Diagnostyka układów cyfrowych

niestacjonarne

II stopnia

obowiązkowy

W 8/+; C 4/z; L 6/z

Podstawy eksploatacji systemów / podstawy diagnostyki i niezawodności.

Układy cyfrowe / struktury i analiza stanów logicznych w układach cyfrowych.

semestr: III / kierunek: Elektronika i Telekomunikacja / specjalności: wszystkie

dr inż. Wiktor Olchowik

1. Udział w wykładach / 8

2. Samodzielne studiowanie tematyki wykładów / 20

3. Udział w ćwiczeniach rachunkowych / 4

4. Samodzielne przygotowanie się do ćwiczeń / 8

5. Udział w laboratoriach / 6

6. Samodzielne przygotowanie się do laboratoriów / 10

7. Udział w konsultacjach / 4

Sumaryczne obciążenie pracą studenta: 60 / 2 ECTS

Zajęcia z udziałem nauczycieli: 1.+3.+5.+7.=22 / 0,5 ECTS

Zajęcia o charakterze praktycznym: 3.+4.+5.+6.=28 / 1 ECTS

Przedmiot służy poznaniu zagadnień związanych z niezawodnością oraz diagnostyką układów i systemów cyfrowych a w szczególności studenci zapoznają się z błędami i przyczynami ich powstawania w układach cyfrowych, metodami diagnozowania i testowania oraz systemami tolerującymi uszkodzenia.

Wykłady / metody dydaktyczne: werbalno-wizualna prezentacja treści programowych z wykorzystaniem technik audiowizualnych; podanie informacji teoretycznych i wskazanie przykładów ilustrujących teorię; podanie tematów do samodzielnego studiowania.

Tematy kolejnych zajęć (po 2 godziny lekcyjne):

1. Wprowadzenia. Uszkodzenia i błędy w układach elektronicznych, błędy w układach cyfrowych.

Wprowadzenie do tematyki przedmiotu i definicje. Klasyfikacja uszkodzeń i błędów. Błędy statyczne i dynamiczne oraz przyczyny ich powstawania. Błędy sklejania, mostkowania oraz ich fizyczna interpretacja.

2. Diagnozowanie i testowanie, D-algorytm.

Definicje. Wymagania dotyczące metod diagnozowania i testowania. Klasyfikacja i metody tworzenia testów. D-algebra. Procedury D-algorytmu. D-sześciany pierwotne i przesyłowe.

3. Testowanie układów VLSI na przykładzie pamięci RAM, techniki testowania.

Testowanie układów VLSI. Specyfika pamięci RAM. Typy błędów i ich klasyfikacja. Typy i rodzaje testów. Algorytmy testowania. Wydajność testów. Testowanie funkcjonalne i wewnątrzukładowe. Testowanie z wykorzystaniem technik DFT. Standardowe magistrale testowe.

4. Testowanie z wykorzystaniem ścieżki krawędziowej, diagnozowanie systemów i metody tolerowania uszkodzeń.

Struktura i sygnały ścieżki krawędziowej. Schemat logiczny i zasada działania komórki ścieżki krawędziowej. Właściwości testowania z użyciem ścieżki krawędziowej. Strategie diagnozowania systemów. Programy diagnostyczne. Redundancja sprzętową. Systemy tolerujące uszkodzenia.

Ćwiczenia / metody dydaktyczne: repetytorium i utrwalenie elementów treści programowych; rozwiązywanie zadań; dyskusja.

Tematy kolejnych zajęć (po 2 godziny lekcyjne):

1. Niezawodność oraz testowanie układów kombinacyjnych i sekwencyjnych, kompresja odpowiedzi oraz wydajność testów pamięci RAM.

Obliczanie prawdopodobieństwa zdatności. Określanie liczności sekwencji testujących. Analiza sygnatur skompresowanej odpowiedzi. Obliczanie liczności i czasu trwania testów pamięci RAM. Analiza ich efektywności.

