Диагностическое обеспечение многофункциональных бортовых вычислительных систем на основе графовых и алгебраических моделей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Сильянов Николай Владимирович

• Сильянов Николай Владимирович
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Сильянов Николай Владимирович

Введение

Глава 1. Современные проблемы разработки бортовых вычислительных систем, обзор методов технической диагностики и обеспечения отказоустойчивости, формализация задач исследования

1.1. Современные проблемы разработки бортовых вычислительных систем

1.2. Обзор моделей и методов технической диагностики

1.3. Обзор методов обеспечения отказоустойчивости

1.4. Формализация цели и задач диссертации

1.5. Выводы по главе

Глава 2. Базовые и диагностические модели многофункциональных бортовых вычислительных систем

2.1. Структурные схемы многофункциональных бортовых вычислительных систем

2.2. Базовая модель электронного модуля в виде списка соединений

2.3. Построение базовой модели МБВС для этапов разработки, отладки и изготовления

2.4. Описание технологии граничного сканирования по стандарту IEEE Std

2.5. Разработка диагностической модели МБВС для этапов разработки, отладки и изготовления

2.6. Разработка базовой модели МБВС для этапа эксплуатации

2.7. Необходимые сведения из теории групп

2.8. Разработка диагностической модели МБВС для этапа эксплуатации

2.9. Выводы по главе

Глава 3. Разработка диагностического обеспечения многофункциональных бортовых вычислительных систем

3.1. Разработка диагностического обеспечения МБВС для этапов разработки, отладки и изготовления

3.2. Разработка дополнительного аппаратного обеспечения для сопряжения диагностируемого модуля с ПЭВМ

3.3. Разработка программы автоматической генерации матрицы смежности диагностируемого модуля по его списку соединений

3.4. Разработка диагностического обеспечения для поиска структурных дефектов на этапах разработки, отладки и изготовления

3.5. Разработка методики для чтения и записи памяти диагностируемого модуля

3.6. Разработка программного обеспечения для записи исполняемого файла в диагностируемый модуль

3.7. Разработка аппаратного обеспечения МБВС для этапа эксплуатации

3.8. Разработка программного обеспечения исследования работоспособности модулей МБВС на этапе эксплуатации

3.9. Разработка алгоритма формирования таблиц реконфигурации МБВС для обеспечения отказоустойчивости на этапе эксплуатации

3.10. Выводы по главе

Глава 4. Практическая реализация разработанного диагностического обеспечения

4.1. Примеры разработки аппаратного обеспечения многофункциональных бортовых вычислительных систем

4.2. Пример построения матрицы смежности по списку соединений электронного модуля

4.3. Пример работы диагностического обеспечения для поиска структурных дефектов на этапах разработки, отладки и изготовления

4.4. Пример применения технологии граничного сканирования для загрузки файла в память модуля на этапе отладки

4.5. Пример работы программного обеспечения исследования работоспособности модулей МБВС на этапе эксплуатации

4.6. Пример формирования таблиц реконфигурации МБВС для этапа эксплуатации

4.7. Выводы по главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение А. Патент и свидетельства

Приложение Б. Акты внедрения результатов диссертации

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Диагностическое обеспечение многофункциональных бортовых вычислительных систем на основе графовых и алгебраических моделей»

Актуальность темы исследования

При проектировании и эксплуатации многофункциональных бортовых вычислительных систем (МБВС) необходимо решение различных задач их технической диагностики.

В процессе регулировки и отладки составных частей приборов (электронных модулей, печатных плат) большое значение приобретает проверка их исправности с высокой полнотой контроля и большой глубиной поиска структурных дефектов (коротких замыканий, обрывов и перепутываний цепей). В связи с этим при проектировании устройств и приборов необходимо обеспечение приспособленности к диагностированию (контролепригодности).

Сбои и отказы бортовых вычислительных систем в неблагоприятных условиях эксплуатации могут привести к тяжелым и непоправимым последствиям. Для минимизации этих рисков необходимо обеспечение отказоустойчивости, например, за счет применения избыточности, проверки правильности функционирования (самодиагностики) и реконфигурации в случае обнаружения сбоя. На этом этапе подтверждение полной исправности или большая глубина поиска неисправности становятся не существенными.

Согласно ГОСТ 20911-89, комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта, называется диагностическим обеспечением.

Значительный вклад в развитие отечественной технической диагностики внесли И.А. Чегис, Е.С. Согомонян, В.В. Карибский, Р.С. Гольдман, В.П. Чипу-лис, П.П. Пархоменко, М.Ф. Каравай, А.С. Касаткин, И.А. Биргер, Л.А. Мироновский, Я.Я. Осис, А.В. Мозгалевский, В.Н. Дианов, А.М. Сафарбаков, Ю.В. Малышенко, Ю.А. Скобцов, Д.В. Сперанский, В.В. Сапожников, В.Т. Еременко и другие. Вопросами диагностирования технических объектов и систем занимались зарубежные ученые C.V. Ramamoorthy, S. Graf, M. Gossel, R.G. Bennets,

Н. В1еекег, А. Аушешэ и др.

Несмотря на накопленный опыт, формализация задач технической диагностики может оказаться затрудненной для перспективных бортовых вычислительных систем в связи с увеличением функциональности и усложнением структуры современных электронных компонентов, а также печатных плат и электронных модулей на их основе. Возможным выходом из данной ситуации является разработка диагностического обеспечения на основе построения и анализа графовых и алгебраических моделей МБВС, ориентированных на решение задач конкретного этапа жизненного цикла, что несомненно является актуальным.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью работы являлось увеличение глубины поиска структурных дефектов МБВС на этапах разработки, отладки и изготовления, а также повышение отказоустойчивости МБВС на этапе эксплуатации в условиях воздействия неблагоприятных факторов.

В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены и решены следующие задачи:

1. Обзор известных методов технической диагностики вычислительных систем, а также методов обеспечения отказоустойчивости.

2. Построение базовых моделей бортовых вычислительных систем для этапа проектирования и для этапа эксплуатации.

3. Разработка диагностических моделей и диагностического обеспечения (аппаратного, алгоритмического и программного) бортовых вычислителей для этапов разработки, отладки и изготовления, а также для этапа эксплуатации.

4. Проведение экспериментальных исследований работоспособности макетов бортовых вычислителей и их электронных модулей, подтверждение воз-

можности локализации структурных дефектов с улучшенной глубиной поиска в процессе отладки, подтверждение возможности обнаружения неправильного функционирования и реконфигурации в процессе эксплуатации.

Объект исследования

Многофункциональные бортовые вычислительные системы.

