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Autodiagnóstico incorporado

Una autocomprobación integrada ( BIST ) o prueba integrada ( BIT ) es un mecanismo que permite que una máquina se pruebe a sí misma. Los ingenieros diseñan las BIST para cumplir...

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Una autocomprobación integrada ( BIST ) o prueba integrada ( BIT ) es un mecanismo que permite que una máquina se pruebe a sí misma. Los ingenieros diseñan las BIST para cumplir con requisitos tales como:

o restricciones tales como:

  • Acceso limitado para técnicos
  • costo de las pruebas durante la fabricación

El objetivo principal [ 1 ] de BIST es reducir la complejidad y, por lo tanto, disminuir el costo y reducir la dependencia de equipos de prueba externos (programados por patrones). BIST reduce el costo de dos maneras:

  1. reduce la duración del ciclo de prueba
  2. Reduce la complejidad de la configuración de la prueba/sonda, al disminuir la cantidad de señales de E/S que deben ser controladas/examinadas por el probador.

Ambas medidas conllevan una reducción en los costes por hora del servicio de equipos de prueba automatizados (ATE).

Aplicaciones

El BIST se suele colocar en armas , aviónica , dispositivos médicos , electrónica automotriz , maquinaria compleja de todo tipo, maquinaria no supervisada de todo tipo y circuitos integrados .

Automotor

Los sistemas automotrices se someten a pruebas para mejorar la seguridad y la fiabilidad. Por ejemplo, la mayoría de los vehículos con frenos antibloqueo (ABS) los prueban una vez por intervalo de seguridad. Si el sistema de frenos ABS tiene un cable roto u otra falla, vuelve a funcionar como un sistema de frenos normal. La mayoría de los controladores de motor incorporan un modo de emergencia para cada sensor, de modo que el motor continúe funcionando si el sensor o su cableado fallan. Otro ejemplo más sencillo de modo de emergencia es que algunos automóviles prueban los interruptores de las puertas y encienden automáticamente las luces mediante los sensores de ocupación del cinturón de seguridad si los interruptores fallan.

Aviación

Casi todos los sistemas de aviónica incorporan ahora BIST. En aviónica, su propósito es aislar las unidades reemplazables en línea que presentan fallas, las cuales se retiran y reparan en otro lugar, generalmente en depósitos o en las instalaciones del fabricante . Los aviones comerciales solo generan ingresos cuando vuelan, por lo que utilizan BIST para minimizar el tiempo en tierra necesario para la reparación y para aumentar el nivel de seguridad del sistema que lo contiene. Argumentos similares se aplican a los aviones militares. Cuando se utiliza BIST en vuelo, una falla provoca que el sistema cambie a un modo alternativo o a un equipo que aún esté operativo. El equipo de vuelo crítico normalmente está duplicado o es redundante. El equipo de vuelo menos crítico, como los sistemas de entretenimiento, puede tener un "modo de emergencia" que proporciona algunas funciones.

Electrónica

Fabricación de circuitos integrados

La autocomprobación integrada se utiliza para realizar pruebas de fabricación de circuitos integrados más rápidas y económicas . El circuito integrado cuenta con una función que verifica la totalidad o una parte de su funcionalidad interna. En algunos casos, esto también resulta valioso para los clientes. Por ejemplo, los sistemas avanzados de bus de campo incluyen un mecanismo BIST para verificar la funcionalidad. A grandes rasgos, esto puede considerarse similar a la autocomprobación de encendido (POST) de la BIOS de un PC , que realiza una autocomprobación de la RAM y los buses al encender el equipo.

Computadoras

El ordenador personal típico se autodiagnostica al arrancar, ya que es un equipo muy complejo. Al incluir un procesador, una autocomprobación computarizada era una característica obvia y económica. La mayoría de los ordenadores modernos, incluidos los sistemas embebidos , realizan autodiagnósticos de su procesador, memoria y software.

Maquinaria sin supervisión

La maquinaria desatendida realiza autodiagnósticos para determinar si necesita mantenimiento o reparación. Las pruebas típicas incluyen la temperatura, la humedad, fallos de comunicación, la presencia de intrusos o problemas con el suministro eléctrico . Por ejemplo, los sistemas de alimentación o las baterías suelen estar sometidos a un gran esfuerzo y pueden sobrecalentarse o fallar fácilmente. Por ello, se someten a pruebas frecuentes.

En los sistemas remotos, la prueba de comunicación suele ser un elemento crítico. Uno de los sistemas desatendidos más comunes es el concentrador telefónico. Este contiene componentes electrónicos complejos para acumular líneas telefónicas o datos y dirigirlos a una central de conmutación. Los concentradores telefónicos realizan pruebas de comunicación de forma continua, verificando la presencia de patrones de datos periódicos denominados tramas (véase SONET ). Las tramas se repiten aproximadamente 8000 veces por segundo.

