基于全加器的測試生成D算法的研究

1、班級: 電技101姓名: 楊曉玲學(xué)號: 1007010043日期: 2013年12月5日摘要1一位全加器電路的設(shè)計2堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量3堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量4結(jié)束語51摘要u 加法運算作為數(shù)字系統(tǒng)中最常用的運算操作，其電路性能的好壞直接影響了系統(tǒng)的性能。u 全加器是加法器最基本的構(gòu)造單元，因此增強全加器的性能對于改善系統(tǒng)性能是至關(guān)重要的。u 測試生成是對給定電路的給定故障確定測試圖形的過程，要解決的兩個問題： 一是保證故障在其源處的再現(xiàn)； 二是把故障效應(yīng)傳播到電路的某一原始輸出。 1摘要 u 故障的覆蓋率和測試成本也是考慮的重要因素。 u本文通過采用兩種門電路分別設(shè)計了兩

2、種一位全加器實驗電路，并對用兩種門設(shè)計的全加器電路每一個門的故障進行測試生成的D算法進行了詳細的分析和研究。u 這些方法對其他數(shù)字邏輯電路的設(shè)計也是一個很好的借鑒一位全加器電路的設(shè)計2 設(shè)A 是加數(shù)， B是被加數(shù)， CI 是來自低位的進位， S 是本位的和，CO 是向高位的進位。 根據(jù)二進制數(shù)加法運算規(guī)則和要實現(xiàn)的邏輯功能，得出一位全加器真值表，見表1。 由真值表寫出輸出S 和CO 的邏輯函數(shù)式: S = ABCI + AB CI+ A BCI+ A B CI ，(1) CO = AB CI + A BCI + A B CI+ A B CI 。(2)2S = ABCI + AB CI+ A B

3、CI+ A B CI =A B CI ， (3)CO = AB CI + A BCI + A B CI+ A B CI =( A B) CI + A B ， (4)或CO = ( ( AB CI + A BCI + A B CI+ A B CI) =( ( ( A B) CI)( A B)。 (5)一位全加器電路的設(shè)計由(3) 和(4) 式可知，要用2 個異或門(1 個74LS86) 、2 個與門(1 個74LS08) 、1 個或非門(1個74LS02) 和1 個非門(1 個74LS04) 共4 種門電路來實現(xiàn)，邏輯電路如圖1 所示：由(3) 式和(5)式可知要用2 個異或門(1 個74LS8

4、6) 和3 個與非門(1 個74LS00) ，邏輯電路如圖2 所示:3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 對用兩種門設(shè)計的全加器電路每一個門的S-A-0故障用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測各節(jié)點處s-a-0故障的測試向量。門 8 的s-a-0故障門 1 的s-a-0故障門 6 的s-a-0故障門 5 的s-a-0故障門 2 的s-a-0故障門 3 的s-a-0故障各節(jié)點的s-a-0故障3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 對用兩種門設(shè)計的全加器電路每一個門的S-A-0故障用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測各節(jié)點處s-a-0故障的測試向量。門 4 的s-a-0故障門 7 的s-a-0故障3堆導(dǎo) s-a

5、-0故障的測試向量 圖四中節(jié)點1處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點1處 s-a-0故障的測試向量取門1的故障D-原始立方pdcf=（v1）=(1)=(D) 對門2向前蘊含，其PC=( V2)=(0 ) 使得V2=0所以得tc0=pdcfI0=D 0 X X X X X X得D_前沿A0=4 從A0的門4作D-驅(qū)動，取門4的 pcd1=(v1 v2，v4)=(D 0, D)進行D驅(qū)動。 tc1=tc0pcd1=D 0 X D X X X X得D-前沿A1=8從A1的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)動。 tc2=t

6、c1pcd2=D 0 0 D X X X D3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖四中節(jié)點1處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點1處 s-a-0故障的測試向量 對門5向前蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc1=D 0 0 D 1 X X D 對門6向前蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(D 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=D 0 0 D 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=D 0 0 D 1 1 0 D 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始

