Джураев Р.Х., Джаббаров Ш.Ю. Методические указания к практическим занятиям - Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем - файл met_po_TDSC.doc

Джураев Р.Х., Джаббаров Ш.Ю. Методические указания к практическим занятиям - Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем
скачать (46.3 kb.)
Доступные файлы (1):
met_po_TDSC.doc287kb.01.01.1999 02:35скачать

met_po_TDSC.doc




УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ И ИНФОРМАТИЗАЦИИ

ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Кафедра "Системы телематики"


Методические указания к практическим занятиям по курсу ТДЦС

"Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем"

Ташкент 2003


Методические указания к практическим занятиям по курсу "Техническая диагностика цифровых систем" направление образования "5522200 - Телекоммуникация". Рассмотрены на заседании кафедры СТ и рекомендованы к печати, протокол

№ 9 от 16 января 2003 года.

Составители: Джураев Р.Х.

Джаббаров Ш.Ю.

Юлдашев М.Д.

Ответственный редактор: Усманова Н.Б.

Редакционно-корректурная комиссия:

Корректор: Абдуллаева С.Х.



Практические занятия

Принципы организации дистанционного диагностирования цифровых систем


  1. Цель занятия




    1. Изучение основных методов диагностирования цифровых устройств.

    2. Изучение принципа организации дистанционного диагностирования

цифровых устройств.


  1. Домашнее задание

    1. Изучить теоретический материал, приведенный в настоящем пособии.

2.2. Изучить основные надежностные показатели цифровых систем.
Список использованных источников


  1. "Правила технической эксплуатации цифровых междугородных и международных телефонных станций сети электросвязи общего пользования Российской федерации, "Москва", 1998.

  2. Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. - М.: Радио и связь, 1988-156с.

  3. Ярмолик В.Н. Контроль и диагностика цифровых узлов ЭВМ.- Мн: наука и техника, 1988-240с.

  4. Гуляев В.А., Кудряшов В.К. Автоматизация наладки и диагностирования микро УВК. - М.: Энергоатомиздат, 1992-256с.

  5. Джураев Р.Х, Минаров М.М. Экспериментальные исследования по применению сигнатурного анализа для диагностики цифровых узлов телеграфной аппаратуры. Тезисы докладов. Республиканской НТК "Проблемы развития и эксплуатации междугородной и международной связи Республики Узбекистан " Ташкент. 1993.с.59 - 60.



Оглавление





стр

Введение…………………………………………..…………………………………..

4




1

Особенности технического обслуживания цифровых систем………………

6




2

Принцип контроля и диагностики цифровых систем………………………..

8




3

Общие методы контроля и диагностики цифровых систем…………………

12




4

Структура системы дистанционного диагностирования и процесс управления. Порядок проведения диагностической сессии………………...

14





5

Стандарт ITU-T и структура соединений технических средств…………….

22




6

Выбор метода для дистанционного диагностирования цифровых устройств………………………………………………………………………..

29



7

Сигнатурный анализ цифровых устройств - разновидность метода компактного тестирования…………………………………………………….

31


Заключение……………………………………………………………………….…...

35



Введение
Современные цифровые сети и системы телекоммуникаций представляют собой сложные комплексы оборудования. Основное направление совершенствования цифрового телекоммуникационного оборудования (ЦТО) связано с бурным развитием микроэлектроники и вычислительной техники. Конструктивная компановка ЦТО включает типовые элементы замены (ТЭЗ), сменные цифровые платы, заменяемые при ремонте. Для построения последних используется элементная база, основанная на применении БИС, СБИС и микропроцессорных комплектов (МПК). Их применение позволяет существенно повысить эффективность систем - увеличить производительность и надежность, повысить технологичность, расширить функциональные возможности систем, уменьшить стоимость, массу, габариты и потребляемую мощность.

В тоже время переход к широкому использованию БИС, СБИС и МПК в современном ЦТО создал вместе с бесспорными преимуществами и ряд серьезных проблем в их эксплуатационном обслуживании, связанных в первую очередь с процессами контроля и диагностики. Это обусловлено тем, что сложность и количество находящегося в эксплуатации ЦТО растет быстрее, чем число квалифицированного обслуживающего персонала. Главной задачей технической эксплуатации цифровых коммутационных систем, цифровых систем передачи, систем передачи данных, а также терминальных устройств является обеспечение их качественного функционирования. Решающим фактором, обеспечивающим высокую готовность ЦТО, является наличие средств контроля и диагностики, позволяющих оперативно проводить поиск неисправностей.

Особое значение имеет то обстоятельство, что традиционные средства контроля и диагностики требуют или наличия высококвалифицированного обслуживающего персонала, или сложного диагностического обеспечения. Поиск неисправностей в таких устройствах сопряжен с определенными трудностями и при использовании традиционных контрольно-измерительных приборов не даёт приемлемых результатов. Кроме того, использование традиционных технических средств (диагностики в платах с малыми и средними ИС) для решения задач локализации неисправностей в платах с БИС, СБИС, и МПК, является в ряде случаев практически невозможным.

Отсюда следует, что необходимо вместе с новой ЦТО разрабатывать и новые методы обнаружения неисправностей в цифровых устройствах для ускорения поиска, и ремонта неисправностей для снижения стоимости ремонта цифровых устройств (ЦУ). Целесообразнее было бы организовать дистанционное диагностирование цифровых устройств под которым подразумевается простая оперативная связь между техником на месте и специалистом из обслуживающего центра. Дистанционная диагностика обеспечивает непосредственное диагностирование ЦУ методом компактного тестирования на основе сигнатурного анализа, для чего используются микропроцессорные контроллеры. Для этого используются мощные ПЭВМ для хранения центральной базы данных (БД), доступ к которой имели бы удаленные микропроцессорные контроллеры, тестирующие цифровые платы. Центральная ПЭВМ должна передавать контроллерам запрашиваемую ими информацию, необходимую для тестирования цифровых плат. При этом контроллеры запрашивают ту информацию, которой не хватает в их собственной БД.

Дистанционная диагностика снижает стоимость ремонта и значительно сокращает число специалистов высокой квалификации, требуемых для обслуживания нового ЦТО, а также с ее помощью можно добиться снижения времени поиска неисправностей, которое в свою очередь приведет к повышению коэффициента готовности ЦТО.


1.Особенности технического обслуживания цифровых систем
Системы телекоммуникаций, как и другие технические изделия, создаются для удовлетворения потребностей людей и общества в целом. Объективно таким системам присущи иерархичность структуры, связь с внешней средой, взаимосвязь элементов, из которых состоят подсистемы, наличие управляющих и исполнительных органов и т.п. В результате взаимодействия систем со средой и другими системами происходит перераспределение энергии и информации, изменения в системе происходят во множестве форм, крайними и противоположными из которых являются развитие (усовершенствование системы, ее усложнение) и деградация (износ, разрушение). Все эти изменения системы, начиная с момента ее создания (возникновения необходимости ее создания) и кончая ее полным разрушением, образуют жизненный цикл (ЖЦ).

