СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАКРОФУНКЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ТЕСТИРОВАНИИ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ ВВОДА-ВЫВОДА Российский патент 2024 года по МПК G05B23/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к способу обеспечения макрофункционального управления при тестировании электронных устройств ввода-вывода.

Известен способ взаимодействия аппаратуры при тестировании электронных устройств в процессе производства, используя диагностические тесты, заключающийся в том, что 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 единичные обмены в рамках одной операции (запись в устройство ввода-вывода или чтение от устройства ввода-вывода). Это ограничивает данный способ для реализации нескольких обменов в рамках взаимодействия с устройством ввода-вывода в реальном времени без задержек, т.к. в обеспечении нескольких обменов будут возникать следующие накладные задержки связанные:

• со стандартной диагностикой обмена в транзитном устройстве;

• передачей диагностической информации от транзитного устройства в аппаратуру контроля;

• переходом между обменами на аппаратуре контроля.

Все это приведет к неполноте некоторых видов проверок, связанных с необходимостью взаимодействия в реальном времени, что снизит качество тестирования.

«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: 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.

Технической проблемой является расширение функциональных возможностей аппаратуры тестирования и повышение качества тестирования.

Техническая проблема решается за счет того, что в транзитном устройстве выделяют область запоминающего устройства для записи макрофункции и область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; в ходе формирования диагностических тестов разрабатывают макрофункции; аппаратура контроля в ходе исполнения тестов перепрограммирует макрофункцию в транзитное устройство в область запоминающего устройства для записи макрофункции, и выдает команду транзитному устройству на запуск макрофункции; транзитное устройство, выполняя макрофункцию, производит обмены с устройством ввода-вывода и сохраняет отчетную информацию в область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; макрофункция содержит алгоритм с не менее двумя обменами с устройством ввода-вывода, время между обменами и структуру формирования отчетной информации; после выполнения макрофункции аппаратура контроля считывает отчетную информацию от транзитного устройства.

Идея изобретения заключается в следующем. Для требуемых определенных тестов разрабатывают макрофункции. В ходе тестирования, для каждого теста использующего макрофункцию, аппаратура контроля перепрограммирует макрофункцию в специально выделенную отдельную область памяти транзитного устройства и выдает команду на ее запуск в транзитном устройстве. Запущенная макрофункция выполняет алгоритм обменов с устройством ввода-вывода и, по завершению, формирует отчетную информацию в другую специально выделенную отдельную область памяти транзитного устройства. В следующем тесте аналогичным образом перепрограммируется макрофункция в транзитное устройство, она выполняется по команде от аппаратуры контроля и формируется отчетная информация. При этом в каждом тесте для записи макрофункции используется одна и та же область памяти, так же как и для формирования отчетной информации одна и та же другая область памяти транзитного устройства. И так далее выполняется каждый тест, использующий макрофункцию.

Реализация алгоритма обменов в макрофункции, выполняемой транзитном устройством, обеспечивает механизм реального комплексного взаимодействия с устройством ввода-вывода, без участия аппаратуры контроля.

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 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 уникальными 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 электронных устройств ввода-вывода).

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

ID - идентификатор (или номер) приборного интерфейса;

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

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.

Выделяют область в запоминающем устройстве транзитного устройства для записи макрофункции и хранения отчетной информации по ее выполнению. Область запоминающего устройства для записи макрофункции всегда постоянна, что позволяет рабочему (основному) программному обеспечению транзитного устройства передавать на него управления по команде от аппаратуры контроля, вне зависимости какая макрофункция перепрограммирована в нем в текущий момент. Аналогично реализуется область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции со своим уникальным постоянным адресом. В качестве запоминающего устройства может выступать перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).

В ходе формирования диагностических тестов разрабатывают макрофункции. В ходе тестирования аппаратура контроля перепрограммирует транзитное устройство макрофункцией в область запоминающего устройства для записи макрофункции и дает команду на ее выполнение. Транзитное устройство, выполняя макрофункцию, производит такое количество обменов с устройством ввода-вывода, сколько заложено алгоритмом макрофункции. После выполнения макрофункции аппаратура контроля считывает отчетную информацию макрофункции от транзитного устройства.

Макрофункция содержит алгоритм с не менее двумя обменами с устройством ввода-вывода, время между обменами и структуру формирования отчетной информации. Использование одного обмена в макрофункции является аналогом одной операции чтения или записи аппаратурой контроля, а соответственно только увеличивает накладные расходы (время и ресурсы аппаратуры и оператора) на формирование макрофункции и ее перепрограммирование в транзитное устройство.

Алгоритм и максимальное количество обменов транзитного устройства с устройством ввода-вывода, закладываемое в макрофункцию определяется режимами работы устройства ввода-вывода и требуемыми видами проверок в ходе тестирования.

