де – підмножина станів, що відповідають працездатному ТЕЗ, який перевіряється перевіркою  ; – підмножина станів, що відповідають непрацездатному ТЕЗ, який перевіряється перевіркою  ; – імовірність перебування ТЕЗ у станах підмножини ; – імовірність перебування ТЕЗ у станах підмножини .
Будувати ТП варто таким чином, щоб на кожному кроці до її складу входила б оптимальна перевірка , обумовлена критерієм максимуму інформативності ДІ, тобто
де – множина перевірок, які перевіряють множину  .
Максимальна інформативність кожної перевірки досягається вибором відповідних інформаційних вхідних даних для множини команд  . Для перевірки множини дефектів, які перетворюють функцію Ф, реалізовану справними елементами, у функцію  , реалізовану несправними елементами, варто вибирати такі значення вхідних наборів даних  , що забезпечать максимальне розходження значень і , тобто
, (7)
де d – відстань за Хеммінгом.
Як видно з виразу (7), найбільшу інформативність ДІ дають такі ТП, вихідні реакції яких мають максимальну відстань за Хеммінгом, тобто виконується наступна умова:
,
де n – кількість елементарних тестових діянь у ТП.
При побудові такої послідовності необхідно враховувати, що приріст інформації при виконанні  перевірки відбувається за рахунок деякої множини команд, що входять до складу ТП. Тому важливо зробити вибір таких команд, які разом із командами з множини забезпечать максимальну швидкість приросту інформації. Вираз для визначення швидкості приросту інформації V(ЕТД) для утворених ЕТД має наступний вигляд:
де – максимальна кількість можливих наборів вхідних даних;  – час, необхідний для виконання команди .
8. Формування раціональної ТП здійснюється шляхом “склеювання” окремих ЕТД з урахуванням інформаційного критерію.
Таким чином, методика формування ТП дозволяє діагностувати цифрові ТЕЗ, які містять МП ВІС. Скорочення часу діагностування досягається за рахунок перевірки функцій, які реалізує ТЕЗ у даному ЦП. Відмінність методики від існуючих полягає у скороченні кількості ТП і наборів даних за рахунок використання в якості ТП команд ТЕЗ, особливостей отримання ДІ і транспортування її у відповідні контрольні точки.
Аналіз виграшу розробленого методу проводився у порівнянні з імовірнісними методами. Основним показником, який істотно впливає на середній час діагностування, є кількість і довжина тестових послідовностей. У дисертації був отриманий вираз для розрахунку кількості тактів тестових послідовностей для діагностування цифрових ТЕЗ з урахуванням особливостей отримання необхідної діагностичної інформації. Аналіз показав, що кількість тактів діагностування для розробленого методу в десятки разів менша ніж для імовірнісних методів. З урахуванням часу на розробку ТП загальний виграш в середньому часі діагностування складає 20%...25%.
На основі отриманих рішень розроблена структурна схема пристрою діагностування цифрових ТЕЗ. Пристрій складається з двох модулів – знімання ДІ та обробки ДІ (рис. 1, рис.2 відповідно).
Рис. 1. Пристрій діагностування цифрових ТЕЗ.
Модуль знімання діагностичної інформації (див. рис. 2) призначений для підключення різноманітних типів ТЕЗ, видачі відповідних стабілізованих напруг живлення на ТЕЗ, формування ТП згідно з командами управління, а також отримання, виділення ДІ з відповідних контрольних точок і перетворення її у цифровий вигляд. Далі діагностична інформація поступає на модуль обробки.
Модуль обробки призначений для аналізу отриманої діагностичної інформації, її порівняння з еталоном та прийняття рішення про технічний стан ТЕЗ, що діагностується. Модуль обробки діагностичної інформації реалізується програмними засобами у стандартній ЕОМ. Він включає в себе блок дискретного перетворення Фур’є, блок накопичення діагностичної інформації (база даних), інформаційний блок (матриця знань), блок формування і настроювання функцій приналежності, блок нечіткого логічного виводу, блок прийняття рішення, підсистему поповнення знань, блок формування команд управління та діалогові засоби.
Рис.2. Структурна схема модуля знімання діагностичної інформації.
Така структура пристрою діагностування дозволяє зменшити його собівартість, дозволяє використовувати стандартні засоби обміну інформацією, що загалом сприяє підвищенню ефективності системи технічного діагностування і ремонту цифрових пристроїв.
