《數(shù)字系統(tǒng)測試技術(shù)》PPT課件.ppt

第8章數(shù)據(jù)域測試技術(shù) 8 1數(shù)據(jù)域測試原理概述8 2邏輯分析儀8 3可測性設(shè)計8 4數(shù)據(jù)域測試的應(yīng)用 8 1數(shù)據(jù)域測試原理概述 8 1 1數(shù)據(jù)域的基本概念 1 數(shù)據(jù)信息 數(shù)據(jù)流 在數(shù)據(jù)域測試中首先要明確所測試的信號是什么 信息 只有兩種邏輯狀態(tài)的二進制符號 1 0 或高 低電平 數(shù)據(jù)字 多位二進制信息組合構(gòu)成的一個 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)流 大量數(shù)據(jù)字有序的集合 數(shù)據(jù)流的顯示方式 2 數(shù)字系統(tǒng)的特點 1 數(shù)字信號通常是按時序傳遞的 2 信號幾乎都是多位傳輸?shù)?3 信息的傳遞方式是多種多樣的 4 數(shù)字信號的速度變化范圍很寬 5 信號往往是單次的或非周期性的 6 數(shù)字系統(tǒng)故障判別與模擬系統(tǒng)不同 3數(shù)據(jù)域測試的任務(wù)與故障模型 數(shù)據(jù)域測試的任務(wù)及相關(guān)術(shù)語 3 被測對象與測試方法 數(shù)據(jù)域測試按被測對象可分為 1 組合電路測試 通常有敏化通路法 D算法 布爾差分法等 2 時序電路測試 通常采用迭接陣列 測試序列 同步 引導(dǎo)和區(qū)分序列 等方法 3 數(shù)字系統(tǒng)測試 如大規(guī)模集成電路 常用隨機測試 用偽隨機序列信號作激勵 技術(shù) 窮舉測試技術(shù)等 4故障模型 故障的模型化與模型化故障 1 固定型故障 StuckFaults 固定1故障 stuck at 1 s a 1固定0故障 stuck at 0 s a 0 2 橋接故障 BridgeFaults 橋接故障 兩根或多根信號線間的短接故障 2 橋接故障 BridgeFaults 3 延遲故障 DelayFaults 延遲故障 電路延遲超過允許值而引起的故障 時延測試驗證電路中任何通路的傳輸延遲不超過系統(tǒng)時鐘周期 8 1數(shù)據(jù)域測試原理概述 8 1 2組合電路測試方法簡介 1敏化通路法2布爾差分法 1敏化通路法 通路和敏化通路 1 敏化通路法 afy0 10 10 11 01 01 0 故障a f y 故障傳播或前向跟蹤 一致性檢驗或反相跟蹤 電路的敏化過程 8 1 2組合邏輯電路測試方法 通路敏化基本原理 從故障點選擇某條通路到達電路的任一原始輸出 如果給這條通路上的一些門的輸入指定相應(yīng)的信號值 以便使故障信號沿所選通路傳播到輸出 就認為該通路被敏化了 1敏化通路法 故障傳播和通路敏化的條件 通路內(nèi)一切與門和與非門的其余輸入端均應(yīng)賦于 1 值 而一切或門和或非門的其余輸入端應(yīng)賦于 0 值 有扇出電路的敏化過程 1敏化通路法 單通路敏化成功 雙通路敏化失敗的例子 111 不是x2 s a 0的測試矢量 110 和 011 是x2 s a 0的測試矢量 1敏化通路法 Schneider提出的反例證明某些故障只通過一條通路不可能敏化成功 必須同時沿兩條或兩條以上的通路才能成功敏化 同時沿G6G9G12和G6G10G12敏化方可成功G6 s a 0 的測試 x1x2x3x4 0000 1敏化通路法 扇出對敏化通路的影響 三種情況 