Предмет исследования

Разработка диагностического обеспечения многофункциональных бортовых вычислительных систем для различных этапах жизненного цикла.

Соответствие паспорту специальности

Диагностическое обеспечение разработано на основе теоретических и прикладных исследований системных связей объекта с целью улучшения характеристик надежности, эффективности и качества на различных этапах жизненного цикла объекта, что соответствует содержанию специальности 05.13.01 "Системный анализ, управление и обработка информации", в т.ч. пункту 2 "формализация и постановка задач обработки информации", пункту 5 "разработка специального математического и алгоритмического обеспечения систем анализа и обработки информации", пункту 8 "теоретико-множественный анализ сложных систем".

Научная новизна

1. Предложена базовая модель электронного модуля МБВС в виде двудольного графа, устанавливающего соответствие между множеством цепей и множеством контактных площадок, отличающаяся от известных использованием информации из уникального для каждого модуля списка соединений и позволяющая на этапах разработки, отладки и изготовления увеличить глубину поиска структурных дефектов электронных модулей в виде коротких замыканий, обрывов и перепутывания цепей.

2. На основе предложенной базовой модели разработана диагностическая модель, включающая алгоритмическое и программное обеспечение, отлича-

ющаяся от известных применением технологии граничного сканирования, предназначенная для поиска структурных дефектов электронных модулей на этапах разработки, отладки и изготовления МБВС.

3. Для этапа эксплуатации разработана диагностическая модель на основе алгебраических структур, обеспечивающая в отличие от известных повышенную отказоустойчивость МБВС при воздействии неблагоприятных факторов.

Практическая значимость и реализация результатов работы

Диагностическое обеспечение для этапа проектирования бортовых вычислительных систем позволяет локализовать структурные дефекты электронных модулей с точностью до контактной площадки.

Модели и алгоритмы для этапа эксплуатации многофункциональной бортовой вычислительной системы позволяют создать таблицы реконфигурации для обеспечения повышенной отказоустойчивости системы.

Работа выполнена в рамках научного направления "Диагностические и информационно-поисковые системы" (номер государственной регистрации 01201252337, интернет-номер И111112195013, руководитель работы — д.т.н., профессор Ломакина Л.С.).

Результаты работы использованы при разработке приборов в рамках НИОКР, проводимых в филиале Российского федерального ядерного центра Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Се-дакова", что подтверждается актом о внедрении № 195-95-30-30/86 от 19.03.2019.

Результаты работы внедрены в учебный процесс Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева на кафедре "Вычислительные системы и технологии" при подготовке студентов по магистерской программе "Диагностические и информационно-поисковые системы" (научный руководитель — д.т.н., профессор Ломакина Л.С.) по направлению "Инфор-

матика и вычислительная техника", что подтверждено актом о внедрении № 16.5-01-10/05 от 13.01.2017.

Положения, выносимые на защиту

1. Базовая модель электронных модулей МБВС в графо-матричном представлении и программа ее автоматической генерации по информации из списков соединений.

2. Диагностическая модель электронных модулей МБВС на основе технологии граничного сканирования.

3. Диагностическое обеспечение МБВС на основе алгебраических структур для реконфигурации системы в неблагоприятных условиях эксплуатации.

Обоснованность и достоверность результатов

Обоснованность и достоверность результатов обеспечены корректным использованием математического аппарата и подтверждены проведением экспериментальных исследований. Апробация работы

Основные положения диссертации представлялись и докладывались на научных конференциях: XXI Международной открытой научной конференции "Современные проблемы информатизации" (Воронеж, ВГТУ, 2015), Международных научно-технических конференциях ИСТ (Н.Новгород, НГТУ, 2016-2017), XV Международной молодежной научно-технической конференции "Будущее технической науки" (Н.Новгород, НГТУ, 2016), Всероссийской научно-технической конференции "Инфотех-2017" (Севастополь, СевГУ, 2017), Международном Конгрессе по интеллектуальным системам и информационным технологиям 18&1Т'17 (Ростов-на-Дону, Таганрог, ЮФУ, 2017), XXI научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении" (С.-Пб., СПб-ПУ Петра Великого, 2017), VI Международной научно-практической конференции "Информационные управляющие системы и технологии" (Одесса, ОНМУ,

2017), Международных научных конференциях "Информационные технологии в науке, управлении, социальной сфере и медицине" (Томск, ТПУ, ТУСУР, 2017-2018).

Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации № 1138 от 05.09.2016 автору была назначена стипендия Правительства Российской Федерации на 2016-2017 учебный год.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 6 работ в рецензируемых научных изданиях, рекомендуемых ВАК, 1 работа в издании, индексируемом в международной базе данных (Web of Science), 11 публикаций в других научных изданиях. В ходе исследований оформлены 1 патент на изоб-ретениеи 4 свидетельства на программы для ЭВМ.

Личный вклад автора

Базовая и диагностическая модели электронных модулей с использованием информации из списков соединений и с применением технологии граничного сканирования принадлежат лично соискателю. Базовая и диагностическая модели бортовой вычислительной системы на основе теории групп получены соискателем под научным руководством Л.С. Ломакиной, разработка программы формирования таблиц реконфигурации выполнена совместно с М.А. Надежки-ным.

В совместных публикациях с А.Ю. Киселевым, С.А. Королевым, С.В. Пря-ничниковым, В.Н. Русановым творческий вклад распределен поровну, личный вклад автора состоял в анализе известных и разработке новых структурных схем бортовых вычислительных систем. В совместных публикациях с Л.С. Ломакиной, М.А. Надежкиным, О.В. Виноградовым творческий вклад распределен в равных долях, личный вклад автора состоял в разработке структурных схем бортовых вычислительных систем, построении и анализе их графовых моделей на основе теории групп.

Патент на изобретение оформлен совместно с В.Н. Русановым и А.Ю. Ки-

селевым, личный вклад автора оценен в 25% и состоял в разработке структурной схемы. Свидетельства на программы для ЭВМ оформлены совместно с Л.С. Ломакиной и М.А. Надежкиным, а также с Я.Е. Гаряевым, С.А. Борисовой, М.С. Бессоновым, А.Ю. Киселевым и С.В. Пряничниковым, личный вклад автора состоял в разработке графовых моделей и алгоритмов реконфигурации, а также в разработке алгоритмов и программного обеспечения исследования работоспособности макетов.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы и приложений. Общий объем работы —152 страниц текста, содержащего 62 рисунка и 6 таблиц. Список литературы содержит 128 наименований.

Аннотация диссертационной работы по главам

Первая глава содержит описание современного состояния проблемы, обзор известных решений и формализацию цели и задач исследования.

