Организация тестирования персонального компьютера
При включении питания, аппаратном сбросе от кнопки RESET или нажатии клавиш CTRL+ALT+ DEL процессор переходит к выполнению программы начального самотестирования POST, хранящейся в микросхеме ROM BIOS [3].
При прохождении каждой секции POST записывает ее код в диагностический регистр, который располагается на специальной диагностической плате, устанавливаемой в слот системной шины. Состояние каждого бита 8-битного диагностического регистра отражается на светоиндикаторах. По состоянию светоиндикаторов можно определить, на какой секции остановилась программа, и какая причину неисправности. Обычная последовательность шагов POST такова:
- Тестирование регистров процессора.
- Проверка контрольной суммы ROM BIOS.
- Проверка и инициализация системного таймера.
После этого шага становится доступной звуковая диагностика.
- Проверка и инициализация контроллеров DMA.
- Проверка регенерации памяти.
- Тестирование 64 КБ нижней памяти.
- Загрузка векторов прерывания и стека в первый килобайт ОЗУ.
- Инициализация видеоконтроллера – на экране появляется заставка Video BIOS обычно с указанием модели видеокарты и объемом установленной видеопамяти.
Теперь диагностические сообщения выводятся на экран. Далее
- Тестирование полного объема ОЗУ.
- Тестирование клавиатуры.
- Тестирование CMOS- памяти и часов.
- Инициализация COM и LPT- портов.
- Инициализация и тест контроллера НГМД
- Инициализация и тест контроллера НЖМД.
- Сканирование области дополнительной памяти ROM BIOS.
- Вызов Bootstrap – загрузка ядра ОС.
В персональном компьютере широко используется специальный диагностический интерфейс JTAG. Интерфейс является внешним, поскольку позволяет подключать внешнее тестирующее устройство- контроллер. Интерфейс включает всего 4 сигнала, образующие TAP- порт, через который тестируемое устройство подключается к тестирующему оборудованию. Задачей тестирующего оборудования является формирование тестовых последовательностей по программе тестирования, определенной разработчиком тестируемого устройства и сравнение полученных результатов с эталонами. При этом специальные ячейки тестирования как будто бы «врезаются» между реальными внешними выводами устройства и собственно цифровым устройством. ТАР – контроллер способен сканировать ячейки – управлять ими и считывать с них информацию. При включенном тестовом режиме ТАР – контроллер способен логически отсоединить сигналы от внешних выводов, после чего задавать входные воздействия и считывать результаты. Обычно тестирование осуществляется методами сигнатурного анализа. Интерфейсом JTAG снабжены многие стандартные устройства ПК. Например, центральный процессор во время спада сигнала RESET, если на определенном его входе удерживать низкий уровень, начинает выполнять внутренний тест BIST. По окончании самотестирования процессор начинает работу как после обычного сброса, регистр ЕАХ содержит сигнатуру результата самотестирования. Об успешном выполнении теста свидетельствует нулевое значение сигнатуры. Помимо интерфейса JTAG процессор имеет в своем составе специальные регистры отладки и тестирования. Регистры тестирования проверяют аппаратные средства процессора, в частности, работу встроенной кэш – памяти. Для процессоров Pentium и выше с помощью JTAG возможно наблюдение и изменение состояния регистров процессора.
––––––––––––––––––––––––––––––––––
5.1. Иыуду К.А. Надежность контроль и диагностика вычислительных машин и систем. - М.: Высшая школа, 1989
5.2. Каган Б.М., Мкрутмян И.Б. Основы эксплуатации ЭВМ. – М.: Энергоатомиздат, 1987
5.3. Гук М. Аппаратные средства IBM PС. Энциклопедия – СПб: Питер, 1998
Основы моделирования и расчета надежности программного обеспечения