單通路和多通路都產(chǎn)生測試矢量僅單通路能產(chǎn)生測試矢量僅多通路能產(chǎn)生測試矢量 小結(jié) Schneider反例說明一維敏化不是一種算法 對一特定故障尋找敏化通路時 還應(yīng)考慮同時敏化多個單通路的可能組合 多維敏化 對于多維敏化 必須尋球一種真正的算法 D算法 2布爾差分法 用數(shù)學(xué)方法來研究故障的傳播 優(yōu)點 普遍性 完備性 嚴格 簡潔 明晰 可以用于多輸出電路及多故障的測試 對布爾函數(shù)f x f x1 x2 xn 定義 2布爾差分法 對一邏輯函數(shù)f X xi X X x1 x2 xn 用符號fi 表示xi 0 1 時f X 的值 則 有一個組合邏輯系統(tǒng) f x f x1 x2 xi xn 如果布爾表達式 成立 則表明系統(tǒng)內(nèi)部任何一個節(jié)點xi 或主輸入 上信號的邏輯值的變化能使輸出端y的邏輯值作相應(yīng)的變化 從而可根據(jù)y的變化來測試出xi的變化 以達到對xi故障測試的目的 2布爾差分法 定義 為函數(shù)f相對于變量xi的一階布爾差分 2布爾差分法 偵查故障xi s a 1和故障xi s a 0的測試矢量集分別用T1和T0表示為 2布爾差分法 如果h是邏輯變量X的函數(shù) 而f又是變量h和X的函數(shù) 則測試故障h s a 1和h s a 0的測試矢量集分別為 2布爾差分法 舉例 求偵查下圖中故障x1 s a 1 x1 s a 0 h s a 1的測試矢量集 解 寫出f的邏輯表達式 2布爾差分法 求f相對變量x1的一階布爾差分 偵查故障x1 s a 1和x1 s a 0的測試矢量集分別為 2布爾差分法 T1 0100 0101 0110 0111 T0 1100 1101 1110 1111 求f相對于變量h的布爾差分 因為fh 1 x1x2 fh 0 1 所以 檢測故障h s a 1的測試矢量為 h s a 1的測試集為T1 0000 1000 8 1數(shù)據(jù)域測試原理概述 8 1 3時序電路測試方法簡介 1迭接陣列 8 1 3時序電路測試方法簡介 時序邏輯電路的測試比組合電路困難 時序電路中存在反饋 對電路的模擬 故障的偵查和定位帶來困難 時序電路中 t時刻的輸出響應(yīng) 既取決于t時刻的輸入 又取決于在此以前的輸入 甚至可能與從初始狀態(tài)一直到時刻t的所有輸入都有關(guān)系 時序電路的存貯作用往往使電路中一個單故障相當于組合電路中的多故障 測試時序電路中一個故障不再是單個簡單的測試矢量 而需要一定長度的輸入矢量序列 8 1 3時序電路測試方法簡介 時序電路的測試生成需特別考慮 既要處理邏輯相關(guān)性又要處理時序相關(guān)性 需要特別處理諸如時鐘線 反饋線 狀態(tài)變量線等連線 需要建立全電路正確的時序關(guān)系 采用可測試設(shè)計和內(nèi)建自測試技術(shù)可顯著提高時序電路測試效率 1迭接陣列 用于建立時序電路的組合化模型 原理 將時序電路各時段上的函數(shù)關(guān)系空間上的函數(shù)關(guān)系組合電路的D算法等生成測試矢量 時序電路的一般模型 1迭接陣列 陣列單元模型 形成 把反饋線斷開 把某時刻的電路展開成一個陣列單元 陣列單元的輸入是主輸入X j 和現(xiàn)態(tài)y j 輸出是主輸出Z j 和次態(tài)y j 1 把1 2 k各時刻的陣列單元串接起來 就組成一個迭接陣列模型 缺點 對大型時序電路 計算量太大 8 1數(shù)據(jù)域測試原理概述 8 1 4隨機測試和窮舉測試簡介 1隨機測試技術(shù)2窮舉測試技術(shù) 1隨機測試技術(shù) 