій, м. Кіровоград)

Термобаракамера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Термобаракамера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Рентгенівська камера (НВО Радій, м. Кіровоград)

Основні принципи тестування, налагодження і контролю Метод функціональної декомпозиції – “Розділяй та володарюй” Метод конструктивної декомпозиції

Основні принципи тестування, налагодження і контролю. Еталони

Явище і гіпотеза, технічне завдання і аналог

Класифікація еталонів

Загальна схема випробовування цифрових пристроїв

Загальна схема випробовування аналогових пристроїв

Обмеження, що накладаються на еталони і об’єкти

2) Скид усіх елемнтів пам’яті після ввімкнення живлення

ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення Надійність - властивість об'єкта зберігати у часі в установлених межах значення всіх параметрів, які характеризують здатність виконувати потрібні функції в заданих режимах та умовах застосування, технічного обслуговування, зберігання та транспортування. Справність - Стан об'єкта, за яким він здатний виконувати усі задані функції об'єкта Несправність - Стан об'єкта, за яким він нездатний виконувати хоч би одну із заданих функцій об'єкта. працездатний стан; працездатність - Стан об'єкта, який характеризується його здатністю виконувати усі потрібні функції непрацездатний стан; непрацездатність - Стан об'єкта, за яким він нездатний виконувати хоч би одну з потрібних функцій

ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення незначна несправність - Несправність, що не порушує жодної з потрібних функцій об'єкта значна несправність - Несправність, що порушує хоча б одну з потрібних функцій об'єкта часткова несправність - Несправність, що викликає нездатність об'єкта виконувати частину потрібних функцій повна несправність - Несправність, що характеризується повною нездатністю об'єкта виконувати усі потрібні функції критична несправність - Несправність, що може призвести до травмування людей, значних матеріальних збитків чи інших неприйнятних наслідків

ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення несправність через перевантаження несправність через невміле поводження несправність через неміцність несправність через зношування та (чи) старіння конструкційна несправність виробнича несправність стабільна несправність прихована несправність маскована несправність

ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення Дефект - Кожна окрема невідповідність об'єкта встановленим вимогам Пошкодження - Подія, яка полягає у порушенні справного стану об'єкта коли зберігається його працездатність Відмова - Подія, яка полягає у втраті об'єктом здатності виконувати потрібну функцію, тобто у порушенні працездатного стану об'єкта часткова відмова повна відмова ресурсна відмова критична відмова конструкційна відмова виробнича відмова систематична відмова

ДСТУ 2860-94 Надійність техніки. Терміни та визначення Збій - Самоусувна відмова або одноразова відмова, яку незначним втручанням усуває оператор повторювальна відмова відмова через перевантаження відмова через неправильне поводження відмова через неміцність деградовна відмова раптова відмова поступова відмова ураховувана відмова невраховувана відмова залежна відмова незалежна відмова явна відмова прихована відмова

Класифікація і прояві несправностей цифрових пристроїв. В залежності від етапу життєвого циклу ідеологічні технологічні та виробничі помилки експлуатаційні За умовами виникнення помилки можна поділити на: Статичні обриви закорочення Динамічні перегони сигналів “Погана земля” електромагнітні завади Мікротріщини Холодна пайка Дренькіт контактів Ефекти довгих ліній Асинхронність вхідних сигналів Інші

Повний опір у колі змінного струму

Хвильовий опір та швидкість розповсюдження сигналу лініями зв’зку без втрат

“Довгі” лінії

Ідеологічні помилки Брак теоретичних знань

Ідеологічні помилки Перегони сигналів - виникнення

Ідеологічні помилки Перегони сигналів - боротьба

Асинхронність вхідних сигналів

Технологічні та виробничі помилки Технологічні помилки неправильно обрана температура паяльника, за допомогою якого здійснюється встановлення радіоелементів на друковану плати недостатня температура призводить до виникнення так званої “холодної пайки”, яка є дуже ненадійною; надвелика температура призводить до відшарування друкованих провідників від друкованої плати, мікротріщин Погане заземлення або екранування Ефекти довгих ліній інші Виробничі помилки неправильна орієнтація мікросхеми під час її встановлення на друковану плату; встановлення не того типу радіоелемента на друковану плату; відсутність елементів на друкованій платі; встановлення бракованих (пошкоджених) елементів; переплутаність дротів в джгутах інші.

Експлуатаційні помилки виникнення обривів та закороток сигналів за рахунок механічного чи іншого пошкодження виробу подача іншої напруги живлення перегрів переохолодження потрапляння вологи радіація дія хімічних речовин електромагнітні завади “погана земля” інші.

