ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Тестовое диагностирование цифровых устройств
Современные цифровые РЭУ сложны, включают в свой состав тысячи и десятки тысяч элементов и отказ любого из них может прекратить функционирование РЭС в самый ответственный момент. Физические методы контроля состояния цифровых РЭС, описанные в предыдущих параграфах, имеют недостаточную достоверность, несмотря на все их многообразие и глубину. По достоверности определения работоспособного состояния цифровых РЭУ (ЦУ) помимо физических могут использоваться эффективные тестовые методы диагностики и контроля. Существо тестового контроля составляет тестовый сигнал, подаваемый на ЦУ и вызывающий такую реакцию на входной сигнал, которая свидетельствует о том, что ЦУ находится в работоспособном состоянии. Контрольный тест ЦУ формально определяется как последовательность входных наборов и соответствующих им выходных наборов, обеспечивающих контроль исправности цифрового узла. Контрольные тесты составляются таким образом, что позволяют обнаружить одиночные константные неисправности S = 0(1) в статистическом режиме. Работоспособность контролируется следующим образом. На вход ЦУ подаются наборы контрольного теста. Снимаемые с ЦУ выходные наборы сравниваются с эталонными. При совпадении каждого из выходных наборов теста с эталонными наборами ЦУ считается работоспособным. Контрольные тесты составляются на базе анализа принципиальных схем ЦУ. В случае несовпадения сигналов контрольного и эталонного наборов дальнейшая подача теста прекращается и на этом наборе диагностируется отказ (неисправность). Диагностирование отказа начинается от того выхода ЦУ, на котором зафиксировано несовпадение контрольного и эталонного наборов. На том логическом элементе схемы, который связан с этим выходом, измеряются выходной сигнал U и входные сигналы x1....xk, где k — число входов элементов ЦУ. По измеренным значениям входных сигналов в соответствии с алгоритмом функционирования определяют (Uо — то значение выходного сигнала, которое должно быть: Uo = f(x1, x2,..., xk). В случае неравенства U ≠ Uo — отказавшим считается сам элемент или гальваническая связь от его выхода. При U = Uo определяются существенные входы логического элемента, а затем те логические элементы, которые связаны с этими входами. Под существенным понимается такой вход элемента, на котором изменение логического сигнала приводит к изменению сигнала на выходе. Описанные измерения выполняются для всех элементов, связанных с существенными входами. Измерения выполняются до определения неисправности или до соответствующих входов цифрового узла. В случае если в качестве элемента схемы ЦУ выступает триггер, то для него Uo = f(x1,x2,…,xk,U'), где U'— предыдущее состояние триггера. Поэтому Uo определяется не на каждом наборе. Для RS-триггера со входами R, S на наборе [01] Uo=l, на наборе [10] U = 0, на наборе [00] Uo может быть 0 или 1 в зависимости от U'. Если сигнал Uo можно установить по результатам измерения, то отказ диагностируется путем определения U, измерения его параметров, сопоставления и сравнения их с параметрами Uo. Для примера рассмотрим диагностирование отказа в ЦУ (рис. 7.2). Отказ проявляется в виде логического нуля на входе D1/13. Контрольный тест (первый набор) имеет последовательность: Входы: 1/1 1/15 1/23 1/32 2/2 2/8 2/18 2/33 0 1 1 1 1 0 0 0 Выходы: 1/18 2/14 1 1 Отказ проявляется в первом наборе контрольного теста. Последовательность диагностирования по принципиальной схеме представлена в табл. 7.1. Помимо диагностирования ЦУ по принципиальной схеме существует методика диагностирования по таблицам. По этой методике для каждого набора контрольного теста составляются диагностические таблицы, полная и сокращенная. Полная диагностическая таблица рассчитана на кратные неисправности; сокращенная на одиночные. Сокращенная диагностическая таблица включает только те элементы ИМС, которые не проверены ни на одном из предыдущих наборов контрольного теста. Таблицы составляются по определенным правилам, которые удобнее рассмотреть на примере (см. табл. 7.2). В строке таблицы печатают: № вых. ЦУ; номер канала установки тест-контроля; № контакта и № разъема; № выходного контакта микросхемы, соединенного с контактом разъема, и № самой микросхемы; №№ вых. и вх. контактов микросхемы, поверяемых в данном наборе. Если в сокращенной таблице часть элементов в середине строки внесена в одну из предыдущих сокращенных таблиц, то в рассматриваемой строке эти элементы не отличаются, вместо них ставится многоточие. Диагностирование отказов по таблице производится следующим образом. Сокращенная таблица выбирается по номеру набора, на котором обнаружено несовпадение. Начинают диагностирование с того выхода ЦУ, на котором зафиксирован неверный результат и производят его последовательно по каждой строке диагностической таблицы. Для каждого из элементов строки таблицы сравнивают значения логических сигналов на входах и выходах с соответствующими контрольными значениями таблицы. На элементе, у которого информация на выходе не совпадает с контрольной, необходимо остановиться. Отказавшим будет либо этот элемент, либо один из элементов, входы которого соединены с выходом этого элемента, либо печатный проводник, соединяющий выход элемента со входами других элементов, источником питания, корпусом и другими узлами. Пример диагностирования ЦУ по таблицам приведен в табл. 5.2, 5.3. Для обеспечения возможности построения контрольных тестов для ИМ С необходимо, чтобы последние обладали соответствующим уровнем контролепригодности и отвечали в этом плане определенным требованиям. Выполнение требований по контролепригодности сокращает трудоемкость тестов и улучшает их характеристики. Общие методы повышения контролепригодности ЦУ сводятся к следующим рекомендациям: необходимо уменьшать по возможности количество обратных связей в схеме ЦУ; в первую очередь это относится к внешним обратным связям. Ликвидация обратных связей может быть реализована путем конструктивного разрыва с выводом на контакты разъема; следует уменьшать тактность схемы ЦУ, т. е. количество элементов памяти в цепи распространения сигнала от входа к выходу, а также ступенчатость, количество элементов схемы в цепи распространения сигналов; следует уменьшать количество микросхем, действующих на один выход ЦУ; необходимо реализовать при проектировании ЦУ установочную последовательность входных наборов, которая переводит все элементы схемы в какое-либо устойчивое состояние; следует выводить выход каждого элемента памяти на внешние контакты; следует разрывать структуры типа «сходящееся разветвление». Описанные технические решения по обеспечению диагностирования ЦУ принимаются в основном при проектировании РЭУиС и самих ИМС. Задача при постановке на эксплуатацию аппаратуры на ИМС проследить за уровнем принятых решений и выполнением тех рекомендаций, которые обеспечивают возможность и эффективность диагностирования при техническом обслуживании РЭУ.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|