Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств

И 1)5 С 0 ГОСУДПО ИЗОПРИ ГНИТ ТВВ+1 ЫЙ КОМИТЕТРЕТЕНИЯМ И 0 ТНРЫТИЯ СССР нов ельс 3/О(56) Лвторское свидет тво СССР Р 608125, кл. С 05 В 2 О, 1977.Электронное моделирование, 1988, Р 3, с, 58-62.(54) СПОСОБ 7%1 ЛГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВХОДОВ-ВЫХОДОВ ТРЛНЗИСТОРНО-ТРАН СТОРННХ ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ (57) 11 зобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств. Целью изобретения являИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств,.Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования при обнаружении и локализации дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств.На фиг.1 представлена функциональная схема подключения диагностируемого логического устройства к источнику электропитания, на фиг.2 - принципиальная электрическая схема базового логического элемента (БЛЭ).На фиг.1 показаны диагностируемое логическое устройство 1, источник 2 ется повышение достоверности диагнос тирования при обнаружении и локализа ции дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств. С этой целью диагностирование проводят в два этапа, да первом этапе определяют исправность входов диагностируемого устройства путем его от- ключения от нагрузки и измерения статического значения в общей шине для кажцого тестового набора и определе- ния разности измеренного и вычисленного значений тока в общей шине, а нА втором этапе определяют исправность выходов объекта диагностирования пос ле их подключения к нагрузке и сравнения измеренного и вычисленного зна. чений токов потребления в шине питания и общей шине. 2 йл., 8 табл.С: электропитания, соединенные шиной 3 питания и общей шиной .4. Устройство 1 имеет также входы 5 и выходы 6.Базовый логический элемент устройства .1 (Фиг.2) содержит многоэмиттерный транзистор Т 1 7, транзисторы8 - 10 (Т 2, ТЗ и Т 4), диод 11 и резисторы 12 - 15 (К 1, К 2,. КЗ и К 4).Способ осуществляется следующим, образом.11 а нервом этапе определяют исправ.- ность входных соединительных линий ТТЛ- устройства, т.е. отсутствйе обрывов нли коротких замыканий, а также ис- фщЬ правность входных каскадов непосред." ственно логического устройства; Для этого отключают выходы диагностируе-, мого устройства от нагрузки н при различных тестовых воздействиях изме3 173ряют токи потребления, протекающие вшине питания и общей шине. Для каждого тестового набора определяют раз.ность между значением статическоготока, протекающего в шине питания бобъекта диагностирования и значениемстатического тока, протекающего в общей шине.Полученная разность токов потребления логического устройства (ЛУ),протекающих в шине питания и общейшине, является суммарным входным током ЛУ, величина которого зависит отисправности или возможной неисправности входов ТТЛ-устройства, а такжеот тестового набора, присутствующегона входах.Вычисленная разность сравниваетсяс эталонным значением входного токадиагностируемого ЛУ, которое определяется по формулеМ ю-Е- "Л1=0где 61 , - разность токов, протекающих в шине питанияи общей шине при отключенных выходахобъекта диагностирования и 1-м входном воздействии;М - количество базовых логических элементов(БЛЭ) ТТЛ-устройств,входы которых являютсявходами объекта диагностирования,а 1 - коэффициент пропорциональности, численноравный значению входного тока одного БЛЭпри "нулевом" входномвоздействии;х, - значение логическогосигнала на -м входеи -го БЛЭ, причем логические сигналы могутпринимать значения избазиса 0,1,ш - количество БЛЭ, входыкоторых являются входами диагностируемогоЛУ,По величине рассогласования междфактическим значением входного токаи эталонным значением, соответствующим исправному состоянию, входов Луопределяют тип неисправности и ееместо. 