Обриви ТТЛ і КМОН входів цифрових мікросхем

Обірваний вхід як антена

“Потужності" (приорітети) цифрових сигналів

Типи виходів цифрових схем

Рекомендована послідовність перевірки цифрових пристроїв візуальний огляд, виявлення механічних пошкоджень, невідповідність виробу конструкторській документації - відсутності елементів, неправильного їх встановлення і таке інше; продзвонка зв’язків – виявлення обривів; продзвонка потужних силових зв’язків (живлення, особливо більше за +5 В і менше за 0 В) з сигнальними зв’язками – виявлення найбільш небезпечних закороток на живлення; перевірка напруг живлення без подачі їх на пристрій; подача напруг живлення на виріб, перевірка усіх напруг живлення; технологічне тренування (приблизно 100 годин); перевірка усіх генераторів і розподілювачів синхроімпульсів; для цифрових схем - перевірка шин об’єкта тестування, які з’єднують його з зовнішнім середовищем, тобто перевірка шляхів надходження інформації до вузлів об’єкта і зняття інформації з вузлів об’єкта. Для аналогових схем – перевірка шляхів надходження і зняття аналогових сигналів; перевірка роботи вузлів об’єкта за тестами – перевірка логічного функціонування в нормальних умовах; перевірка логічного функціонування в граничних умовах зовнішнього середовища (згідно з вимогами технічного завдання) – при підвищеній та понижених робочих температурах і таке інше.

Основні вимоги до алгоритмів перевіряння працездатності цифрових схем однією з основних вимог до алгоритмів перевірки працездатності цифрової схеми є забезпечення можливості отримання усіх можливих станів усіх виходів пристрою, що перевіряється. важливою вимогою до алгоритму є можливість перевірки реакції кожного елементу пристрою на усі можливі стани і зміни станів на кожному з його входів.

Тестові послідовності

Тестування шинних структур

Закорочення на 0 (земля)

Закорочення на 1 (живлення)

Закорочення двох сигналів

Загальна структурна схема цифрового автомата

Структура комп’ютера

Цифрові схеми Комбінаційні схеми (схеми без пам’яті, схеми без зворотних зв’язків) Стан на виході вузла залежить тільки від комбінації сигналів на вході вузла у даний момент часу – легко тестувати Немає зворотних зв’язків Схеми з пам’яттю Стан на виході вузла залежить від комбінації сигналів на вході вузла у даний момент часу і у попередні моменти часу – важко тестувати Є хоча би один зворотний зв’язок

Тестування комбінаційних схем Буфер Арифметико-логічний пристрій Постійний запам’ятовуючий пристрій

Особливості тестування комбінаційних схем (на прикладі АЛП).

Арифметико-логічний пристрій

Арифметичний вузол

Логічний вузол

Вузол зсувів

Таблиця істинності АЛП

Тестування АЛП як буфера

Тестування ланцюжків переносів

Методи тестування ПЗП

Контрольні суми арифметичні без врахування переносів із старшого розряду. При цьому формат контрольної суми не збігається з форматом слів, які додаються і для її збереження потрібно більше однієї комірки пам’яті. Крім того, за рахунок розповсюдження переносів при арифметичному додаванні важко визначити причину помилок (розряд слова, в якому вони виникають); арифметичними з додаванням переносів із старшого розряду до молодшого розряду. При цьому контрольна сума збігається за форматом з форматом слів, які додаються; за модулем (здебільшого за модулем 2). Міжрозрядні переноси при цьому відсутні, формат слова зберігається. Крім того, помилка в одному з розрядів слів ПЗП проявляється в цьому ж розряді контрольної суми. Але, в деяких випадках, помилки можуть компенсувати самі себе; за модулем із циклічним зсувом перед кожним додаванням.

Контрольні суми розташовано всі разом (у кінці адресного простору ПЗП); розподілені по всьому об'єму ПЗП (для кожної мікросхеми її контрольна сума міститься у цій самій мікросхемі). На рис. 21.2 показане місце знаходження контрольних сум в адресному просторі усього ПЗП для даного випадку, а поруч – розташування контрольних сум в адресному просторі однієї мікросхеми.

Контрольні суми для одного слова можуть збігатися за розрядністю з розрядністю слова (резервування ПЗП); мати більшу розрядність ніж розрядність слова (мажоритарний контроль ПЗП); дорівнювати одному розряду (контроль за парністю); мати проміжне значення (код Хеммінга).

