Техническая диагностика средств вычислительной техники

Контрольные вопросы.

1. Для чего можно использовать мультиметр, при диагностике неисправностей в СВТ?

2. Где, при диагностике РС, следует использовать телевизионный осциллограф?

3. В чем достоинство и недостатки запоминающего осциллографа?

4. Для чего используется генератор прямоугольных импульсов в диагностике неисправностей СВТ?

2.4.1.2) Специальная контрольно-измерительная аппаратура

При исследовании процессов в цифровой технике, стандартной КИА часто оказывается недостаточно - слишком велика трудоемкость регистрации и сравнения столь длинных неповторяющихся последовательностей импульсов, которые характерны для работы процессора, контроллеров и других узлов схемы компьютера. Поэтому развитие микропроцессорных систем потребовало разработки широкого спектра специализированных приборов и сервисных средств регистрации цифровых логических сигналов, двоичных последовательностей и состояний узлов СВТ, начиная с простых логических пробников, фиксирующих наличие логических нуля или единицы в исследуемой точке, и кончая логическими анализаторами. Последние позволяют регистрировать входные и выходные двоичные последовательности для исследуемых узлов, автоматически сравнивать их с эталонными и сообщать оператору о месте и характере несовпадений логических состояний цифровой схемы с эталонными.

Этот класс приборов и аппаратов называют нестандартной, или специальной КИА.

Наиболее широко известны и применяются в практике диагностики СВТ следующие приборы и устройства нестандартной контрольно-измерительной аппаратуры:

- логический пробник,

- индикатор тока,

- пульсатор,

- тест клипсы,

- сигнатурный анализатор,

- логический анализатор.

Логический пробник.

Логический пробник - очень простое устройство, изготовить которое по силам даже начинающему радиолюбителю. Он содержит пороговые схемы, фиксирующие уровни логического нуля, логической единицы, уровень на неподключенном входе логической ИМС (для ИМС ТТЛ это: >+0,4 вольт и <+2,4 вольт, т .е. в районе 1 вольта), с индикацией этих уровней на светодиодах, лампочках накаливания, светодиодных или ЖКИ-индикаторах и т. п.

Очень полезно иметь в пробнике триггер-ловушку одиночных импульсов, т. к. однократно появляющийся сигнал невозможно зафиксировать ни одним из приборов стандартной КИА. Часто ловушку одиночных импульсов выполняют на двоичных счетчиках, что позволяет зафиксировать и пары импульсов и более, смотря по тому, сколько разрядов имеет установленный в пробнике счетчик.

Некоторые модели логических пробников имеют еще и встроенный генератор одиночных импульсов - пульсатор, срабатывающий по нажатию специальной кнопки на корпусе пробника. Это позволяет подавать стимулирующий импульс в заданную точку схемы, например на вход триггера, а значит, очень просто, всего одним логическим пробником, проверять, в первом приближении, работоспособность RS-, D-, или JK-триггера.

Электрическая схема пробника выполняется на биполярных или полевых транзисторах и стандартных ИМС. Питание пробник может получать прямо от исследуемого блока и, при хорошем исполнении, пробник имеет размеры с большую авторучку, что создает неоценимые удобства работы с ним. Так, при работе с логическим пробником, не требуется переводить взгляд с точки его подключения к схеме на измерительный прибор, как при работе с осциллографом или мультиметром, т. к. индикатор состояния измеряемой точки у логического пробника находится вблизи его щупа.

Недостатком логического пробника является то, что, каждая его модель рассчитана на регистрацию сигналов от ИМС только одного типа, скажем ТТЛ, или ЭСЛ; сделать его универсальным довольно сложно, но можно иметь для этой цели и два разных пробника.

Индикатор тока.

Индикатор тока - это устройство, выполненное в размерах логического пробника, которое позволяет проверить как целостность монтажа, так и исправность входной цепи ТТЛ-микросхемы. Выполнить эту проверку с использованием стандартной КИА достаточно сложно, а индикатором тока - легко и просто. Идея его работы использует то обстоятельство, что вход ИМС ТТЛ-типа представляет собой ключевой генератор входного тока.