1 原理概述 確定為達到給定的故障覆蓋所要求的測試長度對所給定的測試長度 估計出能得到的故障覆蓋 隨機測試技術(shù) 一種非確定性的故障診斷技術(shù) 它是以隨機的輸入矢量作為激勵 把實測的響應(yīng)輸出信號與由邏輯仿真的方法計算得到的正常電路輸出相比較 以確定被測電路是否有故障 偽隨機測試 借助偽隨機序列進行隨機測試的方法 關(guān)鍵問題 1隨機測試技術(shù) 1 原理概述 隨機測試和偽隨機測試的優(yōu)缺點 優(yōu)點 測試生成簡單 缺點 一般難以保證100 的故障覆蓋率 測試序列通常較長 測試的時間開銷較大 1隨機測試技術(shù) 2 偽隨機序列發(fā)生器 常見的偽隨機序列 m序列 產(chǎn)生m序列的兩種電路 線性反饋移位寄存器和細胞自動機 線性反饋移位寄存器 LFSR hi 1 表示接通反饋線 hi 0 表示斷開反饋線 1隨機測試技術(shù) 線性反饋移位寄存器 LFSR 反饋系數(shù)hi在二元域上定義的多項式 h x xn h1xn 1 hn 1x 1 稱為該線性反饋移位寄存器的特征多項式 既約多項式 本原多項式f x 為一既約多項式 且能整除多項式 而不能整除任何冪次低于2n 1的任何 多項式 以n次本原多項式為特征多項式的LFSR可產(chǎn)生周期為2n 1的偽隨機序列 m序列 8 1數(shù)字系統(tǒng)測試的基本原理 8 1 4隨機測試和窮舉測試簡介1隨機測試技術(shù) 2窮舉測試技術(shù) 2窮舉測試技術(shù) 定義 一個組合電路全部輸入值的集合 構(gòu)成了該電路的一個完備測試集 對n輸入的被測電路 用2n個不同的測試矢量去測試該電路的方法叫窮舉測試方法 窮舉測試方法的優(yōu)點 對非冗余組合電路中的故障提供100 的覆蓋率 測試生成簡單 窮舉測試方法的缺點 對多輸入電路 測試時間過長 窮舉測試法一般用于主輸入不超過20的邏輯電路 窮舉測試技術(shù) 2窮舉測試技術(shù) 偽窮舉測試技術(shù) 偽窮舉測試的基本原理 設(shè)法將電路分成若干子電路 再對每一個子電路進行窮舉測試 使所需的測試矢量數(shù)N大幅度減少 即N 2n n為電路主輸入 如何對電路進行分塊以盡可能減少測試矢量數(shù)目是偽窮舉測試的基本問題之一 2窮舉測試技術(shù) 偽窮舉測試的舉例 8 1數(shù)字系統(tǒng)測試的基本原理 8 1 5數(shù)據(jù)域測試系統(tǒng) 1系統(tǒng)組成2數(shù)字信號激勵源 簡易邏輯測試設(shè)備 邏輯電平測試 邏輯觸發(fā)器又稱邏輯探頭 他是一個多位的數(shù)字比較器 他把輸入的多路信號與設(shè)置的觸發(fā)字相比較 如果相同就產(chǎn)生觸發(fā)信號 邏輯觸發(fā)器與示波器相配合 就可以實現(xiàn)用數(shù)據(jù)字觸發(fā) 通過示波器觀測數(shù)據(jù)流中感興趣的部分內(nèi)容 系統(tǒng)組成 數(shù)據(jù)域測試系統(tǒng)的組成 數(shù)據(jù)域測試系統(tǒng)框圖 1 通用數(shù)字信號源 作用和功能 為數(shù)字系統(tǒng)的功能測試和參數(shù)測試提供輸入激勵信號 產(chǎn)生圖形寬度可編程的并行和串行數(shù)據(jù)圖形 產(chǎn)生輸出電平和數(shù)據(jù)速率可編程的任意波形 產(chǎn)生可由選通信號和時鐘信號控制的預(yù)先規(guī)定的數(shù)據(jù)流 1 數(shù)字信號源 通用數(shù)字信號源的結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)的產(chǎn)生 