Во второй главе рассматриваются базовые и диагностические модели МБВС. Для этапов разработки, отладки и изготовления построение базовой модели осуществляется на основе списков соединений. Диагностическая модель строится на основе базовой с применением технологии граничного сканирования. Для этапа эксплуатации базовая модель представляется в виде графа, а диагностическая модель подразумевает применение групп симметрий.

В третьей главе на основе рассмотренных моделей разрабатывается диагностическое обеспечение. Назначение диагностического обеспечения на этапах разработки, отладки и изготовления состоит в поиске структурных дефектов электронных модулей в виде обрывов или коротких замыканий цепей, а также в программировании и тестировании расположенных на модулях микросхемах запоминающих устройств. Диагностическое обеспечение для этапа эксплуатации МБВС предназначено для проверки правильности функционирования модуля обработки и реконфигурации при нарушениях функционирования из-за небла-

гоприятных воздействий.

Четвертая глава содержит примеры практической реализации диагностического обеспечения, описание проведенных экспериментальных исследований.

Благодарности

Автор выражает благодарность научному руководителю — доктору технических наук, профессору, профессору кафедры "Вычислительные системы и технологии" Л.С. Ломакиной. Также автор благодарит филиал ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" "НИИИС им. Ю.Е. Седакова" за обеспечение макетами и необходимым для проведения экспериментальных исследований оборудованием.

13

Глава 1

Современные проблемы разработки бортовых вычислительных систем, обзор методов технической диагностики и обеспечения отказоустойчивости, формализация задач

исследования

1.1. Современные проблемы разработки бортовых вычислительных систем

Развитие электроники позволяет создавать бортовые вычислительные системы с улучшенными характеристиками. Функции, которые ранее реализовы-вались специализированными вычислителями, например, управление, стабилизация, навигация, обработка сигналов, распознавание изображений, в настоящее время могут выполняться компактными многофункциональными бортовыми вычислительными системами (МБВС).

Такие системы могут применяться в различных объектах, представляющих различные уровни техногенной опасности. Техногенная опасность — состояние, внутренне присущее технической системе, промышленному или транспортному объекту [1]. Техногенную опасность связывают с нарушением нормальной работы технических систем, промышленных, транспортных и иных объектов [2]. Согласно [3], опасное состояние — состояние объекта, в котором возникает недопустимый риск причинения вреда людям, или окружающей среде, или существенных материальных потерь, или других неприемлемых последствий.

В [4] приводятся следующие группы уровней безопасности технических объектов и систем:

- объекты оборонного комплекса,

- объекты ядерной энергетики и ядерного цикла,

- ракетно-космические комплексы,

- нефтедобыча и переработка,

- транспорт (наземный, надводный, подводный, воздушный),

- магистральные трубопроводы,

- уникальные сооружения,

- крупные предприятия,

- системы связи, управления, оповещения и др.

Бортовые вычислительные системы (БВС) могут относится одновременно к нескольким группам. Поэтому вопрос снижения техногенных рисков для таких систем является более, чем актуальным.

Техногенный риск — мера опасности, порожденной техническими объектами. В общем случае, риск определяется по формуле (1.1), руб./год [4].

Я = / (А,У), (1.1)

где Л — частота возникновения аварий, У — величина ущерба.

Более точно, оценка риска может выражаться по формуле (1.2) [4].

п т

я = ЕЕ Уц , (1.2)

г=1 о=!

где ¿ = 1... п — число расчетных сценариев возникновения и развития аварии, ] = 1... т — число видов воздействия поражающих факторов при реализации ¿-го сценария, А^ — частота реализации ¿-го сценария в год, Р^ — вероятность реализации ]-го вида воздействия для ¿-го сценария, У^ — размер

ущерба материальным ресурсам, обусловленный реализацией ]-го вида воздействия в руб.

Источником риска является недостаточная надежность объектов и технических систем [4]. Факторами риска являются ошибки при проектировании, расчетах, изготовлении и монтаже объектов, неудовлетворительная оценка надежности на стадии эксплуатации, некачественное техническое обслуживание и ремонт, износ оборудования.

Таким образом, для снижения техногенных рисков бортовых вычислительных систем необходимо принимать меры по повышению их надежности, подтверждению исправности (отсутствия дефектов) на этапах разработки, отладки и изготовления, обеспечению отказоуйсточивости на этапе эксплуатации. Это позволит снизить техногенные риски объектов управления в авиации, ракетно-космической технике и других применениях.

В связи с ужесточением требований надежности авиационного бортового оборудования с одновременным улучшением его массо-габаритных, эксплуатационных и ремонтных характеристик в настоящее время развивается концепция интегрированной модульной авионики [5], которая характеризуется многофункциональностью бортовой вычислительной системы, обеспечением высокой степени живучести за счет реконфигурации после сбоев или отказов, обеспечением режима жесткого реального времени и др.

В [6] также отмечается тенденция интеграции бортовых комплексов управления в системах космических аппаратов, объединяющих БВС-диспетчер ресурсов, систему управления движением и навигацией, систему управления бортовой аппаратурой, аппаратуру служебного канала управления, систему бортовых измерений и др. Помимо этого рассматривается актуальность повышения надежности и стойкости элементной базы к ионизирующим излучениям космического пространства для продления срока эксплуатации космических аппаратов на орбите. Воздействие ионизирующих излучений приводит к увеличению количества сбоев и отказов интегральных микросхемы [7]. Другими важными

вопросами для таких систем являются вопросы подтверждения исправности электронных компонентов, в т.ч. выявление контрафактных элементов [6].

Таким образом, кроме общих для технических объектов, для БВС дополнительно можно отметить такой фактор техногенного риска, как эксплуатация в неблагоприятных условиях. В зависимости от назначения это могут быть климатические и механические воздействия, а также воздействия различного рода помех и излучений. Сбои или отказы БВС по этим причинам в процессе эксплуатации могут привести к тяжелым или даже катастрофическим последствиям. При этом применение структурной избыточности (резервирования) составных частей приборов крайне ограничено в связи с требованиями бортового исполнения.

Для многих современных электронных приборов и систем (в т.ч. рассматриваемых БВС) актуальной проблемой является проверка исправности на этапах разработки, отладки и изготовления. При этом, если не уделять достаточного внимания разработке диагностического обеспечения, нельзя гарантировать полную исправность прибора при встраивании его в комплекс. Также при поиске дефекта возможно увеличение затрат по времени и стоимости. Отсутствие гарантии полной исправности может повлечь разные степени риска — от выявления неисправности на входном контроле головного исполнителя и рекламации изготовителю, до проявления неисправности при эксплуатации с возможным ущербом жизни людей или экономике. Увеличение времени и стоимости поиска дефекта являются экономическими потерями, роль которых возрастает с ростом объема партии. Эти проблемы известны достаточно давно [8].

