Microprocessor systems based on programmable logic devices as an object of diagnostics
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
The subject of research in the article is the methods of testing digital devices implemented on programmable logic devices (PLDs). The aim of the research is to substantiate the approach to diagnosing microprocessor systems based on PLD, which is a further development of the self-diagnostics method. The following tasks are solved in the article: the analysis of existing methods for testing digital devices is conducted, their advantages and disadvantages are disclosed; analyzed the existing approaches to the diagnosis of microprocessor systems, which are based on integrated circuits with a programmable structure; an approach to diagnosing microprocessor systems based on PLDs is proposed, which is based on the principle of interaction between processors by introducing a service processor into a multiprocessor system. The following results have been obtained: it has been proved that the implementation of the proposed models of interaction between processors in a multiprocessor system will provide the service processor with diagnostic information about the technical state of the system. It is noted that the availability of diagnostic information about the technical condition of the microprocessor system is the basis for making a decision to restore the system by reprogramming the PLD. Conclusions: the problem of diagnosing microprocessor systems in the PLD basis is considered. The analysis of existing methods for testing integrated circuits with a programmable structure has been conducted, their advantages and disadvantages have been noted. It is proposed to use the built-in service processor as a diagnostic device, the main function of which is to collect diagnostic information and make a decision on the reconfiguration of the microprocessor system in order to quickly restore its functioning automatically.
Article Details
References
R. Joost and R. Salomon, "Advantages of FPGA-based multiprocessor systems in industrial applications," 31st Annual Conference of IEEE Industrial Electronics Society, 2005. IECON 2005., 2005, pp. 6 pp., doi: 10.1109/IECON.2005.1568946.
Mousavi, M., De, S., Pourshaghaghi, H. R., & Corporaal, H. (2019). Fault Tolerant FPGAs: where to spend the effort? In N. Konofaos, & P. Kitsos (Eds.), Proceedings – Euromicro Conference on Digital System Design, DSD 2019 (pp. 651-654). [8875164] Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi.org/10.1109/DSD.2019.00103
Самохвалов Ю.Я. Забезпечення кібербезпеки АСУ ТП шляхом застосування ПЛІС технології / Ю.Я. Самохвалов, С.В. Толюпа, С.С. Штаненко. – Науковий журнал Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Безпека інформаційних систем і технологій № 1, 2021 стр. 44 – 52. ISSN 2707-1758.
Самохвалов Ю.Я. & Штаненко С.С. Технологія System-on-Chip як основа підвищення живучості складних технічних систем. Сучасна спеціальна техніка. ДНДІ МВС України. Київ: №3(66), 2021. С. 31 – 43.
Фізичні основи теорії надійності: підручник / М. К. Жердєв, С. В. Лєнков, Б. П. Креденцер та ін.; за ред. М. К. Жердєва. – К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2008. – 215 с.
Діагностування аналогових і цифрових пристроїв радіоелектронної техніки / [В.В. Вишнівський, М.К. Жердєв, С.В. Лєнков, В.А. Проценко]; под ред. М.К. Жердєва, С.В. Лєнкова – М.: Сов. радио, 2009. – 224 с.
Гуляев В.А. Техническая диагностика управляющих систем. – Киев: Наук. думка, 1983. – 208 с.
Куліков В.М. Порівняльний аналіз методів побудови тестів для цифрових пристроїв. Збірник наукових праць ІСЗЗІ НТУУ «КПІ», Information Technology and Security, № 2(2), 2012. С. 34 – 44.
Хаханов В.И., Сысенко И.Ю., Хак Х.М. Джахирул, Масуд М.Д. Мехеди. Кубическое моделирование неисправностей цифровых проектов на основе FPGA, CPLD. Радиоэлектороника, информатика, управление. 2001. № 1. С. 123-129.
Ручко В.В. Контроль цифровых схем с помощью спектрограмм. / В.В. Ручко, Ю.Г. Савченко, А.В. Хмелевая // Управляющие системы и машины. – К.: Наукова думка. – №3(71), 1984. – С. 28 – 31.
Городилов А.Ю. Постановка задачи диагностирования программируемых логических интегральных схем и ана-лиз возможности применения генетических алгоритмов для ее решения. Научный журнал «Фундаментальные ис-следования». – №10, 2013. – С. 598 – 562. ISSN 1812-7339
Кузавков В. В., Гайдур Г. І., Сєрих С. О., Редзюк Є. В. Безконтактний індукційний метод визначення технічного стану цифрового блока: розрахунок потужності випромінювання провідника. Зв’язок. 2016. №1. С. 32–39.
Бутаков Е.А. Диагностика программируемых логических матриц / Е.А. Бутаков, М. Б. Волынский, В.Г. Новоселов. – М.: Радио и связь, 1991. – 157 с.
Огурцов А.А. Проведение функционального контроля программируемых логических интегральных схем // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16, № 4. С. 137–146.
Слесарев М. В. Особенности разработки и применения аппаратуры тестирования и разбраковки многоядерных серверных микропроцессоров / М. В. Слесарев, С. В. Юрлин // Вопросы радиоэлектроники. 2017. № 3. С. 62 – 68.
Микони С. В. Общие диагностические базы знаний вычислительных систем, СПб.: СПИИРАН. – 1992. – 234 с.
Коваленко А. Е., Гула В. В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. К.: Техніка, 1986. 150 с.
Погребинский С. Б. Проектирование и надежность многопроцессорных ЭВМ / С.Б. Погребинский, В.П. Стрельников. – М.: Радио и связь, 1988. – 168 с.
Preparato F. P. On the Connection Assignment Problem of Diagnosable Systems / F. P. Preparato, G. Metze, R. J. Chien // IEEE Trans. 1967. № 6. P. 848–854.
Вarsi T., Crandoni T., Maestrini P. A. Thecry of Diagnosability of Digital Systems / IEEE Trans., 1976. № 6. P. 585 – 593.
Russel J., Kime C. Sistem Fault Diagnosability Without Repair // IEEE Trans. 1975. vol. C-24. №11. P. 1078 – 1089.
Kime С. К. An Abstract Model for Digital System Diagnosis // IEEE Trans. vol. C-28. № 8. P. 754 – 767.
Лазарев В.Г. Построение программируемых управляющих устройств / В.Г. Лазарев, Е. И. Пийль, Е. Н. Турута. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 192 с.