5850На втором этапе диагностированияопределяется исправность выходовобъекта диагностирования, для чего 5подключают выходы ТТЛ-устройства к фнагрузке, подают на входы устройстватестовые воздействия, измеряют статические токи потребления в шине питания и общей шине объекта диагностирования, определяют их разность, последнюю сравнивают е эталонным значением, которое определяют по формулеиз:О15(2)где 6 1 - разность значений токов,пот.1.протекающих в шине пита 20 ния и общей шине диагностирования при 1-мвходном воздействии,я " - значение логического1сигнала на 1-м выходе25 логического устройства .при 1-м входном воздей. -ствии в базисе0,1,и - количество выходов объекта диагностирования,ЗОа - коэффициент пропорцио 2нальности, численно равный .выходному току при"нулевом" выходном сигнале,К - количество БЛЭ, входы35 которых подключены кд-му выходу диагностируемого объекта,При этом в выражении (2) подставлЯетсЯ фактическое значение б 1 иПот.ЬУ.1 б40 измеренное на первом этапе диагностирования.Отсутствие рассогласования фактического и эталонного значений разности токов свидетельствуют об исправномсостоянии выходов диагностируемогоустройства. При наличии рассогласования величина последнего, а также значение логических переменных указываетна характер и место неисправности.50 Простейшим и наглядным примеромконтролируемого логического устройства является мультинлексор, выполненный в виде интегральной схемы (ИС).Конкретно была выбрана ИС К 155 КП 2(сдвоенный мультиплексор). Пля наглядности следуе показать не толькоразность токов, но и величины самихтоков, протекающих в шине питания и, общей шине объекта диагностирования,5 1735850На первом этапе процесса диагнос - будет тирования, т.е. при отключенных вы- табл. ходах ИС;Е 155 КП 2 исправный обьект иметь реакции, приведенные в1. Таблица 1 Реакции 314 15 1 ка Г, ка 31,а 1 136,0 36,0 0,0 1 1 1 30 4 29 31 Эбе 2 3511 1 е Эбв 2 35 в 11 5 1 1 1,0 1 1 1 .1 1 6 1 1 10 1 1 1 1 1 1 1 7 1 1 1 1. О 1 т1,. ф 8 1 1 11 1 0 1 11 1 30,4 29,3 1,1 91 11 1 1 0 1 11 Э 6,2 35,1 1,1 1 О 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 -"- и и 1 1 .1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 и.121Ои 13 1 11 . 1 1 1 1 11 0 -"- -ие Ф П р н и е ч а н и е. 1, - величина тока, протекающего в шине питания,1 ф - величина тока, протекающего в общей шине, При обрыве соединительной линии 25Э-го входа, а также короткого замыка-.ния Э-го входа ИС К 155 КП 2 на шинупитания строка 1-9 табл. 1, соответ 1 Таблица 2 ЯВыводы ИС К 155 КП 2 Реакции 1, )ма), МаВ 1, к а 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Зб,0 36,0 0,0 уПродолжение табл,.З При коротком замыкании на общую шину 1-го входа (входа разрешения ИС К 155 КП 2 таблица реакций ИС на тестовые воздействия примет вид, приведенный в табл. 3. Реакциию юе ющю 4 114, 1 аЭ.а АаЬ 1, Ра Тест Таблица 3 3 3 и 3 и Тест 1тра 3 Д 1, 1 Иа 3 3 3 29,3 30,4 3 и 3 3 г,г 23,2 25,4 29,0 31,2 34,6 32,4 2,2 5При коротком замыкании на общуюшину 2-го входа (входа выбора) ИСК 155 КП 2 табл. 1 примет следующийствующая такому тестовому набору, прикотором на 1-м входе не присутствуетсигнал логического нуля, имеет вид,приведенный в табл. 2.50 Реакции Тест Т Р Г 36,2 35,1 1,1 Реакции 29,0 35,1 2,21,1 1 О Тест 36,2 34,0 2,2 36,0 37,1 ее 30,4 29,3 2153 36,2 34,0 2,2 36,2 36,2 0,0 е ее ее т тт е е т ее е е те тт е ее ет ее ев е ее е ее е ее е ее 31,2 ет е 29,0 2,2 е те ее 10 11 12 13 е ее те,т 30,4 30,4 0,0 Таблица 5 Реакциитв, вта Тест Д Е, О а 36,2 35,1 34,6 32,4 2,2 3 36,2 34,0 2,2 е е е ет е ее ее ее е ее 910 е ет е е Фее Тест е е тт ее 3812 -2 т 2 36,0 31,2 29,0 2,2 30,4 29,3 7 17358Таблица 4 При коротком замыкании 3-го входа (входа данных) ИС К 155 КП 2 реакции объекта диагностирования на тестовые .