Для исследуемых БВС проблемы подтверждения исправности или поиска дефекта на этапе проектирования выходят на новый виток. В качестве основных причин этого можно указать проблемы, характерные для современной электроники в целом [9, 10]:

- возрастание сложности схем, топологий, программного обеспечения плат

и компонентов,

- необходимость программирования памяти перед тестированием,

- отсутствие доступа к выводам компонентов,

- отсутствие доступа к внутренним цепям платы,

- отсутствие адекватных диагностических моделей,

- нарушение правил контролепригодности (тестопригодности),

- входной контроль сложнофункциональных компонентов по внешнему виду.

Обобщая изложенное, можно отметить актуальность разработки диагностического обеспечения современных БВС на различных этапах жизненного цикла. При разработке, отладке и изготовлении приборов необходимо быстро и точно находить неисправности с помощью различных методов технической диагностики. При эксплуатации в неблагоприятных условиях необходимо обеспечение отказоустойчивости за счет обнаружения неправильного функционирования и реконфигурирования системы.

Для повышения надежности, эффективности и качества на различных этапах жизненного цикла необходимы теоретические и прикладные исследования системных связей БВС, что соответствует содержанию специальности 05.13.01 "Системный анализ, управление и обработка информации".

Согласно [11], получение научно-технических результатов и создание технологий, обеспечивающих переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, новым способам конструирования, а также обеспечивающих противодействие техногенным угрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, соответствует приоритетным направлениям научно-технологического развития страны.

1.2. Обзор моделей и методов технической диагностики

Согласно ГОСТ 20911-1989 [12], диагностическим обеспечением называется комплекс взаимоувязанных правил, методов, алгоритмов и средств, необходимых для осуществления диагностирования на всех этапах жизненного цикла объекта. Для того, чтобы объект был приспособлен к диагностированию, необходимо при его проектировании разрабатывать диагностическое обеспечение. Диагностическое обеспечение проектируемого объекта получают в результате анализа его диагностической модели. Диагностическая модель строится на основе предполагаемой конструкции, условий использования и эксплуатации объекта. В результате исследования диагностической модели устанавливают диагностические признаки, прямые и косвенные параметры и методы их оценки, определяют условия работоспособности, разрабатывают алгоритмы диагностирования.

Под диагностической моделью, согласно ГОСТ 20911-1989 [12], понимается формализованное описание объекта, необходимое для решения задач диагностирования. В качестве диагностических моделей могут рассматриваться дифференциальные уравнения, логические соотношения, диаграммы прохождения сигналов и др. По методам представления взаимосвязей между состоянием объекта, его элементами и параметрами, диагностические модели подразделяют на следующие виды: непрерывные, дискретные, специальные. Выбор того или иного типа модели для представления конкретного объекта зависит от целого ряда таких факторов, как условия эксплуатации, возможное конструктивное выполнение, тип комплектующих элементов и т.п. Выбор диагностических моделей производится с учетом: специфики объекта; условий использования; методов диагностирования.

Важность проблем контроля работы сложных схем и поиска неисправностей в них отмечается И.А. Чегисом и С.В. Яблонским еще в 1958 году [13]. Также там приводится построение логических способов контроля, позволяю-

щих автоматизировать процесс контроля. Эти способы применимы к схемам, для которых выработано логическое описание (в виде функций, соответствующих исправному и всем неисправным состояниям), в качестве примеров рассматриваются релейно-контактные схемы. Вводится понятие таблицы функций неисправностей.

Согласно [14], процесс автоматического контроля состоит из двух основных этапов. Первый этап заключается в восприятии информации о состоянии объекта и внешних условиях (первичное преобразование) и в преобразовании ее к виду, удобному для последующей обработки (промежуточное преобразование). Второй этап состоит в обнаружении в поступающей информации признаков контролируемого события, т.е. тех специфических особенностей, которые отличают данное событие от всех других, и в формировании сигнала о наступлении этого события при наличии полной совокупности характеризующих его признаков.

В [15] рассматривается метод анализа функционально связанных непрерывных систем с целью определения минимального числа точек контроля. По блочно-функциональной схеме строится логическая модель (строгое математическое описание в терминах алгебры логики). Приводится алгоритм определения минимального числа точек контроля. Приводятся примеры составления таблицы неисправностей и определения минимальных совокупностей выходов.

Степень связанности элементов в системе является одним из факторов, определяющих методологию испытаний [16]. Одним из недостатков преждевременного перехода к испытаниям (функциональным) системы является то, что в этом случае будет очень много необъяснимых отказов элементов, а это очень затрудняет исследование статистики отказов. Другой недостаток — отказы одних элементов сделают более жестким режим работы других.

В [17] приводится методика анализа одного класса систем для определения минимального числа контролируемых выходов, обеспечивающих проверку работоспособности или диагностику повреждений. Модель также подразумевает блочно-функциональную структуру. На разбиение системы на блоки наклады-

вается ряд ограничений. В частности подразумеваются системы без обратных связей и без резервирования, поскольку в противном случае в системе будут неразличимые неисправности.

В [18] рассматривается задача выделения неизвестного автомата из заданного класса автоматов путем подачи последовательностей входных символов и наблюдения реакций. Задача рассматривается для случая, когда автоматы с существенными неисправностями отличимы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сильянов Николай Владимирович, 2019 год

Список литературы

1. ГОСТ 22.0.05-97. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Техногенные чрезвычайные ситуации. Термины и определения. — М. : Госстандарт России, 1997.

2. ГОСТ Р 51901.22-2012. Менеджмент риска. Реестр риска. Правила построения. — М. : Стандартинформ, 2014.

3. ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения. — М. : Стандартинформ, 2016.

4. Чура Н. Н. Техногенный риск / Под ред. В. А. Девисилова. — М. : КНО-РУС, 2017.

5. Чернодаров А. В. Контроль, диагностика и идентификация авиационных приборов и измерительно-вычислительных комплексов. — М. : Научтехли-тиздат, 2017.

6. Белоус А. И., Солодуха В. А., Шведов С. В. Космическая электроника. Кн. 1. — М. : Техносфера, 2015.

7. Юдинцев В. Радиационно стойкие интегральные схемы: надежность в космосе и на земле // Электроника: наука, технологии, бизнес. — 2007. — №5. —С. 72-77.

8. Сорин Я. М. Надежность радиоэлектронной аппаратуры. Массовая радиобиблиотека. № 406. — М. : Государственное энергетическое издательство, 1961.

9. Иванов А. Инструменты для периферийного сканирования: тестирование плат и отладка функциональных узлов // Компоненты и технологии. — 2010. — № 9. — С. 162-166.