Индикаторы тока бывают нескольких типов. Наиболее простые из них определяют микроразность потенциалов (падение напряжения) на участке соединительного проводника. Такой датчик индикатора тока имеет серьезные недостатки:

1) он должен уметь надежно фиксировать единицы милливольт падения напряжения на измеряемом участке монтажного проводника, или печатного шлейфа, что реализовать технически непросто;

2) требует контактов с двумя точками исследуемой цепи (а точнее с четырьмя - по одному токовому и одному потенциальному в каждой точке) и, если печатный монтаж имеет селективную защиту (что обычно имеется), датчик эту защиту в точках контакта нарушает;

3) для надежного контакта с исследуемым проводником требуется заметное механическое усилие на остриях индикатора тока, что при современных плотностях монтажа (ширина линий шлейфа доходит до 0,1мм) может привести к обрыву проводника в этих точках.

Более совершенный логический пробник использует бесконтактный принцип детектирования тока в проводнике и выполняется с использованием магниторезисторов, или магнитоэлектрического эффекта Холла.

Стандартный индикатор тока показывает наличие тока в проводнике, начиная от 10 mkA. Его чувствительности достаточно для индикации рабочих токов ТТЛ-ИМС при поступлении на ее вход логического нуля, утечек тока при поступлении на вход ИМС логической единицы, обрывов проводников на входах и выходах ИМС, замыканий цепей и прочее.

Индикатор тока, выполненный на магниторезисторах или датчиках Холла, имеет один недостаток - он не работает с ИМС КМОП, так как полевые транзисторы по входам - не токовые элементы, а потенциальные, впрочем, здесь не поможет и контактный датчик.

Тест-клипсы.

В качестве дополнительных устройств диагностики неисправностей ИМС раньше использовались логические тест-клипсы, позволяющие, не нарушая монтажа, подключить эталонную микросхему параллельно исследуемой и индицировать несовпадения в их работе. Ограниченность их применения объясняется, с одной стороны, разнообразием используемых корпусов ИМС (8-, 14-, 16-, 24-выводные DIP, планарные и т. д.), требующим большой номенклатуры клипс, а с другой - недостаточной надежностью контакта клипсы с выводами ИМС. Вдобавок ко всему, к СБИС с многорядным расположением выводов, таким как СБИС микропроцессора или микроконтроллера, подключать клипсы вообще физически невозможно.

Логический анализатор.

Развитием идеи многоканального осциллографа с запоминанием является логический анализатор.

Простая модель логического анализатора это - регистр сдвига, с индикаторами его состояния. На сдвигающий вход регистра, подается тактирующая (стробирующая) последовательность импульсов, а на последовательный вход - исследуемая последовательность сигналов (биты уровней логических 0 и 1). С приходом каждого следующего стробирующего импульса, уже имеющаяся в регистре информация сдвигается на один разряд вправо, а очередной бит на входе записывается в начало регистра. Выдвигающаяся при этом из регистра информация теряется. В момент регистрации (фиксации ошибки) сдвиг и запись прекращаются и сдвиговый регистр переходит в режим хранения. Теперь, пользуясь индикацией регистра сдвига, можно просмотреть предысторию возникновения ошибки в исследуемой точке, на глубину разрядности регистра. Каждый последующий разряд регистра показывает, был ли логический 0 или 1 за такт стробирования до текущего. Например, 32-разрадный регистр сдвига позволяет зафиксировать состояние исследуемой точки схемы от 1-го до 32-го тактов, предшествующих регистрации. Этого не умеет делать ни один другой измерительный прибор.

Современные логические анализаторы имеют до 32-х синхронно работающих входов (каналов) с глубиной запоминания до 4096 тактов. Это возможно, конечно, только с использованием быстродействующих ОЗУ, а не регистров сдвига. Разрешающая способность лучших моделей анализаторов достигает 2 нсек.

Запуск, стробирование и регистрация информации логическим анализатором производятся по кодовым словам запуска, синхронизации и регистрации. Эти кодовые слова представляют собой бинарные кодовые комбинации, снимающиеся с нужных точек схемы.

Такие многоканальные логические анализаторы могут иметь встроенную, либо работать под управлением внешней, инструментальной микро-ЭВМ, или ПЭВМ. Это, в свою очередь, позволяет модифицировать вывод информации на дисплей, принтер, плоттер в цифровой бинарной, шестнадцатеричной системах, или в аналоговой форме - в виде осциллограмм. Применение микро-ЭВМ позволяет хранить эталонную информацию, автоматически сравнивать ее с зарегистрированной, указывать место их несовпадения, просматривать интересующие фрагменты в более мелком временном масштабе (лупа времени) и т. д., включая регистрацию помех в паузах между стробированием.