7、輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 0 0).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖五中節(jié)點2處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點2處 s-a-0故障的測試向量取門2的故障D-原始立方pdcf=（v2）=(1)=(D) 對門1向前蘊含，其PC=( V1)=(0 ) 使得V1=0，所以得tc0=pdcfI0=0 D X X X X X X得D_前沿A0=4從A0的門4作D-驅(qū)動，取門4的 pcd1=(v1 v2，v4)=( 0 D,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=0 D X D X X X X得D-前沿A1=8從A1的門8作D-驅(qū)動

8、，取門8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)動。 tc2=tc1pcd2=0 D 0 D X X X D3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖五中節(jié)點2處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點2處 s-a-0故障的測試向量對門5向前蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 D 0 D 1 X X D 對門6向前蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 D ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 D 0 D 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得

9、tc5=tc4pc3=0 D 0 D 1 1 0 D 1 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 0).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖六中節(jié)點3處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點3處 s-a-0故障的測試向量取門3的故障D-原始立方pdcf=（v3）=(1)=(D) 所以得tc0=pdcfI0=X X D X X X X X得D_前沿A0=8從A0的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd1=(v3 v4，v8)=( D 0,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=X X D 0 X X X D對門4向后蘊含，

10、其PC=(V1 V2 ,V4)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 X XX D3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖六中節(jié)點3處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點3處 s-a-0故障的測試向量對門5向前蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(D 0 ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 1 X X D對門6向前蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 0 D 0 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=0

11、 0 D 0 1 1 0 D此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。(v1 v2 v3)=(0 0 1).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖七中節(jié)點4處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點4處 s-a-0故障的測試向量取門4（異或門）的故障D-原始立方 pdcf=(V1 V2 ,V4) =（0 1，D） 對門6向前蘊含，其PC=(V1 V2 ,V6)=(0 1 ,1)， 使得V6=1，所以得tc0=pdcfI0=0 1 X D X 1 X X得D_前沿A0=8從A0的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd1=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)

12、動。tc1=tc0pcd1=0 1 0 D X 1 X D得D-前沿A1=5從A1的門5作D-驅(qū)動，取門5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(0 D,1)進行D驅(qū)動。 tc2=tc1pcd2=0 1 0 D 1 1X D3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖七中節(jié)點4處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點4處 s-a-0故障的測試向量 從A1的門5作D-驅(qū)動，取門5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(0 D,1)進行D驅(qū)動。 tc2=tc1pcd2=0 1 0 D 1 1X D對門7向前蘊含，其PC1=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc3=t

13、c2pc1=0 1 0 D 1 1 0 D 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 0).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖八中節(jié)點5處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點5處 s-a-0故障的測試向量取門5的故障D-原始立方pdcf=(V3 V4 ,V5) =（0 x，D）對門8向前蘊含，其PC=(V3 V4,V8)=(0 x ,x ) ，使得V8=x所以得tc0=pdcfI0=x x 0 x D x x x得D_前沿A0=7 從A0的門7作D-驅(qū)動，取門7的pcd1=(v5 v6，v7)=(D 1,D) 進

14、行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=x x 0 x D 1 D x對門6向后蘊含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(0 x ,1) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 x D 1 D x對門4向后蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 x，x) 使得 tc3=tc2pc2=0 x 0 x D 1 D x 此時差錯信號已傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 x 0).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖九中節(jié)點6處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點5處 s-a-0故障的測試向量取門6的故障D-原始立方pdcf=(V1 V2

15、 ,V6) =（0 x，D）對門5向前蘊含，其PC=(V3 V4,V5)=(0 x ,1 ) 使得v5=1所以得tc0=pdcfI0= 0 x 0 x 1 D x x得D_前沿A0=7從A0的門7作D-驅(qū)動，取門7的pcd1=(v5 v6，v7)=(1 D,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=0 x 0 x 1 D D x對門8進行向后蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V8)=(0 x ,x) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 x 1 D D x對門4向后蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 x，x) 使得 tc3=tc2pc2=0 x 0 x 1 D D x 此時差錯信號已經(jīng)