Особливості тестування схем з пам'яттю (на прикладі ОЗП)

Послідовність перевіряння ОЗП Основа – повторення циклів “запис-читання” Тест шини даних – біжуча одиничка по шині даних для однієї адреси (A=0) Тест шини адрес – біжуче слово F…F на фоні 0…0 за адресами з біжучою 1 (A=1, 2, 4, 8, 10, 20, 40, …, 80…0) Тест запам’ятовуючого масиву – запис 0 та 1 за всіма адресами

Тест m-розрядної шини даних

Тест n-розрядної шини адреси

Тест масиву пам’яті

Кеш-пам’ять команд

Методи заміщення даних в кеш-пам’яті LRU (англ. Least Recently Used) — витісняється буфер, що не використовувався найдовше; MRU (англ. Most Recently Used) — витісняється останній використаний буфер; LFU (англ.) (англ. Least Frequently Used) — витісняється буфер, використаний менше всіх; ARC (англ.) (англ. Adaptive Replacement Cache) — алгоритм витіснення, що комбінує LRU і LFU, запатентований IBM. Інші

Структура кеш-пам'яті з прямим відображенням

Багаторівневий кеш

Рівні кеш-пам’яті

Кеш-пам’ять

Поєднання архітектур

Тестування кеш-пам’яті

Загальна структурна схема цифрового автомата

Структурна схема автомата Мура

Структурна схема автомата Мілі

Граф автомата Мура

Граф автомата Мілі

Особливості тестування цифрових автоматів

Стандартне і нестандартне обладнання

Перевірка у статиці, псевдодинаміці і динаміці. 1) СІз формуються вручну оператором за допомогою кнопки або тумблера, тобто період зовнішних синхроімпульсів набагато більший за період внутрішних синхроімпульсів TСІз >> TСІв. Такий режим тестування носить назву перевірка у статиці, оскільки можна вважати, що після подачі чергового синхроімпульса стан об’єкта тривалий час (секунди, хвилини) не міняється; 2) період СІз збігається з періодом СІв, TСІз = TСІв. Такий режим тестування називається перевіркою у динаміці, оскільки об’єкт працює на максимальній швидкості у реальному масштабі часу; 3) СІз формуються спеціалізованим тестуючим комп’ютером, при цьому період зовнішних синхроімпульсів не на багато більший за період внутрішних синхроімпульсів TСІз > TСІв. Такий режим тестування носить назву перевірка у псевдодинаміці, оскільки частота зовнішних синхроімпульсів все ж таки досить висока по відношенню до частоти синхроімпульсів, які вручну може зформувати людина, але менше за частоту внутрішних синхроімпульсів об’єкта.

Пастки сигналів Хибні стани засобів обчислювальної техніки можуть характеризуватися: 1) однократною появою короткого імпульсу; 2) появою безперервної послідовності імпульсів; 3) зникненням імпульсів; 4) зменшенням частоти імпульсів; 5) збільшенням частоти імпульсів.

1) однократна поява короткого імпульсу; 2) поява безперервної послідовності імпульсів;

зникнення імпульсів; Аналоговий одновібратор Цифровий одновібратор (цифровий автомат)

зменшення частоти імпульсів;

збільшення частоти імпульсів;

Варіанти синхронізації осцилографів та аналізаторів

Трасування, режими трасування при дослідженні мікропроцесорної системи може зніматися траса, 96-розрядні слова якої утворюються з: шини адреси мікропроцесорної системи (24 двійкових розряди); шина даних мікропроцесорної системи (32 двійкових розряди); шина управління мікропроцесорної системи (8 двійкових розрядів); стану таймера (32 двійкових розряди). У цьому випадку говорять, що слово траси поділяється на відповідні поля (адреси, даних, управління, часу).

Пристрої, які можуть знімати трасу універсальні - логічні аналізатори, призначені для зняття довільних трас; спеціалізовані - аналізатори шини, призначені для зняття трас з стандартних мікропроцесорних шин (ISA, EISA, PCI, VME або якихось інших).

Ознаками, які визначають початок і кінець трасування заповнення пам’яті; асинхронний сигнал людини-оператора (сигнал "Пуск" або сигнал "Стоп"); наявність однієї з умов синхронізації: наперед визначений стан пастки сигналів; наперед визначений стан усього слова траси або його окремих розрядів; наперед визначена обмежена послідовність слів траси або їхніх окремих розрядів.

