Użycie układów programowalnych do realizacji specjalizowanych urządzeń sterowania ruchem drogowym wymaga specyficznego podejścia do modelowania i testowania tych urządzeń. Ważna rola tych urządzeń w systemie sterowania i duży wpływ na bezpieczeństwo ruchu, wymaga wykorzystania nowoczesnych metod testowania i diagnostyki. W artykule przedstawiona została metoda testowania i diagnostyki specjalizowanych sterowników ruchu drogowego. Omówiono rozwiązania umożliwiające wykrycie błędów i uszkodzeń realizacji urządzeń oraz uszkodzeń powstających podczas eksploatacji. Uszkodzenia te możliwe są do wykrycia jedynie podczas testowania fizycznego urządzenia lub jego prototypu. Przedstawiono metody realizacji wbudowanego testowania sterowników BIST. Zaproponowano architektury BIST zarówno dla testowania współbieżnego jak i prewencyjnego. Przeanalizowano wpływ różnych struktur BIST na parametry użytkowe sterowników.
EN
The use of programmable systems for realization of specialized road traffic control devices requires a specific approach to modelling and testing of the devices. A significant role of these devices within the traffic control system as well as an enormous impact on traffic safety demands application of modern methods of testing and diagnostics. The paper presents the method of testing and diagnostics of specialized road traffic controllers. Solutions have been discussed allowing for detection of errors and defects within device realization, and defects arising during exploitation. These defects are possible to be detected only during physical testing of the device or its prototype. Methods of realization of built-in self-test (BIST) have been presented. BIST architectures have been proposed both for concurrent as well as preventive testing. The influence of various BIST structures on operational parameters of controllers have been analysed.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uszkodzenia i błędy powstające podczas eksploatacji urządzeń sterowania ruchem drogowym mogą powodować zagrożenie bezpieczeństwa w ruchu drogowym, stąd też testowanie i diagnostyka urządzeń sterowania ruchem drogowym jest ważnym zagadnieniem. W artykule przedstawiono metody realizacji wbudowanego samotestowania w specjalizowanych urządzeniach sterowania ruchem realizowanych w układach programowalnych. Szczegółowo przedstawiono architekturę BIST realizującą testowanie prewencyjne w stanie bezczynności urządzenia. Przedstawiono zastosowanie liniowych generatorów o sprzężeniu zwrotnym LFSR w generacji pseudolosowych wektorów testowych oraz tworzeniu sygnatur testowanego układu. Przeanalizowano wpływ różnych struktur BIST na parametry użytkowe sterowników.
EN
Defects and errors occurring during exploitation of road traffic control devices may effect endanger the road safety, hence, testing and diagnostics of road traffic control devices is an issue of crucial significance. The paper presents the methods of execution of built-in self-testing within specialized road traffic control devices realized within programmable systems. Architecture of built-in self-test (BIST) has been presented in detail which realizes preventive testing during device idle state. Application has been shown of linear generators characterized by LFSR feedback within generation of pseudorandomized test vectors as well as obtaining signatures from system testing. Influence of various BIST structures on performance characteristics of controllers has been analyzed.
The paper discloses the idea of a new structure for a Test Pattern Generator (TPG) for detection of crosstalk faults that may happen to bus-type interconnections between built in blocks within a System-on-Chip structure. The new idea is an improvement of the TPG design proposed by the author in one of the previous studies. The TPG circuit is meant to generate test sequences that guarantee detection of all crosstalk faults with the capacitive nature that may occur between individual lines within an interconnecting bus. The study comprises a synthesizable and parameterized model developed for the presented TPG in the VLSI Hardware Description Language (VHDL) with further investigation of properties and features of the offered module. The significant advantages of the proposed TPG structure include less area occupied on a chip and higher operation frequency as compared to other solutions. In addition, the design demonstrates good scalability in terms of both the hardware overhead and the length of the generated test sequence.
Przedstawiono demonstrator testera wbudowanego, przeznaczony do pracy na stanowisku dydaktycznym w laboratorium z przedmiotu Zaawansowane Metody Pomiarowe i Diagnostyczne. Na stanowisku studenci zapoznają się z technologią BIST (ang. Built-In Self-Test), która jest przykładem wdrożenia strategii projektowania dla testowania.
