Устройство для диагностирования логических схем

45 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может бытьиспользовано для диагностированиялогических микросхем и цифровых устройств, построенные на их основе.Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет возможности контроля переходных процессовобъекта контроля в заданном промежутке времени.На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства для диагностирования логических схем, на фиг, 2 - принципиальная схема блока управления, на 15фиг, 3 - блок-схема коррелятора, нафиг. 4 - принципиальная схема блокаоперативной памяти, на фиг. 5 - временные диаграммы работы устройства.Устройство (фиг,1) содержит генератор 1 тестовых воздействий, контролируемую схему 2, блок питания 3,генератор 4 тактовых импульсов, коррелятор 5, блок 6 выделения и преобразования импульсов 1 ока, линию задержки (ЛЗ) 7, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8, блок 9 начальной установки, блок 10 управления,первый 11 и второй 12 блоки сравнения, первый 13 и второй 14 счетчики, первый 15 и второй 16 блокийостоянной памяти, блок 17 оперативной памяти, блок 18 индикации с соответствующими связями,Устройство согласно фиг,2 содержит первый инвертор 19, триггер20 установки режима работы устройства, первый элемент И 21, второйэлемент И 22, первый элемент И-НЕ 23,0-триггер 24, второй элемент И-НЕ . 4025, третий элемент И 26, триггер 27включения блока индикации, буферныйэлемент 28, четвертый элемент И 29,пятый элемент И 30, второй инвертор 3 1 с соответствующими связями,Устройство согласно фиг.3 . содержит К дискретных линий задержки(34,1, 34,234,К+1) сумматор 35, 50с соОтветствующими связями.лДискретность задержки Двыбирается из условия д= 0 , гдеЛтРт - тактовая частота.55Интеграторы выполнены на КС-цепочках,Устройство согласно фиг. 4:содержит восемь регистров 36. 1,36.236,8, элемент И 37, буферныйэлемент 38, с соответствующими связями.Блок индикации 18 включает в себяформирователь кодов, светодиоднуюматрицу и элементы согласования, ссоответствующими связями,Устройство работает следующим образом,Тестовый сигнал с выхода генератора 1 тестовых воздействий поступает на информационный вход контролируемой схемы 2, в цепи питания которой появляются импульсы тока, какреакция на входной тестовый сигнал.Эти импульсы выделяются, усиливаются,преобразуются в импульсы напряженияблоком 6 выделения и преобразованияимпульсов тока и поступают на первыйвход коррелятора 5, на второй входкоторого поступает тестовый сигналс выхода генератора 1 тестовых воздействий., Генерирование тестовогосигнала с заданными характеристикамиосуществляется с помощью сдвиговогорегистра с обратными связями, позволяющего получать периодическую псевдослучайную последовательность, укоторой автокорреляционная функцияблизка к О -функции. Коррелятор 5.измеряет взаимную корреляционнуюфункцию между сигналами на его первом и втором входах, которая является корреляционным портретом контролируемой схемы 2. АЦП 8 преобразует сигнал на выходе коррелятора(корреляционный портрет) в цифровую форму, которая запоминается вблоке 17 оперативной памяти, Во втором блоке сравнения 12 отсчеты корреляционного портрета контролируемой схемы сравниваются с отсчетами эталонного корреляционного портрета, которые хранятся во втором блоке 16 постоянной памяти вцифровой форме, Второй счетчик 14в соответствии с поступающими наего счетный вход тактовыми импульсами задает адреса, по которым хранятся отсчеты эталонного корреляционного портрета во втором блоке16 постоянной памяти, В случае, есливсе отсчеты эталонного корреляционного портрета и измеренного корреляционного портрета контролируемойсхемы совпапают, то в блоке 18 индикации "горит" цифра "0", На этомдиагностирование заканчивается, Ес84757 6 бь ОдцО 1 С ЬС С 1 ИИ ЛдЕ цИИ ОТС Ио 1 И ц 1 ОГ 10 20 25 15 ЗО 35 40 45 50 55 5 16 ли хотя бы один отсчет эталонного корреляционного портрета и измеренного не совпадают, то блок 10 управлЕния переключает тактовые импульсы генератора 4 тактовых импульсов на счетный вход первого счетчика 13, который задает адрес эталонных корреляционных портретов характерных неисправностей, хранящихся в первом блоке 15 постоянной памяти, При совпадении в первом блоке сравнения 11 эталонного корреляционного портрета одной из характерных неисправностей с измеренным, хранящимся в блоке 17 оперативной памяти, блок 18 индикации "высвечивает" код этой характерной неисправности, хранящийся в первом блоке 15 постоянной памяти по тому же адресу, На этом процесс диагностирования заканчивается.