автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Разработка метода диагностического проектирования специализированных БИС для устройств управления полиграфическим оборудованием

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ

Р Г Г ^ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

1 5 04

На правах рукописи

ШУРЫГИН Владимир Николаевич

/ДК 681.318.34+681.562.006.23

>АЗРАБ0ТКА МЕТОДА ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ЛЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ БИС ДЛЯ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛИГРАФИЧЕСКИМ

• ОБОРУДОВАНИЕМ.

Специальность 03.13. 03 - элементы вычислительной техники

и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1994

Работа выполнена в МОСКОВСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННОЙ- АКАДЕМИИ ПЕЧАТИ.

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

ГОРЯШКО А П.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технически* наук, профессор

ИВАННИКОЙ А. Д

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник ТАРАСОВ С А.

Ведущее предприятие - Институт проблем управления РАН.

Защита состоится 1Р94Г. в

на заседании специализированного совета К 063.йо. 01 в Московском институте электроники и математики по адресу. 109028. Москва, Б. Вузо: ский пер. , д 3/12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека МИЗМ.

Автореферат разослан /у? и_1РР4г.

Учаньлч секретарь специализированного совета кандидат технических наук

СТАРЫХ В. К

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ Современный этап развития проиэводсва электронных изделий существенно ужесточает требования к принимаемым проектным решениям. Сокращаются сроки проектирования, повышаются требования к экономичности, научной обоснованности решений. Выход из данного положения представляется на i/ти разработки систем автоматизированного проектирования.

Важной составной частью . систем автом-тизированного проектирования является синтез тестов, существенно влиякяии. на качество производимого электронного оборудования. Важной задачей в этой - области является разработка подхода, позволяющего Формулировать задачу по разработка теста т. .к им образом, чтобы дгчные < требования отражали как не чбходимость получения оборудования с заданным показатэлем выхода годных так и необходимость минимизации расходов, связанных с процессом производственного контроля. Перспективным здесь может стать решен,:<э задачи синтеза стратегии производственного контроля.

Сейчас электронные устройства контроля и управления стаз. 1 неотъемлемой составной частью полиграфического оборудования, а проблемы, связанные с их производством и эксплуатацией, проблемами полиграфического машиностроения.

Интересным и успешным примером решения этих проблем может служить опыт германской Фирмы "Heidelberg". В рамках единой технологической цепочки там объединены непосредственно машиностроительное производство и производство электронных систем управления, включая разработку и изготовление собственной элементной базы. Пример фирмы "Heidelberg" наглядно демонстрирует возможность И целесообразность объединения под одной "крышей" машиностроительного и электронного производства для полиграфии.

В диссертационной работе предлагается подход к формализации задачи синтеза стратегии контроля оптимальных' по критерию стоимостных затрат. В плане реализации предлагаемого алгоритма подготовки изделия к производству, обеспечивающему оптимальные схемные решения по минимуму затрат на процесс контроля, разработана общая математическая модель процесса контроля при производстве цифровых электронных устройств и метод поиска . с ттимальной стратегии производственного контроля. Разработан метод оперативной оценки длины теста в зависимости от ряда схемно-типологических особенностей схемных решений при заданной величине коэффициента покрытия неисправностей и методе синтеза тест-программ.

Методы исследования. В диссертационной работа использо. аны теория и методы технической диагностики, математический аппарат теории вероя. ностей, регрессионного анализа, методов оптимис ции.

Объектом исследования является синтез олтик-альной стратегии производственного хонтроля проектируемого объекта . исходя из критерия стоимостных затрат. Объектом исследования являются также математические модели процессов производства" и контроля, а также проектируемых электронных изделий.

Целью исследования является разработка метода синтеза таких страте, ий _ контроля проектируемых .'объектов, которые являются оптимальными по критерию стоимостных затрат. Для достижения поставленной цели осуществлена Формальная постановка задачи как задачи однокритериальной оптимизации. Разработан алгоритм сравнения стратегий контроля и поиска оп—чмальной. Для создания возможности практической реализации предложенного алгоритма сформулирована сопутствующая за» зча по определению входных параметров задачи оптимизации, в частности, установлению параметрической зависимости длины теста от величины коэффициента покрытия неисправностей и схемн сг-топологических особенностей проектируемого объекта.