16、傳播到原始輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 x 0).3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖十中節(jié)點7處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點7處 s-a-0故障的測試向量取門7的故障D-原始立方pdcf=(V7) =（1）=(D)所以得tc0=pdcfI0= X X X X X X D X對門7進行向后蘊含，其PC=(V5 V6 ,V7)=(0 x ,1) 使得 tc1=tc0pc=X X X X 0 X D X對門5向后蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(1 1，0) 使得 tc2=tc1pc1=X X 1 1 0 X D X對門

17、8向前蘊含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(1 1，0) 使得 tc3=tc2pc2=X X 1 1 0 X D 0對門4向后蘊含，其PC3=(V1 V2 ,V4)=(0 1，1) 或=(1 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc3=0 1 1 1 0 X D 0 或tc4=tc3pc3=1 0 1 1 0 X D 0 對門6向前蘊含，其PC4=(V1 V2 ,V6)=(0 1，1) 或=(1 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc3=0 1 1 1 0 1 D 0 或tc4=tc3pc3=1 0 1 1 0 1 D 0此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3

18、)=(0 1 1) 或(v1 v2 v3)=(1 0 1)。3堆導(dǎo) s-a-0故障的測試向量 圖十一中節(jié)點8處有一個s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點8處 s-a-0故障的測試向量取門8的故障D-原始立方pdcf=(V8) =（1）=(D)所以得tc0=pdcfI0= X X X X X X X D對門8進行向后蘊含，取其PC=(V3 V4 ,V8)=(0 1 ,1) 使得 tc1=tc0pc=X X 0 1 X X X D對門4向后蘊含，取其PC1=(V1 V2 ,V4)=(1 0，1) 使得 tc2=tc1pc1=1 0 0 1 X X X D對門6向前蘊含，其

19、PC2=(V1 V2 ,V6)=(1 0，1) 使得 tc3=tc2pc2=1 0 0 1 X 1 X D對門5向前蘊含，其PC3=(V3 V4 ,V5)=(0 1，1) 使得 tc4=tc3pc3=1 0 0 1 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC4=(V5 V6 ,V7)=(1 1，0) 使得 tc4=tc3pc3=1 0 0 1 1 1 0 D 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 0 0)。門 8 的s-a-1故障門 1 的s-a-1故障門 6 的s-a-1故障門 5 的s-a-1故障門 2 的s-a-1故障門 3 的s-a-1故障各節(jié)點

20、的s-a-1故障3堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 對用兩種門設(shè)計的全加器電路每一個門的S-A-1故障用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測各節(jié)點處s-a-1故障的測試向量。門 4 的s-a-1故障門 7 的s-a-1故障4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十二中節(jié)點1處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點1處 s-a-1故障的測試向量取門1的故障D-原始立方pdcf=（v1）=(0)=(D) 所以得tc0=pdcfI0=D 0 X X X X X X得D_前沿A0=4從A0的門4作D-驅(qū)動，取門4的 pcd1=(v1 v2，v4)=(D 0,D)進行D驅(qū)動。tc1=

21、tc0pcd1=D0XDXXXX得D-前沿A1=8 從A1的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)動。 tc2=tc1pcd2=D00DXXXD 對門5向前蘊含，其PC=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc=D 0 0 D 1 X X D對門6向前蘊含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(D 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc1=D 0 0 D 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC2=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc2=D 0 0 D 1 1 0 D此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有

22、引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十三中節(jié)點2處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點2處 s-a-1故障的測試向量取門2的故障D-原始立方pdcf=（v2）=(0)=(D) 所以得tc0=pdcfI0=XD X X X X X X得D_前沿A0=4從A0的門4作D-驅(qū)動，取門4的 pcd1=(v1 v2，v4)=( 0 D,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=0 D X D X X X X得D-前沿A1=8從A1的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)動。 t

23、c2=tc1pcd2=0 D 0 D X X X D對門5向前蘊含，其PC=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc=0 D 0 D 1 X X D對門6向前蘊含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(0 D ,1) 使得 tc4=tc3pc1=0 D 0 D 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC2=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc2=0 D 0 D 1 1 0 D此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十四中節(jié)點3處有一個s-a-1故障，下面就是

