66. Поиск неисправностей в комбинационных схемах методом активизации одномерного пути
Этим методом можно не только обнаружить неисправность в комбинационной схеме, но и локализовать ее.
Основная идея этого метода заключается в выборе пути от места неисправности, например от ЛЭ D1 (рис. 4.26.), через последовательность ЛЭ D2 ... DN к некоторому выходу схемы Z
Сигналы на выходах ЛЭ, примыкающих к выбранному пути, должны активизировать эти ЛЭ, т.е. переключить их в состояние, открытое для прохождения сигнала по выбранному пути. Таким образом, о состоянии выхода ЛЭ D1 можно судить, контролируя выход DN. Часть схемы от ЛЭ D1 до ЛЭ DN активизированным путем, а процедура его формирования – прямой фазой, или фазой продвижения вперед.
Установив активизированный путь, мы должны найти некоторый первичный входной набор сигналов, который позволит протестировать рассматриваемый неисправный ЛЭ D1 ... DN до первичных входов схемы. Эта процедура называется обратной фазой продвижения назад.
Достоинства метода активизации одномерного пути – его простота, а также экономия объема памяти и времени выполнения программ поиска на ЭВМ.
Недостаток метода – невозможность применить его в некоторых случаях для поиска неисправности а сложных разветвленных комбинационных схемах.
67. Диагностика цифровых устройств методом логического анализа
Метод логического анализа находит широкое применение для отладки и поиска дефектов как в аппаратуре, так и программном обеспечении.
Этот метод является аналогом метода измерений с помощью многолучевого осциллографа. Он позволяет наблюдать на дисплее логического анализатора одновременное изменение сигналов по нескольким каналам и запоминать их для дальнейшего анализа процессов, происходящих в диагностируемом устройстве.
Логические анализаторы (ЛА) выполняют функцию многоканальной регистрации, запоминания и отображения информации о поведении устройства в моменты времени, предшествующие какому-либо событию или следующему за ним. Они могут регистрировать одновременно однократные, периодические сигналы и обнаруживать помехи. Информация отображается на экранах дисплея в виде временных диаграмм или таблиц состояний. В зависимости от этого их подразделяют на два типа: анализаторы временных диаграмм (АВД) и анализаторы логических состояний (АЛС).
АЛС фиксирует состояния контрольных точек проверяемой схемы во время тактовых сигналов, задаваемых проверяемым устройством, и записывают процесс изменения состояний синхронно с его работой. АВД фиксируют состояния контрольных точек проверяемой схемы в моменты времени, которые задаются внутренним тактовым генератором анализатора независимо от проверяемой схемы. В обоих случаях состояния контрольных точек фиксируются в дискретные моменты времени в двоичной форме (0 – при отсутствии сигнала, 1 – при его наличии), заносятся во внутреннюю память, преобразуются к виду, удобному для индикации, и отображаются на экране индикатора либо в виде таблицы истинности (для АЛС), либо в виде квазивременной диаграммы (для АВД).
В первом случае данные заносятся в память синхронно с изменением логического состояния испытуемого узла, а во втором – асинхронно. Поэтому очень часто АЛС называют синхронными, а АВД – асинхронными анализаторами.
Чтобы избежать потери информации в АВД, необходимо запись в память вести с частотой, в несколько раз превышающей рабочую частоту испытуемого узла (в 5-6 раз). Поэтому рабочая частота АВД всегда выше, чем у АЛС и достигает в некоторых случаях 200 МГц. Кроме того, для полного воспроизведения диаграммы изменения логических состояний глубина памяти каждого канала АВД должна быть много больше, чем у АЛС.
АВД чаще всего используется на начальной стадии проектирования при отладке аппаратных средств, так как он позволяет оценить относительные задержки между каналами. Благодаря большой глубине памяти и специальной схеме детектора коротких импульсов АВД возможно отыскание коротких паразитных выбросов, существующих между тактовыми импульсами.
Многие АЛС имеют возможность отображать информацию не только в двоичном, но и в восьмеричном и шестнадцатеричном коде или в мнемокодах. Наличие дополнительного блока преобразования форматов в некоторых АЛС позволяет получить на экране индикатора таблицу команд непосредственно на языке программирования высокого уровня.