Предложена структурная модель отношений на множестве из четырех основных компонентов технической диагностики (функциональность, устройство, тест, дефекты), а также новая модель программного продукта в форме графа блочных транзакций и группа методов диагностирования функциональных нарушений, которые характеризуются технологичностью подготовки данных в процессе поиска некорректных блоков, что дает возможность существенно уменьшить время проектирования цифровых систем на кристаллах. Результатами исследования стали: новая аналитическая модель процессов тестирования и верификации, которая характеризуется использованием бета-метрики; новая структурная модель Hardware Description Language HDL-кода в форме транзакционного графа; группа модифицированных методов диагностирования функциональных нарушений HDL-кода на основе механизма ассерций; также усовершенствована архитектура логического ассоциативного мультиматричного процессора с ограниченной системой команд, которая отличается своей ориентацией на встроенное сервисное обслуживание функциональных блоков цифровых систем на кристаллах, что дает возможность повысить производительность процессов верификации и диагностирования.