ВИСНОВКИ
У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає в розробці удосконаленого методу діагностування цифрових ТЕЗ з використанням параметрів ЕДП та вихідних реакцій ТЕЗ при відновленні їх працездатності у військових ремонтних органах.
При рішенні наукової задачі були отримані такі нові наукові результати:
– математична модель цифрового ТЕЗ з мікропроцесорними ВІС. Модель призначена для формалізованого опису функціонування цифрового ТЕЗ з урахуванням логіки роботи МП ВІС. Модель дозволяє за допомогою поетапної декомпозиції ТЕЗ на модулі визначити необхідну глибину діагностування. Вона описує процес отримання діагностичної інформації від двох джерел залежно від вхідних даних і функцій, які реалізують ТЕЗ і його окремі модулі. Розглянуті види дефектів логічних елементів дозволяють визначити їх вплив на перекручування значень діагностичних параметрів та урахувати їх у математичній моделі. Модель відрізняється від існуючих, що визначає її новизну, врахуванням двох джерел отримання діагностичної інформації. Модель є основою для подальшої розробки методу діагностування і методики формування ТП;
– удосконалений метод діагностування цифрових ТЕЗ з використанням параметрів енергодинамічного процесу. Метод призначений для визначення технічного стану цифрових ТЕЗ, пошуку і локалізації дефектних елементів на основі аналізу значень діагностичних параметрів. Метод визначає необхідні умови для отримання, обробки і аналізу діагностичної інформації, передбачає комплексне використання для прийняття рішення різнорідних груп діагностичних параметрів. Метод відрізняється від існуючих, що визначає його новизну, комплексним врахуванням довільної кількості різнорідних діагностичних параметрів, можливістю локалізації дефектних елементів з заданою глибиною і достовірністю при діагностуванні складних цифрових пристроїв, які містять мікропроцесорні ВІС;
– методика формування тестових послідовностей для діагностування цифрових ТЕЗ. Методика призначена для формування тестових послідовностей, які дозволяють визначити технічний стан ТЕЗ й отримати діагностичну інформацію від елементів ТЕЗ з визначеною глибиною діагностування. Новизна методики полягає в комплексному використанні при формуванні тестових послідовностей двох груп діагностичних параметрів від двох різнорідних джерел. В якості тестових послідовностей використовуються стандартні команди ТЕЗ. Використання двох джерел діагностичної інформації дозволяє розділити процес контролю технічного стану і локалізації дефектних елементів цифрових ТЕЗ, скоротити кількість тестових послідовностей і наборів даних.
Наукове значення роботи полягає в тому, що отримані наукові результати сприяють рішенню важливої задачі технічної діагностики – скороченню середнього часу діагностування при забезпеченні заданої глибини і достовірності діагностування цифрових пристроїв.
Практичне значення роботи полягає в тому, що отримані в ній наукові результати дозволять розробляти відносно прості та дешеві пристрої діагностування з подальшим їх застосуванням у військових ремонтних органах з метою підвищення ефективності функціонування системи технічного діагностування і ремонту радіоелектронних засобів озброєнь. Робота проводилась у відповідності з планом наукової роботи та планом науково-дослідної роботи “Діагностика”, які виконувались у Військовому інституті Київського національного університету імені Тараса Шевченка, а її результати впроваджені у ВАТ “Укрспецтехніка” та у навчальному процесі при підготовці військових фахівців.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗДОБУВАЧА
ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Рєзніков М.І., Пампуха І.В., Гахович С.В. Аналіз видів дефектів мікропроцесорних великих інтегральних схем і умови їх прояву з урахуванням енергодинамічного процесу // Зб. наук. пр. КВІУЗ. Вип. №3. – К.: КВІУЗ, 2000. – С.142-149.
2. Рєзніков М.І., Пампуха І.В., Гахович С.В. Структурно-функціональна модель цифрового типового елемента заміни з урахуванням енергодинамічного процесу // Зб. наук. пр. КВІУЗ. Вип. №1. – К.: КВІУЗ, 2001. – С.126-133.
3. Чинніков Ю.В., Пампуха І.В., Гахович С.В. Приблизні методи оцінки надійності систем із знецінюваними і частково знецінюваними відмовами // Зб. наук. пр. ВІТІ НТУУ “КПІ”. Вип. №1. – К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2002. – С. 190-194.
