СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ КОМПЛЕКСА ТЕСТИРОВАНИЯ ВСТРОЕННОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2023 года по МПК G06F11/22 G06F11/36 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу диагностики комплекса тестирования электронных устройств.

Перед использованием любого комплекса необходимо проводить диагностику элементов оборудования для определения готовности комплекса к работе. Диагностика должна проводиться с целью выявления неисправностей или несоответствий работы комплекса способных привести к невозможности его использования по назначению, а что еще хуже к недостоверным результатам его использования.

Известна статья «Контроль и диагностика неисправностей программно-аппаратного комплекса» (https://cyberleninka.ru/article/n/kontrol-i-diagnostika-neispravnostey-programmno-apparatnogo-kompleksa/viewer).

В данной статье сказано: «Для выявления аппаратных отказов требуется использование модулей контроля, определяющих технические неисправности компонент комплекса. Одним из эффективных подходов является сравнение сигналов на входах и выходах и параметрическая настройка модуля. При отклонении работы модуля от режима нормального функционирования фиксируется неисправность в микроконтроллерной системе, после чего информация передается рабочей станции. Детектирование неисправностей программными средствами с применением разработанных модулей представляется целесообразным для основных подсистем микроконтроллера: системы управления внутренней памятью, шин данных, ввода-вывода, аппаратного таймера. Процедура обнаружения неисправностей на базе разработанных модулей выполняется одновременно с работой тестовых программ, изменяющих значения параметров и имитирующих отказы и сбои, которые контролируют модули».

В данной статье рассматривается программно-аппаратный комплекс, у которого объект контроля состоит из множества микроконтроллеров (электронных устройств). Для их контроля разрабатываются модули контроля. А их использование (тестирование объекта контроля) осуществляется в процессе выполнения тестовых программ (штатной работы комплекса).

К недостаткам известного способа можно отнести затраты на разработку модулей контроля, а также возможное влияние работы данных модулей в процессе штатной работы комплекса, т.е. на результаты тестирования микроконтроллеров.

Известна статья «Способы проверки лабораторного оборудования» (https://lincoplatform.ru/Blog/C?N=17). В ней говорится, что для начала работы на испытательном оборудовании необходимо выполнить следующие шаги:

• внешний осмотр на отсутствие механических повреждений, неисправностей кабеля электропитания, загрязнения рабочей поверхности;

• контроль условий окружающей среды;

• контроль отдельных элементов оборудования, предусмотренный руководством по эксплуатации.

Внешний осмотр на отсутствие механических повреждений, неисправностей кабеля электропитания, загрязнения рабочей поверхности и контроль условий окружающей среды для автоматизации требуют значительных затрат специалистов или вспомогательного оборудования, поэтому автоматизировать данный процесс практически невозможно с минимальными затратами. Для исключения существенных затрат на выполнение данных работ, можно их выполнить единожды при вводе комплекса в эксплуатацию, а, следовательно, данные шаги не целесообразно проводить для диагностики комплекса перед его каждым использованием по назначению.

Для оперативного контроля необходима автоматизированная диагностика оборудования комплекса. Поэтому шаг контроля оборудования здесь основной для подтверждения исправности оборудования. Данный шаг необходимо проводить не для отдельных элементов оборудования, а для всего комплекса.

Статья «Способы проверки лабораторного оборудования» (https://lincoplatform.ru/Blog/C?N=17) по технической сущности является наиболее близкой к предлагаемому и выбрана в качестве прототипа.

Недостатками прототипа являются:

• нецелесообразность проведения внешнего осмотра и контроля окружающей среды каждый раз перед использованием комплекса по назначению, т.к. это приведет к существенным трудозатратам специалистов на проведение данных работ. Данные работы имеет смысл проводить разово, например, при вводе комплекса в эксплуатацию;

• снижение качества и надежности средств испытаний за счет не полной проверки комплекса, а только отдельных элементов оборудования.

Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ диагностики комплекса тестирования встроенного программного обеспечения электронных устройств, заключающийся в том, что проводится контроль элементов оборудования перед каждым использованием комплекса по назначению.

Технической задачей изобретения является повышение надежности комплекса тестирования и испытаний по назначению.

Задача решается тем, что диагностика комплекса тестирования выполняется для всех портов электронного устройства и обеспечивает проверку их инициализации и конфигурируемости и обмен данными по ним с аппаратурой контроля. Для портов электронного устройства диагностика осуществляется таким образом, что по ведомым портам электронного устройства диагностику осуществляет управляющее диагностическое программное обеспечение аппаратуры контроля с формированием диагностической информации, а для ведущих портов диагностику выполняет сервисное диагностическое программное обеспечение электронного устройства с формированием диагностической информации для считывания управляющим диагностическим программным обеспечением аппаратурой контроля. При отрицательных результатах диагностики для порта проводится ручная диагностика и восстановление работоспособности, и диагностика комплекса выполняется сначала. При этом каждая диагностика для порта включает проверку инициализации и конфигурации самого порта и обмена данными по нему; локализацию неисправности и ее устранение; технологическим и управляемым портом может являться один и тот же порт.

Описание к способу:

На фиг. 1 представлена структурная схема комплекса тестирования встроенного программного обеспечения электронных устройств, на котором реализуется заявляемый способ. В состав комплекса тестирования входят: аппаратура контроля, модули ввода/вывода, электронное устройство. Аппаратура контроля подключается к электронному устройству, через модули ввода/вывода. При штатном использовании комплекса электронное устройство содержит программное обеспечение, для которого проводится тестирование.

Диагностическое программное обеспечение делится на управляющее и сервисное. Управляющее диагностическое программное обеспечение устанавливается на аппаратуре контроля. Сервисное диагностическое программное обеспечение программируется в электронное устройство при диагностике комплекса тестирования.

В управляющем диагностическом программном обеспечении реализуется интерфейс взаимодействия с оператором, в котором расположены элемент управления по запуску диагностики комплекса и вывода состояния диагностики по каждому порту электронного устройства. При отрицательном результате выводится вся информация по неисправности.

Управляющее диагностическое программное обеспечение осуществляет организацию и управление ходом выполнения диагностики комплекса, перепрограммирование электронного устройства сервисным диагностическим программным обеспечением, проведение диагностики для портов электронного устройства, которые являются ведущими и выдачу управляющих воздействий в сервисное диагностическое программное обеспечение, на проведение им диагностики, через управляемый порт электронного устройства и чтение диагностической информации от электронного устройства по тому же порту через расчетное время. Расчетное время вычисляется как время необходимое электронному устройству на диагностику для портов, которые являются ведущими.

Также в управляющем диагностическом обеспечении реализуются функции поддержки диагностики, выполняемой электронным устройством, для портов электронного устройства, которые являются ведущими.

В сервисном диагностическом обеспечении реализуется функции поддержки диагностики, выполняемой аппаратурой контроля, для портов электронного устройства, которые являются ведомыми. Также в сервисном диагностическом обеспечении реализуются функции формирования диагностической информации.

Диагностика комплекса тестирования выполняется для всех портов электронного устройства, и обеспечивает проверку их инициализации и конфигурируемости, и обмен данных по ним с аппаратурой контроля. Диагностика для портов электронного устройства обеспечивает полную автоматизированную диагностику комплекса тестирования перед его использованием по назначению.

Способ реализуется следующим образом:

Для электронного устройства, используемого в комплексе тестирования, определяется количество портов ввода/вывода N.

Для управления аппаратурой контроля электронным устройством один ведомый порт из N портов электронного устройства определяется как управляемый. По нему управляющее диагностическое программное обеспечение осуществляет выдачу команд в сервисное диагностическое программное обеспечение на выполнение диагностики по портам для ведомых портов электронного устройства и формирование диагностической информации, которая считывается по управляемому порту управляющим диагностическим программным обеспечением.