Стадиями ЖЦ являются:

- исследование и проектирование, где происходит исследование и отработка замысла, формирование уровня качества (соответствующего достижениям научно-технического прогресса), разработка проектной и рабочей документации, изготовление и испытания опытного образца, разработка рабочей конструкторской документации. На этой стадии, наряду с проработкой вопросов функционирования системы как таковой, разрабатываются системы;

- изготовление изделий, включающие технологическую подготовку производства, становление производства, подготовку изделий к транспортированию и хранению;

- эксплуатация, которая является основой в ЖЦ системы и включает:

а) целевое использование в соответствии с назначением;

б) техническое обслуживание;

в) ремонт и восстановление после отказов.

На последнем этапе эксплуатации, после потери устройством потребительских качеств, реализуется операция его утилизации.

На рисунке 1 приведено типовое распределение стадий и этапов ЖЦ системы. Мы будем рассматривать проблемы, возникающие на третьей стадии жизненного цикла. Проблема, возникающая на третьей стадии ЖЦ системы, заключается в том, что отказы, дефекты, неисправности вызывают сбой в работе систем, которые становятся неработоспособными, в связи с чем наблюдаются простои в системах связи. Без анализа статистики и природы появления сбоев невозможно обеспечить безотказность функционирования таких систем. Поэтому изучение статистики и природы появления сбоев позволяют свести к минимуму наносимый вред от потери информации в процессе управления и контроля. Еще раз подчеркнем, что качество работы и особенности действий на этой стадии во многом определяются тем, что было заложено в систему на первых двух - чем лучше, полнее задача диагностики и контроля решена на стадии проектирования, тем эффективнее она реализуется при эксплуатации. Строго говоря, для оценки эффективности системы, задачи, решаемые на всех стадиях ЖЦ, неразрывны.

На рисунке 2 приведен жизненный цикл систем в период их эксплуатации, который можно характеризовать через  - интенсивность отказа.

На кривой можно выделить три характерные области:

I Предэксплуатационная тренировка и испытания;

II Нормальная эксплуатация;

III Старение, износ и утилизация.

В первый период предэксплуатационных испытаний выявляются, в основном, большинство производственных дефектов и неисправностей. Они составляют до 70 – 80% отказов системы в целом.

Во второй период система проходит нормальную эксплуатацию, поэтому наблюдаются отказы и неисправности с минимальной интенсивностью отказа - ..

В третьем периоде  резко возрастает в виду деградационных процессов и система нуждается в капитальном ремонте или в утилизации.

Характер и вид отказов в эти три периода технической эксплуатации систем в основном разнотипные: если в первый период перерастают производственные ошибки, то в третьем – наблюдается резкое отклонение численных значений основных параметров элементов, обусловленное процессами деградации и





Рисунок 1 Типовое распределение стадий и этапов ЖЦ системы

Обозначения:



t
Рисунок 2 Три этапа эксплуатации цифровых систем
устранением в определённой мере способом регулировок и подстроек. Анализ причин и видов отказов в разные временные отрезки позволяет активно вмешиваться в производственный процесс и минимизировать погрешности за счет влияния человеческого фактора (проводить обучение техперсонала, снабжать их прогрессивной контрольно - измерительной техникой и т.д.)
2.Принцип контроля и диагностики цифровых устройств
В связи с широким внедрением ЦС на базе БИС и микропроцессорных комплектов (МПК) задача диагностики, т.е. процесс определения технического состояния объекта с определенной точностью до неисправного элемента, во многих случаях является трудноразрешаемой. Зарубежный опыт эксплуатации аппаратуры связи на базе БИС и МПК показал, что обеспечить надежное функционирование последней невозможно без соответствующей организации контроля и технической диагностики. Это связанно со значительным ростом количества находящихся в эксплуатации сложных цифровых плат, а также различным подходом к вопросам обеспечения контролепригодности различными предприятиями - изготовителями цифровых систем. Большинство специалистов, занимающихся обслуживанием сложной аппаратуры, достаточно ясно осознало, что к проблеме контроля и диагностики нельзя относится как к вопросу второстепенной важности. Поэтому повышение технических и эксплуатационных характеристик сложной аппаратуры на базе БИС и МПК неразрывно связано с разработкой новых методов и средств диагностики, с необходимостью всестороннего учета и анализа цифровых плат и их составных частей, как объекта контроля и диагностики.

Эффективная система технической диагностики должна обеспечивать двухступенчатую стратегию поиска неисправностей в ЦТО с глубиной поиска, соответственно, до ТЭЗа (платы) и микросхемы. С учётом расширения номенклатуры ЦТО возникает необходимость в снижении требований к квалификации обслуживающего персонала систем технического диагностирования, особенно для центров сервисного обслуживания и ремонта. Диагностическая аппаратура, предназначенная для этих центров, должна иметь по возможности минимальные массогабаритные показатели и обеспечивать учёт специфики каждого объекта диагностирования.

Двухступенчатая стратегия технической диагностики состоит из следующих этапов:

- локализация неисправностей ЦТО до типового элемента замены (ТЭЗа) или группы ТЭЗов (осуществляется встроенной системой автоматической диагностики.) При этом диагностические тесты запускаются по требованию системы техобслуживания. Неисправный ТЭЗ должен заменяться исправным ТЭЗом из состава ЗИП;

- ТЭЗ, который заменили, маркируется как неисправный и отправляется в центр ремонта. В последнем с помощью диагностических средств осуществляется поиск, локализация неисправного компонента и его замена. Количество и состав ЗИП в центрах должны обеспечить её непрерывную работу с учётом возврата ТЭЗов из ремонта.

Особенности контроля и диагностики цифровых плат с БИС заключаются в следующем:

- широкий диапазон характеристик БИС;

- количество контрольных тестов может достигать несколько тысяч;

- цифровые платы с БИС имеют магистральный принцип организации, что требует обеспечения обмена данными по 4, 8, 16 -разрядными шинами за один период тактовой частоты, а также одновременный многоканальный контроль;

- магистральные шины в большинстве БИС имеют двунаправленный режим работы, поэтому контрольное оборудование должно обеспечивать переключение с передачи на приём в течение одного пери­ода тактовой частоты;

- цифровые платы с БИС могут иметь в интерфейсных схемах несколько двунаправленных каналов ввода/вывода;

- так как временные характеристики играют важную роль, то операции контроля должны производится на частоте, близкой к рабочей частоте, до 10-20 МГц.

На основании вышеизложенного можно отметить, что в усло­виях эксплуатации аппаратуры связи требуется решение следующих задач контроля и диагностики:

- снижение себестоимости контрольно-диагностических ра­бот с целью минимизации себестоимости ремонтно - восстановительных работ (РВР);

- сбор и обработка информации об эксплуатационной надеж­ности цифровых плат и их составных частей, а также о временных и экономических затратах на поиск и устранение неисправностей.

С точки зрения диагностики, процессу обнаружения и устранения неисправностей в условиях эксплуатации присущи нижеследующие специфические особенности:

- в большинстве случаев достаточна локализация неисправнос­тей на уровне сменной цифровой платы;

- высокая вероятность появления к моменту ремонта не более одной неисправности;

- в большинстве систем предусмотрены некоторые возмож­ности контроля и диагностики, возможность контроля состояния работоспособности;

- при правильно организованных профилактических осмотрах возможно раннее обнаружение потенциального отказа;

- контроль и диагностика небольшого количества аппаратуры связи при большом числе разнообразных типов цифровых плат.