4. Чинніков Ю.В., Вишнівський В.В., Гахович С.В. Урахування періодичності контролю в моделі системи з часовим резервуванням // Науково-технічний збірник. Вип. №13, – К.: ННДЦ ОТ і ВБ України, 2002. – С.64-67.
5. Вишнівський В.В., Гахович С.В., Катін П.Ю., Круценко В.В. Пристрій для діагностування цифрових ТЕЗ з використанням енергодинамічного процесу // “Вісник” Військового інституту Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Вип. № 6. – К.: КНУ ім. Т.Шевченка, 2003. – С. 70-74.
6. Захарчук О.В., Гахович С.В., Ольшанський В.В. Методика вибору функцій приналежності цифрових нечітких регуляторів в системах автоматичного управління // Зб. наук. пр. ВІТІ НТУУ “КПІ”. Вип. №3. – К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2003. – С. 44-53.
7. Гахович С.В. Методика побудови тестової послідовності для діагностування цифрових типових елементів заміни // Зб. наук. пр. ВІТІ НТУУ “КПІ”. Вип. №4. – К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2003.– С. 11–18.
8. Гахович С.В. Метод діагностування цифрових ТЕЗ // Зб. наук. пр. ВІТІ НТУУ “КПІ”. Вип. №4. – К.: ВІТІ НТУУ “КПІ”, 2004. – С. 24-30.
9. Пат. 32068 А Україна, МПК 6 G 06 F 9/22, G 06 F 11/30. Спосіб контролю технічного стану цифрових об’єктів діагнозу зі складною внутрішньою структурою: Пат. 32068 А Україна, МПК 6 G 06 F 9/22, G 06 F 11/30 / М.І. Рєзніков (Україна), І.В. Пампуха (Україна), В.М. Власюк (Україна), С.В. Гахович (Україна), О.Л. Мацьовитий (Україна). – №98126731; Заявл. 21.12.1998; Опубл. 15.12.2000; Бюл. № 7-II. – 2с.
АНОТАЦІЯ
Гахович С.В. Удосконалений метод діагностування цифрових пристроїв з використанням параметрів енерогодинамічного процесу при відновленні їх працездатності у військових ремонтних органах. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 20.02.14 – озброєння і військова техніка. Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Військовий інститут. Київ, 2004 .
Дисертація присвячена розвитку теорії і практики технічного діагностування. У роботі дістав подальший розвиток метод діагностування цифрових типових елементів заміни (ТЕЗ) з мікропроцесорними великими інтегральними схемами. Відмінністю методу є використання двох різнорідних джерел діагностичної інформації.
Розроблена нова математична модель цифрового ТЕЗ, яка враховує особливості функціонування мікропроцесорних великих інтегральних схем. Розглянуті види дефектів елементів ТЕЗ на структурному і функціональному рівнях, особливості транспортування діагностичної інформації у відповідні контрольні точки.
З урахуванням визначених і обґрунтованих критеріїв доповнені і узагальнені правила формування тестових послідовностей, що покладені в основу методики формування тестових послідовностей для діагностування цифрових ТЕЗ. Методика передбачає скорочення кількості тестових послідовностей і наборів даних за рахунок використання двох джерел діагностичної інформації.
Розроблена структурна схема пристрою діагностування цифрових ТЕЗ, описане призначення і функціонування його складових елементів.
Ключові слова: цифровий ТЕЗ, пошук і локалізація дефектних елементів, діагностична інформація, енергодинамічний процес.
АННОТАЦИЯ
Гахович С.В. Усовершенствованный метод диагностирования цифровых устройств с использованием параметров энергодинамического процесса при восстановлении их работоспособности в войсковых ремонтных органах. –Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 20.02.14 – вооружение и военная техники. – Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Военный институт. Киев, 2004.
Диссертация посвящена развитию теории и практики технической диагностики. В работе изложены научные результаты, направленные на сокращение среднего времени восстановления цифровых устройств. В работе получил дальнейшее развитие энергодинамический метод диагностирования цифровых устройств. В качестве цифровых устройств рассматриваются цифровые типовые элементы замены (ТЭЗ) с микропроцессорными большими интегральными схемами (БИС). Усовершенствованный метод предполагает комплексное использование в качестве диагностической информации двух источников и двух групп диагностических параметров. Этим достигается сокращение количества тестовых последовательностей и наборов данных, что, в конечном итоге, приводит к сокращению среднего времени диагностирования при обеспечении заданной достоверности.