воздействия имеют значения, приведенные в табл. 5. На втором этапе диагностирования реакции объекта диагностирования сподключенным одним выходом (седьмой вывод ИС К 155 КП 2) имеют значения,приведенные в табл, 6. Таблица 6вт,т еа , /Ьа Дт, та Результаты, приведенные в табл. 6, трактуются следующим образом.При первом .тестовом. воздействии входной ток отсутствует, поэтому разность токов ЬТ отображает только выходной ток, При втором тестовом возФдействии отсутствует выходной ток, а ДТ равен входному току, При третьем тестовом .воздействии входной и выходной токи взаимно компенсируются (выходной ток является втекающим, поэто- му в аналитическом выражении при расчете эталонного значения берется с отрицательным знаком).Подключение двух логических входов к выходу ИС К 155 КП 2 определяет реакции, привеценные в табл. 7,11, Ма Т, Аа ДТ, в 1,1 а ,-1,1И И И И 1 И и И И 1 и И И И и 10 1 и 11 12 И и И И 1 30,4 13 Подключение восьми логических вхо 25дов при первом тестовом воздействиидает результаты, приведенные втабл. 8. Таблица 8 Реакцииз, 1 а Тест 1, ра Т ра 61 Ца 354 442 88 Обрыв выхода приведет к отступлению выходного тока и реакции объекта будут соответствовать реакциям, приведенным в табл."1,1;ороткое замыкание выхода на шину питания или общую шину приведет к многократному возрастанию выходного тока и,следовательно, к искажению реакций, приведенных в табл. 6. Формула изобретения Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств, включающий подачу на входы устройства тестовых воздействий и измерение потребляемого логическим устройством ста тического тока в шине питания, о т. л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це" лью повышения достоверности диагностнрование проводят в два этапа, при1этом на первом этапе определяют исправность входов диагностируемогоустройства, для чего отключают выходыпоследнего от нагрузки, для каждоготестового набора измеряют статическоезначение тока, протекающего в общейшине, определяют разность между значением статического тока, протекающего в шине питания объекта, и значением статического тока, протекающегов общей шине, сравнивают вычисленнуюразность с эталонным значением, которов-;определяют по формулем п11 з, з а,- П (х ),с,цОгде 61- разность токов, протер 0кающих в шине питанияпот. ву.1и общей вине при отклю"ченных выходах объектадиагностирования и 1-ивходном воздействии,И - количество базовых лЬгических элементов.(БЛЭ) ТТЛ-устройств 6,входы которых являютсявходами объекта диаг-ностирования,"а - коэффициент пропорциональности, численноравный значению входного тока одного БЛЭ при-го БЛЭ, причем логи-,ческие сигналы, могут40 принимать значения избазиса 10,1,и по величине рассогласования междуфактическим значением разности токови ее эталонным значением определяют45 принадлежность состояния входовобъекта диагностирования к исправному, или к одному из неисправных состояний, на втором этапе определяютисправность выходов объекта диагност тирования, при этом подключают выходы к нагрузке, измеряют статическуюсоставляющую тока потребления объекта,протекающего в общей шине, вычисляют разность измеренных значений55 статических токов потребления, проте,кающих в шине питания и общей шине,сравнивают значение полученной разности токов с эталонным значением,, которое рассчитывают по формулеазКд 61 вв + К аз- и, ), где1- разность значений токов,протекающих в шине питания и общей шине объекта диагностирования при1-м входном воздействии,"в - значение логическогосигнала на -м выходе,логического устройствапри -и входном воздействии в базисе 0и - количество выходов объекта диагностирования а - коэффициент пропорциоЯнаФьности, численно равный выходному току при5"нулевом" выходном сигнале,К - количество БЛЭ, входыкоторых подключены к1-му выходу диагности10 руемого объекта,и по величине рассогласования фактического и эталонного значений разности токов, протекающих в шине питания и общей шине, определяют исправЭЗность выходов диагностируемого объекта.