Устройство для функционально-параметрического контроля логических элементов

) СО ЕНИЯ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТКРЫТИ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащеегенератор импульсов, первый счетчик,коммутатор, соединенный первыми входами с выходами первого счетчика,первыми выходами - с клеммами дляподключения выводов контролируемогологического элемента, дешифратор,соединенный входами с вторыми выходами коммутатора, мультиплексор,соединенный информационными и адресными входами соответственно с третьими и четвертыми выходами коммутатора, и сигнатурный анализатор, сое.диненный первым информационнымвходом с выходом мультиплексора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения достоверностиконтроля, в устройство введеныделитель частоты, второй и третийсчетчики, первые и вторые формирователи логических уровней, К 5 -триггер, программируемый источник питания, датчик тока потребления, компаратор, анализатор неисправности, блокнагрузок и блок управления, соединенный первым выходом с установочиыми входами третьего счетчика ианализатора неисправности, вторыми выходами - с блокирующими входамиделителя частоты, третьего счетчика и анализатора неисправности,третьими выходами - с информационными входами второго счетчика, четвертым выходом - со стробирующим входом анализатора неисправности, пятыми выходами - с управляющими входами программируемого источника питания, первыми входами - с выходамитретьего счетчика, вторым входом -с выходом делителя частоты, счетным входом первого счетчика и 5 -входом Рб.-триггера, выход которогосоединен с синхровходом сигнатурного анализатора и блокирующимвходом второго счетчика, соединенного выходом переполнения с Й -входом Йб-триггера, счетным входом -с выходом генератора импульсов исчетным входом. делителя частоты,пятые выходы коммутатора соединеныс счетным входом третьего счетчика истарт-стоиным входом сигнатурногоанализатора, выходы которого соединены с первыми информационнымивходами анализатора неисправности,.вторые информационные входы - с шестыми выходами коммутатора, соединенного третьими выходами с входами блока нагрузок, седьмым выхо -дом - с первым входом компаратора,выход которого соединен с вторыминформационным входом анализаторанеисправности,а второй вход черездатчик тока потребления - с общейшиной устройства и непосредственно - с одним выходом программируемого источника питания, соединенного вторым выходом с клеммой для подключения вывода питания конт1140065 лируемого логического элемента, вторые входы коммутатора связаны через соответствующие первые и вторые формирователи логических уровней соответственно с выходами первого счетчика и дешифратора, управляющие входы первых и вторых формирователей логических уровней соединены с соответствующими входными клеммами устройства.2. Устройств по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит формирователь сигнала сброса, формирователь сигналов управления, формирователь импульсов записи, программатор источника питания, индикатор и элемент ИЛИ, выход которого соединен с одним из вторых выходов блока, первый вход Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля логических элементов, например, микросхем и плат с микросхемами, 5 Известно устройство для контроля схем цифровых вычислительных ,машин, содержащее блок ввода, регистр задания и хранения информации, коммутатор, блок сравнения, компаратор, блок управления и блок эталонов 13.Недостатки известного устройства - его сложность и ограниченные функциональные возможности вследствие отсутствия динамического контроля.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для функционально-параметрического контроля логических элементов, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, коммутатор, соединенный первыми выводами с выходами первого счетчика, вторыми выводами - с клеммами для подключения .выводов 25. контролируемого логического элемента, дешифратор, соединенный входами с третьими выводами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресными входами соответственно с четвертыми и пятыми выводами коммутатора и сигнатурный аналис пятым входом блока, второй входс другим вторым выходом блока ипервым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого соединен с четвертым выходомблока, первые входы - с четвертымивходами блока, а вторые входы -с входамииндикатора и первымивходами блока, первая группа которых соединена с входами программатора источника питания, вторая группа - с информационными входами формирователя импульсов записи, синхровход которого соединен с вторымвходом блока, а выходы - с третьимивыходами блока, соединенного третьим входом с входом формирователясигнала сброса, выход которого соединен с первым выходом блока,2затор, соединенный первым информационным входом с выходом мультиплексора 2.Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля из-за невозможности контроля динамических параметров и тока потребления и невозможности автоматического изменения .напряжения питания в процессе контроля.Цель изобретения - повышение достоверности контроля,Поставленная цель достигается тем, что в устройство для функционально-параметрйческого контроля логических элементов, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, коммутатор, соединенный первыми входами с выходами первого счетчика, первыми выходами - с клеммами для подключения выводов контролируемого логического элемента, дешифратор, соединенный входами с вторыми выходами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресными входами соответственно с третьими и четвертыми выходами коммутатора, и сигкатурный анализатор, соединенный первым информационным входом с выходом мультиплексора, введены делитель частоты, второй3 11400и третий счетчики, первые и вторыеформирователи логических уровней,КБ-триггер, программируемый источникпитаниядатчик тока потребления,компаратор, анализатор неисправности,5блок нагрузок и блок управления, соединенный первым выходом с установочными входами третьего счетчика ианализатора неисправности, вторьасявыходами. - с блокирующими входамиделителя частоты, третьего счетчикаи анализатора неисправности,третьими выходами. - с информационными входами второго счетчика, четвертым выходом - со стробирующим15входом анализатора неисправности,пятыми выходами -с управляющимивходами программируемого источникапитания, первыми входами - с выходами третьего счетчика, вторым входом - с выходом делителя частоты,20счетнымвходом первого счетчикаи Б-входом КБ-триггера, выход которого соединен с синхровходом сигнатурного анализатора и блокирующим25входом второго счетчика, соединенного выходом переполнения с К-входом КБ-триггера, счетным входом -с выходом генератора импульсови счетным входом делителя частоты, пятые выходи коммутатора соединены ссчетным входом третьего счетчика истарт-стопным входом сигнатурногоанализатора, выходы которого соединены с первыми информационнымивходами анализатора неисправности, 35вторые информационные входы - с шестыми выходами коммутатора, соединенного третьими выходами с входамиблока нагрузок, седьмым выходом - спервым входом компаратора, выход 40которого соединен с вторым информационным входом анализатора неисправности, а второй вход через датчик тока потребления - с общей шиной устройства и непосредственно - с одним 45выходом программируемого источника питания, соединенного вторымвыходом с клеммой для подключения вывода питания контролируемого логического элемента, вторые входы коммутатора связаны через соответствующиепервые и вторые формирователи логических уровней соответственно с выходами первого счетчика и дешифратора, управляющие входы первых 55и вторых Формирователей логическихуровней соединены с соответствующими входными клеммами устройства,65 4Блок управления содержит формирователь сигнала сброса, формирователь сигналов управления, Формирователь импульсов записи, программатор источника питания, индикатор и элемент ИЛИ, выход которого соединен с одним из вторых выходов блока, первый вход - с пятым входом блока, второй вход - с другим вторым выходом блока и первым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого соединен с четвертым выхо 1 дом блока, первые входы - с четвертыми входами блока, а вторые входы - с входами индикатора и первыми входами блока, первая группа которых соединена с входами программатора источника питания, вторая группа - с информационными входами Формирователя импульсов записи, синхровход которого соединен с вторым входом блока, а выходы - с третьими выходами блока, соединенного третьим входом с входом Формирователя сигнала сброса, выход которого соединен с первым выходом блока.На Фиг.1 приведена структурная схема устройства на фиг.2 - структурная схема блока управленля и связи его с другими блоками устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель частоты 2, первый счетчик 3, дешифратор 4, первые 5-1 - 5-в и вторые 6-1 - 6 - 1 ь. формирователи логических уровней, коммутатор 7, мультиплексор 8, сигнатурный анализатор 9, второй счетчик 10, КБ-триггер 11, третий счетчик 12, блок 13 управления, программируемый источник 14 питания, датчик 15 тока потребления, компаратор 16, анализатор 17 неисправности и блок нагрузок 18.Блок 13 управления содержит формирователь 19 сигналов сброса, формирователь 20 сигналов управления,формирователь 2 1 импульсов записи, программатор 22 источника питания, индикатор 23, элемент 24 "ИЛИ" и контролируемый логический элемент 25.