Режими синхронізації

тривалість фронтів, смуга пропускання, екранний фронт

Терема Котельнікова fвимір < 2fсигн

Варіанти синхронізації

Особливості роботи аналогових осцилографів

Осциллограф із робочою частотою до 350 МГц Philips РМ 3295

PCI-420 і PCI-430

TDS-220/224(4 канала) Tektronix (США)

Сприйняття сигналів логічним аналізатором

СЗНІ “IonoSat micro” в структурі передачі телеметрії ESA “IonoSat micro” SDCS and ESA telemetry data transmission structure

Формат транспортного пакету

Формат пакетів від джерел інформації

Лабораторія електроніки університету Вальпараісо

Віртуальні інструменти

осцилограф RDS1021

АСК-3712 Двоканальний USB осцилограф - приставка - вид збоку

АСК-3712 Двоканальний USB осцилограф - приставка - вид ззаду

АСК-3712 Двоканальний USB осцилограф - приставка - можливість збору та побудови довгих осциллограмм

АКС-3116 Логічний USB аналізатор-приставка

АКС-3116 Логічний USB аналізатор-приставка

АКС-3116 Логічний USB аналізатор-приставка

Multisim Active Analyses

NI LabVIEW

NI LabVIEW

NI LabVIEW

NI LabVIEW

Cигнатурний аналізатор

Циклічні контрольні суми

Форма Галуа

Примітивні многчлени

Схема ділення на поліном g(x) = x3 + x +1

Схема визначення ознаки відсутності помилки

Послідовний вбудований контроль

Цифровий контроль за модулем – Контроль на парність

Вдосконалений контроль за парністю

Кількість інформаційних та контрольних розрядів для виправлення 1 помилки

Перевірочна матриця кода Хеммінга

Використання кода Хеммінга

Паралельний вбудований контроль

Числовий контроль за модулем

Схема ділення на поліном g(x) = x3 + x +1

Схема визначення ознаки відсутності помилки

Формувач згорткового коду

Характеристики згорткового коду

Кодер Ріда-Соломона

Характеристики кода Ріда-Соломона

Послідовне використання кодів, що виправляють помилки

Система граничного сканування JTAG 1149.1-1990 Причини виникнення

Система граничного сканування JTAG 1149.1-1990

Внутрішня структура мікросхеми з JTAG

Режими роботи

Тестування плат, блоків та багатоядерних систем

Режим програмування флеш-пам’яті та ПЛІС

Дослідження складних систем

Робота з несумісними пристроями

Автомат TAP

Схема однієї ланки регістру зсуву

Система команд JTAG

Команди розробника мікросхеми. Призначення і позначення цих команд, також їхні коди стандартом не регламентуються. Єдине обмеження для цих команд - вони не повинні використовувати коди команд двох попередніх категорій. Далі наведений коротенький опис кожної з команд. Extest Під час виконання цієї команди, з регістра даних тестові дані видаються назовні мікросхеми, а результати роботи мікросхеми запам’ятовуються в регістрі даних. Sample/Preload За допомогою цієї команди між виводами TDI і TDO під’єднується регістр даних. Bypass За допомогою цієї команди між виводами TDI і TDO під’єднується обхідний регістр. Intest Під час виконання цієї команди, з регістра даних тестові дані видаються в середину мікросхеми, а вхідні її сигнали запам’ятовуються в регістрі даних. RunBist За допомогою цієї команди запускається вбудована у мікросхему система її самотестування. Clamp Під час виконання цієї команди, з регістра даних тестові дані видаються назовні мікросхеми, а між виводами TDI і TDO під’єднується обхідний регістр. Idcode За допомогою цієї команди виконується читання через вихід TDO вмістимого регістра ідентифікаційного кода. UserCode За допомогою цієї команди виконується читання через вихід TDO вмістимого ідентифікаційного регістра розробника (якщо таий регістр є).

Мови опису тестів 1) спеціалізованої мови Boundary-Scan Description Language (BSDL). Ця мова є модифікацією мови VHDL і призначена для опису мікросхем. Файли програм мають розширення .BSM; 2) спеціалізованої мови Hierarchical Scan Description Language (HSDL). Ця мова також є модифікацією мови VHDL, але призначена для опису комірок і блоків; 3) послідовностей вхідних тестових, вихідних еталонних і масочних векторів у форматі ASCII - Serial Vector Format (SVF).

Метод активізації одновимірного шляху

Структура комп’ютера

Детальна структура одноциклового операційного пристрою для RISC – де вхід?

Операційний пристрій для RISC (5 сходинок) – де вхід?

Операційний пристрій для RISC (5 сходинок) – де вхід?