Работать с прибором не просто, - требуется глубокое понимание логики работы исследуемых компонент схемы, но без такого понимания невозможен и любой другой анализ неисправностей СВТ. Тем более невозможно, без помощи логического анализатора, исследовать ситуацию с возникновением одиночной ошибки, появляющейся только после продолжительной работы программы, да еще с плавающим характером ошибки.

Логический анализатор часто входит в состав аппаратного тестирующего комплекса PC-tester.

Сигнатурный анализатор.

Сигнатура - это этикетка, сжатое представление бинарной последовательности, образованное методом деления исходного информационного полинома (бинарной последовательности) на образующий (порождающий) полином с потерей частного, но с фиксацией остатка от деления. Остаток от деления и есть искомая сигнатура.

Принцип сжатия входной информации и критерии достоверности фиксации ошибок во входной последовательности, подробно разработаны в теории помехоустойчивого кодирования для передачи информации.

Физическая реализация функции деления входного полинома на образующий схемотехнически проста: это регистр сдвига с обратными связями, складывающими по модулю-2 соответствующие разряды регистра сдвига с очередным битом входной последовательности. Разрядность регистра сдвига определяется степенью образующего полинома (чем выше степень, тем меньше вероятность получения одинаковых сигнатур при разных значениях входного полинома, а значит и выше способность обнаружения ошибок разного типа). Вид образующего полинома, т. е. коэффициенты =1 при его членах, определяют, какие именно разряды участвуют в сложении по модулю-2 с входной последовательностью.

Пример образующего полинома:

P(a) = x0 + x3 + x8 + x9

Приведенный полином имеет девятую степень, коэффициенты =1 имеют аргументы со степенями 0, 3, 8 и 9. Остальные члены полинома в регистре сдвига присутствуют, но не принимают участия в сложениях по модулю-2, с входным информационным полиномом. Физическая реализация схемы деления входной последовательности Р(х) на вышеприведенный образующий полином P(a), приведена на рисунке 2.2.

Регистр сдвига

P(x) --->------¬ -----¬ -----¬ -----¬ -----¬ ------¬ ------¬
-->¦ =M2 ¦-->¦ Х0 ¦-->¦ X1 ¦-->¦ X2 ¦-->¦ X3 ¦-->........-->¦ X8 ¦-->¦ X9 ¦
¦ L------ L--T-- L----- L----- L-T--- L--T--- L--T---
L---------------+-------------------------+--------------------+----------

Рисунок 2.2. Схемотехническая реализация функции деления двоичного информационного полинома на образующий полином типа P(a) = x0 + x3 + x8 + x9

После прохождения заданного числа сдвигов, однозначно определяющегося степенью входного полинома, т. е. его разрядностью, остаток от деления находится в регистре сдвига и может быть использован как сигнатура. Его можно вывести на индикацию в двоичном, или шестнадцатеричном виде, или ввести в память инструментальной ПЭВМ для сравнения с эталонной сигнатурой для данной точки схемы.

В отличие от логического анализа, сигнатура не содержит симптома ошибки в явном виде, но позволяет быстро, не рассуждая, определить, есть ли ошибка во входной последовательности. Если заранее сняты эталонные сигнатуры в виде таблиц, или ими снабжена принципиальная схема исследуемого узла ВС, то, запуская ту же самую тестирующую (стимулирующую) программу или микропрограмму, легко определить, находится ли неисправный элемент до или после данной точки. Элемент, имеющий верные сигнатуры на входах и неверную на выходе - неисправен.

Правда, все это справедливо только для комбинационных схем без обратных связей, иначе, для последовательностных схем, разрешающая способность сигнатурного анализа ограничивается узлом, охваченным обратными связями, но эти связи могут быть, и разорваны, например, с помощью DIP-переключателей, для того, чтобы превратить последовательностный узел в простую комбинационную схему. Так иногда делается в зарубежных СВТ. При разрыве обратных связей, узел, конечно, не выполняет заданных ему функций в схеме, но это и не важно при поиске дефекта, так как проверяемый узел все равно неисправен и его штатная работа невозможна.

Методика диагностики настолько проста и легко автоматизируется применением инструментальной ПЭВМ, что доступна персоналу с ограниченной квалификацией и используется в организациях и фирмах, специализирующихся на ремонте и наладке микропроцессорных систем, но требует:

- большой работы по предварительной разработке специальных тестирующих программ или микропрограмм для каждого узла ВС;

- средств разрыва обратных связей (перемычек или переключателей);

- обеспечения абсолютной повторяемости микропрограмм с точностью до стартового и стопового битов.

