38) Методика диагностики и контроля устройств, содержащие микропроцессоры, с помощью логических и сигнатурных анализаторов.

Логический анализатор (ЛА) представляет собой ком­бинацию многоканального регистратора двоичных сигна­лов, построенного на базе быстродействующего ЗУ с раз­витой системой управления процессом записи данных, и эк­ранного пульта-дисплея, отображающего записанную в ЗУ информацию в форме, наиболее удобной для ее ана­лиза.Различают два типа логических анализаторов: анализа­торы логических состояний и анализаторы временных диа­грамм. Анализаторы логических состояний фиксируют состоя­ния контрольных точек проверяемой схемы во время тактовых сигналов, задаваемых проверяемым устройством, и за­писывают процесс изменения состояний синхронно с его ра­ботой.

Анализаторы временных диаграмм фиксируют состояния контрольных точек проверяемой схемы в моменты време­ни. которые задаются независимо работающим тактовым внутренним генератором анализатора.

Состояния контрольных точек фиксируются в дискрет­ные моменты времени (при подаче тактовых сигналов) в двоичной форме: 0—при отсутствии сигнала, I — при его наличии.

Логические анализаторы имеют два основных режима: регистрации и отображения.

Регистрацией называется процесс записи состояния сиг­налов, поступающих по входным каналам анализатора, и его запоминающие устройства Регистрация начинается но сигналу запуска регистрации, который может быть либо внешним сигналом, либо кодовым слоном, либо последова­тельностью кодовых слов.

Отображением называется процесс индикации на экра­не электронно-лучевой трубки временных диаграмм или ло­гических состояний, записанных в ЗУ в процессе регистра­ции.

Для установки режима, способа запуска регистрации, способа отображения, а также кодовых слов запуска реги­страции на панели управления имсюкя переключатели и гнезда для подключения внешних сигналов

Поскольку в режиме регистрации процесс записи сигна­лов и ЗУ ЛА идет в соответствии с выбранной тактовой частотой, сигналы, которые во времени короче тактового периода и появляются после тактового сигнала, не будут записаны, хотя и могут вызвать неясное изменение состоя­ний асинхронной логики. Для обнаружения подобной си­туации некоторые ЛА имеют режим фиксации помех. Этот режим не позволяет измерить ширину короткого сигна­ла. однако указывает на его наличие и временное положе­ние [II].

Отличие отображения временных диаграмм, записан­ных в режиме регистрации и фиксации, показано на рис. 17.5.

Основными характеристиками ЛА являются:

-число каналов одновременной регистрации состояний сигналов;

-уровни входных логических сигналов;

-глубина регистрации, т.е. максимальное количество за­поминаемой по одному каналу информации;

-максимальная частота регистрации, определяющая ми­нимальный интервал времени между двумя последователь­ными отсчетами состояний входных сигналов.

Эталонные сигнатуры могут быть получены путем про­верки с помошью сигнатурного анализатора заведомо ис­правных схем или расчетным путем на ЭВМ.

При выполнении диагностической процедуры оператор последовательно просматривает в тестовом режиме сигна­туры на выходах устройства и при обнаружении расхожде­ния с указанными в документации сигнатурами переходит к просмотру сигнатур в точках неисправной цепи, двигаясь от выхода к входу, пока не найдет неисправный элемент. При использовании сигнатурного анализа поиск неисправ­ностей в микропроцессорной аппаратуре становится похо­жим на обслуживание телевизора, когда мастер, ремонти­рующий его, с помощью тестера и щупа сравнивает сигна­лы в данной цепи с сигналом, указанным на чертеже схемы, и при обнаружении расхождения для определения места неисправности выполняет просмотр сигналов при движении от выхода к входу схемы.

Введение контрольной цифровой информации (сигна­тур) в техническую документацию на цифровую аппарату­ру очень удобно, так как для этой аппаратуры не представ­ляется возможным документировать признаки правильной работы схем в виде параметров напряжений, токов или да­же форм сигналов.

Метод сигнатурного анализа обладает высокой досто­верностью, которая в данном случае определяется вероят­ностью того, что различающиеся двоичные векторы имеют неодинаковые сигнатуры. Любая одиночная ошибка в выходном двоичном векторе обнаруживается с вероятностью, равной единице. При числе ошибок более одной вероятно­сти обнаружения ошибок равна 1 — 1/2ⁿ.