СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСИНХРОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ АППАРАТУРЫ ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА Российский патент 2023 года по МПК G05B23/00 G01R31/317 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу обеспечения взаимодействия аппаратуры при тестировании устройств ввода-вывода и организации вычислительного процесса испытаний устройств ввода-вывода.

Известен способ обеспечения взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств в процессе производства, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что информационное взаимодействие осуществляется путем реализации вычислительного процесса испытаний электронных устройств в вычислительном модуле, а аппаратура контроля осуществляет его индикацию и управление. («Тестопригодный блок управления и процедуры его тестирования» / В.Б. БРОДИН, А.В. КАЛИНИН – Научная сессия МИФИ-2007. Т.1 Автоматика. Микроэлектроника. Электроника. Электронные измерительные системы. Компьютерные медицинские системы, стр. 94-96).

Недостатком в данном способе является выполнение тестов в вычислительном модуле, что не позволяет осуществлять быстрый и гибкий переход между различными тестовыми наборами, а соответственно увеличивает продолжительность процесса испытаний его подготовкой, а не самими испытаниями.

Известен способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с диагностикой обмена, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно, формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода-вывода транзитом через транзитное устройство, которое содержит программное обеспечение, реализующее обмен между аппаратурой контроля и устройством ввода-вывода, а обмен информацией от аппаратуры контроля с устройством ввода-вывода осуществляется по определенным алгоритмам, при этом аппаратура контроля перед передачей пакета определяет время выполнения путем сложения времени обмена между транзитным устройством и устройством ввода-вывода и времени диагностики обмена и формирование диагностической информации, и производит чтение информации от транзитного устройства (патент RU 2750109 C1 «Способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с диагностикой обмена»).

В данном способе аппаратура контроля выполняет обмен с одним устройством ввода-вывода, который завершается считыванием аппаратурой контроля от транзитного устройства информации устройства ввода-вывода. Обмен с другим устройством ввода-вывода аппаратура контроля выполняет только после завершения обмена с предыдущим устройством ввода-вывода, т.е. получения информации от предыдущего устройства ввода-вывода. При таком подходе время «простоя» аппаратуры контроля на время обмена транзитного устройства и устройства ввода-вывода может составлять значительную часть общего времени тестирования. Также нарушения обмена транзитного устройства и устройства ввода-вывода приведут к непрогнозируемому увеличению времени их взаимодействия (включая возможные повторы обмена, несвоевременный ответ и др.), что так же является причиной задержек на аппаратуре контроля. Задержки («простой») на аппаратуре контроля обуславливают низкую производительность средств тестирования, что является технической проблемой.

«Способ построения вычислительного процесса испытаний аппаратуры с диагностикой обмена» (патент RU №2750109 C1) по технической сущности является наиболее близким к предлагаемому и выбран в качестве прототипа.

Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: способ обеспечения асинхронного взаимодействия аппаратуры при тестировании устройств ввода-вывода, заключающийся в том, что при тестировании устройств ввода-вывода формируют диагностические тесты; исполняя тесты, реализуют вычислительный процесс испытаний и формируют пакеты данных в устройство ввода-вывода; устройство ввода-вывода формирует сигналы на выходах; аппаратура контроля осуществляет индикацию и управление вычислительным процессом, и вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно, формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода-вывода через транзитное устройство; транзитное устройство после передачи пакетов в устройство ввода-вывода или считывания информации от устройства ввода-вывода проводит диагностику обмена и формирует диагностическую информацию; запись информации от аппаратуры контроля в устройство ввода-вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируют пакеты в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, которые передают в транзитное устройство и по получению пакетов, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола и передает полученный пакет в устройство ввода-вывода; чтение информации аппаратурой контроля от устройства ввода-вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируют пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, который передается в транзитное устройство и по получению пакета, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола и передает его в устройство ввода-вывода, считывая информацию.

На чертеже (фиг. 1) представлена функциональная схема организации единой информационно-логической связи аппаратуры контроля и устройств ввода-вывода, которая обеспечивает полный доступ вычислительного процесса, реализуемого на аппаратуре контроля и транзитном устройстве, к устройствам ввода-вывода. Вычислительный процесс испытаний, выполняющий диагностические тесты, реализуется в едином программном обеспечении, на аппаратуре контроля.

Инициатор обмена между аппаратурой контроля и транзитным устройством – аппаратура контроля. Инициатор обмена между транзитным устройством и устройством ввода-вывода – транзитное устройство.

