Построение проверяющего и диагностического тестов для комбинационных схем на логических элементах

Логический элемент ЛЭ представляет собой устройство (рисунок 3.1), имеющее n входов и один выход, на котором реализуется некоторая функция алгебры логики (ФАЛ) F(х). Неисправность во внутренней структуре ЛЭ приводит к тому, что на его выходе вместо функции F(х) реализуется функция неисправности f(x). Тест проверки ЛЭ должен определить, какую из функций [F(x) или f(x)] реализует элемент. Число и вид функций неисправности зависят от внутренней структуры ЛЭ. Анализ неисправностей и построение теста ЛЭ выполняют при помощи ТФН.

Рисунок 3.1 - Логический элемент

Существуют константные неисправности. Такие неисправности можно инвертировать как фиксацию в константу (нуль или единица) сигнала на входе или выходе ЛЭ. Например, обрыв входа элемента ИЛИ-НЕ соответствует фиксации на нем нулевого сигнала, обрыв перехода Э-К транзистора - фиксации на выходе элемента единичного сигнала и т. д. В общем случае, элемент с n входами может иметь 2n+2 константные неисправности, так как каждые вход и выход могут быть зафиксированы как в нуль, так и в единицу. На схемах константные неисправности обозначают в виде кружков, расположенных около соответствующих входов и выходов (пример приведен на рисунке 3.2). Верхние кружки соответствуют неисправностям “константа 1” (К ® 1), а нижние - неисправностям “константа 0” (К® 0). Как правило, ЛЭ имеет только один вид неисправности на входе.

Рисунок 3.2 - Обозначение константных неисправностей

Для ЛЭ можно выделить классы эквивалентных неисправностей, которые показаны на рисунке 3.3 в виде графов, нанесенных на изображение элементов. Эквивалентные неисправности соединены прямыми линиями. Рассмотрим, например, элемент ИЛИ. В класс эквивалентных неисправностей входят неисправности 1, 3 и 5, соответствующие неисправностям вида К® 1 входов и выхода элемента. Очевидно, что если на каком-либо входе зафиксировать сигнал единицу, то такой же сигнал фиксируется на выходе. При этом по выходу элемента невозможно определить, где имеет место неисправность - на каком входе или выходе. Для этих неисправностей равны функции неисправности (f1=f3=f5) и проверяющие функции. При построении Тп и Тд от класса эквивалентных неисправностей рассматривается только один ее представитель.

Рисунок 3.3 - Классы эквивалентных неисправностей для логических элементов

Среди константных неисправностей выделяются импликантные неисправности. Неисправность Ni , находится в отношении импликации к неисправности Nj, (обозначается: Ni ® Nj), если на тех входных наборах, на которых равна единице проверяющая функция неисправности Ni φi , равна также единице и проверяющая функция неисправности Nj φj (φi ® φj). Отношение импликации указывается на изображениях элементов в виде стрелок, направляющих от Ni к Nj.

Комбинационная схема содержит логические элементы и связи (соединения) между ними. В ней возможны следующие дефекты: неисправности ЛЭ: обрывы соединений, замыкания между соединениями (в том числе с шинами питания), перепутывание связей (неправильный монтаж).

Интересное из раздела

Проектирование и программная реализация комплексной системы стрелочных переводов
Цифровая обработка сигналов (ЦОС) [1] представляет собой одну из наиболее мощных технологий, которая в XXI веке будет определять развитие наук ...

Усилитель низкой частоты для наушников
За последние 100 лет, значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены быстрым развитием электроники. На сегодняшний день невозможно на ...

Утечка речевой информации по волоконно-оптическим линиям
На смену медным проводам постепенно приходят волоконно-оптические линии связи. Они обеспечивают большую пропускную способность, они долговечнее. Однако, ...