Для программирования сервисного диагностического программного обеспечения в электронное устройство один ведомый порт из N портов электронного устройства определяется как технологический.

Для всего количества портов N, исключая технологический и управляемый, определяется количество портов L электронного устройства, которые являются только ведомыми, а остальное количество портов H электронного устройства являются ведущими.

Выполняется разработка управляющего и сервисного программного обеспечения, которые включают тесты диагностики для всех портов электронного устройства, таким образом, что:

• для ведомых портов L электронного устройства, включая технологический и управляемый, разрабатываются тесты диагностики, реализуемые в управляющем диагностическом программном обеспечении и функции поддержки диагностики, реализуемые в сервисном диагностическом программном обеспечении;

• для ведущих портов H электронного устройства разрабатываются тесты диагностики, реализуемые в сервисном диагностическом программном обеспечении и функции поддержки диагностики, реализуемые в управляющем диагностическом программном обеспечении.

Пользователь запускает диагностику комплекса в управляющем диагностическом программном обеспечении через соответствующие элементы управления.

Управляющее диагностическое программное обеспечение проводит диагностику для управляющего порта. При отрицательном результате диагностики для управляющего порта специалисты выполняют восстановление работоспособности и запуск диагностики комплекса.

При положительном результате диагностики для управляющего порта управляющее диагностическое программное обеспечение проводит диагностику для технологического порта. При отрицательном результате диагностики для технологического порта выполняется восстановление работоспособности и запуск диагностики комплекса.

При положительном результате диагностики для технологического порта управляющее диагностическое программное обеспечение выполняет перепрограммирование электронного устройства сервисным диагностическим программным обеспечением по технологическому порту.

После перепрограммирования управляющее диагностическое программное обеспечение проводит диагностику для портов L, и формирует диагностическую информацию. Затем выдает команду в сервисное диагностическое программное обеспечение, через управляемый порт, на выполнение диагностики для портов H.

Сервисное диагностическое программное обеспечение проводит диагностику для портов H и формирует диагностическую информацию в памяти электронного устройства.

Через расчётное время, необходимое на проведение диагностики для портов H, управляющее диагностическое программное обеспечение считывает диагностическую информацию от сервисного диагностического программного обеспечения и выводит диагностическую информацию по каждой диагностике для портов N в соответствующие элементы управления.

Если есть отрицательные результаты диагностики для портов L или H, то выполняется восстановление работоспособности порта, диагностика для которого показала отрицательный результат. После чего выполняется запуск диагностики комплекса сначала. И так до тех пор, пока все результаты диагностик для портов N не будут положительные.

При положительных результатах каждой диагностики для портов N выдается заключение, в виде сообщения на экране, о полной работоспособности комплекса и готовности его к штатной работе.

Техническими результатами изобретения являются:

1. Повышение надежности испытательного комплекса, которое обеспечивается за счет универсальной автоматизированной диагностики элементов оборудования комплекса, перед каждым его использованием по назначению, способной оперативно выявлять несоответствия заявленным требованиям к комплексу, осуществлять их локализацию и устранение;

2. Повышение надежности испытаний, которое обеспечивается диагностикой комплекса перед каждым его использованием, что позволяет гарантировать исправность комплекса во время тестирования встроенного программного обеспечения электронных устройств.

Способ был опробован на рабочем месте, состоящем из аппаратуры контроля, в качестве которой выступает крейт с контроллером шины и модулями обмена фирмы «National Instrument», и электронного устройства, в качестве которого используется вычислительный модуль, входящий в состав приборов управления современных космических аппаратов производства АО «ИСС». В аппаратуру контроля входит: универсальное шасси AC PXI-1045, контроллер шины PXI-8110, модули обмена PXI-C1553M-EF-4 (модуль обмена по МКО), PXI-8431/4 (модуль обмена по RS-485/422), PXI-7813R (модуль цифрового ввода/вывода с ПЛИС, в котором реализован интерфейс LVDS), адаптер FlexRIO интерфейса SpaceWire MT1001 и адаптер FlexRIO дискретного ввода/вывода LVTTL NI 6581. Электронное устройство содержит порты: МКО-ОУ (ведомый), МКО-К (ведущий), RS-422 (ведомый), LVDS (ведущий), DMA-T (ведущий), SpaceWire (ведомый). В качестве управляемого порта электронного устройства используется порт МКО-ОУ. В качестве технологического порта электронного устройства используется порт RS-422.

