Тестирование памяти. 
Контроль и диагностика оперативных запоминающих устройств

Дефекты ЗУ могут быть связаны как с неисправностью непосредственно модулей ЗУ, так и с дефектами внешнего оборудования (замыкания/разрывы линий шин адреса и данных, дефекты блока питания, тактирующих генераторов, схем регенерации памяти, превышение нагрузочной способности выходов и т. п.). Они могут проявляться в виде замыкания разрядов адресов, замыкания разрядов данных, отдельных неисправных ячеек, искажений отдельных ячеек при нагревании, пульсациях питания и т. п. Для ПЗУ с пережигаемыми перемычками из поликристаллического кремния возможно «зарастание» перемычек. В остальных типах возможно самопроизвольное стирание. При разработке программного обеспечения тестирования ЗУ следует обратить внимание на релоцируемость программ, т. е. возможность перемещения их в памяти, необходимость восстановление стека и системных переменных после тестирования соответствующих ячеек памяти, обход участков, занятых внешними устройствами, отображенными на память и т. п. Тестирование ПЗУ сводится, как правило, к проверке корректности контрольной суммы данных, хранящихся в нем. Приведем далее некоторые типы тестов, применяемые для диагностирования ОЗУ [2]. Все нули (все единицы). Во все ячейки ОЗУ производится запись нулей (единиц), после чего производится последовательное считывание и проверка этой информации. Развитием этого теста является сканирующий. Производится запись нулей (единиц) во все ячейки ОЗУ, затем выполняется последовательное считывание и проверка. После этого во все ячейки записываются единицы (нули) и процесс повторяется. Сканирующий тест используется для проверки ОЗУ в условиях максимальной статической помехи, вызванной суммарным током утечки всех ячеек ОЗУ, находящихся в одном состоянии. Адресный. В каждую ячейку ОЗУ записывается код собственного адреса (сумма старшего и младшего байтов), затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Адресный тест обеспечивает проверку адресных дешифраторов ОЗУ. Шахматный. В ОЗУ записывается байты данных, содержащие чередующиеся нули и единицы в шахматном порядке. Подобный порядок образуется, например, при записи в соседние строки последовательности вида 5555h, AААAh, 5555h, AААAh,… При этом должен учитываться размер строки в матрице ОЗУ. Затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Шахматный тест используется для проверки взаимовлияния ячеек, содержащих информацию, записанную в обратном коде. Чередующиеся строки 0 и 1. В смежные строки ОЗУ записывается байты данных вида 0000h, FFFFh, 0000h, FFFFh, … Также следует учитывать размер строки в матрице ОЗУ. Затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Этот тест используется для проверки взаимовлияния адресных шин по строкам. Чередующиеся столбцы 0 и 1. В ячейки ОЗУ записывается такая информация, чтобы смежные столбцы ОЗУ содержали информацию в обратном коде, затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. Этот тест используется для проверки взаимовлияния адресных шин по столбцам. Запись и запись/считывание вперед и назад. По всем адресам ОЗУ записываются нули, затем производится последовательное считывание и проверка этой информации. После проверки каждой очередной ячейки в нее записывается информация в обратном коде (единицы). После проверки последней ячейки и записи в нее единиц процедура повторяется от старшего адреса к младшему с чтением единиц, их проверкой и записью нулей. Этот тест используется для проверки взаимовлияния соседних ячеек при смене в них информации. Марширующий. Во все ячейки ОЗУ записываются единицы, затем производится последовательное считывание информации с проверкой и заменой ее на нули. После обращения к последнему адресу процедура повторяется с данными в обратном коде, т. е. последовательное считывание нулей, начиная с первой ячейки, с проверкой и заменой ее на единицы. После обращения к последнему адресу процедура повторяется с данными в обратном коде, т. е. с нулями, и в обратном направлении — от последней ячейки к первой. После обращения к первой ячейке процедура повторяется. Считываются нули и на их место записываются единицы. После обращения к последнему адресу выполняется чтение с проверкой единиц всех ячеек ОЗУ — от первой до последней. Этот тест