Способ тестирования магистрального последовательного интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов
METHOD FOR TESTING A SERIAL BUS INTERFACE BASED ON INTRODUCTION OF CLOCK SIGNAL ERRORS

Изобретение относится к компьютерным системам, основанным на специфических вычислительных моделях с использованием электронных средств и может быть использовано для тестирования магистрального последовательного интерфейса или ему подобных интерфейсов.
Известен способ тестирования магистрального последовательного интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов, описанный в  ГОСТ Р 52075-2003, пункт 6.1.2. Способ состоит в том, что формируют первое сообщение без ошибок, для отправки на устройство, функционирующее по ГОСТ 52070-2003, которое является тестируемым модулем (ТМ). Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал одной из следующих последовательностей: 111100, 110000, 111001, 011000, 000111, 000011, 001111, 000110, 100111, 111000. Отправляют оба сформированных сообщения на ТМ и контролируют его состояние после приема каждого сообщения.
Недостатком данного способа является низкая функциональность, поскольку номенклатура вносимых ошибок синхросигналов ограничена вышеперечисленными последовательностями, состоящими из 6 полубит. Соответственно, в данном способе отсутствуют функции контроля состояния ТМ после приема сообщений, содержащих другие ошибки синхросигналов.
В ГОСТ Р 52075-2003 описано, что биты сообщений кодируются биполярным фазоманипулированным кодом (Манчестер-II), в соответствии с которым единица передается как биполярный кодированный сигнал 1/0 (за положительным импульсом следует отрицательный импульс), ноль передается как биполярный кодированный сигнал 0/1 (за отрицательным импульсом следует положительный импульс). В рамках данной заявки на изобретение, «Полубитом» называется данный положительный или отрицательный импульс, из которых формируются единица или ноль. Полубит, в рамках данной заявки на изобретение, обозначается символами «0» (отрицательный) или «1» (положительный). Например, синхросигнал по ГОСТ Р 52075-2003, не содержащий ошибок, состоит из шести полубит, соответственно «000111» (слово данных) или «111000» (командное и ответное слово).
Известен способ тестирования магистрального последовательного интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов, реализуемый при помощи управляющего программного обеспечения (ПО) устройства OmniBus II - PXIe Avionics Interfaces for Multiple Protocols     [Электронный ресурс] // Сайт компании Ballard. 2021. URL: https://www.astronics.com/ballard-technology/test-simulation-interfaces/omnibus-ii-pxie-avionics-interfaces-for-multiple-protocols. Способ состоит в том, что формируют первое сообщение без ошибок, для отправки на устройство, функционирующее по ГОСТ 52070-2003, которое является ТМ. Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал одной из следующих последовательностей: 111000 или 000111. Отправляют оба сформированных сообщения на ТМ и контролируют его состояние после приема каждого сообщения.
Недостатком данного способа является низкая функциональность, поскольку номенклатура вносимых ошибок синхросигналов ограничена вышеперечисленными последовательностями, состоящими из 6 полубит. Соответственно, в данном способе отсутствуют функции контроля состояния ТМ после приема сообщений, содержащих другие ошибки синхросигналов.
Известен способ тестирования магистрального последовательного интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов, реализуемый при помощи управляющего ПО устройства AIT PXIe-1553 [Электронный ресурс] // Сайт компании AIT. 2021. URL: https://aviftech.com/ait_products/pxie-1553. Способ состоит в том, что формируют первое сообщение без ошибок, для отправки на устройство, функционирующее по ГОСТ 52070-2003, которое является ТМ. Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал любой последовательностью состоящей из 6 полубит. Отправляют оба сформированных сообщения на ТМ и контролируют его состояние после приема каждого сообщения.
Недостатком данного способа является низкая функциональность, поскольку номенклатура вносимых ошибок синхросигналов ограничена вышеперечисленными последовательностями, состоящими из 6 полубит. Соответственно, в данном способе отсутствуют функции контроля состояния ТМ после приема сообщений, содержащих другие ошибки синхросигналов, то есть более 6 полубит.