Процесс автоматического диагностирования (в системах функционального и тестового диагностирования) может быть реализован следующими способами:

Аппаратный способ диагностирования может быть использован применительно к различным техническим объектам. В отличии от него программный способ диагностирования применим только для объектов, работающих по сменной программе. Примерами таких объектов являются специализированные и универсальные, управляющие и вычислительные машины.

Программный способ диагностирования реализуется с помощью программ, под управлением которых работает объект диагностирования.

Наиболее эффективным является программно - аппаратный способ диагностирования сочетающий в себе преимущества первых двух способов.

С целью разработки автоматизированного устройства диагностики цифровых плат (АУДЦП) на базе ПЭВМ и создания базы диагностических данных должны быть рассмотрены:

- методика анализа номенклатуры и технических данных заданных типов цифровых плат электронного оборудования, как объекта контроля и диагностики для средств компактного тести­рования;

- методика анализа статистических данных подконтрольной эксплуатации заданной аппаратуры для определения надёжностных характеристик цифровых плат.

По первому направлению проводится анализ номенклатуры и технических данных отдельных цифровых плат и их составных частей, необходимых при разработке устройства сопряжения АУДЦП на базе ПЭВМ и объекта диагностики цифровой платы:

- распределение числа различных по функциональному назна­чению цифровых плат в оконечной и каналообразующей аппаратурах;

- число типонаименований цифровых плат и их размеры, типы, серии и число ИМС, БИС и МПК;

- типы и число разъёмов, число контактов разъёмов в различ­ных типах цифровых плат;

- рабочие частоты функционирования узлов в рассматриваемых цифровых платах;

- градации напряжения источников питания для различных цифровых плат с ИМС, БИС и МПК.

По второму направлению проводится анализ существующей подсистемы ремонтно - восстановительных работ, связанных с цифровыми платами:

- общая организация, способы и средства контроля и диагнос­тики, используемые при РВР;

- временные и стоимостные затраты на проведение контроль­но-диагностических операций для заданных цифровых плат и ремонтно-восстановительных работ в целом;

- анализ надёжностных характеристик цифровых плат и их составных частей по результатам обобщенного опыта эксплуатации.

С целью определения основных количественных показателей эксплуатационной надёжности цифровых плат, учёт которых позво­лит снизить реальные трудозатраты на проведение контрольно-диагностических операций, проводится анализ:

- интенсивности отказов цифровых плат;

- доля отказов отдельных цифровых плат в общем количестве отказов аппаратуры;

- среднее время поиска неисправности;

- наработка на отказ и среднее время восстановления циф­ровых плат;

- ранжирование цифровых плат по критерию эксплуатационной надежности.

Таким образом, в создаваемой базе диагностических данных АУДЦП предусматривается хранение:

- сведений о типах ИМС, БИС и МПК и их эталонных сигнатурах, необходимых при их замене и для организации входного контроля;

- сведений о проверяемых цифровых платах и их эталонных сигнатурах, непосредственно на контактах разъёмов;

- сведений о топологической модели схемы цифровых плат;

- алгоритмов для поиска и локализаций места неисправности в цифровых платах карты поиска неисправности;

- сведений о внешних стыковочных параметрах, необходимых при настройке и проверке работоспособности восстановительных цифровых плат и доведения этих параметров до норм, указанных в технических условиях.

При этом, как показывает зарубежный и отечественный опыт создания автоматизированных средств контроля и диагностики, пользователю АУДЦП необходимо представить на выбор один из ниже следующих режимов:

- режим словаря "журнал" эталонных сигнатур, для заданных типов цифровых плат. Подобный словарь сигнатур цифровых плат даёт возможность контролировать по ним состояние цифровой схемы в произвольном порядке, отыскивая неправильные или нестабильные сигнатуры;

- режим обратного прослеживания ошибок по заданному алгоритму карты поиска неисправности в цифровой плате. В этом режиме оператор получает указания по последовательному контролю набора точек, что позволяет оператору, начиная с неправильной сигнатуры, определить всю цепочку сигнатур, ведущую к неисправному элементу или узлу схемы с точностью, которую обеспечивают методы компактного тестирования.

В обоих режимах отображение диагностической информации осуществляется на дисплее, а носитель диагностической программы заложен в память ПЭВМ.

При этом в АУДЦП по окончании контрольно-диагностических процедур должно обеспечиваться автоматическое документирование и хранение результатов:

- даты и времени проявления неисправности;

- режима работы аппаратуры в момент появления неисправности;

- места и средств, применяемых для поиска и локализации места неисправности;


3.Общие методы контроля и диагностики цифровых устройств
С целью выявления перспективных направлений, исследований и понимания принципиальных изменений в методах и средствах контроля и диагностики, которые могут быть использованы для диагностики цифровых устройств, рассмотрим существующие методы контроля и диагностики. Анализ многочисленных зарубежных работ, посвященных проблемам контроля и диагностики цифровых устройств показал, что в настоящее время широкое распространение находят различные методы. Все методы контроля и диагностики могут быть разделены на три основные группы:

Параметрический контроль включает традиционные измерения

параметров на постоянном токе и временные параметры: напряжений, токов, сопротивлений, частоты, скважностей, фронтов длительностей импульсов, времени задержки распространения сигнала, длительности нарастания, длительности спада и др.

Кроме того, параметрическим измерениям подлежат токи утечки входных контактов БИС, взаимные проводимости выводов микросхем, коэффициенты усиления, а в ряде случаев и параметры входных и выходных сигналов, получаемых в процессе упрощения тестовой проверки логических узлов. Известно три основных метода параметрического контроля элементов, установленных на плату: метод функциональных проб, метод двухполюсников, метод "потенциального" разделения.

Анализ показывает, что использование первого и второго методов связано с выпаиванием электронных элементов из схем, что в свою очередь может стать источниками отказов в электронном узле. В связи с этим, в настоящее время широкое распространение получил третий параметрический метод измерения без разрыва связей между элементами. Сущность этого метода заключается в искусственном расчленении многополюсной схемы на двухполюсники путем приложения электрических потенциалов, компенсирующих действие связанных с двухполюсником элементов при измерении его параметров.

В отличии от параметрического контроля, задача функционального контроля включает:

Методы функционального контроля различаются по четырем основным признакам: способу генерации входных воздействий, способу генерации выходных реакций, способу сравнения выходных реакций испытуемой системы с истинными, способу анализа и постановки диагноза.

В зависимости от масштаба времени в котором производится функциональный контроль, различают статический и динамический контроль. Если статический, функциональный контроль осуществляется при низкой скорости протекания процесса, то динамический контроль осуществляется в реальном масштабе времени при быстродействии контролируемой системы, близкой к максимальной. В соответствии с этим статический контроль обнаруживает относительно простые неисправности, а динамический контроль позволяет выявить сложные динамические неисправности. Рассмотренные параметрические и функциональные методы контроля основываются на существенно различных подходах к контролю, обнаруживают различные виды неисправностей, дают различную степень достоверности контроля и отличаются по стоимостным показателям.

Параметрические методы обеспечивают проверку отдельных компонентов в параллельном режиме и поэтому обладают очень высокой производительностью. Кроме того, эти методы при реализации обеспечивают меньшую стоимость оборудования и небольшие расходы на программное обеспечение. Недостатком является низкая степень выявления дефектов и высокая стоимость зажимов, необходимых для сопряжения с контролируемым объектом.

В отличии от параметрического метода функциональный контроль проверяет, например, печатные платы как функциональное целое. При этом, из-за последовательного поиска неисправности снижается реальная производительность. Однако при функциональном контроле обеспечивается очень высокая степень выявления неисправностей.

В отличие от схемы организации функционального контроля, схема организации тестового контроля и диагностики отличается возможностью подачи на контролируемые объекты специальных тестовых воздействий, в то время как в процессе функционального контроля используются только рабочие воздействия. Таким образом, при использовании тестового метода возникает задача синтеза контролирующих и диагностических тестов для заданного класса неисправностей: константные неисправности, короткие замыкания, обрывы, неисправности элементов и т.д. Из чаще всего применяемых при тестовых методах ограничений типа неисправностей можно назвать неисправность типа "тождественный 0" и "тождественная 1", далее количество одновременно появляющихся неисправностей до одной и ограничение на неисправности постоянного вида, т.е. неисправности появляющиеся одинаковым способом за все время теста. В качестве тестовых методов, учитывающих и не учитывающих логику схемы и позволяющих производить синтез обнаруживающих тестов, используются: метод таблиц истинности, метод дифференцирования Булева, алгоритм Армстронга, метод Х- кубов и метод Д-кубов.
4.Структура системы дистанционного диагностирования и процесс управления. Порядок проведения диагностической сессии
В общем виде любую вычислительную систему с удаленным доступом можно представить в виде центральной станции, соединенной через каналы связи с рядом удаленных станций. На центральную станцию системы возлагаются такие задачи как обработка данных, так и управление функционированием систем в целом, в том числе управление обменом информацией с удаленными станциями.

На удаленные станции возлагаются задачи ввода-вывода данных непосредственно пользователю систем, а также управление обменом информацией с центральной станцией системы.

Таким образом, такая система выполняет две основные функции:

Обработка данных осуществляется средствами центральной ЭВМ, а

управление телеобработкой - как средствами системной телеобработки, так и программными средствами пользователя.

К стандартным функциям телеуправления относятся:

- динамическое распределение памяти для сообщения;

В системах телеобработки передача информации между удаленными станциями осуществляется по заранее определенным алгоритмам обмена информацией. В системах телеобработки применяют несколько унифицированных алгоритмов обмена информацией:

Каждый из унифицированных алгоритмов ориентирован на использование

с конкретными типами абонентских пунктов.

Удаленная станция или группа удаленных станций, подключаемых к одному каналу связи, образуют совместно с ЦС звено системы. Взаимодействие станций в звене системы осуществляется по процедурам, определяемым конкретным алгоритмом обмена информацией. Для непосредственной передачи информации между станциями в звене системы проводится процедура логического соединения, которая приводит к установлению звена данных. Под звеном данных понимается совокупность двух или более станций, логически объединенных через общую физическую среду и одновременно участвующих в процедуре передачи данных. Понятие звено данных используется только тогда, когда станции звена системы подсоединены к одной и той же линии связи и работают с одной скоростью передачи и единым кодом.

Передача информации в звене данных осуществляется в процессе выполнения процедуры ПД, во время которой станции звена системы распознают и формируют определенный набор управляющих символов, используемых для разделения информации на блок и сообщения, изменения направления передачи, формирования различных вопросов и ответов, защиты информации от ошибок и других целей.

В общем случае весь процесс передачи информации в звене системы телеобработки можно рассматривать как объединение различных фаз связи. В каждой фазе связи одна из станций руководит работой звена системы и является ответственной за продолжение связи, другая только реагирует.

В системах телеобработки используются следующие фазы связи:

Отметим, что фазы 1 и 5 используются в звеньях системы коммутируемых каналов связи.

В процессе ПД можно выделить 2 основных состояния, в которых находится оборудование телеобработки данных:

Передача информации между двумя пунктами телеобработки осуществляется по соответствующим протоколам управления звеном данных.

Протоколы определяют процедуры установления и завершения логического соединения между узлами сети, управления переносом данных и обеспечение целостности сообщений при передаче информации. Одними из протоколов, используемыми в системах телеобработки являются протоколы, использующие режим подчинения, централизованную работу. Процедура установления-разъединения звена данных при использовании режима подчинения, централизованной работы приведена на рисунке 3. Передача сообщений между управляющей и подчиненной станциями осуществляется в звене данных, т.е. после установления состояния "Главная - зависимая" станции. Передача и разъединение звена данных завершается посылкой главной станцией управляющего символа КП

Для дистанционного обслуживания в большинстве случаев применяются сети передачи данных.

Система дистанционного обслуживания (ДО) организуется из трех связанных подсистем:

- информационно - справочной системы на базе сервисного банка данных;

Наличие сервисного банка и возможность доступа к нему позволяет определить характер предполагаемой неисправности, с определенной вероятностью произвести статистику и анализ для выявления интегральных

показателей надежности, позволяет решать задачи прогнозирования для диспетчеризации, кроме того, позволяет внести коррективы при конструировании новых цифровых устройств.

Информационно - справочная система является информационным отображением состояния и динамики двух систем - совокупности объектов обслуживания и сервисной организации.

Система ДО ЦУ организуется как автоматизированная система дистанционного управления обслуживанием (АСДУО) ЦУ. Основная задача АСДУО - диагностика состояния ЦУ, находящейся на расстоянии от центра обслуживания, средствами, располагающимися в центре и в самой ЦУ.



Рисунок 3 Процедура установления - разъединения звена данных
Под диагностикой здесь подразумевается определение исправного либо неисправного состояния ЦУ в целом и отдельных ее технических (программных) средств, и в случае обнаружения неисправности установка диагноза, определяющего существо и место неисправности ЦУ. Подсистему, занимающуюся дистанционной диагностикой (ДД) будем называть автоматизированной системой дистанционной диагностикой (АСДД).

На рисунке 4 представлена схема основных процедур диагностики. Первым шагом автоматизации согласно приведенной схеме считается автоматизация процедуры проведения контроля, т.е. автоматизация элементов контроля работоспособности и диагностического контроля ЦУ. Снабжение ЦУ средствами контроля, в том числе программными, не входит в состав функции АСДД. Более или менее автоматизированными, вплоть до полной автоматизации, могут быть и остальные четыре приведенные на рисунке 5 процедуры, объединёные в понятие управления диагностикой. При этом считается, что в основном управление диагностикой автоматизируется за счет средств центра обслуживания (ЦО). В общем случае, в пользовательском центре (ПЦ) предполагается наличие средств контроля и средств автоматического управления.

Структура управления этим средствами представлена на рисунке 5. При распределении средств контроля и диагностики (КД) в ПЦ на внутримашинные и внешнемашинные средства, в составе АСДД можно выделить подсистему АСДУ со встроенными средствами обслуживания (ВСО) и АСДУ внемашинными средствами КД. Под ВСО здесь подразумевается внутри машинная система средств КД и средств управления КД.

