Разработка программы тестирования оперативного запоминающего устройства микросхем

1.

Тема: «Разработка программы тестирования оперативного
запоминающего устройства микросхем»
(шифр П ТОЗУ)
Руководитель от института СПИНТех: ст. преподаватель СПИНТех
Кремер Евгений Александрович
Исполнитель: ст. гр. ПИН-42 Прудников Егор Евгеньевич
Цель: сокращение временных затрат при тестировании ОЗУ микросхем.
Задачи:
• исследование предметной области;
• сравнительный анализ существующих аналогов;
• разработка концептуальной модели П ТОЗУ;
• выбор языка программирования и среды разработки;
• разработка алгоритма П ТОЗУ;
• программная реализация П ТОЗУ;
• тестирование П ТОЗУ;
• разработка руководства оператора.
1

2.

Исследование предметной области
До разработки П ТОЗУ
После разработки П ТОЗУ
Тестирование ОЗУ по не настраиваемым
шаблонам.
Возможность тестирования ОЗУ с помощью
настраиваемых алгоритмов.
Невозможность анализа и обработки
данных для тестирования ОЗУ.
Наличие возможности и инструмента анализа
и обработки данных для тестирования ОЗУ.
Невозможность свободной обработки
данных о сигналах.
Реализация функционала для обработки
данных о сигналах.
Рис. 1 Модули оперативной памяти (ОЗУ)
Рис. 2 Проверка наличия неисправностей ОЗУ
2

3.

Обзор существующих аналогичных решений
Программное
решение GoldMemory[1]
Критерий
Windows
Memory
Diagnostic[2]
RAMStress
Windows
Test[3]
MemTest86[4]
П ТОЗУ
Вариативность Marchалгоритмов тестирования
Да
Нет
Нет
Да
Нет
Кроссплатформенность
Да
Нет
Нет
Да
Да
Автоматизация
обработки сигналов
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Возможность добавления
новых алгоритмов
тестирования
Поддержка различных
форматов входных
данных
Оптимизация для памяти
микросхем
Источники информации:
[1] https://www.goldmemory.cz/
[2] https://www.microsoft.com/en-us/surface/do-more-with-surface/how-to-use-windows-memory-diagnostic
[3] https://github.com/CoolCmd/TestMem5
[4] https://www.memtest86.com/
3

4.

Концептуальная модель. Диаграмма последовательности
Рис. 3 Диаграмма последовательности взаимодействия компонентов программы тестирования
4

5.

Выбор языка программирования
Язык
разработки
С++1
Java2
Python3
JS4
C#[5]
Корпоративный стиль компании
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Автоматический сборщик
мусора
Нет
Да
Да
Да
Да
Опыт работы с фреймворками
для тестирования
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Опыт в разработке на данном
языке, лет
1
0.5
0.5
0
2.5
Наличие готовых библиотек для
работы с памятью
Да
Да
Нет
Нет
Да
Наличие встроенных
инструментов для создания
пользовательских интерфейсов
Нет
Да
Да
Нет
Да
Критерий
Источники информации:
[1] https://cplusplus.com
[2] https://docs.oracle.com/javase/specs/index.html
[3] https://learn.microsoft.com/ru-ru/dotnet/csharp/
[4] https://www.typescriptlang.org/
[5] https:://www.python.org
5

6.

Выбор среды разработки
Среда
MS Visual
Code::Blocks1
VS Code2
Rider3
Atom4
Встроенная поддержка
IntelliSense
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Нативная поддержка .NET
Нет
Нет
Да
Нет
Да
Встроенные инструменты для
разработки графических
интерфейсов
Нет
Нет
Нет
Нет
Да
Интерактивные подсказки по
рефакторингу
Нет
Да
Нет
Нет
Да
Опыт работы со средой, лет
2
1
0.5
0
6
Встроенная отладка
Нет
Да
Да
Нет
Да
Количество вопросов с тэгом на
stackoverflow6
1721
8646
4837
2760
17256
Критерий
Источники информации:
[1] https://www.codeblocks.org/
[2] https://code.visualstudio.com
[3] https://www.jetbrains.com/ru-ru/rider/
[4] https://atom-editor.cc/
[5] https://visualstudio.microsoft.com/ru
[6] https://stackoverflow.com/questions
Studio5
6

7.

Схема алгоритма создания пользовательских тестов П ТОЗУ
7

8.

Графический пользовательский интерфейс П ТОЗУ
Рис. 4 Редактор сигналов
Рис. 5 Редактор блок-схемы
8

9.

Тестирование П ТОЗУ
105 модульных тестов успешно проверяют ключевые компоненты системы, включая обработку
алгоритмов, работу с сигналами и сериализацию данных;
Все тесты выполнены за 11,6 секунд, что подтверждает оптимальную производительность
системы;
Тестирование охватывает критически важную логику: загрузку/сохранение конфигураций,
валидацию сигналов и работу с алгоритмами тестирования.
В результате тестирования была достигнута общая степень покрытия кода на уровне 63%.
Рис. 6 Отчёт результатах модульного тестировании кода
9

10.

Тестирование П ТОЗУ
Выводы, сделанные в ходе инструментального тестирования с использованием встроенных
средств профилирования:
• Оптимальное использование памяти. Программа стабильно потребляет ~218 МБ ОЗУ без
признаков утечек, что подтверждает эффективное управление ресурсами.
• Низкая нагрузка на процессор. Пиковая загрузка ЦП не превышает 10%, средняя — 5%, что
свидетельствует о грамотном распределении вычислительных задач.
• Стабильная работа в продолжительном режиме. За 2 минуты тестирования не выявлено
аномалий производительности или "узких мест".
• Эффективная обработка событий. Анализ меток (например, сборка мусора) подтверждает
корректную работу с критическими операциями.
• Готовность к промышленному внедрению. Результаты профилирования демонстрируют
соответствие требованиям к надежности и производительности.
Рис. 7 Отчёт из профилировщика производительности Visual Studio
10

11.

Достижение цели
Цель: сокращение временных затрат при тестировании ОЗУ микросхем.
Инструмент
При ручной обработке файла
паттерна (мин)
При автоматизированной обработке
файла паттерна с помощью П ТОЗУ
(мин)
Среднее время на анализ и
обработку данных сигналов
11-15 минут
3-5 минут
Среднее время на назначение
волновых форм
17-20 минут
2-3 минуты
Время генерации итоговых
векторных
последовательностей
40-60 минут
< 2 минут
Итоговое среднее время
68 – 95 минут
5 – 10 минут
Параметр
Использование П ТОЗУ значительно сокращает временные затраты на генерацию
данных из шаблона в итоговый файл. В то время как ручная генерация может занять от 1
до 1.5 часов, использование П ТОЗУ позволяет выполнить эту задачу за 5-10 минут. Это
делает процесс более эффективным и менее подверженным ошибкам, что особенно
важно в условиях ограниченного времени и высоких требований к качеству данных.
Разработал
Прудников Е. Е.
Утвердил
Кремер Е. А
11

12.

Результаты работы
исследована предметная область;
проведен сравнительный анализ существующих аналогов;
разработана концептуальная модель П ТОЗУ;
выбран язык программирования;
выбрана среда разработки;
разработан алгоритм П ТОЗУ;
выполнена программная реализация П ТОЗУ;
разработано приложение-демонстратор возможностей П ТОЗУ;
выполнено тестирование П ТОЗУ;
разработано руководство оператора.
12

13.

Спасибо за внимание!
13