Исходное состояние блока 10 управления, Триггеры 20 и 27 блока управления 10 находятся в единичном состоянии, триггер 24 может быть в любом состоянии, Низкий уровень логического сигнала с инверсного выхода триггера 27 запрещает прохождение тактовых импульсов с четвертого входа блока в устройство диагностирования.Работа блока управления 10 в динамическом режиме, С нажатием кнопки"Пуск" на блоке 3 начальной установки вырабатывается импульс положительной полярности, который, поступая на 5-й вход блока управления 10, через инвертор 31 устанавливает триг.геры 20, 24 и 27 в нулевое состояние, Высокие уровни логических сигналов с инверсных выходов триггеров 27 и 20 разрешают прохождение тактовь 1 х импульсов с четвертого входа блока управления 1 О через элемент И 30 на первый выход блока 10 управления, а через элемент И 22 - на второй выход блока управления 10. При этом по каждому тактовому импульсу производится отсчет значения корреляционного портрета контролируемой схемы 2 в АДП 8. Результат сравнения этих отсчетов с эталонными в блоке сравнения 12 поступает на второй вход блока управления 10 и через элемент И 23 записывается в триггер 24 задержанными тактовыми импульсами, поступающими с шестого входа блока 10 на тактовый вход триггера 24, При появлении хотя реляционного портретл низкий ;1 ц 1п ;и. с 1 ог,. с и цлс 1 л со втс рого 11 х 11 длГ 11 о; З 1, Гд1:, Е 11 я ИСС 4 " И 1 С 1 1 2пег не ет т;. ег 2.ицц 1 сое С ОС ТОЯ ЦКЕ :(ОТОРОЬ 1 О 1 И О 1 Т 1 ЦС ТГЯ ЦРЗЛВ 11 СИМО С Рсэ.".1 ЬТЛТОЯ 11 РГ; ИХ срчяцРклй, 1 окс цтлци 11 и 1 бои счетчика 14 имт 1 уд 1,с цс.реполцецил с третьего входа блеял уирлцления 1 О через ицвертор 19 злпишет в регистр 20 состояние три гера 24. Если все отсчеты соцлад,;т с эталснцм, то триггеры 20 и 24 останутся н нулевом состояйии, а им 1 ульс переполнения счетчика 14 через инвертор 19, элементы И-НЕ 25, элемент И 26, переведет в единичное состояние триггер 27, единичный сигнал с прямогс 1 выхода которого через пятый выход блока 10Ц 11 управления разрешит ицдцк; пию ксд," 0 (логическая схема ис.правил), злпислцного по нулевому адресу в блоке постоянной памяти 15, Низкий уровень логического сигнала с ицперс.ного выхода триггера 27 злпретцт прохождение тактовых импульсов через элемент И 30,Если же хотя бы один отсчет це совпадет с эталоцць 1 м, триггер 27 ос - танется в нулевом состоянии, единичное состояние триггера 24 импул ьсом переполнения счетчцкл 14 с 3-го входа блока управления через ццвертор 19 запишется в триггер 20, циэкий уровень логического сигцл.ил с ццверсцого выхода которого запретит прохождение тактовых импульсоя через элемент И 22, а через третий выход блока 10 управления злпретит зались в блок оперативной памяти 17. Единичный сигнал с прямого выхода триг, гера 20 разрешит прохождецие тлктовых импульсов через элемент И 2 1 начетвертый выход блока 10 управления,а также разрешит поступление задер: -жанных тактовых импульсов с шестоговхода блока управления 10 с 1 ерез элемент И 29 на .тактовый вход триггеГа27, Начнется процесс сравнения всего корреляционного портрета диагностируемой логической схемы с эталонными корреляционными портретами логической схемы при рлздц 11 цых неисправностях в ней н хранящимися вблоке 15 постоянной плмяти, В каждом такте сравниваются снятый корреляционный портрет и один из эта 1684757.анньм. При их совпадении появившийся на первом входе блока 10 управления логический сигнал низкогоуровня через буферный элемент 28задержанным тактовым импульсом с5шестого входа блока 10 управленияпереводит триггер 27 в единичноесостояние, высокий уровень логического сигнала с выхода которого разрешает индикацию кода характерной неисправности, хранящийся в блоке 15 постоянной памяти по адресу,задаваемому счетчикам 13.В случае, если ни адин иэ эталонных портретов характерных неисправностей не совпадает са снятым, тапосле полного перебора адресов импульс переполнения счетчика 13, поступающий на седьмой вход блока 10управления через элемент И 26, ус -тановит триггер 27 в единичное состояние, а блок индикации 18 высветиткод, хранящийся па последнему адресув блоке 15 постоянной памяти. Это говарит о том, что проверяемая схемаимеет нехарактерную неисправность.