Сигнатурный анализатор выполняется либо в виде самостоятельного устройства, либо в виде одноплатной конструкции, устанавливающейся в слот расширения системной шины компьютера, либо входит в состав тестирующего комплекса, типа PC-tester.

Контрольные вопросы.

1. На каких принципах основана работа индикатора тока?

2. Как работает логический анализатор?

3. Какой принцип обработки входных двоичных последовательностей положен в основу работы сигнатурного анализатора?

4. В чем заключаются достоинства и недостатки логического анализа?

5. В чем состоят достоинства и недостатки работы с сигнатурным анализатором?

2.4.1.3) Сервисные платы и комплексы

Для облегчения диагностики неисправностей РС, промышленностью выпускаются несколько типов сервисных плат. Наиболее популярны сервисные платы:

- RACER,

- ROM&DIAG,

- HD-tester,

- AnalBus (Анализатор шины).

Главное их достоинство состоит в том, что платы RACER и ROM&DIAG, имея встроенные ПЗУ с тестовыми программами, перехватывают на себя управление по прерыванию 19h и вместо загрузки MBR с диска, запускают свою собственную программу тестирования компонент РС. Анализатор шины не имеет собственного ПЗУ с программой, а использует тест-программу, запускаемую стандартным образом. В качестве тест-программы для анализатора шины можно использовать и обязательно имеющуюся в ROM BIOS РС POST-программу, которая, как известно, выполняется при каждом старте РС, или любую другую стимулирующую (тестирующую) программу. Таким образом, с помощью этих сервисных плат можно, в первом приближении, протестировать РС, который даже не выполняет загрузки ОС и, следовательно, недоступен для тестирования внешней тестирующей программой типа CheckIt, NDiags и т. п. Такое, даже предварительное, тестирование трудно переоценить. Так, если при включении, компьютер ничего не выполняет, ничего не сообщает, экран дисплея пуст, и неизвестно с чего начинать, можно, вставив сервисную плату в свободный слот расширения и включив питание компьютера, получить первичные сообщения программы сервисной платы о том, какая из подсистем или компонент РС неисправна и принять меры к "оживлению" компьютера настолько, чтобы получить возможности более углубленного его тестирования.

Из отладочных комплексов наибольшее распространение имеют установки для тестового контроля (УТК) комбинационных и последовательностных схем цифровой логики, использующиеся в основном для проверки ТЭЗ ЭВМ Для профессиональной диагностики АПС типа РС и Main Frame используются отладочные комплексы типа PC-tester.

Для диагностики неисправностей современных персональных компьютеров типа Pentium существуют сервисные платы, подобные RACER, HD-tester, AnalBus. Они имеют разъемы для подключения к компьютеру через шину PCI и тестируют РС современной архитектуры. Если компьютер исправен настолько, что может выполнять загрузку с дисковода CD-ROM, можно использовать специальные диагностические CD-диски с набором разных тест-программ. Некоторые из этих дисков работают под управлением MS DOS, имеют загрузочный модуль этой операционной системы и позволяют выполнять некоторые тест-программы из набора Norton Utilities. Другие диски могут иметь свою собственную операционную систему упрощенного типа для выполнения своих тест-программ.

Сервисная плата RACER.

Диагностическая плата RACER предназначена для тестирования и диагностики неисправностей персональных компьютеров IBM PC/XT/AT и совместимых с ними.

Это устройство является комбинацией аппаратных средств и программного обеспечения. Плата удобна и надежна в обращении. Результаты проводимого платой тестирования выводятся на имеющиеся на плате светодиоды и на видеомонитор, входящий в состав компьютера, или на принтер. На основе опыта работы с платой RACER, можно сказать, что большинство компьютеров, которые кажутся "мертвыми", могут быть протестированы с ее помощью.

ROM BIOS компьютера, сразу после включения питания, прогоняет собственные тесты (POST-программу) различных узлов компьютера, правильная работа которых необходима для работы операционной системы. Работоспособность же платы RACER не зависит от типа используемого компьютера и его BIOS, и позволяет провести диагностику системной платы компьютера, даже если микросхемы RAM, ROM, 8237-DMA, 8255-PPI, 8259-контроллера прерываний, 8253-таймера и многие другие микросхемы (или чип-сет, содержащий эти узлы) неисправны. В этом случае следует воспользоваться, поставляемой в комплекте с платой RACER, ПЗУ с технологическим BIOS.