Los sistemas remotos suelen realizar pruebas para comprobar la comunicación localmente, tanto con el transmisor como con el receptor, y de forma remota, para comprobar el enlace de comunicación sin necesidad de utilizar el ordenador o el software de la unidad remota. Cuando no se dispone de bucles de retorno electrónicos, el software suele proporcionar esta funcionalidad. Por ejemplo, IP define una dirección local que actúa como bucle de retorno de software (dirección IP 127.0.0.1, generalmente asignada localmente al nombre "localhost").

Muchos sistemas remotos cuentan con funciones de reinicio automático para reiniciar sus computadoras. Estas pueden activarse por falta de comunicación, funcionamiento incorrecto del software u otros eventos críticos. Los satélites también disponen de reinicio automático, además de sistemas de reinicio automático para el control de energía y actitud .

Medicamento

Los dispositivos médicos se autoevalúan para garantizar su seguridad continua. Normalmente, se realizan dos pruebas. Una prueba POST (Prueba de Seguridad Postoperatoria) realiza una prueba exhaustiva. Posteriormente, una prueba periódica verifica que el dispositivo no se haya vuelto inseguro desde la POST. Los dispositivos críticos para la seguridad suelen definir un "intervalo de seguridad", un período de tiempo demasiado corto para que se produzcan lesiones. La autoprueba de las funciones más críticas se realiza normalmente al menos una vez por intervalo de seguridad. La prueba periódica suele ser un subconjunto de la POST.

Militar

Uno de los primeros sistemas BIST controlados por computadora se instaló en el misil Minuteman de Estados Unidos . El uso de una computadora interna para controlar las pruebas redujo el peso de los cables y conectores. El Minuteman fue uno de los primeros sistemas de armas importantes en incorporar un sistema de autodiagnóstico controlado por computadora instalado de forma permanente.

Especializaciones

Existen varias versiones especializadas de BIST que se diferencian según lo que hacen o cómo se implementan:

  • Autodiagnóstico integrado programable (pBIST)
  • Autodiagnóstico de memoria integrado (mBIST) - por ejemplo, con el algoritmo de Marinescu [ 2 ]
  • Autodiagnóstico lógico integrado (LBIST)
  • Autodiagnóstico integrado para señales analógicas y mixtas (AMBIST)
  • Autodiagnóstico continuo integrado (CBIST, C-BIT)
  • Autodiagnóstico integrado basado en eventos, como el BIST que se realiza a los sistemas de una aeronave después de que esta aterriza.
  • Autodiagnóstico periódico integrado (C-BIT/P-BIT)
  • Autodiagnóstico integrado controlado por interrupciones (IBIST) o autodiagnóstico integrado iniciado por el usuario/operador (I-BIT u O-BIT)
  • Autodiagnóstico integrado al encender (PupBIST, P-BIT)
  • Autodiagnóstico automático integrado (ABIST)

Especificación

Los ingenieros especifican los requisitos, el diseño, la implementación y la verificación del mecanismo de autodiagnóstico integrado en una especificación BIT (o BIST). La especificación define: [ 3 ] [ 4 ]

  • Modos BIT requeridos: PBIT, CBIT, IBIT
  • Objetivos de BIT: Detección de fallos, aislamiento de fallos, notificación de fallos
  • Requisitos de rendimiento:
    • Cobertura de fallas
    • Tiempo de detección
    • Capacidad de aislamiento (por ejemplo, a nivel de LRU o SRU)
    • Disponibilidad: Cuando BIT debe estar activo
    • Mecanismos de activación: Condiciones para la ejecución de BIT
  • Arquitectura y diseño
    • Arquitectura funcional (flujo de datos, flujo de control)
    • Interfaces (hardware/software)
    • Asignación de puntos de prueba
    • Capacidad de inyección de fallos
  • Ejecución e informes de BIT
    • Cómo se recopilan los resultados de las pruebas
    • Mecanismo de registro de fallos
    • Interfaz del operador y pantallas de estado
  • Cobertura de pruebas BIT
    • Lista de fallos detectables por subsistema
    • Nivel de resolución diagnóstica
  • Verificación y validación
  • Consideraciones sobre mantenimiento y soporte
    • Códigos de diagnóstico y manuales de localización de fallos
    • Integración con sistemas de mantenimiento

Véase también

Referencias

  1. ↑ Martínez LH, Khursheed S, Reddy SM. Generación de LFSR para alta cobertura de pruebas y baja sobrecarga de hardware. IET Computers & Digital Techniques. 21 de agosto de 2019. Repositorio de la UoL
  2. ↑ Marinescu, M., 1982. Algoritmos simples y eficientes para pruebas funcionales de RAM. Conferencia de Pruebas IEEE de 1982, Filadelfia, (noviembre). IEEE Computer Society, págs. 236-239.
  3. ↑ Coppola, A. (1979). *Guía de diseño para pruebas integradas (BIT)*. Informe técnico N de NASA STI/Recon. Recuperado de https://www.sti.nasa.gov
  4. ↑ Departamento de Defensa de EE. UU. (1988). *MIL-STD-2065: Guía de diseño de pruebas integradas (BIT)*.
  • Autodiagnóstico de hardware
  • BIST para entusiastas de la tecnología analógica : una breve descripción general de las capacidades y ventajas de BIST de Analog Devices.