序列存儲器在初始化期間寫入了每個通道的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)存儲器的地址由地址計數(shù)器提供 在測試過程中 在每一個作用時鐘沿上 計數(shù)器將地址加1 多路器可將多個并行輸入位轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流 對于低速的數(shù)字信號源 多路器可以不要 從數(shù)據(jù)的每個數(shù)輸出可直接產(chǎn)生一個串行數(shù)據(jù)流 格式化器將數(shù)據(jù)流與時鐘同步 格式化器的輸出直接驅(qū)動輸出放大器 放大器的輸出電平可編程 2 產(chǎn)生確定的數(shù)字信號 確定信號流的數(shù)字信號發(fā)生器框圖 確定數(shù)字信號發(fā)生器組成 微處理器 數(shù)據(jù)發(fā)生 時鐘及時序電路 加速及驅(qū)動 產(chǎn)生方式 硬件為主 軟件為主 圖形庫 根據(jù)需要存儲某些測試圖形 庫中的數(shù)據(jù)可供調(diào)用 拼裝等應(yīng)用 時鐘及時序電路 滿足嚴格的定時及時序關(guān)系 常為多時鐘工作 加速驅(qū)動 滿足存儲 工作速度及各種驅(qū)動要求 3 產(chǎn)生偽隨機信號的數(shù)字信號發(fā)生器 偽隨機信號用帶有反饋的移位寄存器來產(chǎn)生 四位線性反饋移位寄存器實例 2 特征分析儀 采用特征分析技術(shù)的必要性 對各節(jié)點逐一地測試與分析使測試成本巨增 受封裝的限制 從多節(jié)點觀察測試響應(yīng)受到限制 內(nèi)測試的需要 特征分析技術(shù) 從被測電路的測試響應(yīng)中提取出 特征 通過對無故障特征和實際特征的比較進行故障的偵查和定位 特征分析 由LFSR構(gòu)成的單輸入特征分析器 若hi 0表示連線斷開 若hi 1 表示連線接通 特征分析 特征分析技術(shù)具有很高的檢錯率當測試序列足夠長時 特征分析的故障偵出率不低于 m為用作特征分析的LFSR的長度 當m 16時 故障偵出率高達99 998 由LFSR構(gòu)成的多輸入特征分析器 MISR 特征分析儀主要用于現(xiàn)場設(shè)備的檢測 他的核心部件是偽隨機二進制序列發(fā)生器 其結(jié)構(gòu)如下 偽隨機二進制序列發(fā)生器檢測P X 特征分析 特征分析儀 串行特征分析儀組成框圖如下 特征分析儀基本框圖 2 特征分析應(yīng)用 基于特征分析的數(shù)字系統(tǒng)故障診斷原理 被測電路的無故障特征或某種故障下的特征可通過電路的邏輯模擬或故障模擬獲得 通過事前的模擬建立好特征 故障字典 便可用于故障診斷 3 邏輯分析 邏輯分析用于測試和分析多個信號之間的邏輯關(guān)系及時間關(guān)系 邏輯分析儀的特點 通道數(shù)多 存儲容量大 可以多通道信號邏輯組合觸發(fā) 數(shù)據(jù)處理顯示功能強 8 2邏輯分析儀 主要內(nèi)容 邏輯分析儀的特點與分類 邏輯分析儀的基本組成原理 邏輯分析儀的觸發(fā)方式 邏輯分析儀的采樣方式 邏輯分析儀的顯示方式 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標與發(fā)展趨勢 8 2 1邏輯分析儀的特點與分類 1 邏輯分析儀的特點 輸入通道多數(shù)據(jù)捕獲能力強 具有多種靈活的觸發(fā)方式具有較大的存儲深度 可以觀察單次或非周期信號顯示方式豐富能夠檢測毛刺 