Лекция 8 Практические методы поиска неисправностей ЭВМ - polpoz.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Лекция 8 Практические методы поиска неисправностей ЭВМ - страница №1/1

Лекция 8

Практические методы поиска неисправностей ЭВМ

План лекции:



  1. Особенности диагностики цифровых схем

  2. Традиционный метод поиска с помощью измерительных приборов

  3. Пошаговый метод поиска


Особенности диагностики цифровых схем

В предыдущей лекции была рассмотрена общая классификация методов диагностики. Однако в практической деятельности ремонтных организаций и подразделений приходится сталкиваться с множеством проблем, которые не позволяют применить описанные методы в исходном виде. Аппаратура ЭВМ состоит преимущественно из цифровых схем, которые имеют ряд особенностей:

-в них важнейшим является не числовое значение уровня напряжения, а его принадлежность к границам того или иного логического уровня;

-сигналы в таких цепях проходят большое число обратных и перекрестных связей;

-сигналы чаще всего не являются периодическими;

-важное значение имеют временные параметры сигнала.

Есть четыре наиболее распространенных подхода к поиску неисправностей ЭВМ:

1.Традиционный метод поиска с помощью измерительных приборов.

2.Пошаговый метод поиска.

3.Диагностический самоконтроль.

4.Сигнатурный анализ.


Традиционный метод


При традиционном подходе к обслуживанию ЭВМ для определения отказа применяются обычные электронные приборы (вольтметр, осциллограф) и производится отслеживание сигналов от выхода на вход или обратно.

Часто такой подход несостоятелен при ремонте цифровых устройств. Основным препятствием отслеживания сигналов является наличие большого числа перекрестных и обратных связей, свойственных цифровым схемам. Программное обеспечение компьютера часто увеличивает их число. Применение вольтметра из-за его низкого быстродействия оправдано только при анализе цепей питания. Осциллограф также относительно бесполезен в силу того, что:



  1. источники и приемники сигналов ЭВМ нагружены на одну и ту же линию шины, имеющей три состояния; локализация конкретного источника ошибки на шине – сложная задача;

  2. сигналам к шине свойственна апериодичность, что затрудняет или практически исключает их наблюдение на осциллографе;

  3. в ряде случаев сбой или отказ происходит из-за изменения величины задержки временного интервала, который не отслеживается осциллографом.

Достоинства традиционного подхода:

  1. использование только стандартной радиоизмерительной аппаратуры;

  2. отсутствие необходимости специального, подготовленного персонала, может использоваться ремонтный персонал с общей радиотехнической подготовкой.

Традиционный подход применяется тогда, если для сведения задачи нахождения неисправности к обследованию небольшого числа элементов уже были применены другие методы. Другой практически интересный случай – диагностика источников питания.

Метод полезен также для диагностики некоторых отказов при перезапуске. При традиционном подходе поиска неисправности полезно применять простые цифровые приборы, способные определить логические уровни и соответственно годность (негодность) элементов.

Перечислим эти приборы и устройства:


  1. логический пробник для обнаружения обрыва (рис.8.1) (с помощью наиболее сложных пробников можно обнаружить короткие импульсы и изменение состояния, а также определить активное состояние, выполнять измерение коэффициента заполнения Кзап (рис. 8.2));



Рис.8.1. Схема логического пробника

В следующей таблице истинности приведены состояния логического пробника, показанного на схеме.


Вход

А

Б

0

1

0

1

0

1

Обрыв

0

0


Рис. 8.2. Параметры импульсного сигнала



  1. логический импульсный генератор (позволяет вводить последовательность импульсов с малым коэффициентом заполнения в любой доступный узел, эта последовательность блокирует автономную систему управления узлом, при этом другие схемы, связанные с узлом не повреждаются);

  2. цифровой токовый детектор, определяющий относительный уровень тока. Его применение оправдано для нахождения закороченных логических входов на информационных и адресных шинах, а также закороченных конденсаторов в фильтрах источников питания.

Кроме того, имеется ряд других цифровых приборов, позволяющих измерить частоту, период, длительность передних и задних фронтов и другие характеристики импульсных сигналов.
Пошаговый метод поиска неисправностей.

При этом методе выполняемый машинный цикл по шагам сравнивается с образцом (эталонным циклом). К информационным и адресным шинам присоединяются специальные схемы - защелки для фиксации данных.

Различают два типа пошагового испытания:


  1. одиночные команды;

  2. одиночные циклы.

При первом способе данные на шинах фиксируются в конце каждого цикла выборки кода операции (применяется для быстрого обнаружения неисправности).

При втором способе данные фиксируются в конце шинного цикла (применяется для анализа характера ошибок).

При работе компьютера в пошаговом режиме допустимо использовать стандартную контрольно-измерительную аппаратуру. Однако для фиксации данных на шинах при отладке оборудования используют специальные схемы - защелки промышленного выпуска, построенных на D-триггерах, выходы которых управляют двоичным или шестнадцатеричным дисплеем. Управляющая цепь схемы защелки позволяет определить, когда данные на шине стабильны и, в случае необходимости, приостановить работу процессора.

При отладке в пошаговом режиме полезно также использовать логический анализатор, позволяющий накапливать информацию нескольких машинных циклов. В основе логических анализаторов лежит матрица памяти, информация из нее может выводиться в виде цифровых или временных диаграмм. Управляющий вход логического анализатора также может синхронизироваться на выборке кода операции или по окончании машинного цикла. Как только логический анализатор опознает заранее заданное слово запуска, он начинает сбор информации, записывая слова на шинах адреса, данных, управления предшествующее или следующее за словом запуска. В некоторых логических анализаторах имеются дополнительные входы квалификатора, позволяющие расширить запускающее слово, синхронизируя его управляющими сигналами.

С помощью защелок и логического анализатора можно проверить работу ОЗУ. Если записана правильная информация, а считана неверная, то неисправны ячейки ОЗУ, либо схемы управления записью/считыванием или дешифратор верхних адресов, или контроллер информационной шины.

Последние ошибки распознаются подключением логического анализатора к управляющим линиям, разрешающим запись (), считыванием (), выбор кристалла (), отпирания информационной шины.

Если неисправные данные считываются из ПЗУ, дефекты могут быть в самой микросхеме, в схемах дешифратора верхних адресов или в контроллере шины. В некоторых случаях неисправные данные считываются из памяти вследствие того, что на конкретный адрес реагируют не одна, а несколько ячеек памяти. Это является признаком неисправности дешифратора адресов.

Если процессор считывает правильный код операции и правильные данные, выдавая неверный результат, ошибку следует искать в нем самом.



Основные недостатки пошагового метода:

  1. для успешного применения необходим определенный объем знаний, аппаратных средств компьютера;

  2. необходимость наличия схемы системы у наладчика, что не всегда выполнимо в современных условиях;

  3. необходимость наличия ассемблерных и машинных кодов испытательных программ, к которыми обычно относится загрузчик BIOS (схемы и программы BIOS обычно не поставляются потребителю);

  4. для работы со схемами-защелками и анализаторами также требуется определенный практический опыт;

  5. процесс пошагового анализа занимает достаточно большое количество времени.

Основным достоинством пошагового метода является принципиальная простота и возможность детального анализа работы схемы (часто возможно определение неисправности с точностью до микросхемы).


izumzum.ru