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы с помощью элементов коммутации, например перемычек на сменном коммутаторе 7 и кнопочных переключателей, входящих в блок 13, задаются необходимые дляконтроля данного типа логических элементов соединения блоков устройства, эталонная сигнатура, поступающая на вторые информационные входы анализатора 9, и граничное значение задержки распространения сигнала, ГСовместимые входы контролируемого логического, элемента 25 подключаются на коммутаторе 7 через формирователи 5 непосредственно к выходамс счетчика 3, несовместимые входы (т,е. такая группа входов, на которые, например, недопустимо подавать одновременно нуль), если они имеются, подключаются через Формирователи 6 15 к выходам дешифратора 4.Если, например, количество информационныхвходов мультиплексора 8 2 (это значит, что количество адресных входов мультиплексора 1 26 и что количество выходов элемента 25 должно быть не более 2 ) и если конкретный тин элемента 25 имеет 1 совместимых входов, то при помощи коммутатора 7 входы элемента 25 через 25 Формирователи 5 можно подключить к первым 1 разрядам счетчика 3, адресные входы мультиплексора - к разрядам 1 +1, 1+2 - 1 +6, стартстопный вход сигнатурного. анализа- Зр тора 9 и счетный вход счетчика 12 - к одному и тому же разряду 1 + 1 + того же счетчика. На коммутаторе 7 задается такжеграничное значение тока потребления .элемента 25 по цепи питания, поступающее на первый вход коммутатора 16.Для пуска устройства на вход блока 13 подается сигнал обеспечиваю 940щий через формирователь 19 сброс виоходное состояние анализатора 17неисправности и счетчика 12, в связис чем о вторых выходов блока 13(с выхода элемента 24 и второговыхода .Формирователя 20) на блокирую 45щие входы делителя частоты 2, счетчика 1 и анализатора 17 поступают сигналы, разрешающие работу устройства,После запуска по одному и томуже Фронту каждого выходного импульса делителя частоты 2 добавляетсяединица в счетчик 3, устанавливаетсяв состояние "1" триггер 11 и стробируется формирователь 21, записывающий код, соответствующий допустимому (граничному) значению задержкисигнала, в счетчик 10. Изменением выходного кода счетчика 3 осуществляется полный перебор стимулирующих входных воздействий на входах элемента 25.Дешифратор 4 обеспечивает задание на несовместимые входы элемента 25 воздействий в необходимые по временной диаграмме моменты времени. Формирователи 5 и 6 формируют необходимые уровни входных сигналов для элемента 25 в зависимости от управляющих сигналов на их входах.Если ко входам логического элемента 25 подключены 1 младших разрядов счетчика 3, полный цикл стимуляции элемента 25 составляет 2" различных воздействий, При этом в первом цикле стимуляции на выходах разрядов 1 +1, 1+2 - 1+ 1 счетчика 3 поступает логический ноль, в связи с чем, на адресные входы мультиплексора 8 поступает код 00-0, что приводит к подключению первого выхода элемента 25 ко входу анализатора 9. При последующих циклах стимуляции код, поступающий на адресные входымультиплексора 8, возрастая каждый раз на единицу, принимает все значения от 00-01 до 11-1, что приводит к последовательному подключению всех выходов элемента 25 ко входу сигнатурного анализатора 9. Полученный таким образом на входе анализатора 9 последовательный код по заднему фронту импульса, поступающего на синхровход с выхода триггера 11, преобразуется в анализатор 9 в шестнадцатиразрядную двоичную сигнатуру, характеризующую все выходы элемента 25 по всем входным воздействием. Количество циклов стимуляции элемента 25, определяемое продолжительностью "окна" (логического нуля) на старт-стопном входе анализатора 9, подключенном к разряду ь1 счетчика 3, при этом, не меньше числа выходов элемента 25.Положение заднего Фронта синхроимпульса определяется кодом, записываемым в счетчик 10, и задается при каждом очередном воздействии срабатыванием триггера 11 и счетчика 10. Этим обеспечивается контроль задержки распространения сигнала элемента 25 следующим образом.Одновременно с добавлением единицы в счетчик 3 дополнительный код допустимой задержки записывается в7 11400 счетчик 10, а триггер 11 устанавливается в состояние "1". До тех пор, пока на блокирующий вход счетчика 10 поступает сигнал "1", счетчик 10 считает импульсы, поступающие на его 5 вход от генератора 1, дополняя код, записанный в счетчик 10. По импуль-. су переполнения счетчика 10 триггер 11 переключается в состояние "0", в связи с чем счетчик 10 останавливается. Переходом выходного сигнала триггера 11 из состояния "1" в состояние "0" разрешается (синхронизируется и стробируется) работа анализатора 9. Если за время допол кения счетчика 10 до максимального кода элемента 25 не успел сформировать на своем выходе соответствующий данному входному воздействию логический уровень, т,е. он не годен 2 О по быстродействию, то сигнатура, полу ченная в анализаторе 9, не совпадает с эталонной.