Научная новизна результатов диссертационной работы состоит в следующем:

на основании анализа процесса производственного контроля электронных изделий сформулирована постановка задачи определения оптимальных стратегии как г дачи однокритериальной оптимизации*

построена математическая модель процесса контроля электронных изделий;

разраГотан метод вычисления размерности ЗИП на стадиях контроля в зависимости от коэффициента тестового покрытия;

получена многофакторная математическая модель,

устанавливающая зависимость длины теста от схемно-топологических особе! юс-тей для заданного коэффициента покрытия;

проанализирована однородность математических моделей для разных методов генерации тестов и покаэанл необходимость чспользования отдельной модели для каждого метода синтеза тестов. Практическую ценность диссертационной раеоты составляют: -Разработка 1НогоФак торной математической модели,

устанавливающей зависимость длины теста от схемно-топологических л а раме—ров.

-Создание программ: _>го пакета для определения основных схемно-топологических параметров схем и их анализа с цолью получения многофакторной математической модели. Разработанный программный покет основан на предложенных ,в работе алгоритмах.

-Предлагаемый метод анализа качества разрабатываемых схемных решений по критерию минимальности предстоящих затрат, связанных с операциями контроля, и разработанный алгоритм выг^ра оптимальной стратегии к -«нтроля.

Публикации и апробация работы.

Разработанные гэтоды анализа стратегий контроля использованы на Черкасском завеле телеграфной аппаратуры

Проведенные исследования использованы в создании курса лабораторных работ по спецкурсу СА.1Р для студентов, обучающихся по специальности: 2101-"Автоматика и управление в технических системах" в Московской государственной академии печати.

Результаты диссертационной работы докладывались на Второй всесоюзная научно-практическай конференции молодых ученых и специалистов системы Госкомпечати СССР.

4

Основной материал диссертационной работы опубликован в — работах [1-63.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Материал изложен на 1SS страницах, включающих 137 формул, 39 рисунков и 10 таблиц. Библиография объединяет в себе 10-" наименована ->.

СОДЕРЖАНИЕ АБОТЫ

Во введении обоснована актуальность, научная новизна и практг^еская значимость работы, сформулированы цели и задачи исследования, приведена структура работы и краткое солержани глав.

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ процессов производственного контроля, их роль на современном этапе развития электронной техники. Приведена с /пествукяцее трактование понятия ьыхода годных и способов его оценки, как одного из секторов, характеризующих уровень производства элек-. ценного оборудования. Показана тесная взаимосвязь между выходом годных и такими Факторами, как количество неисправностей, наличие контроля и коэффициент покрытия неисправностей. Исходя из . задач, подлежащих решению, сформулировано скорректированное понятие выхода годных, как показателя качества продукции, под которым понимается вероятность отсутствия неисправностей в изделии, прошедшем контроль, если таковой производится. Прег ожена последовательность операций по подготовке изделий к производству в рамках концепции получения схемных решений, оптимальных по затратам на контроль при производстве.

Рассмотрены существующие методы и средства генерации тестов, приведена классификация оборудования контроле, на осно ании чего обоснована актуальность задачи выбора тестового оборудования с целью минимизации капитальных вложений при органиэаи-'и процессов контроля. Показаны существующие подходы к проблеме оценки тестопригодности схем и г редварительной оценки длин тестов. Подчеркивается недостаточный учет при построении данных прогни job таких факторов, как логическая топология и метод синтеза тестов. Сделан вывод об актуальности постановки и решения задачи эиска оптимальной стратегии контроля и средств ее реализации, прозволяющей на стадии проектирования проводить оперативный анализ качества предлагающихся схемных решений устройств, а также о необходимости разработки метода прогноза длины теста с учетом логической топологии схемы и метода синтеза тестов. Обосновывается правомерность применения пуассоновского распределения для определения вероятности наличия того или ин^го количества неисправностей в изделии посла его изготовления.