Для простоты разработки на первых порах вместо АСДУ предлагается создать неавтоматизированную систему дистанционного управления (СДУ), в которой в роли средств ручного управления ЭВМ ПЦ выступали бы соответствующие средства центра обслуживания (ЦО), т.е. во-первых, рекомендуется разработать и применить режим удаленного пультового устройства, во - вторых, рекомендуется ввести в состав ВСО автоматизированные процедуры диагностики, находящиеся непосредственно не под ручным, а под автоматизированным управлением ЦО. Средства автоматного управления КД ВСО, находящиеся в ЦО будем называть средствами автоматной диагностики (АД). Возможность применения центральных автоматных средств диагностики с ПЦ обеспечивает более оперативную и эффективную диагностику под управлением высококвалифицированного специалиста, производящего обслуживание на месте расположения ЦУ.

Структура систем централизованного обслуживания, представлена на рисунке 6.

На рисунке рассмотрены следующие системы:

- СЦО - система централизованного обслуживания;

- АСДУО - автоматизированная система дистанционного обслуживания;





Рисунок 4 Схема основных процедур диагностики




Рисунок 5 Структура управления средствами диагностики.

- АСДД - автоматизированная система дистанционной диагностики;

- ВСО -встроенная система обслуживания.

Помимо рассмотренных здесь систем на рисунке изображены: система диспетчеризации при централизованном обслуживании и система снабжения средствами обслуживания. Вопрос применения системы диспетчеризации в целях АСДД рассматривается далее, а одной из задач системы снабжения считается дистанционная передача недостающих программных информационных средств КД, или исправных программных средств КД, или исправных программных средств ПЦ.

Структура технических средств для функционирования системы АСДУО представлена на рисунке 7. В систему через сервисный пульт (СП) входят встроенные средства обслуживания обслуживаемых цифровых устройств (ЦУ) в пользовательских центрах, средства в центре обслуживания, и сеть передачи данных централизованного обслуживания (СПД ЦО).




Рисунок 6 Структура систем централизованного обслуживания ЦУ.
Основным техническим средством системы АСДУО является вычислительный комплекс на базе ЭВМ, в состав периферийных устройств которого входит множество дисплеев обслуживания. Дисплей с клавиатурой является основным средством работника ЦО, непосредственно выполняющего дистанционную диагностику. Назовем этого работника ЦО специалистом (С) и обозначим его дисплей через ДС (дисплей специалиста).

Для диспетчеризации обслуживания множества систем организуется система диспетчеризации с диспетчером (Д), управляющим при помощи соответствующего дисплея (ДД) ходом обслуживания.

В пользовательских центрах в систему АСДД через СП включаются средства встроенных систем обслуживания цифровых устройств (ЦУ). В систему АСДД через стык физической линии сети ПД на месте расположения ЦУ могут быть подключены переносные внемашинные средства контроля и диагностики с автоматическим управлением.

Сеть ПД состоит из аппаратуры окончания канала данных (АКД), средства коммутации (каналов или пакетов), линий связи (ЛС). АКД конструктивно необязательно отделена от соединяемого с ним средства, т.е. АКД может быть составным элементом сервисного пульта.

В первое время предлагается организовать сеть ПД на базе некоммутируемых и коммутируемых одно - и много - точечных телефонных линий со скоростью передачи от 1200 бит/с. В случае телефонной линий АКД - модем или вместе с устройством автоматического вызова

Рассмотрим порядок проведения сессии диагностики. Централизованный контроль технического состояния ЦУ может быть осуществлен либо по инициативе центра обслуживания, либо по инициативе пользователя. В любом случае требование диагностики проходит этап диспетчеризации, завершающийся либо назначением сессии диагностики, либо отказом обслуживания.

Под сессией диагностики подразумевается процесс диагностики, состоящий из чередующихся этапов определения специалистом заданий диагностики для проведения определенных диагностических процедур, выполнения этих заданий, завершающихся отображением полученной диагностической информации и этапов обдумывания. Сессия может быть успешной и завершаться установкой диагноза, либо безуспешной. В любом случае результаты сессии после ее окончания передаются системе диспетчеризации для организации дальнейшего обслуживания. В случае неуспешного завершения сессии может быть назначена новая сессия.

Сессию проводят специалист (С) и пользователь (П) через соответствующие дисплеи (ДС и ДП). Для проведения сессии требуется на это согласие обеих сторон. Сессия может быть прервана пользователем или специалистом. Во время сессии П и С могут обмениваться между собой сообщениями, а также с диспетчером ЦО.

Сессия может протекать двумя способами:

Во время сессии роль управляющего и управляемого может быть взаимно

перераспределена.

Этими двумя способами протекания сессии ставятся в соответствие режимы диагностики в АСДД:

Функциональная структура диагностики в этих двух режимах представлена

на рисунке 8. Применяются следующие сокращения:

- ПЦ - пользовательский центр;

- ЗД - задание диагностики;

- РУ - ручное управление;

- ЗСП - задание специалиста пользователю;

- ИПС - информация пользователю специалисту;

- ЗПС - задание пользователя специалисту;

- ЦО - центр обслуживания;

- ДИ - диагностическая информация;

- АУ - автоматное управление.

Элементы, представленные на рисунке 8, как правило функционируют последовательно. Диагностика в режиме Д, например, может протекать в определенном с ДС ЗД РУ, чему следует ответ в виде ДИ РУ, далее может быть для П передан приказ (ЗСП) установки некоторого носителя, чему П отвечает ИПС. Рассмотренный пример свойственен для диагностики в режиме удаленного пультового устройства. При наличии автоматных средств диагностики (АД) в ЦС, и соответствующих им средствах КД в ПЦ, ЗД АД выполняется в контуре ЗД АД, АД, ЗД АУ, КД, ДИ АУ, ДИ АД.

Затем после обдумывания результатов, может быть представлено новое задание. Аналогично протекает сессия и в режиме МС.
5. Стандарты ITU-T и структура соединений

технических средств
Для более ясного объяснения материала оговорим смысл некоторых терминов, встречающихся ниже DTE и DCE. Эти термины относятся к передаче данных. DTE (Data Terminal equipment) - это оборудование терминала данных (компьютер). DCE (Data Communication Equipment) - это оборудование передачи данных (модем). RS-232-C или EIA-232-D - это рекомендованный стандарт Ассоциации электронной промышленности, определяющий последовательный коммуникационный интерфейс между DTE и DCE. Число 232 - это исходный серийный номер данного стандарта. Между вариантами "C" "D" практически нет никакой разницы. Стандарт RS-232-C эквивалентен стандарту ITU-T (MЭC-T, бывший МККТТ) V.24 и V.28. Обычный коннектор (разъем, соединитель) RS-232-C имеет 25 штырей. UART - универсальный асинхронный приемопередатчик. Это устройство используется в DTE и DCE для приема и передачи асинхронных данных. Обычно в РС (ПК) используется UART, типа NS 16450. Во время приема данных на высоких скоростях (38.400 бит/с и выше) РС может недостаточно





Рисунок 7.Структура технических средств системы


быстро обслуживать прерывания от последовательного порта, что приведет к частичной потере данных. В этом случае необходим UART с буфером данных - типа NS 16550-A. Для соединения с удаленным пользователем в аналоговых сетях используется, как было сказано выше, 2-проводная коммутируемая телефонная линия и интеллектуальный модем (Hayes modem).

