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(shù)數(shù)據(jù)域測量技術(shù)10.3 邏輯分析儀邏輯分析儀習(xí)習(xí) 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(diǎn)一、數(shù)據(jù)域測量的特點(diǎn) 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(diǎn)是以二進(jìn)制數(shù)字的方式來表示信息。由于晶路的特點(diǎn)是以二進(jìn)制數(shù)字的方式來表示信息。由于晶體管體管“導(dǎo)通導(dǎo)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(shí)刻，多位一特定時(shí)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?jǐn)?shù)據(jù)字，數(shù)據(jù)字隨時(shí)間的變化按一定的時(shí)序關(guān)系形成了數(shù)字系數(shù)據(jù)字隨時(shí)間的變化按一定的時(shí)序關(guān)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(shù)數(shù)據(jù)域測量技術(shù) 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(jī)測試二、窮舉測試和隨機(jī)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(shí)質(zhì)，就是對幾個輸入端加入試的實(shí)質(zhì)，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(guān)系都正確，則這個數(shù)字電路就是正輸出信號的邏輯關(guān)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(guān)系不正確，這個數(shù)字電路就確的；如果輸出的邏輯關(guān)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(jìn)行窮舉測試，數(shù)個子電路，對每個子電路進(jìn)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(yuǎn)遠(yuǎn)低于對一個大對數(shù)個子電路測試的輸入組合數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對一個大電路進(jìn)行窮舉測試所需的輸入組合數(shù)，因此，可大大電路進(jìn)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(shí)間。節(jié)省測試時(shí)間。 第第1010章章 數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量 3隨機(jī)測試法隨機(jī)測試法 將圖將圖1027中的中

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

6、，給出結(jié)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(shù)三、數(shù)據(jù)域測量技術(shù) 根據(jù)以上對數(shù)據(jù)域測量技術(shù)的討論，我們看到，根據(jù)以上對數(shù)據(jù)域測量技術(shù)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(fù)雜的印制電路板，微型計(jì)算對于大規(guī)模集成電路，復(fù)雜的印制電路板，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等較為復(fù)雜的數(shù)字邏輯系統(tǒng)的測試，涉及到對機(jī)系統(tǒng)等較為復(fù)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(chǎn)生，故障測試方法故障類型的討論，測試數(shù)據(jù)流的產(chǎn)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(shù)可測試性技術(shù) 一個大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)得再好，如果在設(shè)計(jì)時(shí)，一個大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)得再好，如果在設(shè)計(jì)時(shí)，沒有考慮測試問題，那么這個電路由于無法檢查驗(yàn)證沒有考慮測試問題，那么這個電路由于無法檢查驗(yàn)證其正確性，故不能投入實(shí)際使用。為此，在設(shè)計(jì)數(shù)字其正確性，故不能投入實(shí)際使用。為此，在設(shè)計(jì)數(shù)字邏輯電路時(shí)，一定要同時(shí)考慮系統(tǒng)的測試問題，比如：邏輯電路時(shí)，一定要同時(shí)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(guān)或引線腳，有意識地將多留一些與外電路連接的開關(guān)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(chǎn)生和施加一組輸入信號，并在預(yù)定的對一數(shù)字電路產(chǎn)生和施加一組輸入信號，并在預(yù)定的測試時(shí)間和測試費(fèi)用范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定的故障檢測和故測試時(shí)間和測試費(fèi)用范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)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?？?/p>

9、控性可控性是指通過外部輸入端信號設(shè)置電路內(nèi)部是指通過外部輸入端信號設(shè)置電路內(nèi)部的邏輯結(jié)點(diǎn)為邏輯的邏輯結(jié)點(diǎn)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(nèi)部邏輯結(jié)點(diǎn)的響是指通過輸出端信號觀察電路內(nèi)部邏輯結(jié)點(diǎn)的響應(yīng)的能力。應(yīng)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(fù)雜的大規(guī)模集成電路的測試以及對微處理器對復(fù)雜的大規(guī)模集成電路的測試以及對微處理器和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的測試主要使用邏輯分析儀。自和微型計(jì)算機(jī)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(diào)發(fā)展，正如示波器是調(diào) 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(jié)果，所以也稱為仍然以熒光屏顯示的方式給出測試結(jié)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(shí)采集多路信號，便于對被測邏輯分析儀可以同時(shí)采集多路信號，便于對被測系統(tǒng)正常運(yùn)