Дан обзор методеj синтеза диагностических тестов. Показано разнообразие возможных подходов к их генерации, преимущества и недостатки каждого метода, на основании чего сделан вывод о различной степени влияния методов синтеза тестов на их длину и

S

необходимость их учета при построении прогноза о длине теста о тем или иным покрытием неисправностей.

Показаны существующие подходы к проблеме оценки тестопригодности схем и прогноза длин тестов. Обращается внимание на . ¿достаточный учет при построении данных прогнозов ряда Факторов, в частности, логической топогхии схемы и метода, применяемого для синтеза теста и .иелается вывод о необходимости разработки метода прогноза длины теста, учитывающего выше перечисленные факторы.

Приведены обзор и дана классификация существующих средств тестового диагностирования по принципу производительности и стоимости и обоснована актуальность задачи выбора тестового оборудования с целью минимизации капитальных вложений при организации процос яв контроля.

На основании этого сформулирована цель работы: - разработка метода поиска оптимальных по критерию стоимостных затрат стратегий контроля.

Д^ч достижения поставленной цели в работе сформулированы задачи:

1. Разработать математическую модель процесса контроля на Различных стадиях производства электронных дискретных устройств.

2. Сформулировать задачу оптимизации стратегии контроля и разработат , метод ее поиска.

3. Разработать многофакторную математическую модель, • -станавливающую взаимосвязь между основными параметрами схемы, включая ее логическую топологию, киэФФициектом покрытия неисправностей и длиной тестовой последовательности.

<. Провести верификацию разработанной математической модели на основе сравнения длин тестов, полученных как прогноз по модели, а также с помощью системы автоматической генерации тестов.

ВО ВТОРОЙ главе приведено описание математической модели процесса производства и контроля. Дано Формалиэогчнное описание задачи выбора оптимальной стратегии производственного контроля для электронных устройств. Предложен метод поиска оптимальной стратегии контроля и установок контроля для ее реализации.

Предлагаемая в главе математическая модель позволяет производить расчет выхода годнчх С(Р, доли объектов сборки, составляющих потери <у>, размер 3". Л для ремонта по каждому типу компонент сборки СМ3> и математическое ожидание числа ремонтов <К>

Весь процесс контроля разделяется на стадии контроля БИС, сборки ч контроля ТЭЗ, модулей и конечных устройств. На каждой стадии осуществляется контроль с коэффициентами покрытия неисправностей / для каждого типа объекта кон—роля 1Су?.

В качестве закона распределения п неисправностей в неисправной БИС принт пуассоновский:

(п - -<Га -О

■ Р ОО - С 1 - 6.) --- • ° - <1>

(п - 1) I

где бе " выход годных после изготовления БИС;

по - среднее число неисправностей в неисправной БИС

Выход годных БИС после -юстирования с коэффициентом покрытия

неисправностей / :

©в- —-£-» «>

рн гсю

где Рн ГС»0 « С1 - • - вероятность наличия п

неисправностей в неисправной БИС и признания ее годной.

При эт м сумма Р по всем п есть вероятность признания

н> г

неисправной БИС в качестве годной. . Вероятность потер.! < доля бракуемых) БИС вудет составлять;

V« - 1 - нв- 1 - |рн,гС^ <з>

где Н-~ вероятность признания БИС годной, о

Отсюда получим распределение вероятностей наличия п неисправностей в БИС, признанной годной:

Рг.в<Л> - /Нв. <4>

В процессе сборки ТЭЗ вносятся дополнительные неисправности,

подчиняющиеся пуассоновскому распределению <Р___>. Для каждого

сс, т

типа БИС распределение Р _ корректируется с учетом внесения

г, о

неисправностей при сборке в 6"'г а

, 1-' I

г, б гг, в |(гсб, т| , .