Интеллектуальный модем работает в одном из двух режимов:

В командном режиме модем интерпретирует данные, полученные с последовательного интерфейса, как "команды" и посылает обратно результаты действия как ответ. В режиме данных модем модулирует данные, полученные с последовательного интерфейса, для передачи их в линию и наоборот, посылает демодулированные данные на последовательный интерфейс как полученные данные.

АТ команды - это набор стандартов для управления модемом в командном режиме (AT - ATtention). АТ команды используются только для последовательного асинхронного интерфейса.

MNP (Microcom Network Protocol) - это набор протоколов, состоящий из нескольких классов, классы 1-4 предназначены для коррекции ошибок, а класс 5 - для сжатия данных. MNP класса 5 – это протокол сжатия данных с максимальной эффективностью 2 к 1, т.е. позволяющий сжать данные максимально в 2 раза. MNP-5 используется вместе с MNP-4 V.42 bis и V.42 - стандарты сжатия данных и коррекции ошибок, установленные ITU-T. V.42 bis имеет более высокую эффективность сжатия данных, чем MNP-5, и улучшенную схему сжатия. XModem, YModem, ZModem - это протоколы передачи файла. Они выполняют проверку ошибок и целостности данных передаваемого файла.

Они имеют следуюшие значения блока данных:

На рисунке 7 приведена обобщенная структура технических средств системы ДО. А на рисунке 9, показанном ниже, приведен пример более детальной схемы соединений с указанием наименований разъемов и интерфейсов, необходимых знать пользователям.

Чтобы установить связь с тестируемым абонентом прежде всего необходимо ввести в Центральный компьютер (DTE) коммуникационные программы Hayes-модема (АКД). Затем можно вводить команды, опции и параметры для модемов с помощью АТ-команд с DTE. Приведем пример установления связи на примере расширенного набора АТ-команд для модема фирмы ZyXEL, типа U-1496.

После установления этих параметров модем готов к сеансу связи. Методы коррекции ошибок MNP 4, LAMP, используемые для связи модема с модемом, основываются на технологиях, которые должны применяться взаимно, обоими модемами:

- преобразование асинхронного потока данных в синхронный. Функция коррекции ошибок может применяться только тогда, когда интерфейс от DTE к DCE является асинхронным. Если он является синхронным, то тогда компьютеры на обеих сторонах будут самостоятельно выполнять функцию коррекции ошибок. Модем преобразует асинхронные символы в поток синхронных данных. Протокол коррекции MNP 4 или LAMP удаляет стартовый и стоповый "обрамляющие" (framing) биты в асинхронном формате и преобразует поток данных в блоки. Каждый блок обрамляется стартовым флагом (01111110) и конечным флагом (01111110). Максимальный размер блока данных, используемый в модемах серии U-1496, - 256 байтов. Максимальное число блоков отправленных к другому модему без подтверждения их корректного получения - 31 для 128-байтного блока. Эти величины регулируются в соответствии с установками модема на другой стороне:

- распознавание ошибок с использованием циклического избыточного кода CRC (Cyclical Redundancy Check);

ARQ;

- коррекция ошибок c ARQ c выборочным повтором SREJ.




исунок 8 Функциональная структура диагностики в разных режимах

Р
исунок 9. Структура соединения технических средств
При наличии этого расширения протокола V.42 модем будет передавать повторно только те блоки данных, которые были переданы с ошибками, а не все последующие блоки данных, начиная с ошибочного.

Практически протокол коррекции ошибок может распознавать и устранять почти 100% ошибок.

Сжатие данных выполняется посредством представления исходной информации в виде меньшего числа битов (удаление избыточности) и передачи уменьшенного числа битов данных по модемной связи. Получатель восстанавливает исходную информацию с помощью процесса, обратного сжатию. Эффективность сжатия зависит как от алгоритма, так и от самих данных. Файл со случайными данными невозможно сжать. Файл данных с высокой степенью предсказуемости такой, как текстовый файл ASCII, графический файл или файл базы данных - вполне пригоден для сжатия.

В модеме сжатие данных происходит в процессе преобразования асинхронного потока в синхронный с одновременной попыткой дополнительно уменьшить число бит.

Модемы серии U-1496 поддерживают протоколы сжатия данных как V.42 bis, так и MNP 5. Протокол MNP 5 использует способы кодирования повторяющихся символов и адаптивное кодирование по частоте появления символов. V.42 bis использует алгоритм адаптивного кодирования строк.

Эффективность сжатия по протоколу V.42 bis обычно выше, чем по MNP 5 (в среднем на 50 %).

Рассмотрим несколько способов сжатие данных:

чтобы избежать передачи данных последовательностей повторяющихся символов. Когда три или более повторяющихся символов появляются последовательно, реально будут посылаться только первые три знака (tokens), представляющих сжатый формат этого символа, и число повторений;

способ используется после удаления последовательно повторяющихся символов. Каждый символ-знак (token) подставляется в поток данных вместо реально появляющегося символа, чтобы можно было посылать менее 8 битов для символа. Этот знак генерируется из динамической таблицы частоты появления символов. Полное число знаков 256, но только первые 32 знака имеют менее 8 битов, так что случайные данные, сжатые таким образом, не будут иметь никаких преимуществ по сравнению с несжатыми;

- адаптивное кодирование строк. Вместе того чтобы посылать каждый символ данных отдельно, посылается знак, заменяющий целую символьную строку. Модем адаптивно выстраивает словарь соответствия знаков строкам в зависимости от появления тех или иных данных. U-1496 поддерживает словарь до 2 Кб. Символы входящих данных комбинируются и проверяются на присутствие в словаре. Знак посылается для наиболее длинной строки, соответствующей данной, из строк, имеющихся в словаре.

Процесс сжатия данных потребляет много вычислительной мощности процессора модемного контроллера. Модемы ZyXEL серии U-1496 используют мощный 32/16-битный CPU 68000 , позволяющий осуществлять двустороннюю передачу без понижения скорости при передаче файлов в обоих направлениях.

Для проверки качества тракта передачи данных (ТПД), характеристик канала связи и модема в начале сеанса связи производится диагностирование составляющих ТПД. Большинство Hayes-модемов самостоятельно производят эти диагностические функции.
6. Выбор метода дистанционного диагностирования цифровых устройств
Одной из важнейших задач стоящих перед конструкторами современного цифрового телекоммуникационного оборудования является разработка устройств, обеспечивающих выполнение всех возложенных на них функций в течение длительного срока службы оборудования. Желательно, чтобы ЦТО обладала высокими техническими и экономическими характеристиками.

Решение этой проблемы возможно только:

что особенно важно при задании тактико - технических требований на аппаратуру;

разработки, изготовления и эксплуатации аппаратуры.

Основными характеристиками надежности является:

- средняя наработка на отказ То, которая определяет среднее число часов работы до отказа ;

время , затрачиваемое на восстановление объекта;

работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течении которых использование объекта по назначению не предусматривается (плановое техническое обслуживание).

Коэффициент готовности Кг - вероятность того, что объект окажется работоспособным в произвольный момент времени, кроме планируемых периодов, в течение которых использование объектов по назначению не предусматривается (плановое техническое обслуживание, плановый ремонт и т.п.).