Но у платы RACER существует и альтернативный запуск, заключающийся в том, что если системная плата компьютера в определенной степени исправна, то программа RACER запустится даже без установки технологического BIOS.

Тестам платы RACER, в порядке следования, присвоены номера и буквы латинского алфавита.

Плата выполняет проверки следующих узлов компьютера:

1) счетчика таймера;

2) контроллеров прямого доступа к памяти;

3) регенерации оперативной памяти;

4) регистров страниц контроллера ПДП;

5) контроллеров прерываний;

6) контроллера клавиатуры;

7) положения переключателя типа видеоадаптера;

8) регистров микропроцессора;

9) базовой памяти;

10) микросхемы CMOS-памяти и RTC;

11) последовательных и параллельных портов;

12) контроллеров цветного и монохромного видеоадаптеров;

На плате RACER установлен 8-разрядный переключатель, который позволяет пользователю выбирать режимы проверки. Существует два режима скорости тестирования: быстрый и - нормальный. В любом из этих режимов возможен выбор полного набора тестов с их зацикливанием, или зацикливание только некоторого набора, или отдельного теста.

Имеющиеся на плате 8 светодиодов, могут помочь диагностировать систему, когда даже не работает видеосистема компьютера. Например, если светодиоды 4 и 1 - светятся, а 8 и 2 - погашены, то номер текущего теста 4+1=5, что соответствует тесту D, проверки схемы регенерации памяти. В конце каждого теста включается зеленый светодиод, если тест завершился успешно, или красный светодиод, если тест не прошел.

Сервисная плата ROM&DIAG.

Устройство ROM&DIAG предназначено для исполнения нестираемых программ, прошитых в его ПЗУ, и индикации результата POST-диагностики компьютера, которая выполняется POST-программой при его включении. Наличие этих функций в одном устройстве позволяет совмещать надежность и контроль работы программно-аппаратных частей компьютера при разнообразных применениях. Назначение конкретного устройства зависит от версии программы в его ПЗУ.

Если в ПЗУ ROM&DIAG прошита программа детального тестирования компьютера, то, совместно с POST-программой, устройство превращается в совершенный диагностический инструмент. Если в ПЗУ ROM&DIAG прошита программа управления периферийным оборудованием, то c ней могут проверяться и периферийные устройства на компьютере, содержащем всего только системную плату и источник питания. При этом, по светодиодному дисплею устройства ROM&DIAG можно наблюдать за POST-последовательностью, которая высвечивает необходимую диагностическую информацию. По мере добавления компонент в компьютер, устройство используется и для их тестирования.

Используя устройство в режиме POST-Loop, который осуществляет последовательную перезагрузку системы и исполнение последовательностей POST, можно непрерывно выполнять интенсивное тестирование системы. Система расширенной диагностики, программа которой размещена в ПЗУ устройства, позволяет тестировать базовую и расширенную память, жесткие диски, дисководы гибких дисков, видеосистему и т. д., но для этого нужно иметь кроме системной платы и источника питания еще видеоадаптер, монитор и клавиатуру.

Специальный переключатель платы, позволяет проверку обработки немаскируемых прерываний при работе с каналами ввода-вывода компьютера. В этом случае специальная программа в ROM&DIAG может сообщить о появлении NMI-сигнала в системе.

Некоторые из тестов требуют также наличия принтера, или используют простую тестовую аппаратуру, такую, как заглушка для тестирования последовательного порта.

На плате имеется также набор тестов, известных как Диагностика флоппи-дисков, но они требуют специальных диагностических (прецизионных) дискет, например фирмы DYSAN Digital.

Сервисная плата AnalBus.

Сервисная плата «Анализатор шины» предназначена для локализации неисправностей системных плат и адаптеров компьютеров. Она представляет собой плату, устанавливаемую в свободный слот (ISA, EISA или PCI, в зависимости от типа платы анализатора) расширения системной шины диагностируемого компьютера.

Анализатор позволяет осуществлять останов по обращению к любому адресу памяти или порта, устанавливать пошаговый режим работы и индицировать состояние адресной шины, шины данных и основных идентификаторов цикла шины. Кроме того, анализатор может выполнять зацикливание начальной части тестирующей программы, что позволит, для локализации неисправностей компьютера, эффективно использовать осциллограф. Благодаря режиму зацикливания, улучшаются условия синхронизации осциллографа, при этом на экране можно получить устойчивое изображение анализируемого процесса.