При этом скорректированное значение выхода годных БИС

Распределение вероятностей Рт количества неисправностей для ТЭЗ, содержащего К БИС, определяс лея в соответствии о процедурой: РТШ - Р/ОЗ-Р^Ш где Рт<0>«ф»о» О» • - ■ О Я • РТСЛ - РтО-1> •^¿"'СЛ оля 1 < У й К1* , Рт-РтСкр - <«

где «0\> - тип у-Я БИС '

Вероятность признания ТЭЗ годным:

где Рг т(п) «• С1 - /р" ' Рт<л> - вероятность наличия

л "еисправностей в ТЭЗ и признания его годным.

Выход годных ТЭЗ определяется из отношения:

G^ - P^f С0> / Нт- • <0>

В случае отсутствия ремонтов потери ТЭЗ составят

VTCO> - 1 - Н,.- <Ю>

При ограничении числа ремонтов некоторой величиной RT, выражение

для определения математического ожидания числа замен БИС типа tCj'J ма с;,ном посадочном месте (размер ЗИП> можно записать в виде:

■ f [«■£?«>■ • <] * I [<?<<> .*,]. ' ■««>'

i-0 i=R +t

Здесь Pg^J^C О - вероятность необходимости i замен для перехода БИС в исправное состояние:

p^fco-ci4°'V • А • ♦ CI- - /,)]..«а>

где - вероятность годности ЕИС типа 1С О;

е

j' - номер БИС з ТЭЗ. •

Распре телвние вероятности Р количества ремонтов для ТЭЗ,

рем

содержащего КБИС, можно получить по аналогии с <7) при условии

гимены р на р и В4'^ на

' т 1 рем г, б 1 э, б

Математическое ожидание числа ремонтов R ТЭЗ составит:

о - I ' • <] * I [Р^и СС • «г]- <»>

от

При »том доля ТЭЗ, составляющих потери: R

ч-1 <14>

Аналогичная методика расчета используется для стадий изготовления модулей и конечных изделий.

Для постановка задачи оптимизации вводятся понятия производственной мощности W. > мощности контроля УГ » программы

' i, к £ контроля и конфигурации оборудован-¡я контроля U- Производственная мощность представляет собой количество изделий по каждому типу <С,Л>, выпуск которых может обеспечить имеющееся оборудование по - изготовлению. Здесь £ - участок производства, а к - тип изделия на участке Мощность контроля участка проиэвотства £ характеризует пропускную способность участка контроля £, достаточную для обработки изделий стадии производства i и определяемую как сумма

производственных мощностей для всех типов изделий стагчи производства £.

Программа контроля заключается в обеспечении выхода годных G для конечного изделия не ниже некоторого минимального значения G

roi п

при достаточной мощности контроля. Причем, если рассматривать G как Функцию от стратегии контроля *% то это условие программы контроля можно записать как:

GCS> 2 Gm.n. <13>

Множество видов оборудования контроля о, которое подразделяется, на J непересекающихся подмножества видов оборудопния контроля

для каждой иэ ] стадий производства контроля, где £ номер стадии контроля. Каждое иэ подмножеств содержит видов оборудования.

Таким образом, конкретный вид оборудования контроля из множества 0 можно выразить как 0i п> где 1 < п < Невыполнение программы контроля можно осуществить за счет выбора некоторой стратегии контроля S> позволяющей получить выход годных в соответствии о заданием и выбором видов оборудования контроля 0t , для каждой стадии контроля в количестве необходимом

для контроля количества изделий каждого типа, определяемого производственной модностью W • Будем обозначать этот набор

Т£.*

оборудования через U и называть его конфигурацией оборудования. Причем, U можно рассматривать как некоторую функцию UC SD от стратегии контроля S- Необходимость, при этом, соблюдения условия по обеспечению требуемой мощности контроля VÇ обознач"м через

запись вида UCS. W" )> а для всех £ как UCS-W* £

В качестве целевой функции оптимизации стратегии контроля рассматривается минимум отношения суммарных затрат на разработку тестов, оборудование контроля, ЗИП, и затраты, обусловленные потерей издали Т. К разности минимально допустимого уровня энхода годных устройств и выхода годных для случая отсутствия контроля «нулевая стратегия контроля).