Кг0 / (Т0В) (1)

после преобразования (1)

Кг=1 / (1+ ТВ / Т0) (2)

Из формулы видно, что величина Кг может быть повышена как за счет увеличения наработки на отказ Т0, так и за счет сокращения средней продолжительности восстановления.

Таким образом, КГ характеризует одновременно два различных свойства объекта - его безотказность и ремонтопригодность.

Необходимо отметить, что Т0-среднее время наработки на отказ зависит от интенсивности отказа ?0 т.е от числа отказов за единицу времени:

Т0=1 / ?0 (3)

На рисунке 10 приведено распределение времени с момента возникновения отказов до его восстановления. Время восстановления в этом случае:

ТВ = tОБН + tИНД + tПОДГ +tПН +tЗ +tК
tОБН - время до обнаружения неисправности;

tИНД - время индикации неисправного состояния;

tОН = tОБН + tИНД - время обнаружения неисправности;

tПОДГ - время подготовки к ремонту;

tПН - время поиска неисправности;

tЗ - время замены неисправного элемента;

tК - время контроля;

tУН = tЗ + tК - время устранения неисправности.

при tПОДГ = 0 то ТВ = tОН + tПН + tУН.


Рисунок 10 График процесса восстановления цифрового устройства
Для цифрового устройства времена tОБН и tИНД являются обычно малыми величинами, поэтому время восстановления определяется, в основном, процессами поиска неисправности (диагностики) и контроля работоспособности в аппаратуре: ТВ = tПН + tУН

Основная задача заключается в снижении времени поиска неисправности, так как для поиска затрачивается 60-70% времени от общего времени восстановления. Снижение времени поиска неисправности приведет к снижению ТВ, снижение времени поиска можно добиться внедрением дистанционного диагностирования неисправности в ЦУ.

Для увеличения значения коэффициента готовности из формулы (1) видно, что важную роль играет время наработки на отказ, которое в свою очередь, зависит от интенсивности отказов разных элементов в цифровом устройстве (интегральных микросхем, резисторов, конденсаторов, диодов и т.д.)
7. Сигнатурный анализ цифровых устройств - разновидность метода компактного тестирования
Разновидностью алгоритмических методов контроля является компактное тестирование (КТ). Для запоминания эталонных и фактических выходных последовательностей могут потребоваться значительные объемы памяти, что ограничивает возможность такого подхода, поэтому разрабатываются способы сжатия эталонной и фактической информации об объекте и соответствующие им способы обработки результатов контроля. К ним можно отнести способы, основанные на предоставлении эталонной информации и результатов тестирования в виде значений счета числа тех или иных признаков, содержащихся в выходной последовательности. Примерами могут являться единичные или нулевые значения сигналов, переходы из 1 в 0 или 0 в 1. Выходные последовательности любой длины преобразуются в m – разрядные (m – число разрядов регистра А) коды – сигнатуры. Если удается выбрать значение m, число и характер ОС, чтобы для исправного ЦУ и для его неисправных модификаций получались разные сигнатуры Sm (R), то путем сравнения последних с эталонными сигнатурами S (RЭТ) будет обеспечено как обнаружение дефектов ЦУ, так и их поиск.

При разработке тестов в статистических методах должны быть решены следующие задачи:

сигналов на входе ЦУ (с МПС);

обеспечивающей заданную вероятность получения верного результата;

получения сигнатуры.

Результатом преобразования исходных последовательностей являются так называемые "сигнатуры", а метод поиска неисправностей с помощью сравнения эталонных и реальных сигнатур в контрольной точке называется методом "сигнатурного анализа". Основным критерием выбора способа получения сигнатур является его точность, с которой метод позволяет выявлять ошибочные двоичные последовательности.

Метод сигнатурного анализа позволяет распространить на дискретные устройства преимущества, свойственные методам проверки аналоговых устройств. Дело в том, что в аналоговой схеме можно четко указать эталонные значения напряжений и осциллограммы основных сигналов. Сравнивая реальные значения напряжений и осциллограмм с эталонными, можно легко определить точку, где схема начинает неправильно работать.

В дискретных устройствах все сигналы выглядят почти одинаково, и в схемной документации обычно не содержится информации, необходимой для облегчения процесса поиска. Средства сигнатурного анализа позволяют получить такую информацию для каждой точки дискретного устройства. Их можно применять в качестве сервисного оборудования при эксплуатации и в процессе производства телекоммуникационного оборудования.

В устройствах, где реализован метод сигнатурного анализа, вычисление эталонных сигнатур производится с применением заведомо исправного эталонного устройства.

В качестве входного воздействия для образования сигнатур можно использовать генераторы псевдослучайных чисел и др.

При несовпадении эталонной и реальной сигнатур для локализации неисправности выполняется процедура, при которой последовательно, начиная от места несовпадения, прослеживают по схеме элементы до тех пор, пока не удастся обнаружить элемент с правильными входными, но ошибочными выходными сигналами.

Таким образом, в основе сигнатурного анализа лежит сжатие информации, преобразующее двоичные последовательности любой длины в определенном узле схемы в однозначно характеризующую этот узел сигнатуру из четырех шестнадцатеричных цифр. Его применение для диагностирования основано на том принципе, что исправное цифровое устройство при периодическом возбуждении одного и того же входа будет всегда выдавать одинаковый выходной сигнал, преобразуемый в сигнатуру. Если же этот периодический выходной сигнал отличается от эталонного, то устройство неисправно.

Сравнивая сигнатуру проверяемого узла с эталонной, имеющейся в документации по обслуживанию, можно быстро проверить все устройства. Причину появления неправильной сигнатуры легко обнаружить, проверяя различные точки схемы с обозначенными для них правильными и прослеживая последовательности сигналов. Процедура продолжается, пока удаётся обнаружить элемент с правильными выходными сигнатурами. Этот элемент и будет неисправным.

Данная методика позволяет с высокой точностью локализовать неисправность и не требует высокой квалификации обслуживающего персонала.

Математической основой сигнатурного анализа является способ кодирования двоичных последовательностей с использованием циклических кодов. При этом любое двоичное число описывается многочленом, содержащим фиктивную переменную x, в котором каждая двоичная цифра является коэффициентом фиктивной переменной х. Например, двоичной последовательности 1100101 (младший разряд слева) соответсвует многочлен

х6 + х5 + х2 + 1.

Выходной двоичной последовательности с определенного узла цифрового устройства соответствует полином G(x) степени n - 1; где n - число разрядов двоичного кода. В процессе формирования сигнатуры полином P(x), значения которого определяется структурой регистра сдвига с обратными связями в сигнатурном анализаторе. Для формирования четырехразрядной шестнадцатеричной сигнатуры из всего множества возможных полиномов выбирают Р(х)= х15+ х11+ х8+ х6+1, что соответствует обратным связям от 7,9,12 и 16 разрядов.

При делении G(x) на Р(х) получаем частное Q(x) и остаток R(x).

Исходный полином, при этом будет выглядеть: G (x)=P(x) q(x)  R(x),

где  - знак суммирования по модулю два.

Если в двоичном коде, соответствующем полиному G(x), возникли ошибки, то они вызывают преобразование исходного полинома G(x) в G'(x).