10. Городецкий А. Введение в технологии JTAG и DFT: Тестирование в технологиях граничного сканирования и тестопригодное проектирование. — Saarbrucken, Deutschland : Palmarium Academic Publishing, 2012.

11. Стратегия научно-технологического развития Российской Федерации. —

Утверждена Указом Президента Российской Федерации от 01.12.2016 г. № 642.

12. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика.Термины и определения. — М. : Стандартинформ, 2009.

13. Чегис И. А., Яблонский С. В. Логические способы контроля работы электрических схем // Труды Математического института АН СССР им. В.А. Стеклова. — 1958. — Т. 51. — С. 270-360.

14. Кнеллер В. Ю. Об определении и специфике автоматического контроля // Автоматика и телемеханика. — 1962. — Т. 23, № 4. — С. 509-518.

15. Согомонян Е. С. Контроль работоспособности и поиск неисправностей в функционально связанных системах // Автоматика и телемеханика.— 1964. — Т. 25, № 6. — С. 980-990.

16. Ллойд Д. К., Липов М. Надежность: организация исследования, методы, математический аппарат / Под ред. Н. П. Бусленко. — М. : Советское радио, 1964.

17. Карибский В. В. Анализ систем для контроля работоспособности и диагностики неисправностей // Автоматика и телемеханика. — 1965.— Т. 26, № 2. — С. 308-314.

18. Карибский В. В., Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Вопросы контроля работоспособности и поиска неисправностей в конечных автоматах // Доклады академии наук СССР. — 1965. — Т. 161, № 1. — С. 59-62.

19. Касаткин А. С., Кузьмин И. В. Оценка эффективности автоматизированных систем контроля. Библиотека по автоматике. № 254. — М. : Энергия, 1967.

20. Карибский В. В., Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Техническая диагностика объектов контроля. Методы анализа непрерывных и дискретных объектов. Библиотека по автоматике. № 261.— М. : Энергия, 1967.

21. Согомонян Е. С. Об одном подходе к задаче построения тестов // Автоматика и телемеханика. — 1968. — № 10. — С. 137-146.

22. Лебедев М. Д. Состояние и развитие автоматических систем контроля. Библиотека по автоматике. № 286.— М. : Энергия, 1968.

23. Ramamoorthy C. V. A structural theory of machine diagnosis // Proc. of AFIPS Conf. - 1968. - Vol. 30. - P. 743-756.

24. Карибский В. В., Пархоменко П. П., Согомонян Е. С. Метод построения программ проверки устройств с памятью, описываемых моделью конечного автомата // Автоматика и телемеханика. — 1969. — № 2. — С. 77-81.

25. Согомонян Е. С. О диагностике неисправностей в дискретных блочных объектах // Автоматика и телемеханика. — 1969.— № 10.— С. 156-167.

26. Касаткин А. С., Коменда Э. И. Статистическая оптимизация аппаратуры контроля. Библиотека по автоматике. № 407.— М. : Энергия, 1970.

27. Гольдман Р. С., Чипулис В. П. О диагностике неисправностей комбинационных схем // Автоматика и телемеханика. — 1971. — № 3. — С. 114-119.

28. Темников Ф. Е., Афонин В. А., Дмитриев В. И. Теоретические основы информационной техники. — М. : Энергия, 1971.

29. Чараев Г. Г. Техническая диагностика дискретных устройств. Библиотека по автоматике. № 526.— М. : Энергия, 1974.

30. Козлов Б. А., Ушаков И. А. Справочник по расчету надежности аппаратуры радиоэлектроники и автоматики. — М. : Советское радио, 1975.

31. Каравай М. Ф. Алгоритм построения проверяющего теста для кратных неисправностей по структуре комбинационного устройства // Автоматика и телемеханика. — 1975. — № 1. — С. 162-170.

32. Разумный В. М. Оценка параметров автоматического контроля. Библиотека по автоматике. № 539.— М. : Энергия, 1975.

33. Касаткин А. С. Эффективность автоматизированных систем контроля. Библиотека по автоматике. № 542.— М. : Энергия, 1975.

34. Основы технической диагностики. В 2-х книгах. Кн. I. Модели объектов, методы и алгоритмы диагноза / Под ред. П. П. Пархоменко. — М. : Энергия, 1976.

35. Мозгалевский А. В., Моисеев В. Ф. Автоматизированная система обеспечения надежности технологических установок. — Л. : Ленинградский Дом научно-технической пропаганды, 1976.

36. Дятлов В. А., Кабанов А. Н., Милов Л. Т. Контроль динамических систем. Библиотека по автоматике. № 592.— М. : Энергия, 1978.

37. Биргер И. А. Техническая диагностика. — М. : Машиностроение, 1978.

38. Avizienis A. Fault-Tolerant Computing: An Overview // IEEE Computer. — 1971,-Vol. 4, no. 1. —P. 5-8.

39. Авиженис А. Отказоустойчивость — свойство, обеспечивающее постоянную работоспособность цифровых систем // ТИИЭР. — 1978. — Т. 66, № 10. — С. 5-25.

40. Журавлев Ю. П., Котелюк Л. А., Циклинский Н. И. Надежность и контроль ЭВМ. — М. : Советское радио, 1978.

41. Жуков М. В., Карибский В. В. Показатели системы диагностирования // Автоматика и телемеханика. — 1979. — № 7. — С. 137-145.

42. Райншке К. Модели надежности и чувствительности систем / Под ред. Б. А. Козлова. — М. : Мир, 1979.

43. Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. — М. : Наука, 1980.

44. Киселев Н. В., Сечкин В. А. Техническая диагностика методами нелинейного преобразования. — Л. : Энергия, 1980.

45. Мироновский Л. А. Функциональное диагностирование динамических систем (обзор) // Автоматика и телемеханика. — 1980. — № 8. — С. 96-121.

46. Автоматизированное проектирование цифровых устройств / Под ред. С. С. Бадулина. — М. : Радио и связь, 1981.

47. Graf S., Gossel M. Fehlererkennungsschaltungen.— Berlin : AkademieVerlag, 1987.

48. Граф Ш., Гессель М. Схемы поиска неисправностей. — М. : Энергоатомиз-дат, 1989.

49. Кондратьев В. В., Махалин Б. Н. Автоматизация контроля цифровых функциональных модулей. — М. : Радио и связь, 1990.

50. Bennetts R. G. Design of testable logic circuits. — London : Addison-Wesley Publishers Limited, 1984.

51. Беннеттс Р. Д. Проектирование тестопригодных логических схем. — М. : Радио и связь, 1990.