Из известных заявителю патентно-информационных материалов не обнаружены признаки, сходные с совокупностью признаков заявляемого способа.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу диагностики комплекса тестирования электронных устройств. Техническим результатом является повышение надежности комплекса тестирования за счет универсальной диагностики элементов оборудования комплекса перед каждым его использованием по назначению; повышение надежности испытаний за счет использования гарантированно исправного комплекса тестирования. Диагностика комплекса тестирования выполняется для всех портов электронного устройства и обеспечивает проверку их инициализации и конфигурируемости и обмен данными по ним с аппаратурой контроля. Для портов электронного устройства диагностика осуществляется таким образом, что по ведомым портам электронного устройства диагностику осуществляет управляющее диагностическое программное обеспечение аппаратуры контроля с формированием диагностической информации, а для ведущих портов диагностику выполняет сервисное диагностическое программное обеспечение электронного устройства с формированием диагностической информации для считывания управляющим диагностическим программным обеспечением аппаратурой контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ диагностики комплекса тестирования встроенного программного обеспечения электронных устройств, заключающийся в том, что проводится контроль элементов оборудования перед каждым использованием комплекса по назначению, отличающийся тем, что до проведения контроля элементов определяют количество портов ввода/вывода электронного устройства n; из n портов выбирают ведомый порт электронного устройства как технологический; из n портов выбирают ведомый порт электронного устройства как управляемый; для всего количества портов n, исключая технологический и управляемый, определяют количество портов l электронного устройства, которые являются только ведомыми, а остальное количество портов h электронного устройства являются ведущими; разрабатывают управляющее диагностическое программное обеспечение для аппаратуры контроля и сервисное диагностическое программное обеспечение для электронного устройства; при проведении контроля элементов оборудования: в управляющем диагностическом программном обеспечении запускают диагностику комплекса; с помощью управляющего диагностического программного обеспечения проводят диагностику для управляющего порта, при отрицательном результате диагностики выполняют восстановление работоспособности и запуск диагностики комплекса; при положительном результате диагностики, с помощью управляющего диагностического программного обеспечения проводят диагностику для технологического порта, при отрицательном результате диагностики выполняют восстановление работоспособности и запуск диагностики комплекса; при положительном результате диагностики, с помощью управляющего диагностического программного обеспечения, по технологическому порту, перепрограммируют электронное устройство сервисным диагностическим программным обеспечением; с помощью управляющего диагностического программного обеспечения проводят диагностику для портов l и формируют диагностическую информацию; при помощи управляющего диагностического программного обеспечения передают в сервисное диагностическое программное обеспечение команду, через управляемый порт, на выполнение диагностики для портов h; при помощи сервисного диагностического программного обеспечения проводят диагностику для портов h и формируют диагностическую информацию в памяти электронного устройства; при помощи управляющего диагностического программного обеспечения считывают диагностическую информацию от сервисного диагностического программного обеспечения через расчётное время, необходимое на проведение диагностики для портов h; с помощью управляющего диагностического программного обеспечения выводят диагностическую информацию по каждой диагностике для портов n; при положительных результатах каждой диагностики для портов n выдают заключение о полной работоспособности комплекса и готовности его к штатной работе, в противном случае для каждого порта, диагностика для которого показала отрицательный результат, выполняют восстановление работоспособности и запуск диагностики комплекса, и так до тех пор, пока все результаты диагностик для портов n не будут положительные.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждая диагностика для порта включает проверку инициализации и конфигурации самого порта и обмена данными по нему.