Modelo de fallos

Un modelo de fallas es un modelo de ingeniería que describe un posible fallo durante la construcción o el funcionamiento de un equipo. A partir de este modelo, el diseñador o usuario puede predecir las consecuencias de dicha falla. Los modelos de fallas se utilizan en prácticamente todas las ramas de la ingeniería.

Los modelos básicos de fallas en circuitos digitales incluyen:

• Fallos estáticos, que dan valores incorrectos a cualquier velocidad y se sensibilizan al realizar una sola operación:
  • Modelo de fallo fijo . Una señal, o salida de puerta, se queda fija en un valor de 0 o 1, independientemente de las entradas al circuito.
  • Modelo de fallos por puenteo . Dos señales se conectan entre sí cuando no deberían. Dependiendo del circuito lógico empleado, esto puede dar lugar a una función lógica OR o AND cableada . Dado que existen O(n²) fallos por puenteo potenciales, estos suelen limitarse a señales físicamente adyacentes en el diseño.
  • Fallos en transistores . Este modelo se utiliza para describir fallos en compuertas lógicas CMOS. A nivel de transistor, un transistor puede estar en cortocircuito permanente o en circuito abierto permanente. En cortocircuito permanente, un transistor se comporta como si siempre estuviera conduciendo (o en estado activo permanente), y en circuito abierto permanente, un transistor nunca conduce corriente (o en estado inactivo permanente). El cortocircuito permanente produce un cortocircuito entre VDD y VSS.
  • Modelo de falla abierta . En este modelo, se supone que un cable está roto y que una o más entradas se desconectan de la salida que las controla. Al igual que con las fallas por cortocircuito, el comportamiento resultante depende de la implementación del circuito.
• Fallos dinámicos, que solo ocurren a velocidad normal y se sensibilizan al realizar múltiples operaciones de forma secuencial:
  • El modelo de fallo de retardo de transición (o fallo de transición), en el que la señal finalmente adquiere el valor correcto, pero más lentamente (o, en raras ocasiones, más rápidamente) de lo normal.
  • Modelo de defecto de retardo pequeño ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Un modelo de fallas se rige por uno de los siguientes supuestos:

• Suposición de falla única: Solo ocurre una falla en un circuito. Si definimos k posibles tipos de falla en nuestro modelo de falla, el circuito tiene n líneas de señal; por la suposición de falla única, el número total de fallas únicas es k×n .
• Suposición de fallas múltiples: Pueden ocurrir múltiples fallas en un circuito.

Existen dos formas principales de agrupar conjuntos de fallas en conjuntos más pequeños.

El dominio se derrumba

Se dice que la falla F es dominante sobre F' si todas las pruebas de F' detectan F. En este caso, F puede eliminarse de la lista de fallas. Si F domina a F' y F' domina a F, entonces estas dos fallas son equivalentes. ^{[ 3 ]}

En el ejemplo, se muestra una puerta NAND . El conjunto de todos los valores de entrada que pueden probar la salida SA0 es {00, 01, 10}. El conjunto de todos los valores de entrada que pueden comprobar la primera entrada SA1 es {01}. En este caso, la falla de la salida SA0 es dominante y puede eliminarse de la lista de fallas.

En el ámbito aeroespacial, un modelo de fallos es un conjunto de información estructurada que ayuda a los usuarios o sistemas a identificar y aislar un problema que se produce en un motor, una unidad reemplazable en línea (LRU) o una unidad de potencia auxiliar (APU) durante el vuelo. Este modelo de fallos puede ir acompañado de un procedimiento de reparación sugerido, junto con referencias a los manuales de mantenimiento de la aeronave (por ejemplo, el manual de mantenimiento ligero).

• Generación automática de patrones de prueba
• Cobertura de fallas
• Línea única atascada