Указанная последовательность работы обеспечивает функциональный контроль и контроль задержки распространения по заданному пределу допус тимых значений последовательно по каждому выходу элемента 25 для каждого входного воздействия. ЗО После получения первой суммарной сигнатуры элемента 25 по всем еговыходам сигнал, поступающий с разряда 1 + 1 + 1 счетчика 3 на стартстопный вход анализатора 9, изменяется с логического нуля на единицу. В результате формирователь сигнатур анализатора 9 останавливается, полученная сигнатура сравнивается40 с эталонной и переписывается из Формирователя сигнатур в регистр индикации, после чего автоматически Формирователь сигнатур сбрасывается. Когда на старт-стопном входе ана 45 лизатора 9 и счетном входе счетчика 12 появляется вновь логический нуль, в счетчик 12 добавляется единица и начинается новый цикл работы устройства: Формируется новая сигна-. тура, которая при состоянии "1" на старт-стопном входе, в анализаторе 9 сравнивается с эталонной сигнатурой, Результат сравнения поступаетна первый информационный вход анализатора 17 неисправности, которьй, в случае неравенства указанныхсигнатур, по стробирующему сигналу,поступающему с четвертого выхода 65 8блока 13, выдает сигнал "Брак" на индикацию, на выход устройства и на элемент 24 блока 13, Сигнал "Брак" через элемент 24 передается на блокирующие входы делителя 2 и счетчика 12, останавливая дальнейшую работу устройства.После многократного повторения цикла получения сигнатуры элемента 25, которое производится для повышения достоверности результата контроля, когда выходной код счетчика 12 будет равен заданному коду, на втором выходе Формирователя 20, настроенном на этот код, появляется сигнал "Конец", останавливающий через элемент 24 делитель 2 и счетчик 12 и разрешающий анализатору 17 выдать сигнал "Годен" на индикацию и выход устройства.Код допустимой задержки распространения сигнала в элементе 25, записываемый иэ Формирователя 21 в счетчик 10, может быть сформирован, например кнопочным переключателем, входящим в состав Формирователя 21, или Формироваться (различной величины) в соответствии с выходным кодом счетчика 12. В последнем случае имеется возможность измерения задержки распространения сигналов в элемен:те 25, так как величина этого кода может уменьшаться от одного цикла получения сигнатуры к другому до тех пор, пока анализатор 17 не даст результат "Брак", При этом код измеренной величины задержки высвечивается индикатором 23. Возможность записи кода допустимойзадержки в счетчик 10 в зависимостиот кода счетчика 12, при соответствующей коммутации старт-стопноговхода;. анализатора 9 и счетного входасчетчика 12 к выходам счетчика 3,позволяет осуществить контроль задержки по каждому выходу элемента 25в отдельности с заданием собственныхдопустимых значений задержки,Нредпагаемое устройство обеспечивает в процессе получения каждой очередной сигнатуры в анализаторе 9 нзменение напряжения питания элемен" та 25. Величина напряжения питания задается в том или ином цикле в зависимости от выходного кода счетчика 12, в соответствии с которым программатор 22 задает соответствующиесигналы на управляющие входы программируемого источника питания 14.При изменении напряжения питания контролируется ток потребления элемента 25. Для этого используется ком-. паратор 16, сравнивающий величину тока, поступающую с датчика 15, с граничным значением, заданным на коммутаторе 7. Если ток, потребляемый элементом 25, превысит заданный уровень, компаратор 16 выдает, сигнал негодности на анализатор 17 формирующий сигнал "Зрак", останавливающий устройство и индицирующнй признак негодности по току потребления, Так как входы программатора 22 подключены к группе выходов счетчика 12, индикатор 23 при этом показывает, при каком напряжении питания ток потребления превысил заданное граничное значение,Для повторного пуска устройства необходимо через Формирователь 19 осуществить сброс анализатора 17 и счетчика 12. Блок нагрузок обеспечивает нагрузку выходов элемента 25 до номинальной величины. Целесообразно для каждого типаконтролируемых логических элементовизготовить сменный коммутатор,В качестве сменного коммутатора 5 может быть применена ответная частьмногоконтактного разъема с перемычками еДля каждой группы логическихэлементов, выходные параметры кото рых одинаковы (например серия микросхем), целесообразно изготовитьсменный блок нагрузок.Предлагаемое устройство позволяетодновременно с контролем функциони рования осуществлять контроль задержки распространения сигналов и токапотребления логического элементапри различных нагрузках н уровняхвходных сигналов и изменяющемся от 2 О цикла к циклу напряжении питания.Все зто существенно повышает достоверность контроля. При помощи предлагаемого устройства возможен такжеконтроль задержки распространения 25 сигналов прн автоматически изменяющемся допустимом (пороговом) значении задерлпи распространения сигнала, что позволяет не только контролировать, но и измерять задержку.1140065 иГ. Я Составитель Е.Ворсобина Техред Л.Иартяшова Корректор С.Черни Редактор И.Товтин Заказ 258/35 Тираж 748 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4