При этом полином ошибок E0(x) определяется как: Е0 (х) =G(x) G'(x) и

G' (x)= P(x) Q'(x) R'(x)=G(x)+E0(x)

Ошибки в выходном двоичном наборе не обнаруживаются, если остатки R(x) и R'(x) совпадают, R(x) = R'(x). При этом полином E0(x) делится на P(x) без остатка, и в регистре сдвига сигнатуры совпадают для правильной и ошибочной двоичных последовательностей.

Необходимо отметить, что в настоящее время существуют сигнатурные анализаторы, принцип действия, которых основан на методе сигнатурного анализа, т.е. сжатии длинных двоичных последовательностей в четырехзначные шестнадцатеричные коды - сигнатуры.

Физически данный метод реализуется на линейном сдвиге регистра с обратными связями, сигналы которых суммируются по модулю два с входной последовательностью; необходимо выбрать обратные связи так, чтобы получить генерируемую последовательность максимальной длины с следующей обратной связью: P = x16+x12+x17+x7+1

Регистр синхронизируется теми же тактовыми сигналами, что и обрабатываемая двоичная последовательность. Сигнатуры воспроизводятся, как правило, в алфавите 0, …..9, А, С, U, Н, Р, F, а каждой двоичной последовательности соответствует своя сигнатура. Такой метод обработки информации позволяет отнести сигнатурный анализ к методам компактного тестирования, для которых характерна возможность с помощью сравнительно простых аппаратурных средств наблюдать поведение сложных цифровых (в том числе и микропроцессорных) устройств при стимулировании их достаточно длинными (50 бит и более) тестовыми последовательностями.

При этом правильная сигнатура на выходе цифровой платы или элемента говорит о том, что выдаваемая ими двоичная последовательность - правильная, т.е. соответсвует исправному состоянию. Использование в этих случаях других средств диагностирования не приводит к успеху, так как получаемой информации либо слишком мало (осциллографы, тестеры логического состояния), что не позволяет выявить неправильный бит в используемой двоичной последовательности, либо слишком много (логические анализаторы), что значительно усложняет её правильную интерпретацию.

Сказанное о работе сигнатурного анализатора позволяет снабжать схемы проверяемых устройств эталонными сигнатурами, сравнение с которыми получаемых при тестировании сигнатур помогает специалисту по ремонту цифровых устройств оперативно выявлять неисправный элемент.


Заключение
В условиях рыночной экономики особо остро стоит вопрос предоставления

потребителям качественных услуг телекоммуникаций, что предполагает хорошо организованную систему сервисного обслуживания и ремонта телекоммуникационного оборудования. Современные цифровые сети и системы телекоммуникаций представляют собой сложные комплексы оборудования. В тоже время качество телекоммуникационных систем оценивается по возможностям технического обслуживания и ремонта, предоставляемым системой обслуживающему персоналу. Для построения последних используется элементная база, основанная на применении БИС, СБИС и микропроцессорных комплектов. Переход к широкому использованию современной элементной базы в телекоммуникационном оборудовании создал вместе с бесспорным преимуществом и ряд серьезных проблем в их эксплуатационном обслуживании.

Это обусловлено тем, что сложность и качество находящего в эксплуатации телекоммуникационного оборудования растет быстрее, чем число квалификационного обслуживающего персонала. Кроме того содержать квалификацированный персонал на каждом узле (станции) затруднительно, а в ряде случаев практический невозможно. Поэтому устранение неисправности, достигаемой простой заменой схемных плат, требует их большого запаса, а также значительных транспортных расходов.

Для обеспечения единой стратегии контроля и диагностики ЦТО целесообразно двух уровней: верхний уровень - диагностика с точностью до ТЭЗа на базе встроенных автоматических средств, нижний уровень - диагностика с помощью компактного тестирования на основе метода сигнатурного анализа до неисправного элемента в ТЭЗе. Анализ современного состояния и тенденций развития методов технического обслуживания и ремонта ЦТО показывает, что в настоящее время отсутствует полностью разработанная единая концепция организации сервисного обслуживания и ремонта. Научно обоснованное решение сложных задач контроля и диагностики ЦТО, использующее в своем составе комплекты БИС, СБИС и МПК, может быть обеспечено на основе системного подхода к разработке диагностического оборудования. Одним из эффективных путей улучшения эксплуатационно - технических характеристик цифрового телекоммуникационного оборудования является повышение интенсивности ремонтно- восстановительных работ на базе использования перспективных методов и технических средств контроля диагностирования цифровых устройств. Важнейшим требованием на стадии эксплуатации ЦТО является поиск путей повышения уровня его контролепригодности. Одним из основных направлений повышения контролепригодности является использование принципов компактного тестирования. Современные ЦТО имеют широкую номенклатуру используемых цифровых плат, построенных на различной элементной базе. Для учета специфических особенностей используемых ТЭЗов в данной диссертации рассмотрена методика анализа номенклатуры и технических данных цифровых устройств. Одной из главных причин высокой трудоемкости контрольно - диагностических процедур цифровых ТЭЗов является большое время поиска и локализации неисправностей, вызываемых сложностью устройств на базе которых строятся диагностирующие цифровые устройства. Механизм возникновения неисправностей в современных ТЭЗах в настоящее время мало изучен, поэтому исходя из заданного перечня наиболее вероятных неисправностей, невозможно выделить необходимый состав диагностических процедур. Для научно обоснованного выбора методов и средств диагностики необходимо тщательно изучить и проанализировать неисправности, и определить при этом к какому классу они относятся. При этом метод контроля и диагностики будет адекватен цифровому устройству, для которого он используется, именно в той мере, в какой адекватна принятая за основу модель неисправностей в этом устройстве. В этой связи необходимо располагать статистическими данными о работе ЦТО, сбоях, отказах и неисправностях ТЭЗов, в условиях эксплуатации. Анализ показывает, что существует возможность распространения разнообразных и качественно новых методов применительно к контролю и диагностике неисправностей цифровых устройств. Обзор и классификация существующих методов и средств контроля и диагностики показывает, что наиболее перспективными являются методы параметрического, статического и динамического функционального контроля.

Анализ современного состояния и развития цифрового телекоммуникационного оборудования показывает, что центр тяжести по вопросам обслуживания и ремонта смещается в сторону централизации на базе систем дистанционной диагностики.

Проведен анализ влияния показателей контролепригодности на эксплуатационные характеристики ЦТО, такие как время восстановления, коэффициент готовности.

На основе существующих способов организации и алгоритмов работы систем телекоммуникаций был рассмотрен принцип организации системы дистанционного диагностирования, рассмотрена структура системы, процедуры управления, а также необходимые технические средства. Предложен порядок и детальный алгоритм проведения сессии дистанционной диагностики. Рассмотренное взаимодействие является практически реализуемо на базе современных средств вычислительной техники.

Проведенные исследования показали, что из всех существующих методов тестирования самым эффективным при дистанционной диагностике является метод компактного тестирования на основе сигнатурного анализа. Техническое оснащение для проведения сигнатурного анализа имеет следующие преимущества:

цифровых устройств;

Используя метод компактного тестирования на основе сигнатурного

анализа для дистанционного диагностирования неисправностей в цифровых устройствах можно добиться снижения времени поиска, которое приведет к увеличению величины коэффициента готовности.

Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации