第10章數(shù)據(jù)域測量

1、第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量第第10章章 數(shù)據(jù)域測量（了解）數(shù)據(jù)域測量（了解）10.1 數(shù)據(jù)域測量的基本概念數(shù)據(jù)域測量的基本概念10.2 數(shù)據(jù)域測量技術數(shù)據(jù)域測量技術10.3 邏輯分析儀邏輯分析儀習習 題題 十十第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量10.1 數(shù)據(jù)域測量的基本概念數(shù)據(jù)域測量的基本概念 一、數(shù)據(jù)域測量的特點一、數(shù)據(jù)域測量的特點 數(shù)據(jù)域測量面向的對象是數(shù)字邏輯電路，這類電數(shù)據(jù)域測量面向的對象是數(shù)字邏輯電路，這類電路的特點是以二進制數(shù)字的方式來表示信息。由于晶路的特點是以二進制數(shù)字的方式來表示信息。由于晶體管體管“導通導通”和和“截止截止”可以分別輸出高電平或低電可以分別輸

2、出高電平或低電平，分別規(guī)定它們表示不同的平，分別規(guī)定它們表示不同的“1和和“0”數(shù)字，由多位數(shù)字，由多位0、1數(shù)字的不同組合表示具有一定意義的信息。在每數(shù)字的不同組合表示具有一定意義的信息。在每 一特定時刻，多位一特定時刻，多位0、1數(shù)字的組合稱為一個數(shù)字的組合稱為一個數(shù)據(jù)字數(shù)據(jù)字，數(shù)據(jù)字隨時間的變化按一定的時序關系形成了數(shù)字系數(shù)據(jù)字隨時間的變化按一定的時序關系形成了數(shù)字系統(tǒng)的統(tǒng)的數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量圖圖10.11 輸入輸出數(shù)據(jù)流輸入輸出數(shù)據(jù)流第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量10.2 數(shù)據(jù)域測量技術數(shù)據(jù)域測量技術 一、簡單邏輯電路的簡易測試一、簡單邏輯電路

3、的簡易測試 第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 二、窮舉測試和隨機測試二、窮舉測試和隨機測試 1窮舉測試法窮舉測試法 由基本邏輯元件測試中，我們看到，數(shù)字電路測由基本邏輯元件測試中，我們看到，數(shù)字電路測試的實質，就是對幾個輸入端加入試的實質，就是對幾個輸入端加入2n個可能的組合信個可能的組合信號，然后觀察輸出是否正確。如果對所有的輸入信號，號，然后觀察輸出是否正確。如果對所有的輸入信號，輸出信號的邏輯關系都正確，則這個數(shù)字電路就是正輸出信號的邏輯關系都正確，則這個數(shù)字電路就是正確的；如果輸出的邏輯關系不正確，這個數(shù)字電路就確的；如果輸出的邏輯關系不正確，這個數(shù)字電路就是錯誤的。這種測試方法

4、就是是錯誤的。這種測試方法就是窮舉測試法窮舉測試法。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 2偽窮舉測試法偽窮舉測試法 偽窮舉測試的基本思想是，偽窮舉測試的基本思想是，把一個大電路劃分成把一個大電路劃分成數(shù)個子電路，對每個子電路進行窮舉測試，數(shù)個子電路，對每個子電路進行窮舉測試，總起來說，總起來說，對數(shù)個子電路測試的輸入組合數(shù)，遠遠低于對一個大對數(shù)個子電路測試的輸入組合數(shù)，遠遠低于對一個大電路進行窮舉測試所需的輸入組合數(shù)，因此，可大大電路進行窮舉測試所需的輸入組合數(shù)，因此，可大大節(jié)省測試時間。節(jié)省測試時間。 第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 3隨機測試法隨機測試法 將圖將圖1027中的中

5、的“窮舉測試矢量產生窮舉測試矢量產生”電路換電路換成成“隨機測試矢量產生隨機測試矢量產生”電路，該圖即為隨機測試法電路，該圖即為隨機測試法的原理框圖。圖中的原理框圖。圖中“測試矢量產生測試矢量產生”即即“測試數(shù)據(jù)流測試數(shù)據(jù)流產生產生”的意思，該電路隨機地產生輸入可能的的意思，該電路隨機地產生輸入可能的2n種組種組合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，由它產生的隨機或偽隨機測試矢量合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，由它產生的隨機或偽隨機測試矢量序列序列(數(shù)據(jù)流序列數(shù)據(jù)流序列)同時加到被測電路和已知功能完好的同時加到被測電路和已知功能完好的參考電路中，對它們的輸出響應進行比參考電路中，對它們的輸出響應進行比 較，根據(jù)比較較，根據(jù)比較結果

6、，給出結果，給出“合格失效合格失效”的指示。的指示。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 三、數(shù)據(jù)域測量技術三、數(shù)據(jù)域測量技術 根據(jù)以上對數(shù)據(jù)域測量技術的討論，我們看到，根據(jù)以上對數(shù)據(jù)域測量技術的討論，我們看到，簡單邏輯電路功能簡單，可以用較簡易的方法來測試。簡單邏輯電路功能簡單，可以用較簡易的方法來測試。對于大規(guī)模集成電路，復雜的印制電路板，微型計算對于大規(guī)模集成電路，復雜的印制電路板，微型計算機系統(tǒng)等較為復雜的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的測試，涉及到對機系統(tǒng)等較為復雜的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的測試，涉及到對故障類型的討論，測試數(shù)據(jù)流的產生，故障測試方法故障類型的討論，測試數(shù)據(jù)流的產生，故障測試方法及故障的定位等

7、問題。及故障的定位等問題。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 4可測試性技術可測試性技術 一個大規(guī)模集成電路設計得再好，如果在設計時，一個大規(guī)模集成電路設計得再好，如果在設計時，沒有考慮測試問題，那么這個電路由于無法檢查驗證沒有考慮測試問題，那么這個電路由于無法檢查驗證其正確性，故不能投入實際使用。為此，在設計數(shù)字其正確性，故不能投入實際使用。為此，在設計數(shù)字邏輯電路時，一定要同時考慮系統(tǒng)的測試問題，比如：邏輯電路時，一定要同時考慮系統(tǒng)的測試問題，比如：多留一些與外電路連接的開關或引線腳，有意識地將多留一些與外電路連接的開關或引線腳，有意識地將數(shù)字電路劃分成若干個子電路等，使得數(shù)字電路的測

8、數(shù)字電路劃分成若干個子電路等，使得數(shù)字電路的測試變得可能和容易。試變得可能和容易。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 數(shù)字電路的可測性有多種定義，其中之一是：數(shù)字電路的可測性有多種定義，其中之一是：若若對一數(shù)字電路產生和施加一組輸入信號，并在預定的對一數(shù)字電路產生和施加一組輸入信號，并在預定的測試時間和測試費用范圍內達到預定的故障檢測和故測試時間和測試費用范圍內達到預定的故障檢測和故障定位的要求，則說障定位的要求，則說 明該電路是可測的明該電路是可測的。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 數(shù)字電路的可測性包括兩種特性：可控性和可觀數(shù)字電路的可測性包括兩種特性：可控性和可觀察性。察性。可

9、控性可控性是指通過外部輸入端信號設置電路內部是指通過外部輸入端信號設置電路內部的邏輯結點為邏輯的邏輯結點為邏輯“1”和邏輯和邏輯“0”的控制能力。的控制能力?？捎^可觀察性察性是指通過輸出端信號觀察電路內部邏輯結點的響是指通過輸出端信號觀察電路內部邏輯結點的響應的能力。應的能力。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量10.3 邏輯分析儀邏輯分析儀 對復雜的大規(guī)模集成電路的測試以及對微處理器對復雜的大規(guī)模集成電路的測試以及對微處理器和微型計算機系統(tǒng)的測試主要使用邏輯分析儀。自和微型計算機系統(tǒng)的測試主要使用邏輯分析儀。自1973年美國首先推出邏輯分析儀以來，這種儀器迅速年美國首先推出邏輯分析儀以來，

10、這種儀器迅速發(fā)展，正如示波器是調發(fā)展，正如示波器是調 試模擬電路的重要工具一樣，試模擬電路的重要工具一樣，邏輯分析儀是研究測試數(shù)字電路的重要工具。由于它邏輯分析儀是研究測試數(shù)字電路的重要工具。由于它仍然以熒光屏顯示的方式給出測試結果，所以也稱為仍然以熒光屏顯示的方式給出測試結果，所以也稱為邏輯示波器。邏輯示波器。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量圖圖10.3l 邏輯分析儀的基本組成框圖邏輯分析儀的基本組成框圖第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 二、邏輯分析儀的觸發(fā)方式二、邏輯分析儀的觸發(fā)方式 邏輯分析儀可以同時采集多路信號，便于對被測邏輯分析儀可以同時采集多路信號，便于對被測系統(tǒng)正常運

11、行的數(shù)據(jù)流的邏輯狀態(tài)和各信號間的相互系統(tǒng)正常運行的數(shù)據(jù)流的邏輯狀態(tài)和各信號間的相互關系進行觀測和分析。關系進行觀測和分析。 為了能在較小的存貯容量范圍內，采集和存貯所為了能在較小的存貯容量范圍內，采集和存貯所需觀測點前后變化的波形，邏輯分析儀設有多種觸發(fā)需觀測點前后變化的波形，邏輯分析儀設有多種觸發(fā)方式。在進行數(shù)字信號觀測時，必須正確選擇觸發(fā)方方式。在進行數(shù)字信號觀測時，必須正確選擇觸發(fā)方式式。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 1組合觸發(fā)組合觸發(fā) 邏輯分析儀具有邏輯分析儀具有“字識別字識別”觸發(fā)功能，操作者可觸發(fā)功能，操作者可以通過儀器面板上的以通過儀器面板上的“觸發(fā)字選擇觸發(fā)字選擇”開

