МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” КАФЕДРА ЕОМ / Звіт з лабораторної роботи №3 з дисципліни «Тестування та діагностика кіберфізичних систем» на тему” Тестування цифрового автомата” Львів – 2019 1 МЕТА РОБОТИ Метою роботи є ознайомлення з загальною схемою тестування цифрової техніки. Засвоєння методів та засобів тестування цифрових схем з пам’яттю на прикладі цифрового автомата (ЦА). 2 Очікуваний результат роботи Необхідно розробити програму тестування ЦА, описати поведінку еталонного ЦА (створити еталон), за результатами тестування ЦА знайти прояви помилки, визначити тип несправності (неправильне формування вихідних сигналів, неправильний перехід до наступного стану), визначити причину несправності (обрив або закоротка вхідного чи вихідного сигналу). 3 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА Особливості тестування цифрових автоматів. Цифровий автомат є прикладом пристрою із пам’яттю. Цифровий автомат характеризується: набором вхідних сигналів {X}; набором вихідних сигналів {Y}; набором внутрішніх станів {A}; початковим станом a0; правилом формування вихідних сигналів; правилом формування наступного внутрішнього стану. Існують такі способи завдання автоматів, які описують залежність, відповідно, наступного стану автомата і його виходу від теперешнього стану автомата і його входів: табличний - задаються дві таблиці: станів (переходів) і виходів; за допомогою часових діаграм; аналітичний, в тому числі на мовах опису апаратної частини цифрових вузлів – Hardware Discription Language (HDL); за допомогою графа алгоритму роботи автомата; за допомогою графа автомата (рис. 3.6); опис на звичайній мові. Цифрові автомати поділяються на автомати: Мура, в яких вихідні сигнали залежать тільки від стану автомата; Мілі, в яких вихідні сигнали залежать як від стану автомата, так і від вхідних сигналів. Здебільшого цифрові автомати бувають синхронними, тобто зміна стану автомата здійснюється по фронту синхроімпульсів. На рис. 3.1 представлений граф синхронного автомата Мура, який має: вісім внутрішніх станів (S0, …, S7), які кодуються трьома розрядами (s0, …, s2); три вхідних сигнала (pusk, x0, x1); два вихідних сигнала (y0, y1); Даний автомат переводиться до початкового стану за допомогою асинхронного сигналу скиду (Reset). Синхроімпульси на графі не показані. Основний принцип тестування цифрових автоматів полягає в перевірці того, що автомат: здійснює усі позначені стрілочками на графі переходи і не здійснює не позначених; формує усі позначені на графі вихідні сигнали в потрібних станах і не формує не позначених. Для перевірки усіх цих вимог потрібно декілька разів повертати автомат до початкового стану і повторно проводити його перевірку з іншою послідовністю вхідних сигналів. / 4 Характеристика робочого місця У даній роботі використовується еталон у вигляді табличної моделі, тобто у файлі SIMUL.CMD у вигляді таблиці зберігаються результати роботи об’єкта при подачі йому на вхід деякого обмеженого набору тестових даних. Робоче місце моделюється за допомогою пакета Foundation Series v2.1i [2] ф.Xilinx, призначеного для проектування програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС) і описується набором файлів відповідного формату (таблиця 4.1). Таблиця 4.1 Розширення файлів РОЗШИРЕННЯ ПРИЗНАЧЕННЯ ФАЙЛА  .SCH схема електрична принципова  .ABL опис роботи бібліотечного елемента (моделі, на мові ABEL)  .CMD програма моделювання досліджуваного пристрою   Структурно модель робочого місця (рис. 4.1 – State_st1.SCH) складається з: досліджуваного пристрою (мікросхема D3); стенда; Досліджуваний пристрій може бути або еталонним (state_s), алгоритм його роботи (рис. 3.6) знаходиться у файлі state_s.asf. / Стенд складається з: зовнішнього генератора тестових послідовностей та еталонних результатів (файл SIMUL.CMD); схеми порівняння еталонних результатів та реальних (елемент D16 COMP5); вхідних (IBUF) та вихідних (OBUF) буферів, а також контактів (IPAD, OPAD). може викону...