Для индикации состояния шины используются светодиодные индикаторы.

Режимы работы анализатора шины.

Пошаговый. В этом режиме анализатор, установленный в слот проверяемой системной платы, позволяет блокировать шину после каждого цикла обращения. При этом на индикаторе анализатора можно прочитать в двоичном коде адрес обращения к памяти или порту, или данные, передаваемые по этому адресу, и идентификаторы цикла шины (IOR, IOW, MEMR, MEMW). Для запуска следующего цикла шины необходимо нажать кнопку "ПУСК" на анализаторе.

Этот режим удобно использовать для локализации неисправностей, возникающих в начальной стадии прохождения программы самотестирования POST, или после останова по заранее выбранному адресу. При этом проверяется правильность выборки адреса и данных на шине, а эталоном может служить последовательность адресов и данных исправной системной платы, аналогичной проверяемой..

Останов по адресу. В этом режиме на переключателях адреса следует набрать желаемый адрес останова. После запуска циклов шины (включение питания или RESET) выполняется нормальный автоматический режим работы компьютера. Блокировка шины в этом случае происходит при совпадении адреса обращения к памяти или порту с адресом, набранным на переключателях анализатора. При этом, на индикаторе платы отображается адрес обращения, или данные и идентификатор цикла шины, в зависимости от положения переключателя индикации шины адреса, или шины данных.

Этот режим удобен для локализации неисправностей системной платы, если известны некоторые характерные точки POST, или имеется его распечатка. После достижения указанного адреса, анализатор можно перевести в пошаговый режим и далее двигаться по шагам, нажимая каждый раз однократно кнопку “ПУСК”.

Анализатор шины позволяет зациклить начальную часть POST-программы, обеспечивая, таким образом, повторяющийся процесс. Для этого контрольная точка платы "ОSC" соединяется с входом синхронизации осциллографа, контрольная точка "RES" платы соединяется с входом сигнала RESET системной платы, устанавливается режим внешней синхронизации осциллографа, и затем включается питание исследуемой системной платы. Осциллографический анализ сигналов на выводах исследуемых компонент, проводимый в этом режиме, позволит локализовать неисправность с точностью до элемента.

Сервисная плата HD-tester.

Диагностическая плата HD-tester предназначена для организаций, занимающихся ремонтом и техническим обслуживанием НЖМД с интерфейсом IDE AT.

Плата позволяет проводить диагностику неисправностей НЖМД на физическом уровне, восстановление формата нижнего уровня (Low-Level Format) и паспорта диска, проверку НЖМД по типу входной/выходной контроль (комплексное тестирование).

Тестер выполнен в виде стандартной платы расширения компьютера IBM РС/AT. Вывод информации производится на дисплей компьютера. При работе HD-тестер не конфликтует с собственным НЖМД компьютера.

При запуске специальной управляющей программы РС3000АТ тестер пытается автоматически определить тип и параметры диагностируемого накопителя. После их определения, тип и параметры накопителя отображаются в строке MODEL дисплея, а управляющая программа тестера переходит в основное меню ВЫБОР РЕЖИМА.

Если тип и параметры тестируемого накопителя из-за его неисправности, или по другим причинам не могут быть определены автоматически, на экране компьютера появится сообщение «Параметры накопителя не определены». В этом случае, можно ввести параметры накопителя вручную, или выбрать тип и параметры накопителя из имеющейся в программе РС3000АТ базы данных, для каждого из типов накопителей.

Различные режимы тестирования предназначены для проверки следующих узлов накопителя:

- канала считывания/записи;

- системы позиционирования;

- шпиндельного двигателя и схемы его управления.

- IDE-интерфейса накопителя;

- однокристального микроконтроллера диска;

- управляющего микропроцессора;

- сепаратора данных и тракта формирования данных;

- буферного ОЗУ (буфер сектора).

Режим Форматирование осуществляет корректное восстановление формата нижнего уровня (LOW-LEVEL) и паспорта диска.

Режим Измерение периода вращения магнитных дисков позволяет точно определить скорость вращения шпиндельного двигателя диска.

Режим Чтение регистра состояния в цикле предназначен для проверки HOST-шины микроконтроллера НЖМД в случаях, если накопитель не реагирует на поступающие команды, воспринимает команды неверно, или НЖМД все время ЗАНЯТ (бит BSY регистра состояния активен). При тестировании непрерывно повторяется короткий цикл чтения регистра состояния. Поиск места неисправности, в этом случае, производится самим оператором, с использованием принципиальной схемы накопителя и осциллографа.

