3.5.4. Тестирование и настройка аппаратных средств

По конструкторской документации, создаваемой в процессе проектирования МПС, изготавливается ее опытной образец. После изготовления необходимо убедиться в корректном функционировании АС МПС и устранить все имеющиеся ошибки.

Процесс выявления и устранения ошибок в АС системы называется ее настройкой. Сложность этого процесса обусловлена шинной организацией и программным характером функционирования МПС. Это сводит к минимуму возможность использования стандартных радиоизмерительных приборов: вольтметров, частотомеров, осциллографов и т.п. при настройке аппаратных средств МПС. Наиболее удобно настройку АС выполнять путем их тестирования статическими сигналами.

Тестирование статическими сигналами

Практически все ИМС и устройства, подключенные к МП, являются по своей природе статическими, а микропроцессор выполняет функции системного контроллера, управляя ими.

Основная идея метода тестирования статическими сигналами заключается в том, что МП в процессе настройки АС заменяется пультом статических испытаний [12,13]. Этот пульт позволяет с помощью органов ручного управления (тумблеров) имитировать все сигналы МП.

Пульт статических испытаний наиболее удобно подключать через сокет, предназначенный для установки МП. В этом случае сигналы МП подменяются имитационными сигналами, генерируемыми с пульта. В процессе настройки манипуляция имитационными сигналами осуществляется в соответствии с временной диаграммой функционирования МП. Поскольку имитационные сигналы могут иметь требуемые значения в течение неопределенного времени, то это соответствует «замораживанию» состояния МПС на неопределенный срок. Это дает возможность анализа всех сигналов в МПС с помощью стандартных радиоизмерительных приборов (тестера, осциллографа) с целью установления факта их корректного или ошибочного функционирования. При наличии ошибок выявляются и устраняются причины их возникновения.

После настройки АС МПС можно убедиться в ее частичной работоспособности. Это достигается путем свободного прогона МП.

Свободный прогон микропроцессора

Свободный прогон МП заключается в непрерывном исполнении им холостой команды NOP. Поскольку длина этой команды составляет 1 байт, то при непрерывном ее выполнении на ША МП будут один за другим появляться адреса, отличающиеся на единицу. Следовательно, при корректном функционировании МП его ША будет работать в режиме двоичного счетчика с соответствующими временными диаграммами на ее линиях.

Свободный прогон МП технически реализуется путем установки в сокет программного ПЗУ заглушки с установленным на ней кодом команды NOP (90h).

Свободный прогон МП позволяет убедиться в частичной работоспособности МП и проверить каждую адресную линию на отсутствие обрывов и коротких замыканий с соседними линиями. Поскольку при этом происходит сканирование всего адресного пространства МП, то можно проверить все дешифраторы адресов ЗУ и УВВ.

3.6. Комплексная отладка микропроцессорной системы

Как правило, МПС  это система реального времени, корректность функционирования которой зависит от соответствия между скоростью работы аппаратных средств и временем выполнения программы. Поэтому автономная отладка аппаратуры и программы еще не гарантирует безошибочной работы МПС в целом.

Задачей этапа комплексной отладки является обнаружение и устранение ошибок, возникающих при исполнении программы на действительной аппаратуре МПС в реальных условиях.

Дополнительным свойством, которым должны обладать средства комплексной отладки по сравнению со средствами автономной отладки, является возможность управления и сбора информации о поведении МПС в реальном времени. Для проведения комплексной отладки используются логические и сигнатурные анализаторы, внутрисхемные эмуляторы и диагностические комплексы, подробно рассмотренные в [14].

Комплексная отладка завершается приемосдаточными испытаниями, показывающими соответствие созданной МПС техническому заданию. При успешных результатах этих испытаний процесс проектирования МПС заканчивается, и решается вопрос о ее серийном производстве.