В ходе выполнения диагностических тестов на аппаратуре контроля происходит формирование пакета в формате протокола приборного интерфейса, предназначенного непосредственно для устройства ввода-вывода. Для пакета в формате протокола приборного интерфейса формируется один или несколько пакетов в формате протокола магистрального интерфейса, каждый из которых содержит идентификатор протокола и пакет приборного интерфейса. Составленные пакеты магистрального интерфейса передаются в транзитное устройство. На основе полученного идентификатора транзитное устройство преобразует пакеты магистрального интерфейса в соответствующий пакет приборного интерфейса и передает в устройство ввода-вывода.

Каждый тип приборного интерфейса кодируется своим уникальным номером (идентификатором) и записывается в первое информационное слово данных (ИСД) магистрального интерфейса. Например, для 8 разрядных слов данных (СД) магистрального интерфейса можно идентифицировать 256 типов приборного интерфейса по предлагаемым алгоритмам, что вполне достаточно для современных средств испытаний, в том числе и на перспективу расширения (включения новых и перспективных приборных интерфейсов в средства испытаний устройств ввода-вывода).

Во втором ИСД содержится количество пакетов магистрального интерфейса F, составляемое из пакета приборного интерфейса и определяется по следующей формуле:

F = ( округление в меньшую сторону (((k*P)+(h*2)) / (h*M[ID])) )+1, где:

ID – идентификатор (или номер) приборного интерфейса;

M – максимальное количество информационных слов данных (ИСД) по протоколу магистрального интерфейса;

P[ID] – требуемое количество ИСД по протоколу приборного интерфейса, с идентификатором ID;

h – разрядность информационных слов данных по протоколу магистрального интерфейса;

k – разрядность информационных слов данных по протоколу приборного интерфейса.

Формула используется в алгоритмах 1 и 2 фиг. 2, где:

i – номер ИСД по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до M);

j – номер разряда ИСД по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до h);

x – номер ИСД по протоколу приборного интерфейса (от 1 до P[ID]);

y – номер разряда ИСД по протоколу приборного интерфейса (от 1 до k);

z – номер посылки по протоколу магистрального интерфейса (от 1 до F).

Аппаратура контроля после передачи пакета (ов) в транзитное устройство ожидает прерывание от транзитного устройства для чтения информации обмена с устройством ввода-вывода.

Запись информации от аппаратуры контроля в транзитное устройство (фиг. 3) реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируется F пакетов в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса по алгоритму 1 (фиг. 2), которые передаются в транзитное устройство. По получению F пакетов транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает полученный пакет в устройство ввода-вывода и проводит диагностику обмена с формированием диагностической информации. Аппаратура контроля осуществляет чтение диагностической информации и вывод на экран.

Чтение информации аппаратурой контроля от устройства ввода-вывода (фиг. 3) реализуется путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируется пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса по алгоритму 1 (фиг. 2), который передается в транзитное устройство. По получению пакета, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола по алгоритму 2 (фиг. 2) и передает его в устройство ввода-вывода, считывая информацию, и проводит диагностику обмена с формированием диагностической информации. В случае неуспешного обмена, в рамках диагностики обмена, транзитное устройство повторяет чтение информации от устройств ввода-вывода несколько раз или проводит диагностический обмен в различных режимах. Аппаратура контроля осуществляет чтение диагностической информации и чтение данных обмена транзитного устройства с устройством ввода-вывода и вывод на экран.

Аппаратура контроля после отправки пакета данных в транзитное устройство для одного устройства ввода-вывода, не дожидаясь информации от устройства ввода-вывода переходит к выдаче следующего пакета.

Аппаратура контроля при выдаче каждого пакета выполняет три действия (фиг. 3):

1) если есть необходимость считать информацию устройства ввода-вывода от транзитного устройства по ранее отправленным пакетам, то аппаратура контроля считывает информацию от устройства ввода-вывода, иначе переходит к следующему действию;

2) если есть отложенные пакеты для устройства ввода-вывода, которые ранее не были выданы по причине ожидания считывания информации от устройства ввода-вывода, то аппаратура контроля переходит к их выдаче, иначе переходит к следующему действию;

3) если текущий пакет предназначен для устройства ввода-вывода, для которого ранее отправлен пакет, предполагающий чтение информации устройства ввода-вывода, и данная информация еще не получена, то аппаратура контроля откладывает его выдачу и переходит к выдаче следующего пакета, иначе отправляет его в устройство ввода-вывода.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение производительности средств тестирования, которое обеспечивается асинхронным взаимодействием аппаратуры контроля и транзитного устройства, которое позволяет выдавать пакеты данных в устройства ввода-вывода без ожидания аппаратурой контроля от транзитного устройства ответной информации устройств ввода-вывода и непосредственному переходу к выполнению обменов с другими устройствами ввода-вывода, а считывание информации аппаратурой контроля от транзитного устройства выполняется по критерию необходимости. Критерием необходимости служит теоретически рассчитанное время или инициативное сообщение от транзитного устройства в аппаратуру контроля.