ZCSD+ZCUCS. W?»+Zml ptf; RJ+ZP°4/-R>

F-MIN-

<16>

G. С S > - G„C S )

Здесь первое слагаемое числителя - затраты на разработку тестов, обеспечивающих стратегию & При этом, затраты на разработку тестов изделия типа а,М зависят от длины тестовой последовательности I, которая в свою очередь является " функцией коэффициента покрытия

\

неисправностей / и конкретного схемного решения 8Н То есть, можно записать:

1(>Ас /£.Л! а^.* : 5

Второе слагаемое выражает затраты на необходимое обору.*звание кон-, юля. Третье слагаемое отражает Функциональную зависимость колимаства ЗИП, а следовательно л затрат на него от коэффициента покрытия неисправностей* и величины ограничения количества ремонтов. Четвертое слагаемое отражает затраты от потерь в результате ограничений на количество ремонтог как Функции от данного ограничения и коэффициента покрытия неисправностей.

Представим задачу по выбору оптимальной стратегии контроля в виде многошаговой операции управления контролем. Шагом управления является прирошение на единицу оборудования контроля для

какой-либо одной стадии контроля X**'» где Н характеризует

количество единиц оворудования контроля стадии контроля * до выполнения данного шага управления. Таким , образом, состояние операции. управления характеризуется вектором, отражающим количество оборудования контроля на каждой стадии контроля:

х*,а\ X*'".. ...... <18>

Обозначим данный вектор через Тогда, некоторое управление и

представляет собой совокупность шаговых управлений:

О - ( 04. 02. ... '«»>

Управление Ц будет оптимальным, если при его реализации целевая функция обращается в минимум Обозначим оптимальное управление

буквой <и Оптимальное управление У состоит из совокупности оптимальных шаговых управлений:

С » С С , 55 , С). <20>

1 * 3 , • П . •

Таким образом, задача сводится к определению оптимального

управления на каждом шаге и . В качестве показателя эффективности

п

можно рассматривать сумму целевых функций для всех шагов управления:

•Ьг

J 1 J

<21 >

где fj - целевая Функция на jf шаге.

Рассмотрим комплекс возможных векторов управления как комплекс векторов, хара теризушцих распределения количества тестового оборудования по стадиям контроля в виде графа. Вершинами Oflt ;ь описываются конфигурации оборудования контроля, кличем, общее количество установок контроля любой конфигурации контроля, принадлежащих ярусу t дерева на 1 больше с/ммы количества установок контроля любой конфигурации яруса i-í и на i меньше

Ю

суммы количества установок любой конфигурации яруса ¿+1. Каждой ветви дерева можно поставить в соответствие прирошоние затрат на ' единицу приращения выхода годных <удельные затраты). Для решения задачи был предложен метод пошаговой оптимизации в сочетании с методом выбора направления на- основе определения градиента целевой функции на каждом шаге.

Предлагаемый алгоритм выбора оптимальной стратегии контроля представляет собой следующую последовательность опрэций.

1. Для конфигурации и^ Сотсутствиэ оборудования контроля на

всех стадиях производства» затраты на синтез тестов и

оборудование контроля принимаются равными нулю, а выход годных

б , рассчитывается в соответствии с модель», описанной выше при о

нулевых покрытиях неисправностей.

2. Переход .¡а следующий ярус.

3. Для каждой из конфигураций яруса расчитывается суммарная

длина тестов всех объектов контроля каждой стадии а соответствии с

требованием по обеспечению требуемой мощности контроля И* для

т .

I

каждой стадии контроля

4. На основании результатов, полученных в п. Э определяются стратегии контроля для всех типов объектов на каждой стадии контроля, обеспечивающие максимальное суммарное покрытие неисправностей для каждой стадии контроля.

В. На основе данных, полученных в п. 4 для каждой из конфигураций, по модели из главы 1, расчитываются выход годных

О , размер ЗИП м! , потери У и среднее число ремонтов

4. Н 1.к ,т1.к

по каждому типу изделий ,.

6. Производится корректировка количес-тва оборудования контроля в сторону увеличения до достаточного для осуществления количества

операций контроля в соответствии со средним числом ремонтов Д

7. Определяются затраты на синтез тестов, оборудование контроля, ЗИП и затраты, обусловленные потерями изделий из-за ограничений по количеству ремонтов. Опредс-ляются их приращения по сравнению с предыдущим шагом Сдля предшествующего яруса>. Вычисляется целевая Функция удельных затрат.

0. Выбирается конфигурация, переход к которой осуществляется при минимуме целевой Функции.

9. Сравнивается расчетное значение выкрда годных для выбранной стратегии с требуемым. Если расчетное значение меньше, то осуществляется переход к п. 2, иначе расчет заканчивается г* конфигурация, полученная в п. 8 и стратегия, полученная в п. 4 считаются окончательными.

Далее в работе подробно рассматривается алгоритмы решения частных эадг ? 3, 4, и 6 пунктов. Из алгоритма, предложенного для

решения задачи пункта 4, следует необходимость решения задачи по разработке многофакторной математической модели, устанавливающей зависимость между. длиной песта, коэффициентом покрытия неисправностей и схдмно-топологическими параметрами.

Разработана программа, реализующая метод анализа и поиска наилучшей стратегии контроля "ОСК". Проведен анализ стратегий контроля для производства устройств управления цифровой системы передачи данных Черкасского завода телеграфной аппарат-уры.

ТРЕТЬЯ ГЛАВА посвящена разработке математической модели,

проектируемой схемы, описанию алгоритмов получения на основе ее анализа основных схемно-топологических параметров. Глава содержит, также, описание, полученного с помощью программной реализации алгоритмов анализа схемно-топологических параметров,

статистического материала по ряду схемных решений, на основании которого с помощью метода регрессионного анализа разработана многофакторная математическая модель, устанавливающая зависимость между длиной теста, коэффициентом покрытия неисправностей и параметрами, отражающими схемно-топологические особенности проектируемых объектов.

В соответствии с предположением о наличии зависимости между длиной обнаруживюшего теста и некоторыми тхзпологич&скими

характеристиками схемы, было выбрано характеристик приводимое ниже.

количество элементов схемы

первичное

множество

1

2

3

4

5

6 7 а

9

10 11

12

13

14

Е

количество цепей схемы С

количество входов схемы I

количество выходов схемы (ХГГ количество входов элементов общее количество полюсов

количество неуправляемых элементов Ц1Е

количе. гво ненаблюдаемых элементов Ц0Е

количество неуправляемых элементов с памятью

количество ненаблюдаемых элементов НОМ с памятью

сумма двоичных логарифмов числа 5

состояний элементов

количество рангов С глубина схекы>

двоичный признак наличия 05

обратных связей

двоичный признак наличия ЗД

схождений • ■

Далее

на основании опыта разработчиков тестов, было сделано

предположение о том, что длина тестовой последовательности определяется не только самими параметрами 1-14 для всей схемы, а зависит, также, от. возможности разбиения схемы на то или иное количество подсхем.

Исходя из ¡»того было решено учесть степень разбиения схемы на подсхемы посредством вычисления параметров 1-14 для ка; эой из подсхем и получения, на основе этих данных, их усредненных значений.

Для учета степени пересечения подсхем было решено, а качестве усредненных параметров, использовать параметры средне-взвешенные по количеству полюсов подсхем. Пусть р - один из параметров, а РСО» " одноименный параметр подсхемы, отвечающей выходному полюсу

4. Усредненный параметр Р определим как

КРЗ

Р -

/ЛГ^ í=í

PLC О <22>

KPS

) PLC О PC О

í=Í

где: KPS-количество подсхем.

Р1_( О количество полюсов подсхемы Í Исходя из это 'о был составлен, для дальнейшего исследования, список усредненных параметров. '

Обучающая выборка состояла из 74-х схем. Для всех объектов выборки были получены значения всех факторов-регрессоров, как для случая аналигэ схем, так и для случая анализа подсхем. Далее для обоих опиантов были вычислены коэффициенты парной корреляции факторов-регрессоров и Фактора-выхода. Коэффициенты корреляции для варианта анализа схем оказались значительно выше. Это подтвердило правильность предположения о том, что на длину тестовой последовательности в значительной степени оказывает влияние возможность разбиения схемы на подсхемы и степень их связности. Ка основании анализа тесноты связи коэффициентов корреляции факторов-регрессоров и Фактора-выхода R подсхемы, было принято

х£у

решение об исключении из рассмотрения Факторов, еырзжэюэдх глубину схемы С количество рангов и двоичный признак наличия

разветвлени-схождений £Н- Анализ тесноты связи Факторов регрессоров по коэффициентам парной корреляции R показал, что

xi*J

из дальнейшего рассмотрения можно исключить факторы, вырожающие количество ненаблюдаемых элементов с памятью RQR, сумму двоичных логарифмов числа состояний элементов памята -3 и количество ненаблюдаемых элементов. ROE-

В результате регрессионного апалйза были получены математические модели, выражающиеся линейной и нелинейной зависимостью степенного вида. Сравнение результатов

прогнозирования показало, что лучшие результаты получатся для нелинейной модели, описываемой степенной функцией вида:

13

и - с крбР ¡г» жГ* ГШ?» «з>

Значения оценок приведены в таблице 1.

Сравнение значении длин тестов схем выборки, вычисленные по полученной модели с эксперементальными показыват, что отклонение менее 505< имеют 63 схемы иэ 74-х и, только, для одной схемы отклонение более 100%. На гистограмме рис. 1 представлено распределение количества схем с тем или иным отклонением оптимального нелинейного прогноза длины тестов от истинной длины.

Таблица 1.

Значения оценок Ь,.

тсъз ь ь ь ь ь ь ь ь ь ь

о 1 а * 9 в 7 в о 1 о

3,05 0-43 -0,59 0,62 -0,26 0,46 -0-14 -0.56 0.24 0.40 0-88

колич. схем

гг

14 18

в

20 ВО *0 90 в0 70 80 90 100

ХОШИвКИ

Рис. 1. Гистограмма распределения процента ошибки прогноза длины тестов в случав использования модели степенного вида.

Далее, с целью исследования возможности использования полученной модели применительно к схемам, ■ для которых синтез тестов осуществляется с активным участием разработчика в выборе тестовых воздействий, была осуществлена подборка схемных решеклй, для которых использовались тесты," разработанные подобным образом. Объем выборки составил 43 схем. С помощью программы "ЬООТОР" были получены значения основных схемно-топологических параметров. В результате проведенного регрессионного анализа была получена нелинейная модель степенного вида.

Проверка однородности нелинейных математических моделей для выборки схем с автоматической генерацией тестов и для выборки схем с тестами разработчика осуществлена посредством оценки

однородности дисперсий в соответствии с критерием Кочрена.

Проверка показала, что гипотеза.об однородности дисперсий и, следовательно, об однородности математических моделей не подтверждается.

Таким образом, способ синтеза тестов, для рассматриваемого класса схем является определяющим в плане применимости той или иной модели оптимального прогноза длины тестовой последовательности по основным схемно-топологическим параметрам.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена проблеме экспериментальной верификации модели прогнозирования длин тестов.

Экономическая эффективность разработки специализированных БИС зависит от объема их производства. Поэтому в качестве устройства, для которого было решено провести их разработку, выброно устройство уп.'-эвлэния проявочным автоматом. Данный выбор был обусловлен не только серийностью, но и широким спектром сфер применения проявочного оборудования. Приводятся варианты схемных решений разработанных БИС, реализующих основные Функции управления проявочным г гз то матом. Приводятся основные сведения о системе проектиргдания "Пульс" з Формате которой дано описание логической структуры упомянутых БИС Приводятся результаты сравнения длин тестов, полученных с помощью модели и реального синтеза в системе "Сидикон". На основании данной верификации сделан вывод о приемлемости использования модели прогнозирования длины теста на стадии проектирования изделиЛ и оценки качества проектных решений.

ОСНОЗНЫЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В диссертации решена задача количественной оценки качества проектируемых схем на основе прогнозирования длины теста и разработана методика поиска оптимальных, по критерию стоимостных затрат, стратегий контроля проектируемых изделий.

Основные научные и прикладные результаты работы заключаются в следующем:

1. На основании анализа процесса производственного контроля электронных изделий предложена последовательность операций по подготовки изделий к производству в рамках концепции получения схемных решений, оптимальных по затратам на контроль при производстве. Установлена необходимость разработки способа определения оптимальных стратегий контроля как задачи однокритериальной оптимизации.

2. Разработана математическая модель процесса контроля на различных стадиях производства дискретных электронных изделий, позволяющая проводить расчеты значений выхода годных, запаса элементов, доли изделий, составляющих -. потери и среднее число ремонтов по каждому типу изделий.

3. Сформулирована задача оптимизации стратегии контроля, где в качестэе критерия рассматриваются суммарные затраты на разработку тестов, оборудование контроля, ЗИП и затраты обусловленные потерей изделий иэ-эа ограничений на количество ремонтов. Предложен метод количественного сравнения вариантов и поиска оптимальной стратегии

контроля.

4. Разработана программа, реализующая метод анализа и поиска наилучшей стратегии контроля "ОСК". Проведен анализ стратегий контроля для производства устройств управления цифровой системы передачи данных Черкасского завода телеграфной аппаратуры.

В. Разработана многов&хторная математическая модель прогноза длины теста на основе анализа логической топологии схемы. Была выдвинута и подтверждена гипотеза о необходимости использования различных моделей прогноза для различных методов генерации тест-программ.

В. Было предложено схемное решение для БИС устройства управления проявочным автоматом и проведена верификация прогнозируемой длины теста с реально полученным с помощью автоматизированной системы генерации тестов "СИДИКОН". Результаты верификации ■ дали экспериментальное подтверждение возможности применения многофакторной модели прогнозирования длины теста.

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ СЛЕДУЮЩИЕ РАБОТЫ.

1. Шурыгин В. Н. , Косов Я С Основные принципы построения аппаратно-программного комплекса тестирования ТЭЗ Фотонаборного оборудования. Вторая всесоюзная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов системы Госкомпечати СССР: тезисы докладов. "Всесоюзный молодежный книжный центр", Н 1990, с. 139-140.

2. Шурыгин В. Я , Кучерявый В. А. Автоматизированная система тестового контроля для полиграфических предприятий. В межведоственном сборнике научных трудов: "Информационная и микропроцессорная техника в полиграфии". К' НПИ "Пир книги" 1992, с. 100-106.

3. Шурыгин В. Я Метод оценки взаимосвязи контооля и качества цифровых устройств на этапе производства. "Автоматика и управление в полиграфических системах" М- изд-во МГАП "Мир книги" 1994 г.

4. Иванько А. Ф. , Шурыгин В. Н. Системы автоматизированного проектирования. Пособие по лабораторным работам. Изд. "Мир книги", М- 1994, 73 стр.

5. Шурыгин В. Я Метод прогнозирования длин тестов. Пограмма 33-И НТК профессорско-преподавательского состава и аспирантов. МГАП, М: 1994 Г.

Подписано и печати 30.03.94 Зак. 54 Объем 1п.л. Тир. 66 Москва, ЫГИЭМ, Ы.Пионерская ул., 12

1в