Для реализации метода в диссертации разработана математическая модель цифрового ТЭЗ с микропроцессорными БИС. В модели предусматривается поэтапная декомпозиция цифрового ТЭЗ на модули с получением диагностической информации от двух разнородных источников. В модели отображено получение диагностической информации в зависимости от заданной глубины диагностирования и функций реализуемых ТЕЗ.
Рассмотрены виды дефектов элементов ТЭЗ и показана возможность их проявления и транспортирования диагностической информации в контрольные точки на структурном и функциональном уровнях. Обобщены и дополнены общие правила формирования тестовых последовательностей для диагностирования цифровых устройств с учетом предложенных критериев оценки информативности тестовых последовательностей и скорости прироста диагностической информации.
На основе предложенной математической модели разработан усовершенствованный метод диагностирования цифровых ТЭЗ. В рамках метода проведен анализ необходимости и возможности использования в качестве диагностической информации параметров энергодинамического процесса и выходных реакций ТЭЗ. Показано, что для повышения достоверности необходимо обработку диагностической информации, полученной по шине питания ТЕЗ, проводить в частотной области, для чего предложено использовать дискретное преобразование Фурье. Для принятия решения о техническом состоянии ТЕЗ предложен алгоритм обработки полученной информации от различных источников на основе использования теории нечетких множеств. Этим достигается комплексное использование разнородных групп диагностических параметров, гибкость в настройке и адаптивность в использовании для новых устройств и диагностических параметров.
На основе полученных результатов разработана методика формирования тестовых последовательностей для диагностирования цифровых ТЭЗ. Сокращение количества последовательностей и наборов данных осуществляется за счет использования в качестве тестовых последовательностей стандартных команд ТЭЗ и особенностей получения и транспортирования диагностической информации в соответствующие контрольные точки. Методика ориентированна на получение диагностической информации на структурном и функциональном уровнях, что позволяет разделить процесс контроля технического состояния и процесс поиска и локализации дефектных элементов ТЭЗ.
В работе предложена структурная схема устройства диагностирования цифровых ТЭЗ. Модуль съема диагностической информации и ее первичной обработки и модуль анализа разделены, что позволяет использовать стандартные аппаратные средства и снижает стоимость устройства в целом.
Проведенный анализ выигрыша разработанного метода в среднем времени диагностирования проводился по сравнению с вероятностными методами. Оценка проводилась по количеству и длине тестовых последовательностей при прочих равных условиях. В результате получен выигрыш в 20%…25% в среднем времени диагностирования.
Полученные в диссертации научные результаты способствуют дальнейшему развитию теории технической диагностики. Они могут быть использованы при решении задач, связанных с определением технического состояния радиоэлектронной техники различного назначения и ее составных частей.
Ключевые слова: цифровой ТЭЗ, поиск и локализация дефектных элементов, диагностическая информация, энергодинамический процесс.
SUMMARY
Gahovich S.V. An improved method of diagnosing of digital devices with usage of parameters of signals in the power supply circuit at reinstaintment of their functionability in army repair centers. - Manuscript.
Thesis on obtaining of a scientific degree of the candidate of engineering science on a speciality 20.02.14 - arms and military engineering. The Kyiv National Taras Shevchenko University, Military Institute. Kyiv, 2004.
The thesis is dedicated to development of the theory and practice of technical diagnosing. In the thesis the new method of diagnosing of digital standard components (DSC) of replacement with microprocessor large integrated schemes has been worked out. The difference of the method is a usage of two heterogeneous sources of the diagnostic information.
The new mathematical model of digital DSC which considers for features of operation of microprocessor large integrated schemes has been worked out. At structural and functional levels the kinds of defective units DSC , the features of transportation of the diagnostic information in the according checkpoints have been reviewed.
In considerance with selected and substantiated criterions the rules of formation of test sequences which were made as the basis of a technique of formation of test sequences for diagnosing digital DSC, have been supplemented and generalized. The technique provides reduction of quantity of test sequences and data sets at the expense of usage of two sources of the diagnostic information.
The structure scheme of the device of diagnosing of digital DSC has been designed, the assigning and functioning of its components has been described.
Keywords: digital DSC, search and localization of defective elements, diagnostic information, parameters of signals in the power supply circuit.
| 