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(yùn)行的數(shù)據(jù)流的邏輯狀態(tài)和各信號間的相互關(guān)系進(jìn)行觀測和分析。關(guān)系進(jìn)行觀測和分析。 為了能在較小的存貯容量范圍內(nèi)，采集和存貯所為了能在較小的存貯容量范圍內(nèi)，采集和存貯所需觀測點(diǎn)前后變化的波形，邏輯分析儀設(shè)有多種觸發(fā)需觀測點(diǎn)前后變化的波形，邏輯分析儀設(shè)有多種觸發(fā)方式。在進(jìn)行數(shù)字信號觀測時(shí)，必須正確選擇觸發(fā)方方式。在進(jìn)行數(shù)字信號觀測時(shí)，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(guān)，預(yù)置特定開關(guān)，預(yù)置特定的觸發(fā)字，被測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字與此預(yù)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(yù)置的觸發(fā)字相比較，當(dāng)二者符合較，當(dāng)二者符合 時(shí)產(chǎn)生一次觸發(fā)。時(shí)產(chǎn)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(diǎn)前的情在故障診斷中，常常希望既能看到觸發(fā)點(diǎn)前的情況，又能看到觸發(fā)點(diǎn)后的情況，這時(shí)則可設(shè)置一個延況，又能看到觸發(fā)點(diǎn)后的情況，這時(shí)則可設(shè)置一個延遲門，當(dāng)捕獲到觸發(fā)字后，延遲一段時(shí)間后再停止數(shù)遲門，當(dāng)捕獲到觸發(fā)字后，延遲一段時(shí)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(diǎn)前中存貯的數(shù)據(jù)就包括了觸發(fā)點(diǎn)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(shè)置的觸發(fā)字加限定條件的觸發(fā)方限定觸發(fā)是對設(shè)置的觸發(fā)字加限定條件的觸發(fā)方式。有時(shí)設(shè)定的觸發(fā)字在數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)較為頻繁，為式。有時(shí)設(shè)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(shè)置的觸發(fā)條件。增加一些附加通道作為約束或選擇所設(shè)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(shè)定當(dāng)設(shè)定當(dāng)Q0時(shí)，觸發(fā)字有效，時(shí)，觸發(fā)字有效，Q1時(shí)，觸發(fā)字無效，時(shí)，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(jìn)行只作為觸發(fā)字的約束條件，并不對它進(jìn)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(fù)雜分支程序而設(shè)計(jì)的一種重序列觸發(fā)是為檢測復(fù)雜分支程序而設(shè)計(jì)的一種重要觸發(fā)方式。當(dāng)采樣數(shù)據(jù)與某一預(yù)先設(shè)定的字序列要觸發(fā)方式。當(dāng)采樣數(shù)據(jù)與某一預(yù)先設(shè)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(shè)規(guī)定執(zhí)行通路所示，假設(shè)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(jì)數(shù)觸發(fā)計(jì)數(shù)觸發(fā) 較復(fù)雜的軟件系統(tǒng)中常常有嵌套循環(huán)的情況存在，較復(fù)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(shè)立一個在邏輯分析儀的觸發(fā)邏輯中設(shè)立一個“遍數(shù)計(jì)數(shù)器遍數(shù)計(jì)數(shù)器”，那么就能針對某次需觀察的循環(huán)進(jìn)行跟蹤，而對其它那么就能針對某次需觀察的循環(huán)進(jìn)行跟蹤，而對其它各次循環(huán)不進(jìn)行跟各次循環(huán)不進(jìn)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(shí)在狀態(tài)循環(huán)時(shí)在狀態(tài)2841后的情況，則分析儀應(yīng)先獲得后的情況，則分析儀應(yīng)先獲得如下序列時(shí)：如下序列時(shí)：第第1010章章 數(shù)據(jù)