Обмін інформацією через двопортову пам’ять Безадресна пам’ять FIFO FILO LIFO LILO Одноадресна пам’ять Двоадресна пам’ять (двопортова)

Обчислювальна структура без конвеєра і конвеєрна (нижня)

Робота конвеєра

Конфлікти в конвеєрі Структурні (обмеженість апаратури) Одночасне читання з однієї пам’яті команди і даних Даних RAW (чтение после записи). 2 пытается прочитать операнд прежде чем 1 туда что-нибудь запишет. WAR (запись после чтения). 2 пытается записать результат в приемник раньше, чем от считывается оттуда 1. WAW (запись после записи). 2 пытается записать операнд раньше, чем будет записан результат 1. Керування Умовні та безумовні переходи в програмі (алгоритми керування ВКС)

Конфлікт даних

Керуюча програма на конвеєрі

Ряд Тейлора

Схема Горнера

Схема Горнера з конвеєром

Схема Горнера циклічна

Архітектура фон Неймана

Гарвардська архітектура

Поєднання архітектур

Продуктивність і кількість транзисторів

Двоядерний процесор

Закон Амдаля для паралельних структур f – частка послідовного коду p – кількість паралельних процесорів (ядер)

Динаміка зменшення топологічних розмірів

Технологічні норми

Масштабування НВІС P = NFCV2 k - зменшення розміру (в k разів) Vнова = V/k; Cнова = C/k; Idновий = Id/k; tновий = t/k; Fнова=kF; Rновий = kR; Pновий = P/k2 τнова = τ; Lнова = kL(?); vнова = v (?); Nнове = k2N.

Схема вибіркового контролю

Оперативна характеристика суцільного контролю

Оперативна характеристика статистичного контролю

Оперативна характеристика статистичного контролю

Гіпергеометричний розподіл

α – ризик постачальника; β – ризик замовника; AQL – приймальний рівень дефектності (accept – приймати; quality – якість; level – рівень); LQ – бракувальний рівень дефектності . AQL = 2 %, α = 0,05, LQ = 5 % и β = 0,05

Розподіл Пуассона Якщо ймовірність q події А дуже мала (q ≤ 0,1), а число випробувань велике, то ймовірність того, що подія А наступить d раз в n випробуваннях, буде дорівнювати

Запишемо ймовірність прийому партії F (n; Ac; q = 0,02) = 0,95 і вірогідність її бракування F (n; Ac; q = 0,05) = 0,05, використовуючи розподіл Пуассона:

Типові оперативні характеристики планів приймального контролю

Послідовний арбітраж

Паралельний арбітраж

Процес проектування апаратного забезпечення КС

План стандартного ПЛІС/ПЛМ проектування

Принцип проектування в САПР Xilinx ISE

Послідовність кроків програмування ПЛІС

Апаратна мікроархітектура ПЛІС Xilinx Spartan-II

ПЛІС Virtex II Pro фірми Xilinx

Платформа для проектів на ПЛІС Xilinx Spartan-6

Прототипна плата XSA-100 фірми XESS Corp.

Конструкція прототипної плати XSA-100

Структурна схема прототипної плати XSA-100

Обчислювальна структура без конвеєра і конвеєрна (нижня)

Лекція 2

Література. References ДПКСМ. Частина 1. Троценко В.В. Конспект лекцій. 1. http://www.ixbt.com/cpu/microelectronics.shtml Закон Мура против нанометров http://www.nanonewsnet.ru/articles/2009/zakon-mura-kakim-putem-poidet-dalneishee-razvitie-poluprovodnikov Закoн Мура: каким путем пойдет дальнейшее развитие полупроводников Spartan-3 Generation FPGA User Guide UG331 (v1.8) June 13, 2011 https://ece.uwaterloo.ca/~cgebotys/NEW/ece427/Xtechnology.htm Xilinx FPGA Technology http://iroi.seu.edu.cn/books/asics/Book2/CH07/CH07.2.htm Xilinx LCA http://www.cse.unsw.edu.au/~cs4211/seminars/va/VirtexArchitecture.html Virtex Architecture Guide http://mazsola.iit.uni-miskolc.hu/cae/docs/pld1.en.html Field Programmable Gate Arrays (FPGA) http://mahanteshpm.blogspot.com/2013/07/how-to-use-dcmpll-as-frequency.html How to use DCM(PLL) as frequency multiplier on FPGA http://svenand.blogdrive.com/archive/149.html Phase Lock Loop (PLL) http://uk.wikipedia.org/wiki/Система https://ru.wikipedia.org/wiki/Компьютерная_сеть