Работа блока памяти. При высокомуровне логического сигналя ня второмвходе блока оперативной памяти 17,тактовые импульсы, поступающие наега 1-й вход, производят запись информации в регистр 36,1 и перезаписьинформации из регистра 36,1 в регистр36.2 и т.д.35Низкий уровень логического сигналана втором входе блока оперативной памяти 17 запрещает запись и сдвиг ин -Формации в регистрах 36,Работа блока 18 индикации, При низ-,10ком уровне логического сигнала па управляющем входе преобразователя кодов на всех ега выходах имеется низкий потенциал, при этом ни алин иээлементов светодиодной матрицы не45светится, Постугление высокого уровнялогического сигнала ня управляющийвход преобразователя кодов разрешаетпреобразование двоичного кода в потенциальный для его индикации светоди 50одной мятрицей. На второй вход коррелятора 5 с выхода генератора 1 задающих воздействий поступает тестовый сигнал (фиг.5 а), на первый вход корреля 55 тора 5 поступают импульсы напряжения (фиг,50). с выходя блока 6 преобразования импульсов тока, как реакция контролируемой схемы 2 ня тестовый сигнал по цепи питания.Коррелятор 5 измеряет взаимную корреляционную Функцию двух входных сигналов (Фиг,5 а, Ю, которая является корреляционным портретом (Фиг,5 2 ) контролируемой схемы 2, Импульсы тока в цепи питания контролируемой схемы показаны ня Фиг,5Взаимную корреляционную функцию для фиксированных значений задержр, л лки ь, 2 ( К ь получают на выха- С ах интеграторов, следующих эаперемножителями. На выходе сумматора 35 получают непрерывный график взаимной корреляционной Функции (фиг.5).Фар мула из обре те нияУстройство для диагностирования логических схем, содержащее генератор тестовых воздействий, клеммы для подключения объекта контроля, аналого в цифров преобразователь, первый счетчик, первый блок постоянной памяти, первый блок сравнения, блок индикации, причем первый вьмод первого счетчика соединен с адреснымвходом первого блока. постоянной памяти, первый информационный выход котсаага соединен с первым входом перь га блока сравнения, а второй - с инФормационным входом блока индикации, о т и и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в него введены блок питания, генератор тактовых импульсов, коррелятор, блок вьщеления и преобраэагания импульсов тока, линия задержки, .блок начальной установки, бяак управления, второй блок сравнения, второй счетчик, второй блок постоянной, памяти, блок оперативной памяти, выход блока питания соедидинен с цепью питания контролируемой схемы и входом блока выделения и преобразования импульсов тока, выход которого соединен с первым входом коррелятора, второй вход которого подключен к выходу генератора зядяюцих воздействий, выход катарага соединен с информационным входом контролируемой схемы, выход коррелятора подключен к информационному входу аналогоцифрового преобразователя, информационный выход которого соединен с первым инФармяиианным входам второго1 О 15 20 блока сравнения и с информационнымвходом блока оперативной памяти, выход которого подключен к вт кчувходу первого блока сравнения, зьг дкоторого соединен с первым входомблока управления, второй вход которого соединен с выходом второго блокасравнения, второй вход которого подключен к информационному выходу второго блока постоянной памяти, адресный вход которого соединен с первымвыходом второго счетчика, второйвыход которого подключен к третьемувходу блока управления, первый выходкоторого соединен с входом линии задержки и с тактовыМ входом генераторазадакщих воздействий, четвертый входблока управления соединен с выходомгенератора тактовых импульсов, втоРой Рье:-л блока чправ "Гния поп, г .к такт вому входу аналого-пиАродогопреобразователя и к счетному входуворо, о ,его."а, нык щ блока начально устав"вк . ецинсг с у чановочными входам гн ратора тестовых воа 1 ействий,ного и второго счетчикови Г пятым в 3.ыом локР управленияшестой вход которого подключен к выходу линии задеряки и к первому входу блока оперативной памяти, третийвыход блока управления подключен квторому входу блока оперативной памятЪ, четвертый выход блока управления соединен со счетным входом первого счетчика, второй выход которогосоединен с седьмым входом блока управления, пятый выход которого подключен к входу блока индикации.,Ши ктор Н.Ревска 350 б Тирах Попписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Иосква, Ж, Раущская наб., д, 4/5 За роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагарина, 101 1 ) оставитель Е.Стр ехред Л.Сердюкова