24、用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點3處 s-a-1故障的測試向量取門3的故障D-原始立方pdcf=（v3）=(0)=(D) 所以得tc0=pdcfI0=X X D X X X X X得D_前沿A0=8從A0的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd1=(v3 v4，v8)=( D 0,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=X X D 0 X X X D對門4向后蘊含，其PC=(V1 V2 ,V4)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 X X X D對門5向前蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(D 0 ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 1 X X D

25、對門6向前蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 0 D 0 1 1 X D對門7向前蘊含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=0 0 D 0 1 1 0 D此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。(v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十五中節(jié)點4處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點4處 s-a-1故障的測試向量 取門4（異或門）的故障D-原始立方 pdcf=(V1 V2 ,V4) =（0 0，D）對門6向前蘊含，其P

26、C=(V1 V2 ,V6)=(0 0 ,1) 所以得tc0=pdcfI0=0 0 X D X 1 X X得D_前沿A0=8從A0的門8作D-驅(qū)動，取門8的 pcd1=(v3 v4，v8)=(0 D,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=001DX1XD得D-前沿A1=5從A1的門5作D-驅(qū)動，取門5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(1 D,D)進行D驅(qū)動。 tc2=tc1pcd2=0 0 1 D D 1 X D對門7向前蘊含，其PC1=(V5 V6 ,V7)=(D 1 ,D) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 1 D D 1 D D此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。

27、(v1 v2 v3)=(0 0 1)。4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十六中節(jié)點5處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點5處 s-a-1故障的測試向量取門5的故障D-原始立方pdcf=(V3 V4 ,V5) =（1 1，D）對門8向前蘊含，其PC=(V3 V4,V8)=(1 1，0 ) ， 使得V8=0。所以得tc0=pdcfI0=x x 1 1 D x x 0得D_前沿A0=7 從A0的門7作D-驅(qū)動，取門7的 pcd1=(v5 v6，v7)=(D 1,D) 進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=x x 1 1 D 1 D 0對門6向后蘊含，其PC1=(V1

28、 V2 ,V6)=(0 x ,1) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 1 1 D 1 D 0對門4向后蘊含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 1，1) 使得 tc3=tc2pc2=0 1 1 1 D 1 D 0 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 1).4堆導(dǎo) s-a-1故障的測試向量 圖十七中節(jié)點6處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點6處 s-a-1故障的測試向量取門6的故障D-原始立方pdcf=(V1 V2 ,V6) =（1 1，D）對門5向前蘊含，其PC=(V3 V4,V5）=(0 x ,

29、1 ) 使得V5=1，所以得tc0=pdcfI0=1 1 0 x 1 D x x得D_前沿A0=7從A0的門7作D-驅(qū)動，取門7的 pcd1=(v5 v6，v7)=(1 D,D)進行D驅(qū)動。tc1=tc0pcd1=1 1 0 x 1 D D x對門4向后蘊含，其PC1=(V1 V2 ,V4)=(1 1，0) 使得 tc2=tc1pc1=1 1 0 0 1 D D x對門8進行向后蘊含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc2=11001DD0 此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出， 且所有引線的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 1 0).4堆導(dǎo) s-a-1故

30、障的測試向量 圖十八中節(jié)點7處有一個s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介紹的步驟堆導(dǎo)檢測節(jié)點7處 s-a-1故障的測試向量取門7的故障D-原始立方pdcf=(V7) =（0）=(D)所以得tc0=pdcfI0= X X X X X X D X對門7進行向后蘊含，其PC=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc1=tc0pc=X X X X 1 1 D X對門5向后蘊含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 X，1) 使得 tc2=tc1pc1=X X 0 X 1 X D X對門8向前蘊含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(0 X，X) 使得 tc3=tc2pc2=X X 0 X 1 X D X對門4向后蘊含，其PC3=(V1 V2 ,V4)=(X X，X) 使得 tc4=tc3pc3=X X 0 X 1 X D X 對門6向后蘊含，其PC4=(V1 V2 ,V6)=(0 X，1) 或=(X 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc3=0 X 0 X 1 X D X 或tc4=tc3pc3=X 0 0 X 1 X D X此時差錯信號已經(jīng)傳播到原始輸出，且所有引線的值都相容。 (v1 v2