52. Диагностирование на граф-моделях: на примерах авиационной и автомобильной техники / Я. Я. Осис, Я. А. Гельфандбейн, З. П. Маркович, Н. В. Новожилова. — М. : Транспорт, 1991.

53. Муромцев Ю. Л. Безаварийность и диагностика нарушений в химических производствах: методы, модели, алгоритмы. — М. : Химия, 1990.

54. ГОСТ Р 27.605-2013. Надежность в технике. Ремонтопригодность оборудования. Диагностическая проверка. — М. : Стандартинформ, 2014.

55. Сапожников В. В., Сапожников В. В. Основы технической диагностики. — М. : Маршрут, 2004.

56. Сафарбаков А. М, Лукьянов А. В., Пахомов С. В. Основы технической диагностики. — Иркутск : ИрГУПС, 2006.

57. Малышенко Ю. В., Стыцюра Л. Ф., Саяпин Ю. Л. Техническая диагностика. — Владивосток : Издательство ВГУЭС, 2010.

58. Еременко В. Т., и др. Техническая диагностика электронных средств.— Орел : Госуниверситет-УНПК, 2012.

59. Сперанский Д. В., Скобцов Ю. А., Скобцов В. Ю. Моделирование, тестирование и диагностика цифровых устройств. — М. : ИНТУИТ, 2016.

60. IEEE Std 1149.1-2001. IEEE Standard Test Access Port and Boundary-Scan Architecture / The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, 2001.

61. Bleeker H., Eijnden P., Jong F. Boundary-Scan Test: A Practical Approach.— Dordrecht, The Netherlands : Kluwer academic publishers, 1993.

62. Скорубский В. И., Овчаров Д. В., Макаров Д. А. Средства тестирова-

ния печатных плат с использованием технологии ЛТАС // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. — 2007. — № 6-2. — С. 361-364.

63. Городецкий А., Курилан Л. Введение в технологию граничного сканирования // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. — 2007. — № 5. — С. 1-5.

64. Городецкий А., Курилан Л. Регистры и команды граничного сканирования // Производство электроники: технологии, оборудование, материалы. — 2007. — № 6. — С. 1-6.

65. Иванов А. Два подхода к тестированию кластеров в технологии периферийного сканирования // Компоненты и технологии.— 2011.— № 10 (123). — С. 203-206.

66. Деменкова Т. А., Николаев С. А., Певцов Е. Ф. Программная модель многофункционального блока тестирования // Университетский научный журнал. — 2013. — № 5. — С. 120-126.

67. Шамин Е. Станки с летающими пробниками и станции граничного сканирования: как их встроить в существующий порядок разработки и производства изделий // Технологии в электронной промышленности. — 2017. — № 5 (97). — С. 62-65.

68. Гречишников В. М., Курицкий А. А., Мануйлов И. Ю. Диагностика вычислительных модулей самолета SUPERJET-100 методом граничного сканирования // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П. Королева. — 2014. — № 1 (43). — С. 56-67.

69. Гречишников В. М., Бутько А. Д., Лавров А. Ю. Разработка кластерного теста для электронного модуля с JTAG интерфейсом // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. — 2015.— № 6-2.— С. 361-364.

70. Виноградов А. Б., Валитов Р. Р. Метод граничного JTAG-сканирования

в современной бортовой электронике // Материалы 15-й международной конференции "Авиация и космонавтика". — М. : Московский авиационный институт, 2016. — С. 346-347.

71. Логинов А. Ю., Придачкин Д. Г., Шустов А. Л. Программно-аппаратное обеспечение цепи граничного сканирования интерфейса JTAG // Решет-невские чтения. — Красноярск : Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева, 2017. — С. 340-342.

72. Ломакина Л. С., Волков В. Г. Синтез контролепригодных программ.— Нижний Новгород : НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2012.

73. Теория и практика структурного тестирования программных систем / Л. С. Ломакина, А. С. Базин, А. Н. Вигура, А. В. Киселев. — Воронеж : Научная книга, 2013.

74. Ломакина Л. С., Вигура А. Н. Тестирование программных систем на основе компьютерной алгебры. — Нижний Новгород : НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2014.

75. Ларионов А. М, и др. Вычислительные комплексы, системы и сети. — Л. : Энергоатомиздат, 1987.

76. Диллон Б., Сингх Ч. Инженерные методы обеспечения надежности систем.— М. : Мир, 1984.

77. Коваленко А. Е, Гула В. В. Отказоустойчивые микропроцессорные системы. — Киев : Технжа, 1986.

78. Коды, исправляющие ошибки / Под ред. У. Питерсон, Э. Уэлдон. — М. : Мир, 1976.

79. Дианов В. Н. Диагностика и надежность автоматических систем. — М. : МГИУ, 2004.

80. Wah B. W. Wiley Encyclopedia Of Computer Science And Engineering. Vol. 1. — USA : Wiley-interscience, 2008.

81. Ушакова Г. Н. Аппаратный контроль и надежность специализированных ЭВМ. — М. : Советское радио, 1969.

82. Управление обеспечением стойкости сложных технических систем /

B. Н. Бакулин, С. Ю. Малков, В. В. Гончаров, В. И. Ковалев.— М. : Физматлит, 2006.

83. Харченко В. С., Юрченко Ю. Б. Анализ структур отказоустойчивых бортовых комплексов при использовании электронных компонентов industry // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2003. — №3. —С. 3-10.

84. Пятницких А. Бортовые компьютеры: варианты построения готовых систем // Современные технологии автоматизации. — 2008. — № 2. —

C. 20-23.

85. Пятницких А. РС/104 — стандарт для жестких условий эксплуатации // Современные технологии автоматизации. — 2011.— № 1.— С. 22-28.

86. Антимиров В. М. Вопросы обеспечения надежности управляющих вычислительных комплексов // Информационные технологии моделирования и управления. — 2005. — № 2. — С. 231-238.

87. Longden L, et al. Designing a single board computers for space using the most advanced processor and mitigation technologies // Proceedings of the European Space Components Conference. — Toulouse, France : European Space Agency, 2002. - P. 313-316.

88. Czajkowski D. R, Strobel D. S., Li E. Radiation hardened, high performance image processing system for new responsive space missions // Proceedings of the AIAA SPACE 2009 Conference and Explosition. — USA : American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2009.

89. Гобчанский О. Проблемы создания бортовых вычислительных комплексов малых космических аппаратов // Современные технологии автоматизации. — 2001. — № 4. — С. 28-34.

90. Гобчанский О., Попов В., Николаев Ю. Повышение радиационной стойкости индустриальных средств автоматики в составе бортовой аппаратуры // Современные технологии автоматизации. — 2001. — № 4. — С. 36-40.

91. Поливанов А. П., Попов В. Д. Системные методы увеличения времени функционирования СБИС запоминающих устройстви бортовой аппаратуры космических аппаратов // ChipNews. — 2004. — № 7. — С. 12-18.

92. Попович А. Сделай сам бортовой вычислитель для полета на Сатурн // Компоненты и технологии. — 2010. — № 1. — С. 122-124.

93. Hahn M., Elsner G. Advanced Integrated Control and Data Systems for Constellation Satellites // MAPLD International Conference. — Washington D.C., USA : NASA Office of Logic Design, 2002.

94. Русанов В. Н., Королев С. А., Сильянов Н. В. Анализ структур и надежности бортовых вычислительных систем // Авиакосмическое приборостроение. — 2015. — № 7. — С. 18-30.

95. Самодиагностируемая резервированная бортовая вычислительная система / В. Н. Русанов, Н. В. Сильянов, А. Ю. Киселев, С. В. Пряничников // Авиакосмическое приборостроение. — 2014. — № 2. — С. 16-28.

96. Волкова В. Н., Денисов А. А. Теория систем и системный анализ. — М. : Юрайт, 2010.

97. Резервированная многоканальная вычислительная система: патент № 2527191 Российская Федерация / Русанов В. Н., Киселев А. Ю., Сильянов Н. В., патентообладатель ФГУП "ФНПЦ НИИИС им. Ю.Е. Седакова". — № 2013140512; опубл. 07.07.2014.

98. Sil'yanov N. V. Fault-tolerant on-board computers design problems // Modern informatization problems in the technological and telecommunication systems analysis and synthesis: Proceedings of the XXI International Open Science Conference. — Yelm, WA, USA : Science Book Publishing House, 2016. - P. 283-288.

99. Ломакина Л. С., Сильянов Н. В. Вопросы разработки отказоустойчивой бортовой ЭВМ // Материалы XV Международной молодежной научно-технической конференции "Будущее технической науки". — Нижний Новгород : НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. — С. 120.

100. Ломакина Л. С., Сильянов Н. В., Надежкин М. А. Проектирование отказоустойчивых бортовых вычислительных систем. Проблемы и пути решения // Материалы VI Международной научно-практической конференции "Информационные управляющие системы и технологии". — Одесса : ОН-МУ, 2017. — С. 33-34.

101. Ломакина Л. С. Математические модели и методы диагностики сложных систем // Научно-техническая информация. Серия 2. Информационные процессы и системы. — 1995. — № 8. — С. 31-33.

102. Сильянов Н. В. Аппаратное обеспечение многофункциональных бортовых вычислительных систем // Датчики и системы. — 2017.— № 8-9.— С. 27-33.

103. Шейнин Ю., Солохина Т., Петричкович Я. Технология SpaceWiгe для параллельных систем и бортовых распределенных комплексов // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. — 2006. — № 5. — С. 64-75.

104. Зыков А. А. Основы теории графов. — М. : Наука, 1987.

105. Горшков В. Н. Надежность оперативных запоминающих устройств ЭВМ. — Л. : Энергоатомиздат, 1987.

106. Каравай М. Ф. Инвариантно-групповой подход к исследованию к-отказо-устойчивых структур // Автоматика и телемеханика. — 2000.— № 1.— С. 144-156.

107. Фрид Э. Элементарное введение в абстрактную алгебру. — М. : Мир, 1979.

108. Вейль Г. Симметрия. — М. : Наука, 1969.

109. Каравай М. Ф. Применение теории симметрии к анализу и синтезу отказоустойчивых систем // Автоматика и телемеханика. — 1996.— № 6.— С. 159-173.

110. Сильянов Н. В. Перспективные встроенные инструменты обеспечения те-стопригодности // Материалы XXII Международной научно-технической конференции ИСТ-2016. — Нижний Новгород : НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2016. — С. 261-262.

111. Сильянов Н. В. Разработка программно-аппаратного комплекса для записи исполняемого файла в диагностируемый модуль через интерфейс IEEE Std 1149.1 // Системы управления и информационные технологии. — 2016. — № 4.1 (66). — С. 179-184.

112. Сильянов Н. В. Необходимость перспективных встроенных инструментов контролепригодности // Наноиндустрия. — 2017. — Т. 74. — С. 357-358.

113. Ломакина Л. С., Сильянов Н. В., Надежкин М. А. Обеспечение отказоустойчивости вычислительной системы // Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Инфотех-2017". — Севастополь : СевГУ, 2017. — С. 19.

114. Ломакина Л. С., Сильянов Н. В., Надежкин М. А. Системное проектирование отказоустойчивых вычислительных систем // Материалы XXI научно-практической конференции "Системный анализ в проектировании и управлении". — С.-Пб : СпбПУ Петра Великого, 2017. — С. 314-321.

115. Сильянов Н. В. Построение базовой модели электронного модуля на основе его списка соединений для локализации структурных дефектов с точностью до контактной площадки // Материалы V Международной научной конференции "Информационные технологии в науке, управлении, социальной сфере и медицине". — Томск : ТПУ, 2018. — С. 368-373.

116. Software Application Development D2XX Programmer's Guide v.1.2 / Future Technology Devices International Ltd. - Glasgow, United Kingdom, 2011.

117. Application Note AN-135, MPSSE Basics v.1.1 / Future Technology Devices International Ltd. - Glasgow, United Kingdom, 2010.

118. Application Note AN-108, Command Processor for MPSSE and MCU Host Bus Emulation Modes v.1.2 / Future Technology Devices International Ltd. - Glasgow, United Kingdom, 2009.

119. Ломакина Л. С., Надежкин М. А., Сильянов Н. В. Проектирование отказоустойчивых бортовых вычислительных систем с применением групп сим-

метрий как моделей // Датчики и системы. — 2017. — № 8-9. — С. 33-39.

120. Lomakina L. S., Nadezhkin M. A., Sil'yanov N. V. Fault-tolerant on-board computer systems designing based on symmetry groups modelling // Advances in Computer Science Research. — 2017. — Vol. 72. — P. 21-25.

121. Формирование таблиц реконфигурации структуры отказоустойчивой системы / Ломакина Л. С., Сильянов Н. В., Надежкин М. А., правообладатель ФГБОУ ВО "НГТУ им. Р.Е. Алексеева". — Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2017617770; опубл. 12.07.2017.

122. Виноградов О. В., Ломакина Л. С., Сильянов Н. В. Алгоритм обеспечения отказоустойчивости вычислительных систем на граф-моделях // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. — 2018. — № 3 (122). — С. 16-22.