12、關，預置特定開關，預置特定的觸發(fā)字，被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字與此預置的觸發(fā)字相比的觸發(fā)字，被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字與此預置的觸發(fā)字相比較，當二者符合較，當二者符合 時產生一次觸發(fā)。時產生一次觸發(fā)。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量圖圖10.32 四通道組合觸發(fā)例四通道組合觸發(fā)例第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 2延遲觸發(fā)延遲觸發(fā) 在故障診斷中，常常希望既能看到觸發(fā)點前的情在故障診斷中，常常希望既能看到觸發(fā)點前的情況，又能看到觸發(fā)點后的情況，這時則可設置一個延況，又能看到觸發(fā)點后的情況，這時則可設置一個延遲門，當捕獲到觸發(fā)字后，延遲一段時間后再停止數(shù)遲門，當捕獲到觸發(fā)字后，延遲一段時間后再停止數(shù)據(jù)的采

13、集，則存貯器據(jù)的采集，則存貯器 中存貯的數(shù)據(jù)就包括了觸發(fā)點前中存貯的數(shù)據(jù)就包括了觸發(fā)點前后的數(shù)據(jù)。后的數(shù)據(jù)。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 3限定觸發(fā)限定觸發(fā) 限定觸發(fā)是對設置的觸發(fā)字加限定條件的觸發(fā)方限定觸發(fā)是對設置的觸發(fā)字加限定條件的觸發(fā)方式。有時設定的觸發(fā)字在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)較為頻繁，為式。有時設定的觸發(fā)字在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)較為頻繁，為了有選擇地存貯和顯示特定的數(shù)據(jù)流，邏輯分析儀中了有選擇地存貯和顯示特定的數(shù)據(jù)流，邏輯分析儀中增加一些附加通道作為約束或選擇所設置的觸發(fā)條件。增加一些附加通道作為約束或選擇所設置的觸發(fā)條件。例如，對前述四通道觸發(fā)字的選擇再加入第五個通道例如，對前述四通道觸發(fā)

14、字的選擇再加入第五個通道Q， 設定當設定當Q0時，觸發(fā)字有效，時，觸發(fā)字有效，Q1時，觸發(fā)字無效，時，觸發(fā)字無效，第第5個通道個通道Q只作為觸發(fā)字的約束條件，并不對它進行只作為觸發(fā)字的約束條件，并不對它進行數(shù)據(jù)采集、存貯、顯示，僅僅用它篩選去掉一部分觸數(shù)據(jù)采集、存貯、顯示，僅僅用它篩選去掉一部分觸發(fā)字，這就是限定觸發(fā)方式。發(fā)字，這就是限定觸發(fā)方式。 第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 4序列觸發(fā)序列觸發(fā) 序列觸發(fā)是為檢測復雜分支程序而設計的一種重序列觸發(fā)是為檢測復雜分支程序而設計的一種重要觸發(fā)方式。當采樣數(shù)據(jù)與某一預先設定的字序列要觸發(fā)方式。當采樣數(shù)據(jù)與某一預先設定的字序列(而而不是一個字

15、不是一個字)相符后才觸發(fā)跟蹤數(shù)據(jù)流。序列觸發(fā)例如相符后才觸發(fā)跟蹤數(shù)據(jù)流。序列觸發(fā)例如圖圖1033所示，假設規(guī)定執(zhí)行通路所示，假設規(guī)定執(zhí)行通路2的程序后，分析的程序后，分析儀才觸發(fā)跟蹤，則分析儀必須在捕獲儀才觸發(fā)跟蹤，則分析儀必須在捕獲2849，284A，284C和和284E狀態(tài)序列后，才從狀態(tài)序列后，才從286F狀態(tài)開始跟蹤數(shù)據(jù)狀態(tài)開始跟蹤數(shù)據(jù)流。這個例子是多級序列觸發(fā)的例子流。這個例子是多級序列觸發(fā)的例子。第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 5計數(shù)觸發(fā)計數(shù)觸發(fā) 較復雜的軟件系統(tǒng)中常常有嵌套循環(huán)的情況存在，較復雜的軟件系統(tǒng)中常常有嵌套循環(huán)的情況存在，在邏輯分析儀的觸發(fā)邏輯中設立一個在邏輯分析儀的觸發(fā)邏輯中設立一個“遍數(shù)計數(shù)器遍數(shù)計數(shù)器”，那么就能針對某次需觀察的循環(huán)進行跟蹤，而對其它那么就能針對某次需觀察的循環(huán)進行跟蹤，而對其它各次循環(huán)不進行跟各次循環(huán)不進行跟 蹤。例如在圖蹤。例如在圖1034的嵌套循環(huán)的嵌套循環(huán)中中，若要求檢查第，若要求檢查第9次次I循環(huán)和第循環(huán)和第8次了循環(huán)后的第次了循環(huán)后的第7次次K循環(huán)時在狀態(tài)循環(huán)時在狀態(tài)2841后的情況，則分析儀應先獲得后的情況，則分析儀應先獲得如下序列時：如下序列時：第第1010章章 數(shù)據(jù)