2 邏輯分析儀的分類 按工作特點分類 1 邏輯狀態(tài)分析儀 2 邏輯定時分析儀按結(jié)構(gòu)特點分類 1 臺式邏輯分析儀 2 便攜式邏輯分析儀 3 外接式邏輯分析儀 4 卡式邏輯分析儀 臺式邏輯分析儀 TLA612 便攜式邏輯分析儀 卡式邏輯分析儀 外接式邏輯分析儀 AgilentE9340A 8 2 2邏輯分析儀的組成原理 邏輯分析儀的組成結(jié)構(gòu)如圖所示 它主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分 邏輯分析儀原理結(jié)構(gòu) 8 2 3邏輯分析儀的觸發(fā)方式 數(shù)據(jù)流 邏輯分析儀對被測信號連續(xù)采樣獲得的一系列數(shù)據(jù) 觸發(fā) 用來在數(shù)據(jù)流中選擇對分析有意義的數(shù)據(jù)塊 即在數(shù)據(jù)流中開辟的一個觀察窗口 跟蹤 窗口中的全部數(shù)據(jù)稱為一個跟蹤 即邏輯分析儀采集并在顯示器上顯示出來的一組數(shù)據(jù) 觸發(fā)決定跟蹤在數(shù)據(jù)流中的位置 1 組合觸發(fā) 組合觸發(fā) 多通道信號的組合作為觸發(fā)條件 即數(shù)據(jù)字觸發(fā) 每個通道的觸發(fā)條件可為 1 0 x 如 8個通道的組合觸發(fā)條件設(shè)為 011010X1 則 該8個通道中出現(xiàn)數(shù)據(jù) 01101001或01101011時均觸發(fā) 基本的觸發(fā)跟蹤方式 始端觸發(fā) 指邏輯分析儀在被觸發(fā)是的數(shù)據(jù)為存儲 顯示的第一個有效數(shù)據(jù) 觸發(fā)終止跟蹤 觸發(fā)以前 邏輯分析儀就向存儲器中以先進先出的方式存儲數(shù)據(jù) 當存儲器存滿以后 邏輯分析儀才開始搜索觸發(fā)字 與此同時仍繼續(xù)用新的數(shù)據(jù)更新舊的數(shù)據(jù) 一旦發(fā)現(xiàn)觸發(fā)字 立即停止存儲 2 延遲觸發(fā) 在數(shù)據(jù)流中搜索到觸發(fā)字時 并不立即跟蹤 而是延遲一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后才開始或停止存儲數(shù)據(jù) 它可以改變觸發(fā)字與數(shù)據(jù)窗口的相對位置 3 手動觸發(fā) 隨機觸發(fā) 無條件的人工強制觸發(fā) 因此觀察窗口在數(shù)據(jù)流中的位置是隨機的 4 限定觸發(fā) 5 觸發(fā)的識別 觸發(fā)的識別是靠觸發(fā)識別器來實現(xiàn)的 對于字觸發(fā) 識別器把輸入的數(shù)據(jù)字與預(yù)先設(shè)定的觸發(fā)字進行比較 兩者符合 即產(chǎn)生觸發(fā) 對于事件觸發(fā) 則對符合的次數(shù)進行計數(shù) 達到預(yù)置的計數(shù)值才產(chǎn)生觸發(fā) 8 2 4邏輯分析儀的數(shù)據(jù)獲取和存儲 1 輸入探頭 若高于閾值則輸出為邏輯 1 反之則為邏輯 0 為檢測不同邏輯電平的數(shù)字系統(tǒng) 如TTL CMOS ECL等 門限電平可以調(diào)節(jié) 一般是 10 10V 2 數(shù)據(jù)捕獲 從數(shù)據(jù)探頭得到的信號 經(jīng)電平轉(zhuǎn)換延遲變?yōu)門TL電平之后 在采樣時鐘的作用下 經(jīng)采樣電路存入高速存儲器 這種將被測信號進行采樣并存入存儲器的過程就稱為數(shù)據(jù)的捕獲 