123. Сильянов Н. В. Бортовые вычислительные системы повышенной надежности и стойкости // Радиолокация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований. Кн. 1 / Под ред. В. Д. Ястребова. — М. : Радиотехника, 2018. — С. 175-181.

124. Программное обеспечение для тестирования МВ и загрузки СПО в микросхемы 1636РР1У через интерфейс IEEE Std 1149.1(JTAG): свидетельство № 2019612857 / Сильянов Н.В., Борисова С.А., Киселев А.Ю., правообладатель ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ". — № 2019612857; опубл. 01.03.2019.

125. Программное обеспечение для исследований работоспособности макета модуля обработки и управления с процессором 1986ВЕ8Т / Сильянов Н. В., Гаряев Я. Е., Пряничников С. В., правообладатель ФГУП "РФЯЦ-ВНИ-ИЭФ". — Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018666400; опубл. 17.12.2018.

126. Программное обеспечение для исследования работоспособности макета модуля обработки и управления с процессором 1892ВМ8Я: свидетельство № 2019613236 / Сильянов Н.В., Борисова С.А., Бессонов М.С., Пряничников С.В., правообладатель ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ". — № 2019613236; опубл.

12.03.2019.

127. Сильянов Н. В. Разработка тестового программного обеспечения для макета многофункциональной бортовой вычислительной системы с процессором 1892ВМ8Я // Материалы XXIII Международной научно-технической конференции ИСТ-2017. — Нижний Новгород : НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2017. — С. 430-436.

128. Сильянов Н. В. Обеспечение отказоустойчивости коммутационной сети 8расе"^ге на основе алгебраических структур как моделей // Материалы Международного Конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям 1Б а^ 1Т 2017. — Ростов-на-Дону, Таганрог : ЮФУ, 2017. — С. 191-198.

145

Приложение А Патент и свидетельства

Рис. А.1. Патент № 2527191

150

Приложение Б Акты внедрения результатов диссертации

минобрнауки России УТВЕРЖДАЮ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» (нгту)

АКТ

а с ' г ¿ / 7 Г -а. '

г. Нижний Новгород

Проректор НГТУ по учеброй работе

Ивашкин Е. Г.

2017 г.

АКТ

о внедрении результатов диссертационной работы Сильянова Николая Владимировича

Результаты диссертационной работы аспиранта Сильянова Николая Владимировича (научный руководитель д.т.н., проф. Ломакина Л.С.), представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, внедрены в учебный процесс Нижегородского государственного технического университета им. P.E. Алексеева на кафедре «Вычислительные системы и технологии». Результаты диссертации, посвященной разработке диагностируемой многофункциональной бортовой вычислительной системы, используются при подготовке магистров по магистерской программе «Диагностические и информационно-поисковые системы» по направлению «Информатика и вычислительная техника» в постановке курса «Модели и методы диагностики сложных систем».

Заведующий кафедрой «Вычислительные системы и технологии» член-корр. РАН

Кондратьев В.В.

Рис. Б.1. Акт НГТУ им. Р.Е. Алексеева

УТВЕРЖДАЮ

Первый заместитель директора РФЯЦ-ВНИИЭФ -щректор филиала РФЯЦ-ВНИИЭФ 1С им. Ю.Е. Седакова» технических наук, доцент

Седаков А.Ю. _2019 г.

АКТ

от~ ЯЗ. 20/3 № -ЪО-Ъ °/8<з

внедрения в филиале Федерального государственного унитарного предприятия «Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» «Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова» результатов диссертационной работы Сильянова Николая Владимировича «Диагностическое обеспечение многофункциональных бортовых вычислительных систем на основе графовых и алгебраических моделей», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и промышленности)» (технические науки).

Комиссия, созданная приказом по филиалу, от 06.03.2019 г. № 195-95/314-вр в составе:

председатель

комиссии: Бахирев Г.Г.

советник при дирекции - заместитель главного конструктора, канд. техн. наук

члены комиссии:

Куликов С.В.

заместитель главного конструктора -начальник научно-исследовательского отделения 95-30-3100

заместитель главного конструктора -начальник научно-исследовательского отдела 95-30-20

начальник научно-исследовательского отдела 95-30-30

начальник научно-исследовательской группы 95-30-31 рассмотрев диссертацию Сильянова Н.В., отмечает следующее.

Пряничников С.В.

Киселев А.Ю. Степанов А.Н.

Диссертация посвящена вопросам технической диагностики и обеспечения отказоустойчивости многофункциональных бортовых вычислительных систем.

В диссертации предложены базовая и диагностическая модели электронных модулей в графо-матричном представлении. Базовая модель

использует информацию из списка соединений модуля. Основанная на этом диагностическая модель с применением технологии граничного сканирования позволяет на этапах разработки, отладки и изготовления улучшить глубину поиска структурных дефектов в виде обрывов или коротких замыканий с точностью до цепи или до контактной площадки. Также данные модели позволяют программировать и тестировать расположенные на электронных модулях микросхемы запоминающих устройств.

С использованием указанных графовых моделей разработано и внедрено аппаратное и программное диагностическое обеспечение для этапов разработки, отладки и изготовления. Аппаратное обеспечение реализовано в виде преобразователя сигналов иЗВ-ЛАХ}, изготовленного по схеме электрической принципиальной 9У-3072 ЭЗ. Реализация программного обеспечения представлена в отчете № 199-313-325-2017. Перечисленное диагностическое обеспечение внедрено в ряде НИОКР по разработке бортовых вычислителей различного назначения и позволяет сократить временные затраты на отладку модулей.

В диссертации построены модели многофункциональных бортовых вычислительных систем в виде графов, отражающих межмодульное взаимодействие на этапе эксплуатации. В ходе исследований был выполнен переход от графовых моделей к алгебраическим структурам в форме групп симметрий, позволяющих проводить реконфигурацию системы после обнаружения сбоя или отказа одного из модулей.

С использованием рассмотренных алгебраических моделей разработано и внедрено аппаратное и программное диагностическое обеспечение для этапа эксплуатации. Аппаратное обеспечение реализовано в виде модулей обработки и управления 9У-3436 ЭЗ, 9У-3522 ЭЗ, модуля коммутатора-маршрутизатора 9У-3638 ЭЗ. Реализация программного обеспечения для формирования таблиц реконфигурации подтверждается свидетельством № 2017617770. Перечисленное диагностическое обеспечение внедрено в научно-исследовательской работе по исследованию возможности создания многофункциональной бортовой вычислительной системы и позволяет обеспечить ее отказоустойчивость при эксплуатации в неблагоприятных условиях.

Члены комиссии:

Председатель комиссии:

Г.Г. Бахирев

А.Ю. Киселев

А.Н. Степанов

С.В. Куликов

С.В. Пряничников