Наиболее близким (прототипом) является способ тестирования магистрального последовательного интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов, описанный в работе «Аппаратно-программный комплекс межмодульного обмена аппаратуры специального назначения с функцией имитации неисправностей» [Электронный ресурс] // Сайт Сибирского федерального университета. 2021. URL: http://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/2311/126172/shishkina.pdf?sequence=1. Способ состоит в том, что формируют первое сообщение без ошибок, для отправки на устройство, функционирующее по ГОСТ 52070-2003, которое является ТМ. Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал любой последовательностью, состоящей из 6 полубит, или кратной 6 полубитам. Отправляют оба сформированных сообщения на ТМ и контролируют его состояние после приема каждого сообщения.
Недостатком данного способа является низкая функциональность, поскольку он не позволяет обмениваться сообщениями с устройствами, функционирующими по ГОСТ Р 52070-2003, а служит лишь для моделирования формы сигналов с последующим их выводом, например, на осциллограф. Данный недостаток прямо указан на странице 41, работы, описывающей прототип.
Для заявленного способа выявлены общие с прототипом существенные признаки:
формируют первое сообщение по ГОСТ 52070-2003, затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал, синхросигналом, содержащим ошибки. Ошибки синхросигналов формируют из любой комбинации шести полубит, которые могут иметь значения «0» или «1» и количество синхросигналов в сообщении, при необходимости, увеличивают, путем добавления комбинаций из шести полубит в любое необходимое место сформированного первого сообщения, причем количество синхросигналов, содержащих ошибки, не ограничено, а определяется задачами и стратегией тестирования. Отправляют сформированные сообщения в ТМ три раза, по следующему алгоритму:
Первый раз - первое сообщение, которое не содержит ошибок;
второй раз - второе сообщение, со сформированными ошибками синхросигналов;
третий раз - снова первое сообщение, которое не содержит ошибок.
Далее контролируют состояние ТМ по следующим критериям, после каждого отправленного выше сообщения:
первый раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком «Нормальное состояние» (НС) в ответном слове (ОС);
второй раз - состояние «Отсутствие ответа»;
третий раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком НС; ТМ считают прошедшим тестирование, если он соответствует всем трем критериям.
Технической проблемой заявленного изобретения является устранение указанного недостатка, что позволит обмениваться сообщениями с устройствами, функционирующими по ГОСТ Р 52070-2003, тем самым повысить функциональность тестирования.
Техническая проблема изобретения решается тем, что формируют первое сообщение по ГОСТ Р 52070-2003. Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал, синхросигналом, содержащим ошибки. Ошибки синхросигналов формируют из любой комбинации шести полубит, которые могут иметь значения «0» или «1» и количество синхросигналов в сообщении, при необходимости, увеличивают, путем добавления комбинаций из шести полубит в любое необходимое место сформированного первого сообщения, причем количество синхросигналов, содержащих ошибки, не ограничено, а определяется задачами и стратегией тестирования. Далее отправляют сформированные сообщения в ТМ три раза, по следующему алгоритму:
первый раз - первое сообщение, которое не содержит ошибок;
второй раз - второе сообщение, со сформированными ошибками синхросигналов;
третий раз - снова первое сообщение, которое не содержит ошибок.
Далее контролируют состояние ТМ по следующим критериям, после каждого отправленного выше сообщения:
первый раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком НС в ОС;
второй раз - состояние «Отсутствие ответа»;
третий раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком НС. ТМ считают прошедшим тестирование, если он соответствует всем трем критериям. После формирования сообщений, перед их отправкой в ТМ, сигнал, содержащий сформированные сообщения, преобразуют в аналоговую форму и усиливают. Затем, сигнал, содержащий сформированные сообщения, передают в ТМ через трансформатор.
.
Таким образом, в предлагаемом способе, в отличие от прототипа, имеется возможность обмениваться сообщениями с устройствами, функционирующими по ГОСТ Р 52070-2003, что повышает функциональность тестирования
Способ осуществляют следующим образом.