在邏輯分析儀中 數(shù)據(jù)捕獲的方式通常有以下兩種 1 采樣方式 該方式是在采樣時鐘跳變沿上 對探頭中比較器輸出的邏輯電平進行判斷 比較器的輸出和采樣輸出是不一樣的 比較器的輸出決定于被測波形的電平值 而采樣輸出不僅受被測波形影響 而且還取決于采樣脈沖到來的時刻 由數(shù)字邏輯電路知識可知 用D觸發(fā)器則可完成這個采樣過程 采樣過程及波形 由于采樣時鐘是對電平判別的輸出信號進行采樣 他只反映高 低兩種電平 而不能反映原輸入信號的幅度 采樣后的輸出波形 只能在選擇的時鐘作用沿上才能發(fā)生跳變 而對兩個時鐘作用沿之間的波形變化不予理睬 因此 輸入波形與判別電平相交的時刻并不嚴格等于存儲顯示信號電平跳變時刻 3 同步采樣和異步采樣 同步采樣 采用被測系統(tǒng)時鐘脈沖作采樣脈沖的采樣方式 同步采樣能夠保證邏輯分析儀按被測系統(tǒng)的節(jié)拍工作 獲取一序列的有意義的狀態(tài) 這種采用外時鐘 用于分析被測系統(tǒng)邏輯狀態(tài)的分析儀叫邏輯狀態(tài)分析儀 由于邏輯分析儀內(nèi)部時鐘頻率一般較被測系統(tǒng)高得多 這樣使單位時間內(nèi)得的信息量增多 提高了分辨力 從而顯示的數(shù)據(jù)更精確 異步采樣可以檢測出波形中的 毛刺 干擾 并將它存儲到存儲器中記錄下來 異步采樣 使用其內(nèi)部產(chǎn)生的時鐘對被測系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)進行采樣的方式 3 數(shù)據(jù)存儲 邏輯分析儀的存儲器主要有移位寄存器和隨機存儲器 RAM 兩種 移位寄存器每存入一個新數(shù)據(jù) 以前存儲的數(shù)據(jù)就移位一次 待存滿時最早存入的數(shù)據(jù)就被移出 隨機存儲器是按寫地址計數(shù)器規(guī)定的地址向RAM中寫入數(shù)據(jù) 每當寫時鐘到來時 計數(shù)值加1 并循環(huán)計數(shù) 因而在存儲器存滿以后 新的數(shù)據(jù)將覆蓋舊的數(shù)據(jù) 可見這兩種存儲器都是以先入先出的方式存儲的 對于普遍采用的隨機存儲方式 邏輯分析儀的數(shù)據(jù)存儲電路框圖如下 始端觸發(fā) 始端觸發(fā) 一旦進入存儲階段 觸發(fā)識別電路就從輸入的數(shù)據(jù)中尋找觸發(fā)字 當滿足條件時 產(chǎn)生觸發(fā)信號 若同時采用延遲觸發(fā) 則需經(jīng)過數(shù)字延遲電路才產(chǎn)生延遲觸發(fā)信號 有效觸發(fā)信號加至開始觸發(fā)器產(chǎn)生觸發(fā) 從這是起存入RAM的數(shù)據(jù)就是有效數(shù)據(jù) 觸發(fā)瞬間 開始觸發(fā)器還命令存儲計數(shù)計數(shù) 當計數(shù)指等于RAM的存儲容量是 向終止觸發(fā)器發(fā)出信號 終止觸發(fā)器就給寫時鐘控制器發(fā) 禁止 信號 關(guān)閉寫時鐘 搜索觸發(fā)字 產(chǎn)生觸發(fā)信號 判斷存儲器是否滿 終止寫入 終端觸發(fā) 開始存入數(shù)據(jù)時 觸發(fā)識別電路并不搜索觸發(fā)字 而是復(fù)位后由開始觸發(fā)器啟動存儲計數(shù)器現(xiàn)行計數(shù) 當計數(shù)值等于存儲容量時才命令觸發(fā)識別電路搜索觸發(fā)字 當觸發(fā)被識別并經(jīng)數(shù)字延遲之后 產(chǎn)生有效觸發(fā)信號 一旦產(chǎn)生有效觸發(fā)信號 終止觸發(fā)器就給寫時鐘控制器發(fā) 