2. Repetytorium.

Kolokwium z zakresu ćwiczeń audytoryjnych. Test z teorii z materiału wykładowego.

Laboratoria / metody dydaktyczne: zastosowania praktyczne poznawanych algorytmów i metod obliczeniowych.

Tematy kolejnych zajęć (po 3 godziny lekcyjne):

1. Tworzenie testów z wykorzystaniem D-algorytmu.

Tworzenie testów diagnozujących zadane błędy dla wybranych układów cyfrowych z wykorzystaniem D-algorytmu.

2. Analiza testów pamięci RAM.

Badanie wydajności zadanych testów pamięci RAM z wykorzystaniem oprogramowania narzędziowego.

podstawowa:

1. Sosnowski J.; Testowanie i niezawodność systemów komputerowych, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT; 2005

2. Hławiczka A.; Testowanie i projektowanie łatwo testowalnych układów i pakietów cyfrowych, cz.2, Wyd. Politechniki Śląskiej; 1994

3. Mrozek J., Yarmolik V. Problemy funkcjonalnego testowania pamięci RAM, Oficyna wydawnicza politechniki Białostockiej, 2009

uzupełniająca:

4. Naraj Jha, Sandeep Gupta; Testing of digital systems; Oxford 2003

5. Sapieha K.; Testowanie i diagnostyka systemów cyfrowych, PWN; 1987

6. Coffron J.W.; Lokalizacja uszkodzeń w systemach mikroprocesorowych; 1985

7. Sowiński A.; Automatyczne testowanie w mikroelektronice; 1991

W1 / Student ma wiedzę z zakresu trendów rozwojowych w diagnostyce układów cyfrowych / K_W09

W2 / Student ma pogłębioną wiedzę z zakresu diagnostyki i niezawodności układów cyfrowych / K_W11

W3 / Student ma wiedzę z zakresu technologii układów cyfrowych / K_W12

U1 / Student potrafi ocenić rozwiązania projektowe oraz procesy wytwarzania układów cyfrowych ze względu na kryteria użytkowe i ekonomiczne / K_U08

U2 / Student potrafi zaplanować i przeprowadzić eksperymentalnie testowanie układów i systemów cyfrowych / K_U09

U3 / Student potrafi ocenić wpływ nowych materiałów i technologii na niezawodność i podatność diagnostyczną systemów cyfrowych / K_U17

K1 / Student rozumie potrzebę ciągłego doskonalenia się zawodowego / K_K01

K2 / Student potrafi określić priorytety podczas realizacji zadania / K_K04

W ramach przedmiotu studenci muszą zaliczyć kolokwium z wykładów, kolokwium z ćwiczeń audytoryjnych oraz ćwiczenia laboratoryjne. Kolokwium z wykładów jest oceniane w skali 0-50 pkt., warunkiem zaliczenia wykładów jest uzyskanie co najmniej 20 pkt. Kolokwium z ćwiczeń rachunkowych jest oceniane w skali 0-20 pkt., warunkiem zaliczenia ćwiczeń jest uzyskanie co najmniej 8 pkt. Podczas ćwiczeń laboratoryjnych łącznie można otrzymać 30 pkt. Warunkiem zaliczenia laboratorium jest uzyskanie co najmniej 15 pkt. w tym co najmniej 1 pkt. z każdego elementu laboratorium. Warunkiem zaliczenia całości przedmiotu jest uzyskanie łącznie (kolokwia i laboratorium) nie mniej niż 50 pkt. Z przedmiotu jest wystawiana jedna ocena końcowa według kryterium:  90 punktów – ocena 5; od 80 do 89,9 – 4,5; od 70 do 79,9 – 4; od 60 do 69,9 – 3,5; od 50 do 59,9 – 3; < 50 – ocena 2. Efekty W01, W02, U03, K01 sprawdzane są na kolokwium końcowym z teorii. Efekty W03, U01 sprawdzane są na ćwiczeniach audytoryjnych. Efekty U02, K02 sprawdzane są na laboratoriach