При помощи программного обеспечения, созданного на основе предлагаемого способа, на дисплее управляющей системы (например, электронной вычислительной машины) формируют первое сообщение по ГОСТ 52070-2003. Затем формируют второе сообщение, на основе первого, в котором заменяют синхросигнал, синхросигналом, содержащим ошибки. Ошибки синхросигналов формируют из любой комбинации шести полубит, которые могут иметь значения «0» или «1». При необходимости, количество синхросигналов в сообщении увеличивают, путем добавления комбинаций из шести полубит в любое необходимое место сформированного первого сообщения, причем количество синхросигналов, содержащих ошибки, не ограничено, а определяется задачами и стратегией тестирования. Примеры синхросигналов с ошибками по предлагаемому способу:
одинарные синхросигналы
1. «011100»;
2. «100011»;
3. «110001»;
4. «001110»;
дублированные синхросигналы
5. «111000111000»;
6. «000111000111»;
7. «001111001111»;
8. «111100111100»;
9. «011100011100»;
утроенные синхросигналы
10. «000111000111000111»;
11. «110000110000110000»;
12. «011100011100011100»;
комбинированные синхросигналы
13. «111000000111»;
14. «000111011100000111000111»;
Или любые другие синхросигналы составленные из комбинаций значений «0» и/или «1» и кратные шести полубитам. Состав и типы ошибок синхросигналов определяют в соответствии с задачами и стратегией тестирования.
Отправляют сформированные сообщения три раза по следующему алгоритму:
Первый раз - первое сообщение, которое не содержит ошибок;
второй раз - второе сообщение, со сформированными ошибками синхросигналов;
третий раз - снова первое сообщение, которое не содержит ошибок.
Далее контролируют состояние ТМ по следующим критериям, после каждого отправленного выше сообщения:
Первый раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком НС в ОС;
второй раз - состояние ОО;
третий раз - наличие ответа от ТМ с установленным признаком НС.
В выбранном прототипе описан способ формирования формы сигналов, которая соответствует ГОСТ Р 52070-2003 и может включать намеренно внесенные ошибки синхросигналов. Так же в прототипе описано осуществление предложенного в нем способа для передачи цифровых сигналов, содержащих сформированные сообщения, на осциллограф. Очевидно, что способ, выбранный в качестве прототипа, позволяет обмениваться сообщениями с другими устройствами, функционирующими на основе схожих физических принципов, в частности, цифровой формы сигналов, низкого уровня напряжения и прочих характеристик. Однако, предложенный в прототипе способ тестирования, не позволяет обмениваться сообщениями с устройствами функционирующими по ГОСТ Р 52070-2003, поскольку данные устройства основаны на других физических принципах, которые четко регламентированы в ГОСТ Р 52070-2003, например, аналоговая форма сигналов, повышенные уровни напряжения, передача сигналов между устройствами после их предварительного прохождения через трансформатор. Данный недостаток прямо и ясно указан на странице 41, работы, описывающей прототип (http://elib.sfu-kras.ru/bitstream/handle/2311/126172/shishkina.pdf?sequence=1). Указано что предложенный в прототипе способ позволяет лишь сформировать сигналы, содержащие сообщения, в цифровой форме, а для обмена сформированными сообщениями с устройствами, функционирующими по ГОСТ  Р 52070-2003, необходимо усовершенствование способа предложенного в прототипе, что и сделано в предлагаемом, в рамках данной заявки, способе тестирования магистрального последовательно интерфейса на основе внесения ошибок синхросигналов.
Указанный недостаток устранен, в рамках предлагаемого в данной заявке способа, следующим образом:
1. Сформированный в цифровом виде сигнал, имеющий форму, соответствующую ГОСТ Р 52070-2003, преобразуют в аналоговый вид и усиливают. Это можно сделать, пропустив сформированный цифровой сигнал, например, через микросхему 5559ИН67Т (https://integral.by/ru/products/interfeysnye-ims-ikm-kodek-filtry-serii-588-5102-5559-5560-1554in1ubm-5512pp1/5559in67t).
2. Далее сформированный цифровой сигнал, преобразованный в аналоговую форму и усиленный, пропускают через трансформатор, например, ТИЛ6В  (https://www.mstator.ru/ru/products/pulse_transformers/til).
Сигнал, согласованный таким образом с ГОСТ Р 52070-2003, станет пригоден для обмена сообщениями с устройствами, функционирующими по ГОСТ Р 52070-2003.