禁止 信號 關(guān)閉寫時鐘 停止存儲 終端觸發(fā)數(shù)據(jù)存儲 先計數(shù) 直至存儲容量滿 再搜索觸發(fā)字 產(chǎn)生觸發(fā)信號 終止寫入 8 2 4邏輯分析儀的顯示方式 把每個通道的信號用分為0 1兩種狀態(tài) 按離散的時間序列顯示出來 多個通道同時顯示 定時圖顯示用邏輯定時分析儀 多用于硬件分析 1 定時圖顯示 2 狀態(tài)表顯示 將每個通道采集到的值組合成數(shù)據(jù) 按采樣順序顯示 邏輯分析儀可以用二進制狀態(tài)表顯示 也可用8 10 16等不同數(shù)制顯示狀態(tài)表顯示主要用于邏輯狀態(tài)分析儀 多用于軟件分析 3 反匯編顯示 只是觀察數(shù)據(jù)列表中的數(shù)據(jù)流來分析系統(tǒng)工作很不方便 多數(shù)邏輯分析儀提供了另一種有效的顯示方式 即反匯編方式 這樣可以非常方便地觀察指令流 分析程序運行情況 表9 1是將某微機系統(tǒng)總線數(shù)據(jù)采集后 按照其指令系統(tǒng)反匯編的結(jié)果 反匯編顯示 4 圖解顯示 圖解顯示是將屏幕X Y方向分別作為時間軸和數(shù)據(jù)軸進行顯示的一種方式 它將要顯示的數(shù)據(jù)通過D A轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M量 按照存儲器中取出數(shù)據(jù)的先后順序?qū)⑥D(zhuǎn)換所得的模擬量顯示在屏幕上 形成一個圖像點陣 8 2 5邏輯分析儀的技術(shù)指標及發(fā)展趨勢 1 主要技術(shù)指標 定時分析最大速率 狀態(tài)分析最大速率 通道數(shù) 存儲深度 觸發(fā)方式 輸入信號最小幅度 輸入門限變化范圍 毛刺捕捉能力 邏輯分析儀的主要技術(shù)指標說明 1 定時分析最大速率邏輯分析儀工作在定時分析方式時的最大數(shù)據(jù)采樣速率 可以是實際的采樣時鐘最高頻率 也可以是等效采樣速率 通常200MHz 1GHz 2 狀態(tài)分析最大速率工作在狀態(tài)分析方式時 外部時鐘可以輸入的最大頻率 通常50 200MHz 3 通道數(shù)邏輯分析儀信號輸入通道數(shù)量 它包括數(shù)據(jù)通道和時鐘通道 通道越多 我們可以同時觀測的信號就越多 4 存儲深度每個通道可以存儲的數(shù)據(jù)位數(shù) 單位為比特 B 通道 一般為幾KB至幾十KB 5 觸發(fā)方式邏輯分析儀的觸發(fā)方式越多 其數(shù)據(jù)窗口定位就越靈活 6 輸入信號最小幅度邏輯分析儀探頭能檢測到的輸入信號最小幅度 7 輸入門限變化范圍探頭門限的可變范圍 一般為 10V 10V 其可變范圍越大 則可測試的數(shù)字系統(tǒng)邏輯電子種類越多 8 毛刺捕捉能力邏輯分析儀所能檢測到的最小毛刺脈沖的寬度 2 發(fā)展趨勢 分析速率 通道數(shù) 存儲深度等技術(shù)指標也在不斷提高功能不斷加強 與時域測試儀器示波器的結(jié)合 提高混合信號分析能力向邏輯分析系統(tǒng) LogicAnalyzeSystem 方向發(fā)展 8 2 6邏輯分析儀的應(yīng)用 邏輯分析儀是數(shù)據(jù)測試中最典型 最重要的工具 他在計算機 微型計算機產(chǎn)品化和數(shù)字系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣 一 邏輯定時分析儀的基本應(yīng)用邏輯定時分析儀主要用于分析數(shù)字電路 