1.4.Оформление отчета

Отчет должен содержать цель работы, исходные данные для расчета эксплуатационных параметров, расчетные формулы с вычислениями и результаты вычислений, вывод о более эффективном типе ЭВМ.

1.5.Контрольные вопросы

1. Что включает в себя процесс определения технического состояния и поддержания уровня технических характеристик работы ЭВМ?

2. Выведите формулу для коэффициента готовности 50% ЭВМ.

3. В каком диапазоне изменяется коэффициент готовности группы ЭВМ?

4. Чем отличается коэффициент готовности от коэффициента технического использования?

5. В документации на устройство указано, что оно может работать без технического обслуживания в течении 3 месяцев. О какой эксплуатационной характеристике можно судить на основе этой информации?

6. Чем отличается техническое обслуживание от оперативного?

7. Какие документы должны входить в состав эксплуатационной документации?

8. Укажите три группы технического контроля и опишите их особенности.

9. Какие работы обычно выполняет персонал, занимающийся организацией эксплуатации ЭВМ?

Лабораторная работа №2 разработка программного обеспечения тестирования памяти

1.6.Цель и задачи работы

Целью работы является освоение методов тестирования запоминающих устройств и их реализация в прикладном программном обеспечении.

2.2 Основные теоретические положения

По функциональному назначению запоминающие устройства можно разделить на два основных класса: постоянные запоминающие устройства (ПЗУ); оперативные запоминающие устройства (ОЗУ).

В зависимости от количества циклов перепрограммирования различают ПЗУ следующих типов: масочные (программируются изготовителем), однократно программируемые, многократно программируемые (УФ-стираемые, электрически стираемые и т.п.). Среди оперативных запоминающих устройств, в зависимости от механизма хранения информации, выделяют ОЗУ статического и динамического типов. По технологическому исполнению различают [1]:

1) FPM – Fast-Page Mode – динамическая память со страничной организацией ( время выборки – 60…70 нс, тактовые частоты до 40 МГц).

2) EDO – Extended Data Out – технология динамической памяти с укороченным циклом чтения. При включении в системы, поддерживающие EDO, этот тип памяти обеспечивает примерно 10-20% ускорение доступа к памяти по сравнению с микросхемами FPM.

3) SDRAM – Synchronous DRAM – синхронная динамическая память использует тактовую частоту для синхронизации сигналов ввода и вывода. Тактовая частота согласована с частотой работы процессора, таким образом, тактирование памяти и процессора синхронизированы. Использование SDRAM сокращает время выборки команд и передачи данных, что повышает общую производительность компьютера. ( время выборки в пакетном режиме– 7…10 нс, тактовые частоты до 125 МГц).

4) SDRAM II (DDR) – Double-data rate SDRAM – представляет собой более быстродействующую версию SDRAM. Память этого типа позволяет осуществлять чтение как по фронту, так и по спаду импульсов тактовой частоты. За счет этого скорость обращения к памяти удваивается.

5) RDRAM – Direct Rambus – разработка компании Rambus Inc. Память с повышенным быстродействием, использующая узкий, высокоскоростной канал для передачи данных на скоростях, примерно в десять раз более высоких относительно стандартной динамической памяти. Разрабатываются две разновидности RDRAM: Concurrent и Direct RDRAM. Обе они основаны на стандартной технологии RDRAM, отличаясь дополнительными улучшениями, обеспечивающими дальнейшее повышение быстродействия до величины пропускной способности до 1,6 ГБ/с).

Характерные дефекты ЗУ и методы тестирования

Дефекты ЗУ могут быть связаны как с неисправностью непосредственно модулей ЗУ, так и с дефектами внешнего оборудования (замыкания/разрывы линий шин адреса и данных, дефекты блока питания, тактирующих генераторов, схем регенерации памяти, превышение нагрузочной способности выходов и т.п.). Они могут проявляться в виде замыкания разрядов адресов, замыкания разрядов данных, отдельных неисправных ячеек, искажений отдельных ячеек при нагревании, пульсациях питания и т.п.

Для ПЗУ с пережигаемыми перемычками из поликристаллического кремния возможно «зарастание» перемычек. В остальных типах возможно самопроизвольное стирание.

При разработке программного обеспечения тестирования ЗУ следует обратить внимание на релоцируемость программ, т.е. возможность перемещения их в памяти, необходимость восстановление стека и системных переменных после тестирования соответствующих ячеек памяти, обход участков, занятых внешними устройствами, отображенными на память и т.п.

Тестирование ПЗУ сводится, как правило, к проверке корректности контрольной суммы данных, хранящихся в нем.

Приведем далее некоторые типы тестов, применяемые для диагностирования ОЗУ [2].

Все нули (все единицы). Во все ячейки ОЗУ производится запись нулей (единиц), после чего производится последовательное считывание и проверка этой информации.

Адресный. В каждую ячейку ОЗУ записывается код собственного адреса (сумма старшего и младшего байтов), затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Адресный тест обеспечивает проверку адресных дешифраторов ОЗУ.

Шахматный. В ОЗУ записывается байты данных, содержащие чередующиеся нули и единицы в шахматном порядке. Подобный порядок образуется, например, при записи последовательности вида 55h, AAh, 55h, AAh,… Затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Шахматный тест используется для проверки взаимовлияния ячеек, содержащих информацию, записанную в обратном коде.

Сканирующий. Производится запись нулей (единиц) во все ячейки ОЗУ, затем выполняется последовательное считывание и проверка. После этого во все ячейки записываются единицы (нули) и процесс повторяется. Сканирующий тест используется для проверки ОЗУ в условиях максимальной статической помехи, вызванной суммарным током утечки всех ячеек ОЗУ, находящихся в одном состоянии.

Чередующиеся строки 0 и 1. В смежные ячейки ОЗУ записывается байты данных вида 00h, FFh, 00h, FFh, … Затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Этот тест используется для проверки взаимовлияния адресных шин по строкам.

Чередующиеся столбцы 0 и 1. В ячейки ОЗУ записывается такая информация, чтобы смежные столбцы ОЗУ содержали информацию в обратном коде, затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Этот тест используется для проверки взаимовлияния адресных шин по столбцам.

Запись и запись/считывание вперед и назад. По всем адресам ОЗУ записываются нули, затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. После проверки каждой очередной ячейки в нее записывается информация в обратном коде (единицы). После проверки последней ячейки и записи в нее единиц процедура повторяется от старшего адреса к младшему с чтением единиц, их проверкой и записью нулей. Этот тест используется для проверки взаимовлияния соседних ячеек при смене в них информации.

Марширующий. Во все ячейки ОЗУ записываются единицы, затем производится последовательное считывание информации с проверкой и заменой ее на нули. После обращения к последнему адресу процедура повторяется с данными в обратном коде, т.е. последовательное считывание нулей, начиная с первой ячейки, с проверкой и заменой ее на единицы. После обращения к последнему адресу процедура повторяется с данными в обратном коде, т.е. с нулями, и в обратном направлении – от последней ячейки к первой. После обращения к первой ячейке процедура повторяется. Считываются нули и на их место записываются единицы. После обращения к последнему адресу выполняется чтение с проверкой единиц всех ячеек ОЗУ – от первой до последней. Этот тест является модификацией теста «запись и запись/считывание вперед и назад».

Дополнительная адресация. Во все ячейки ОЗУ записывается фоновый набор единиц (нулей), затем производится считывание ячейки, начиная с первой, с последующей проверкой и записью в нее противоположной информации. Каждое второе обращение выполняется по адресу, код которого является дополнением к предыдущему. Этот тест предназначен для проверки адресных цепей, информация которых в этом тесте подвергается максимальному изменению.

Долбление. Во все ячейки ОЗУ записывается тестовая информация, после чего производится многократное считывание по каждому адресу с последующей проверкой по всем адресам. Процедура повторяется при замене информации в каждой ячейке на информацию в обратном коде. Этот тест предназначен для проверки способности ячеек выдерживать многократные обращения по считыванию.

Разрушение считыванием. Во все ячейки ОЗУ записывается, считывается и проверяется тестовое слово (все единицы). Выполняется приращение адреса и тестовое слово записывается во вторую ячейку. После этого информация из первой и второй ячеек считывается и проверяется. Процедура продолжается до тех пор, пока во все ячейки ОЗУ не будет записано тестовое слово. К нулевой ячейке производится n обращений, к первой – (n-1), к последней – одно. Тест «разрушение считыванием» используется для проверки взаимовлияния ячеек ОЗУ при записи в них одной и той же информации.

Бегущий. В первую ячейку записываются единицы (нули), а во все остальные – фоновые нули (единицы). Затем все адреса последовательно считываются с проверкой; последней считывается первая ячейка с последующей записью в нее нулей (единиц). Последовательность операций повторяется для второй ячейки, третьей и т.д., вплоть до последней.

Тест «бегущий» предназначен для обнаружения сбоев в ОЗУ, вызванных переходными процессам в разрядных цепях, так как перемещение 1 на фоне 0 (или наоборот) создает наихудшие условия для усилителей считывания.

Пинг-понг. В первую ячейку ОЗУ записываются единицы, а во все остальные – нули. Затем последовательно считываются и проверяются ячейки 2,1, затем 3,1; 4,1 и т.д. пока все пары переходов, включающие ячейку 1, не будут проверены. После этого в ячейку 1 записываются нули, а во вторую – единицы. В той же последовательности операции повторяются для ячейки 2 и т.д. Цикл повторяется для инверсной информации.

С помощью этого теста проверяется правильность функционирования накопительной части ОЗУ, дешифратора, а также влияние записи на сохранность информации.

Галопирующий. В первую ячейку ОЗУ записываются единицы, а в остальные – нули. Затем последовательно считываются и проверяются ячейки 2,1,2, затем 3,1,3 и т.д., пока все пары переходов, включая ячейку 1, не будут проверены. После этого в ячейку 1 записываются нули, и информация считывается. Последовательность операций повторяется для ячейки 2,3 и т.д. вплоть до последней. По эффективности этот тест эквивалентен тесту «пинг-понг».

Тест Баттерфильда. Все ячейки заполняются единицами, затем каждая третья ячейка начиная с первой заполняется нулями. Проверяется содержимое по всем адресам, затем программа дважды сдвигает слово, заполненное нулями, используя вторую и третью ячейки в качестве регистра сдвига. После третьего прохода во всех битах должны быть нули и операция повторяется с занесением единиц в каждую третью ячейку.