является модификацией теста «запись и запись/считывание вперед и назад». Дополнительная адресация. Во все ячейки ОЗУ записывается фоновый набор единиц (нулей), затем производится считывание ячейки, начиная с первой, с последующей проверкой и записью в нее противоположной информации. Каждое второе обращение выполняется по адресу, код которого является дополнением к предыдущему. Этот тест предназначен для проверки адресных цепей, информация которых в этом тесте подвергается максимальному изменению. Долбление. Во все ячейки ОЗУ записывается тестовая информация, после чего производится многократное считывание по каждому адресу с последующей проверкой по всем адресам. Процедура повторяется при замене информации в каждой ячейке на информацию в обратном коде. Этот тест предназначен для проверки способности ячеек выдерживать многократные обращения по считыванию. Разрушение считыванием. В первую ячейку ОЗУ записывается, считывается и проверяется тестовое слово (все единицы). Выполняется приращение адреса и тестовое слово записывается во вторую ячейку. После этого информация из первой и второй ячеек считывается и проверяется. Процедура продолжается до тех пор, пока во все ячейки ОЗУ не будет записано тестовое слово. К нулевой ячейке производится n обращений, к первой — (n-1), к последней — одно. Тест «разрушение считыванием» используется для проверки взаимовлияния ячеек ОЗУ при записи в них одной и той же информации. Бегущий. В первую ячейку записываются единицы (нули), а во все остальные — фоновые нули (единицы). Затем все адреса последовательно считываются с проверкой; последней считывается первая ячейка с последующей записью в нее нулей (единиц). Последовательность операций повторяется для второй ячейки, третьей и т. д., вплоть до последней. Тест «бегущий» предназначен для обнаружения сбоев в ОЗУ, вызванных переходными процессам в разрядных цепях, так как перемещение 1 на фоне 0 (или наоборот) создает наихудшие условия для усилителей считывания. Пинг-понг. В первую ячейку ОЗУ записываются единицы, а во все остальные — нули. Затем последовательно считываются и проверяются ячейки 2,1, затем 3,1; 4,1 и т. д. пока все пары переходов, включающие ячейку 1, не будут проверены. После этого в ячейку 1 записываются нули, а во вторую — единицы. В той же последовательности операции повторяются для ячейки 2 и т. д. Цикл повторяется для инверсной информации. С помощью этого теста проверяется правильность функционирования накопительной части ОЗУ, дешифратора, а также влияние записи на сохранность информации. Галопирующий. В первую ячейку ОЗУ записываются единицы, а в остальные — нули. Затем последовательно считываются и проверяются ячейки 2,1,2, затем 3,1,3 и т. д., пока все пары переходов, включая ячейку 1, не будут проверены. После этого в ячейку 1 записываются нули, и информация считывается. Последовательность операций повторяется для ячейки 2,3 и т. д. вплоть до последней. По эффективности этот тест эквивалентен тесту «пинг-понг». Тест Баттерфильда. Все ячейки заполняются единицами, затем каждая третья ячейка начиная с первой заполняется нулями. Проверяется содержимое по всем адресам, затем программа дважды сдвигает слово, заполненное нулями, используя вторую и третью ячейки в качестве регистра сдвига. После третьего прохода во всех битах должны быть нули и операция повторяется с занесением единиц в каждую третью ячейку. Система контроля неисправностей В современной ЭВМ при управлении некоторым технологическим или экономическим причинам цена ошибки многократно возрастает. Для повышения надежности работы необходимо применять систему автоматического контроля работы и устранения ошибок. Ознакомившись с принципами контроля, покажем, какими путями реализуется система автоматического контроля в целом. Система контроля неисправностей (СКН) ЭВМ представляет собой совокупность программных и аппаратных свойств, используемых для определения технического состояния ЭВМ и поддержания необходимого уровня ее работы. Рассмотрим принцип действия системы контроля. Возникновение ошибки в каком-либо устройстве вызывает срабатывание системы прерываний, при этом выполнение основной программы приостанавливается и начинает работать система диагностики, которая во взаимодействии с системой контроля выполняет следующие функции.