Тест буфера сектора предназначен для проверки внутренней шины данных НЖМД, всех шинных формирователей, находящихся на этой шине, внутренней шины однокристального микроконтроллера и буфера сектора. Программа теста выполняет команды "запись буфера сектора" и "чтение буфера сектора".

Режим Запись сектора в цикле предназначен для проверки канала записи НЖМД и схемы прекомпенсации записи. При тестировании непрерывно повторяется короткий цикл записи сектора НЖМД кодом 0000h. Поиск неисправности осуществляется оператором, при помощи осциллографа и принципиальной схемы накопителя. В ответ на запрос программы, нужно ввести номер цилиндра, номер головки и номер сектора, на который будет производиться запись.

Режим Чтение сектора в цикле предназначен для проверки канала чтения НЖМД, сепаратора данных и синхросигналов. При тестировании непрерывно повторяется короткий цикл чтения сектора НЖМД. Поиск неисправности осуществляется оператором, с использованием осциллографа и принципиальной схемы накопителя.

Режим Внутренняя диагностика НЖМД. При запуске этого режима выполняется команда 90h "внутренняя диагностика НЖМД", при которой проверяются:

- управляющий микропроцессор;

- схема формирования кода циклической контрольной суммы сектора (CRC);

- буферное ОЗУ;

- однокристальный микроконтроллер диска.

Режим Cброс НЖМД предназначен для сброса "висящих" накопителей.

При запуске режима выполняется:

- аппаратный сброс НЖМД;

- инициализация;

- рекалибровка.

Комплексный тест.

Информация о тестировании отображается на дисплее компьютера в строке STATUS и на светодиодах регистра состояний и регистра ошибок.

Тесты НЖМД, входящие в комплексный тест.

Тест контроллера выполняется как режим Внутренняя диагностика.

Тест буфера сектора, выполняется как описано в одноименном режиме.

Тест рекалибровки. При запуске этого теста выполняется команда 10h РЕКАЛИБРОВКА

Тест Проверка формата предназначен для проверки формата нижнего уровня IDE AT-накопителей (Low-Level Format).

Тест Случайное чтение предназначен для проверки надежности работы системы позиционирования НЖМД. При выполнении теста, номер цилиндра выбирается случайно в диапазоне от 0-го и до максимального номера цилиндра. Номера головок перебираются циклически. Число позиционирований равняется общему количеству цилиндров НЖМД.

Тест Проверка поверхностей предназначен для посекторной проверки полей данных формата НЖМД. При выполнении теста, в каждый сектор дорожки записывается код 6DB6h с последующим чтением и сравнением записанной и считанной информации. Информация, отображаемая на светодиодах регистра состояний и регистра ошибок, позволяет судить о причинах ошибок при проверке поля данных НЖМД.

Одновременно с окончанием тестирования, в текущей директории создается текстовый файл PC3000.DAT, содержащий листинг результатов. Листинг результатов тестирования содержит информацию о типе и параметрах тестируемого накопителя, дате и времени тестирования и результатах выполнения каждого из тестов, с оценкой PASS или FAIL, и количеством выявленных ошибок, при выполнении каждого из тестов (ERRS). Каждая выявленная ошибка сопровождается значением регистра состояния и регистра ошибок на момент появления ошибки. В конце листинга дается общая оценка результатов тестирования: тест прерван, PASS, FAIL. Оценка FAIL дается, если в процессе тестирования выявлена хотя бы одна ошибка. Это связанно с тем, что НМЖД IDE AT имеют процедуру скрытия дефектов, и на полностью исправном накопителе дефектов быть не должно.

Режим Форматирование предназначен для восстановления формата нижнего уровня (LOW-LEVEL FORMAT) IDE AT-накопителей, при помощи универсальной процедуры форматирования, а также специализированных процедур для тех НЖМД, которые не форматируются универсальной процедурой. B версии программного обеспечения тестера не ниже 1.30, содержатся специализированные утилиты для восстановления формата и паспорта диска НЖМД, фирмы WESTERN DIGITAL: :WD93024A, WD95024A, WD93044A, WD95044A.

Сервисные комплексы УТК.