Способ был опробован на рабочем месте, состоящем из универсального шасси NI PXI-1045 с контроллером PXI-8110, выступающего в роли аппаратуры контроля, включающий модуль обмена PXI-C1553M-EF-4 (мультиплексный канал обмена) по магистральному интерфейсу, соединенный с вычислительным модулем выступающим в роли транзитного устройства и обеспечивающий взаимодействие аппаратуры контроля и устройств ввода-вывода в качестве которых выступают имитаторы функциональных устройств окружения приборов управления и интерфейсных модулей сопряжения приборов управления бортового комплекса управления КА. Тестирование имитаторов проводится для их последующего использования на этапах отработки программного обеспечения приборов управления КА производства АО «ИСС».

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

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для обеспечения взаимодействия аппаратуры при тестировании устройств ввода-вывода. Техническим результатом является повышение производительности средств тестирования за счет выполнения обмена пакетами в асинхронном режиме, что исключает «простой» аппаратуры контроля при ожидании информации от устройства ввода-вывода. Аппаратура контроля при выдаче каждого пакета выполняет следующие действия: если есть необходимость считать информацию устройства ввода-вывода от транзитного устройства по ранее отправленным пакетам, то аппаратура контроля считывает информацию от устройства ввода-вывода, иначе переходит к следующему действию; если есть отложенные пакеты для устройства ввода-вывода, которые ранее не были выданы по причине ожидания считывания информации от устройства ввода-вывода, то аппаратура контроля переходит к их выдаче, иначе переходит к следующему действию; если текущий пакет предназначен для устройства ввода-вывода, для которого ранее отправлен пакет, предполагающий чтение информации устройства ввода-вывода и данная информация еще не получена, то аппаратура контроля откладывает его выдачу и переходит к выдаче следующего пакета, иначе отправляет его в устройство ввода-вывода. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обеспечения асинхронного взаимодействия аппаратуры контроля и транзитного устройства при тестировании устройств ввода-вывода, заключающийся в том, что при тестировании устройств ввода-вывода формируют диагностические тесты; исполняя тесты, реализуют вычислительный процесс испытаний и формируют пакеты данных в устройство ввода-вывода; устройство ввода-вывода формирует сигналы на выходах; аппаратура контроля осуществляет индикацию и управление вычислительным процессом, и вычислительный процесс выполняет аппаратура контроля, а именно формирует диагностические тесты, производит вычислительный процесс испытаний и отправляет пакеты данных на устройство ввода-вывода через транзитное устройство; транзитное устройство после передачи пакетов в устройство ввода-вывода или считывания информации от устройства ввода-вывода проводит диагностику обмена и формирует диагностическую информацию; запись информации от аппаратуры контроля в устройство ввода-вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком записи информации, из которого формируют пакеты в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, которые передают в транзитное устройство и по получению пакетов, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет в формате его протокола и передает полученный пакет в устройство ввода-вывода; чтение информации аппаратурой контроля от устройства ввода-вывода реализуют путем формирования аппаратурой контроля пакета в формате протокола приборного интерфейса с признаком чтения информации, из которого формируют пакет в формате протокола магистрального интерфейса с идентификатором приборного интерфейса, который передается в транзитное устройство и по получению пакета, транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс и формирует пакет его протокола и передает его в устройство ввода-вывода, считывая информацию, отличающийся тем, что аппаратура контроля после отправки пакета данных в транзитное устройство для одного устройства ввода-вывода, не дожидаясь информации от устройства ввода-вывода, переходит к выдаче следующего пакета; аппаратура контроля при выдаче каждого пакета выполняет три действия; первое действие: если есть необходимость считать информацию устройства ввода-вывода от транзитного устройства по ранее отправленным пакетам, то аппаратура контроля считывает информацию от устройства ввода-вывода, иначе переходит к следующему действию; второе действие: если есть отложенные пакеты для устройства ввода-вывода, которые ранее не были выданы по причине ожидания считывания информации от устройства ввода-вывода, то аппаратура контроля переходит к их выдаче, иначе переходит к следующему действию; третье действие: если текущий пакет предназначен для устройства ввода-вывода, для которого ранее отправлен пакет, предполагающий чтение информации устройства ввода-вывода, и данная информация еще не получена, то аппаратура контроля откладывает его выдачу и переходит к выдаче следующего пакета, иначе отправляет его в устройство ввода-вывода.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что необходимость чтения информации устройства ввода-вывода аппаратурой контроля от транзитного устройства определяется либо теоретически рассчитанным временем, либо инициативным сообщением от транзитного устройства в аппаратуру контроля.