Примером макрофункции может служить алгоритм взаимодействия вычислительного модуля и устройства ввода-вывода для которого требуется реальное время на выполнение штатной процедуры выдачи команды:

• запись в устройство ввода-вывода команды управления;

• чтение с устройства ввода-вывода записанной команды управления;

• сравнение записанных и считанных данных;

• запись команды на исполнение в устройстве ввода-вывода команды управления.

Данные шаги при обмене с устройством ввода-вывода должны осуществляться без задержек.

При реализации данных шагов на аппаратуре контроля, как отдельных видов обмена, при их выполнении будут возникать задержки связанные:

• со стандартной диагностикой обмена в транзитном устройстве;

• передачей диагностической информации от транзитного устройства в аппаратуру контроля;

• переходом между обменами на аппаратуре контроля.

При реализации данных шагов в макрофункции и перепрограммирования ее в транзитное устройство, то по команде на выполнение от аппаратуры контроля, транзитное устройство развернет обмен с устройством ввода-вывода в реальном времени, без стандартной диагностикой обмена, необходимым временем перехода между обменами и по окончанию выполнения запишет результат в область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции. При этом макрофункция может быть сделана из (или на основе) подпрограммы штатного программного обеспечения, что приблизит проверку к штатному функционированию.

Расширение функциональных возможностей аппаратуры тестирования и повышение качества тестирования обеспечивается за счет увеличения видов проверок и использования механизма реального комплексного взаимодействия между вычислительным модулем, являющимся транзитным устройством, и устройством ввода-вывода.

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, а именно к способу обеспечения макрофункционального управления при тестировании электронных устройств ввода-вывода. В транзитном устройстве выделяют область запоминающего устройства для записи макрофункции и область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; в ходе формирования диагностических тестов разрабатывают макрофункции; аппаратура контроля в ходе исполнения тестов перепрограммирует макрофункцию в транзитное устройство в область запоминающего устройства для записи макрофункции и выдает команду транзитному устройству на запуск макрофункции; транзитное устройство, выполняя макрофункцию, производит обмены с устройством ввода-вывода и сохраняет отчетную информацию в область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; макрофункция содержит алгоритм с не менее двумя обменами с устройством ввода-вывода, время между обменами и структуру формирования отчетной информации; после выполнения макрофункции аппаратура контроля считывает отчетную информацию от транзитного устройства. Идея изобретения заключается в следующем. Для требуемых определенных тестов разрабатывают макрофункции. В ходе тестирования для каждого теста, использующего макрофункцию, аппаратура контроля перепрограммирует макрофункцию в специально выделенную отдельную область памяти транзитного устройства и выдает команду на ее запуск в транзитном устройстве. Запущенная макрофункция выполняет алгоритм обменов с устройством ввода-вывода и по завершении формирует отчетную информацию в другую специально выделенную отдельную область памяти транзитного устройства. В следующем тесте аналогичным образом перепрограммируется макрофункция в транзитное устройство, она выполняется по команде от аппаратуры контроля и формируется отчетная информация. При этом в каждом тесте для записи макрофункции используется одна и та же область памяти, так же как и для формирования отчетной информации одна и та же другая область памяти транзитного устройства. И так далее выполняется каждый тест, использующий макрофункцию. Реализация алгоритма обменов в макрофункции, выполняемой транзитном устройством, обеспечивает механизм реального комплексного взаимодействия с устройством ввода-вывода, без участия аппаратуры контроля. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обеспечения макрофункционального управления при тестировании электронных 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 получении пакетов транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс, 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 получении пакета транзитное устройство идентифицирует приборный интерфейс, формирует пакет его протокола и передает его в устройство ввода-вывода, считывая информацию, отличающийся тем, что в транзитном устройстве выделяют область запоминающего устройства для записи макрофункции и область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; в ходе формирования диагностических тестов разрабатывают макрофункции; аппаратура контроля в ходе исполнения тестов перепрограммирует макрофункцию в транзитное устройство в область запоминающего устройства для записи макрофункции и выдает команду транзитному устройству на запуск макрофункции; транзитное устройство, выполняя макрофункцию, производит обмены с устройством ввода-вывода и сохраняет отчетную информацию в область запоминающего устройства для хранения отчетной информации макрофункции; макрофункция содержит алгоритм с не менее двумя обменами с устройством ввода-вывода, время между обменами и структуру формирования отчётной информации; после выполнения макрофункции аппаратура контроля считывает отчетную информацию от транзитного устройства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что макрофункция может содержать обмены с разными устройствами ввода-вывода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что макрофункция может быть реализована на основе штатного алгоритма обмена с устройством ввода-вывода.