EN
A demonstrator of Built-In Self-Tester (BIST) for testing and diagnosis of fully differential circuits is presented. The demonstrator works on the educational stand in the Laboratory of Advanced Measurement and Diagnostic Methods, where students are familiarized with BIST technology, which is an example of implementation of Design-for-Test strategy. In the BIST, a testing method is applied, which employs the excitation of the circuit under test by a common-mode signal. Fault location is performed with use of a fault dictionary. Laboratory tasks include: fault detection, analysis and validation of diagnostic method, fault dictionary construction, fault location and calculation of test quality metrics. Students evaluate test quality metrics using a probabilistic approach to the analysis of measurement process in accordance with guidance provided by the Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM) in “Evaluation of measurement data – The role of measurement uncertainty in conformity assessment” JCGM 106: 2012.
Budowa sterowników lokalnych jako urządzeń specjalizowanych w układach FPGA, umożliwia otrzymanie nowej klasy urządzeń, posiadających zalety dotychczasowych urządzeń, jednocześnie pozbawionych większości ich wad. Bezpośrednia odpowiedzialność za bezpieczeństwo uczestników ruchu, powoduję, że niezwykle ważnym zagadnieniem jest testowanie specjalizowanych urządzeń sterowania ruchem drogowym. Testowanie zarówno na wszystkich etapach powstawania tych urządzeń jak i podczas ich pracy w systemie sterowania. Przedmiotem pracy jest analiza metod wbudowanego samotestowania (BIST) urządzeń cyfrowych oraz badanie ich przydatności do testowania urządzeń sterowania ruchem realizowanych w układach FPGA. Wybrane metody samotestowania zaimplementowano w modelach specjalizowanych sterowników ruchu drogowego i weryfikowano ich działanie. Badano również prototypy sterowników ruchu w zestawach uruchomieniowych z układami FPGA. Umożliwiło to analizę wykrywania błędówi uszkodzeń realizacji urządzeń. Badano również wpływ nadmiarowych elementów testowych na parametry działania sterowników.
EN
Construction of local controllers as specialized devices within FPGA systems allows for obtaining a new class of devices having the advantages of already existing devices which are simultaneously deprived of most of their disadvantages. Direct responsibility for the safety of traffic participants makes the testing of specialized traffic control devices an extremely important issue. Testing performed both in all stages of the formation of such devices as well as during their operation in the control system. The aim of the paper is to analyze methods of built-in self-test (BIST) of digital devices and study their suitability for testing traffic control devices implemented in FPGA systems. Selected methods of self-testing have been implemented in models of specialized traffic controllers and their operation has been verified. Prototypes of traffic controllers have also been tested in starter kits in FPGA systems. This enabled the analysis of error detection and failures in the implementation of devices. Influence of redundant test elements on operation parameters of controllers has also been investigated.
The problem of reliability of medical electronic systems (EMD) controlled by a digital subsystem is discussed. The environmental security of EMD results from conformance to standards applying to design, manufacture, testing and implementation (in the USA, Department of Heath & Human Services, Food and Drug Administration and Quality System Regulation QSR [6]). These standards describe the whole life cycle of a device and apply both to hardware and software. However, it is impossible to eliminate completely all failures, faults and defects; some of them could have catastrophic effects to the environment. This is why digital circuit tests are of utmost importance to ensure reliability of digital systems, thus also proper diagnostics and care of the patient's health and life. The researches on design of more effective digital circuit self-testing and minimizing them are of particular significance in such important applications as medical procedures that use EMD.
Zaproponowano tester wbudowany realizujący nowe podejście do testowania układów w pełni różnicowych, polegające na pobudzaniu układu sygnałem wspólnym i pomiarze wyjściowego napięcia różnicowego. Tester wykrywa uszkodzenia parametryczne i strukturalne, które powodują zaburzenie symetrii układu i w rezultacie wzrost wartości napięcia różnicowego. Przeprowadzono analizę właściwości diagnostycznych funkcji układowej, na której bazuje metoda. Zwrócono uwagę na jej relewantne cechy diagnostyczne, które umożliwiają zgrubną lokalizację uszkodzeń na podstawie nachylenia zboczy charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych.
EN
A novel approach to fault-oriented testing and diagnosis of fully differential circuits is proposed. It consists of excitation of the circuit under test by commonmode voltage using an extra input pin and measurement of output differential voltage. It is shown that network function, used as a vehicle in testing, is well suited for fault detection and have also some diagnostic property. The observation was made that the slopes of its magnitude responses are the diagnostically relevant features. The method was verified on the example of testing the 6-th order band-pass filter.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW