一種基于LabVIEW的存儲器檢測系統(tǒng)的研究

　　在電子設(shè)備運行過程中，存儲器發(fā)生故障或失效，不僅導(dǎo)致經(jīng)濟損失，而且還有可能導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。因此存儲器的測試也成為當今世界的一個重要問題，在軍事裝備中存儲器正扮演著很重要的角色。目前，基于虛擬儀器設(shè)計的自動測試系統(tǒng)已成為主流，而軟件則是虛擬儀器的核心。在此，以LabVIEW為軟件工具，結(jié)合相應(yīng)的數(shù)字I／O卡，開發(fā)一套用于某裝備存儲器檢測的檢測系統(tǒng)。

　　1 總體方案及硬件設(shè)計

　　1.1 需求分析

　　該系統(tǒng)所選的被測對象是某型裝備中的公用存儲器，測試通道有地址總線18根、數(shù)據(jù)總線18根，控制線3根(控制線共7根，其中3根有效)。其中，狀態(tài)輸出信號表示讀／寫信號是否有效；讀／寫信號表示對RAM的讀／寫操作；數(shù)據(jù)輸出有效信號表示數(shù)據(jù)輸出是否有效。容量8 KB，讀周期400 ns，寫周期500 ns，供電電壓5 V。

　　1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　該硬件系統(tǒng)，以中心計算機為主體，以插入其中的數(shù)字I／O卡為功能部件。通過計算機控制數(shù)字I／O卡進行數(shù)字信號的輸出和測量。由此可知，系統(tǒng)平臺的搭建關(guān)鍵是選擇合適的數(shù)字I／O卡。該系統(tǒng)測試的主要信號有地址信號、數(shù)據(jù)信號和控制信號?？紤]到輸出位數(shù)和速度，用NI公司的數(shù)字波形發(fā)生器／分析儀 6542，它具有32路可雙向控制的通道，可方便地進行信號輸出和對信號的采集。該模塊每個通道都有1 Mb，8 Mb和64 Mb的板載內(nèi)存，便于測試信息的存儲。

　　1.3 接口適配器設(shè)計和端口的分配

　　接口適配器用于連接被測設(shè)備和測試平臺。設(shè)計時只選用一塊6542模塊，所以只有32個輸出通道，不能實現(xiàn)所有信號的有效同步輸出，設(shè)計時需采用數(shù)據(jù)線和地址線共用的原則予以解決。接口適配器的組成框圖如圖1所示。選擇6542的port0～port2作為公用的地址線和數(shù)據(jù)線，port3作為控制線。鎖存器選擇雙向鎖存器，通過鎖存方向控制數(shù)據(jù)的輸入／輸出，片選控制線控制數(shù)據(jù)的鎖存，鎖存輸出控制線控制鎖存器里的數(shù)據(jù)讀出。

　　2 存儲器測試算法分析

　　2.1 存儲器故障類型

　　存儲器故障總體可以分為單個單元的故障和單元之間的故障兩類。單個單元的故障包括：粘滯故障(SAF)一個陣列總是0或1；轉(zhuǎn)換故障(TF)，即一個特定單元在一定轉(zhuǎn)換序列后不能進行0／1翻轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)保持故障(DFR)，即一個單元在一段時間后不能保持它的邏輯值等。單元之間的故障主要是耦合故障(CF)，它包括字間故障和字內(nèi)故障。

　　2.2 March算法

　　針對存儲器不同的故障類型，提出了多種存儲器的測試算法，如 March算法、Walking算法、Calloping算法等。其中，March算法具有較高的故障覆蓋率，較小的時間復(fù)雜度，在存儲器測試中得到廣泛應(yīng)用。其基本步驟用公式表示如下：

　　式中：Cij表示第i行，第j列的存儲單元；R表示讀操作；W表示寫操作；?ij表示全部c的集合；∑表示?ij，集內(nèi)的總和；逗號“，”是公式內(nèi)各有序操作之間的分隔符；0或1表示背景數(shù)據(jù)和操作數(shù)據(jù)。根據(jù)公式可以算出測試的復(fù)雜度為 5N。簡單說就是按照一定的規(guī)則向存儲器寫入和讀出數(shù)據(jù)。針對不同的故障模型，在測試中添加不同的數(shù)據(jù)背景可以實現(xiàn)相應(yīng)的故障覆蓋。通常，一種算法不能覆蓋所有的故障類型，所以測試時要用兩種或兩種以上的算法。