Микросхемы памяти

Неисправности в памяти вызывают хаотическое пове­дение микропроцессорной системы разнообразными спо­собами. Отказ может вывести из строя всю микросхему памяти или вызвать неправильное функционирование од­ного бита. Последствия отказа зависят от типа микро­схемы и ее местоположения в карте адресов памяти.

Отказ в микросхеме ПЗУ, в общем, приводит к ката­строфическим последствиям, так как в ПЗУ обычно хра­нятся фиксированные системные программы, которые должны функционировать правильно. Отказавший бит может находиться в неиспользуемой части микросхемы и не даст видимого эффекта, хотя наиболее вероятный ре­зультат заключается в том, что микропроцессор считает искаженное слово как ошибочный код операции и попытается выполнить какую-то бессмысленную программную последовательность.

Отказы в СППЗУ могут возникать из-за частого пере­программирования микросхемы. При программировании СППЗУ может произойти пробой каналов МОП-транзи­сторов, что после некоторого числа операций репрограммирования вызывает выход микросхемы из строя. В не­которых СППЗУ, например в микросхемах 1702А и 2708, такая ситуация обнаруживается по нереагирующим вы­водам.

ППЗУ с плавкими перемычками отказывают по при­чине «зарастания». В первых ППЗУ применялись нихромовые перемычки, которые после расплавления должны оставаться разомкнутыми, но спустя некоторое время они восстанавливали электрическую проводимость. Ра­зумеется, при «зарастании» значения хранимых бит из­меняются. В последующих микросхемах ППЗУ нихромовые перемычки были заменены поликремниевыми, в которых при программировании образуется слой непро­водящей двуокиси кремния; эффект «зарастания» в них отсутствует.

Однобитные отказы в ОЗУ, предназначенном для хранения данных, обычно не являются катастрофически­ми, но приводят к так называемым «сбоям». Сбой пред­ставляет собой ошибку из-за использования в вычисле­ниях ошибочного значения данных. Результат окажется неожиданным, но из-за него систем а вряд ли выйдет из строя. Если не применять для проверки ОЗУ при вклю­чении питания тест-программу из ПЗУ, то такие ошибки обнаружить затруднительно.

Отказ в ОЗУ, выполняющем функции системного стека, оказывается катастрофическим, так как при воз­врате из подпрограммы или после выполнения процедуры обслуживания прерывания микропроцессор перейдет к неопределенной ячейке памяти.

При диагностике отказов в ОЗУ необходимо учиты­вать возможность отказов в схемах регенерации динами­ческих ОЗУ.

Затухания сигналов. В МПС к магистрали подключено большое количество микросхем, поэтому:

1. необходимо обеспечить нагрузочную способность

2. когда МП формирует на линии сигнал, он распространяется по линии от микропроцессора ко всем подключенным микросхемам. Каждая подключенная к линии микросхема оказывается неоднородностью в пол­ном характеристическом сопротивлении линии и вызыва­ет отражение сигнала. В течение короткого временного интервала распространяющийся в линии сигнал подвер­гается многократным отражениям и генерации из-за не­согласованных подключений к линии. Поэтому в МПС отводится минимум один такт синхронизации для стабилизации новых состояний линий при выдаче на них информации (окончание переходных процессов).

Близко расположенные на схемной плате линии подвержены перекрестным наводкам из-за многократных отражений, которые оказываются критичными для сосед­них сигнальных линий, несущих сигналы синхронизации и сигналы разрешения работы микросхем. Длинные, раз­бросанные сигнальные тракты затрудняют достижение предельных для системы временных характеристик и уровней помех, а повышенная влажность среды уси­ливает наводки между соседними линиями. Для про­верки отдельной схемной платы в многоплатной си­стеме плата подключается через удлинитель, что обес­печивает инструментальный доступ к находящимся на ней компонентам. Во влажной среде удлинитель сам может вызвать перекрестные наводки сигналов, если критичные к наводкам сигналы передаются по близко расположенным линиям.

Индикация почти любой сигнальной линии в микро­процессорной системе на осциллографе показывает фор­му сигналов, которая далека от идеализированных вре­менных диаграмм, приводимых в спецификациях. Вычис­лительная система по принципу действия является дискретной системой, и возникающие в ней искажения сигналов компенсируются восприятием сигналов в линиях только в определенные моменты, когда все отражения в линии прекращаются.

Для достижения согласования в линиях передач, на концах линий (особенно длинных) применяются согласующие резисторы (для кабелей – 120-омное согласование 360/180 см).