Сервисные комплексы УТК: ППЯ-8, УТК-1М, УТК-2, УТК-5 предназначены для тестового контроля цифровых детерминированных устройств ЭВМ (ячеек, ТЭЗ). Комплексы могут быть использованы также для тестового контроля логических БИС ПЭВМ (контроллеров, счетчиков и т. п.), содержащих комбинационные и последовательностные схемы, работа которых может быть описана Булевыми функциями, или таблицами истинности. Вышеперечисленные УТК имеют одинаковую логическую структуру и принципы работы, и различаются только разрядностью входов-выходов проверяемых схем (разъемов для их подключения), способами ввода тестовой информации (ручной восьмеричный, ручной двоичный, автоматический с ФСМ, автоматический с ПЭВМ) и форматом кадра (режима) элементарной проверки. Все необходимые сведения о работе конкретной УТК можно почерпнуть из их технических описаний.

Все типы установок тестового контроля (УТК) работают по одному принципу. Для примера, разберем устройство и работу УТК типа ППЯ-8.

УТК ППЯ-8 содержит 60-разрядный операционный регистр, где хранится информация для каждой элементарной проверки состояния тестируемой схемы (режим): набор входных воздействий на проверяемую схему и эталоны выходных реакций этой схемы в каждом конкретном режиме. Каждый разряд операционного регистра соответствует одному из контактов разъема, через который подключается проверяемый ТЭЗ.

Все информационные разряды регистра с помощью коммутирующего устройства подключаются к одноименным контактам разъема, в который вставляется проверяемый ТЭЗ. Коммутирующее устройство ППЯ-8 представляет собой наборное поле из 58 переключателей и, для подачи входных воздействий, все переключатели, соответствующие входным контактам схемы, перед началом проверки должны быть вручную установлены в положение «ВКЛЮЧЕНО», а переключатели, соответствующие выходным контактам проверяемой схемы, - в положение «ОТКЛЮЧЕНО». Каждый из типов проверяемых ТЭЗ имеет свои наборы входных и выходных контактов в соответствии с логическими функциями, выполняемыми данным ТЭЗ. Поэтому эта коммутация производится один раз перед началом проверки ТЭЗ данного типа, а, при переходе к проверке ТЭЗ другого типа, должна быть набрана новая коммутация.

Если соответствующий номеру контакта тумблер поля коммутации находится в положении «ОТКЛЮЧЕНО», коммутирующее устройство подключает одноименный разряд регистра и соответствующий ему выходной контакт разъема проверяемого ТЭЗ - к схемам сравнения по модулю-2.

Если же тумблер поля коммутации находится в положении «ВКЛЮЧЕНО», тогда уровень логического нуля, или единицы одноименного разряда регистра, подается на вход одноименного контакта разъема проверяемого ТЭЗ.

Таким образом, набор входных воздействий, находящийся в операционном регистре, подается на входы проверяемого узла схемы, а выходные реакции этого узла, отработанные его логической схемой, сравниваются с эталонами выходных реакций, тоже находящимися в соответствующих разрядах того же операционного регистра. После полного ввода (60 бит информации) очередного режима, автоматически включаются все схемы сравнения УТК и, при полном совпадении всех выходных реакций с эталонами, УТК позволяет вводить очередной режим проверки. Если же уровень (логический 0 или логическая 1) хотя бы одного какого-то выхода схемы с эталоном не совпадает, то высвечивается сигнал об ошибке, загораются индикаторы номеров контактов разъема, на которых обнаружены несовпадения, и дальнейший ввод информации блокируется, о чем сигнализирует индикаторная лампочка «ОСТАНОВ».

УТК ППЯ-8 имеет 58-контактный разъем для подключения ТЭЗ, но проверяемыми являются только 55 контактов, т. к. 1, 2 и-3-й контакты разъема стандартно отведены для подачи на ТЭЗ питающих напряжений.

Ввод информации в ППЯ-8 возможен вручную, с восьмеричного кнопочного наборника, или автоматически, с фотосчитывающего устройства перфолент - FS-1500, или с LPT-порта инструментальной ПЭВМ. Восьмеричный код выбран для удобства ручного ввода. Ввод информации защищен от ошибок контрольными разрядами К1 и К2, охватывающими все поле информационного регистра. Выбран раздельный контроль до нечетности всех нечетных разрядов регистра (им соответствует контрольный разряд К2), и отдельно - всех четных разрядов регистра (им соответствует контрольный разряд К1). Два контрольных разряда используются потому, что, как известно, простой паритетный контроль по модулю-2 пропускает все кратные двум ошибки, в том числе и перестановку разрядов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14