微型計算機和微機化產(chǎn)品中各路信號間的邏輯關(guān)系和定時關(guān)系 它是數(shù)字系統(tǒng)中硬件分析的主要工具 一 定時分析儀的應(yīng)用特點1 定時儀的采樣存儲 1 采樣時鐘定時儀通常選用邏輯分析儀的內(nèi)時鐘進行采樣 與被測系統(tǒng)異步工作 因此 時鐘選擇比較簡單 但由于邏輯分析儀內(nèi)部時鐘變化范圍很寬 應(yīng)選擇內(nèi)時鐘頻率為被測信號頻率或相當最窄觀測脈沖對應(yīng)頻率的5 10倍 在用定時儀觀測波形時 內(nèi)時鐘周期越短 捕獲信號流的范圍也越小 2 毛刺檢測數(shù)字系統(tǒng)中 把持續(xù)時間小于采樣周期的窄脈沖叫作毛刺 他是由于外界的干擾或各路信號間經(jīng)過不同的路徑時延遲時間不同 有關(guān)信號時間關(guān)系配合不好造成的 是造成硬件故障的重要原因 毛刺的檢測 采用在每個通道的輸入信號通道上加一毛刺檢測電路 將毛刺檢測出來加以存儲 當需要顯示時 在顯示器上用加亮的方式顯示 顯示方式主要有鎖定方式 毛刺方式 2 定時儀觸發(fā)定時儀也常采用字觸發(fā) 也可采用始端 終端觸發(fā)或加一定的延時 而毛刺觸發(fā)是定時儀的獨有特性 毛刺觸發(fā)可以設(shè)定某路或幾路信號中一旦出現(xiàn)毛刺即觸發(fā) 這樣定時以就長期監(jiān)視被測電路 一旦出現(xiàn)所關(guān)心的毛刺信號 就通過觸發(fā)捕捉當時的情況 以便分析毛刺影響 3 定時儀顯示定時儀只能采用定時圖一種方式顯示 此方式下 可分為同時顯示毛刺和不顯示毛刺兩種情況 在定時圖中 用類似方波的偽波形顯示采樣值的高低電平 定時儀中采樣時鐘等時間間隔地出現(xiàn) 因此 顯示的圖形能反映采樣邏輯電平值與時間的關(guān)系 8 2 6邏輯分析儀的應(yīng)用 邏輯分析儀檢測被測系統(tǒng) 是用邏輯分析儀的探頭檢測被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流 通過對特定數(shù)據(jù)流的觀察分析 進行軟硬件的故障診斷 1 邏輯分析儀在硬件測試及故障診斷中的應(yīng)用 給一數(shù)字系統(tǒng)加入激勵信號 用邏輯分析儀檢測其輸出或內(nèi)部各部分電路的狀態(tài) 即可測試其功能 通過分析各部分信號的狀態(tài) 信號間的時序關(guān)系等就可以進行故障診斷 硬件測試及故障診斷框圖 先讓數(shù)據(jù)發(fā)生器低速工作采集到的ROM作為標準數(shù)據(jù) 然后逐步提高數(shù)據(jù)發(fā)生器的計數(shù)時鐘頻率 將每次采集到的數(shù)據(jù)與標準數(shù)據(jù)相比較 直到出現(xiàn)不一致為止 此時時鐘頻率即為ROM的最高工作頻率 例1ROM最高工作頻率的測試 例2譯碼器輸出信號及毛刺的觀察 邏輯分析儀工作在毛刺鎖定方式下 在波形窗口中開啟毛刺顯示 即可觀察到譯碼器輸出端上的毛利 如下圖所示 毛刺的標記 表示此時該信號上出現(xiàn)了窄脈沖 可能會引起電路工作的不正常 二 邏輯狀態(tài)分析儀的應(yīng)用邏輯狀態(tài)分析儀常用來分析計算機軟件 他是跟蹤 調(diào)試程序 處理各種原因引起的軟件故障的有力工具 一 狀態(tài)分析儀的應(yīng)用特點 1 時鐘選擇狀態(tài)分析儀采用外時鐘作為采樣時鐘 與被測系統(tǒng)是同步的 時鐘選擇時 要求使用者對被測系統(tǒng)工作情況有一定的了解 選擇原則 在選擇時鐘的跳變沿上 被監(jiān)視的所有信號都應(yīng)處于有效狀態(tài) 2 可以對采樣時鐘進行限