第10章數(shù)據(jù)域測(cè)量

1、第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量（了解）,10.1,數(shù)據(jù)域測(cè)量的基本概念,10.2,數(shù)據(jù)域測(cè)量技術(shù),10.3,邏輯分析儀,習(xí),題,十,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,10.1,數(shù)據(jù)域測(cè)量的基本概念,一、數(shù)據(jù)域測(cè)量的特點(diǎn),數(shù)據(jù)域測(cè)量面向的對(duì)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(lái)表示信息。由于晶,體管“導(dǎo)通”和“截止”可以分別輸出高電平或低電,平，分別規(guī)定它們表示不同的“,1,和“,0”,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,一特定時(shí)刻，多位,0,、,1,數(shù)字的組合稱為一個(gè),數(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,統(tǒng)

2、的,數(shù)據(jù)流,。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,圖,10.1,1,輸入輸出數(shù)據(jù)流,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,10.2,數(shù)據(jù)域測(cè)量技術(shù),一、簡(jiǎn)單邏輯電路的簡(jiǎn)易測(cè)試,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,二、窮舉測(cè)試和隨機(jī)測(cè)試,1,窮舉測(cè)試法,由基本邏輯元件測(cè)試中，我們看到，數(shù)字電路測(cè),試的實(shí)質(zhì)，就是對(duì)幾個(gè)輸入端加入,2,n,個(gè)可能的組合信,號(hào)，然后觀察輸出是否正確。如果對(duì)所有的輸入信號(hào)，,輸出信號(hào)的邏輯關(guān)系都正確，則這個(gè)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(gè)數(shù)字電路就,是錯(cuò)誤的。這種測(cè)試方法就是,窮舉測(cè)試法,。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,2,偽窮舉測(cè)試法,偽窮舉測(cè)試的基本思想是，,把一個(gè)大電路劃分成

3、,數(shù)個(gè)子電路，對(duì)每個(gè)子電路進(jìn)行窮舉測(cè)試，,總起來(lái)說(shuō)，,對(duì)數(shù)個(gè)子電路測(cè)試的輸入組合數(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)一個(gè)大,電路進(jìn)行窮舉測(cè)試所需的輸入組合數(shù)，因此，可大大,節(jié)省測(cè)試時(shí)間。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,3,隨機(jī)測(cè)試法,將圖,10,2,7,中的“窮舉測(cè)試矢量產(chǎn)生”電路換,成“隨機(jī)測(cè)試矢量產(chǎn)生”電路，該圖即為隨機(jī)測(cè)試法,的原理框圖。圖中“測(cè)試矢量產(chǎn)生”即“測(cè)試數(shù)據(jù)流,產(chǎn)生”的意思，該電路隨機(jī)地產(chǎn)生輸入可能的,2,n,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(cè)試矢量,序列,(,數(shù)據(jù)流序列,),同時(shí)加到被測(cè)電路和已知功能完好,的參考電路中，對(duì)它們的輸出響應(yīng)進(jìn)行比,較，根據(jù)比,較結(jié)果，給出“合格失效”的指示。

4、,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,三、數(shù)據(jù)域測(cè)量技術(shù),根據(jù)以上對(duì)數(shù)據(jù)域測(cè)量技術(shù)的討論，我們看到，,簡(jiǎn)單邏輯電路功能簡(jiǎn)單，可以用較簡(jiǎn)易的方法來(lái)測(cè)試。,對(duì)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(cè)試，涉及到對(duì),故障類型的討論，測(cè)試數(shù)據(jù)流的產(chǎn)生，故障測(cè)試方法,及故障的定位等問(wèn)題。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,4,可測(cè)試性技術(shù),一個(gè)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(méi)有考慮測(cè)試問(wèn)題，那么這個(gè)電路由于無(wú)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,邏輯電路時(shí)，一定要同時(shí)考慮系統(tǒng)的測(cè)試問(wèn)題，比如：,多留一些與外電路連接的開(kāi)關(guān)或引線腳，有意識(shí)地將,數(shù)字電路

5、劃分成若干個(gè)子電路等，使得數(shù)字電路的測(cè),試變得可能和容易。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,數(shù)字電路的可測(cè)性有多種定義，其中之一是：,若,對(duì)一數(shù)字電路產(chǎn)生和施加一組輸入信號(hào)，并在預(yù)定的,測(cè)試時(shí)間和測(cè)試費(fèi)用范圍內(nèi)達(dá)到預(yù)定的故障檢測(cè)和故,障定位的要求，則說(shuō),明該電路是可測(cè)的,。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,數(shù)字電路的可測(cè)性包括兩種特性：可控性和可觀,察性。,可控性,是指通過(guò)外部輸入端信號(hào)設(shè)置電路內(nèi)部,的邏輯結(jié)點(diǎn)為邏輯“,1”,和邏輯“,0”,的控制能力。,可觀,察性,是指通過(guò)輸出端信號(hào)觀察電路內(nèi)部邏輯結(jié)點(diǎn)的響,應(yīng)的能力。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,10.3,邏輯分析儀,對(duì)復(fù)雜的大規(guī)模集成電路的測(cè)試以及對(duì)微

6、處理器,和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的測(cè)試主要使用邏輯分析儀。自,1973,年美國(guó)首先推出邏輯分析儀以來(lái)，這種儀器迅速,發(fā)展，正如示波器是調(diào),試模擬電路的重要工具一樣，,邏輯分析儀是研究測(cè)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(cè)試結(jié)果，所以也稱為,邏輯示波器。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,圖,10.3,l,邏輯分析儀的基本組成框圖,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,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(hào)，便于對(duì)被測(cè),系統(tǒng)正常運(yùn)行的數(shù)據(jù)流的邏輯狀態(tài)和各信號(hào)間的相互,關(guān)系進(jìn)行觀測(cè)和分析。,為了能在較小的存貯容量范圍內(nèi)，采集和存貯所,需觀測(cè)點(diǎn)前后變化的波形，邏輯分析儀設(shè)有多種觸發(fā),方式

7、。在進(jìn)行數(shù)字信號(hào)觀測(cè)時(shí)，必須正確選擇觸發(fā)方,式。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,1,組合觸發(fā),邏輯分析儀具有“字識(shí)別”觸發(fā)功能，操作者可,以通過(guò)儀器面板上的“觸發(fā)字選擇”開(kāi)關(guān)，預(yù)置特定,的觸發(fā)字，被測(cè)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,時(shí)產(chǎn)生一次觸發(fā)。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,圖,10.3,2,四通道組合觸發(fā)例,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,2,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,況，又能看到觸發(fā)點(diǎn)后的情況，這時(shí)則可設(shè)置一個(gè)延,遲門(mén)，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)的采集，則存貯器,中存貯的數(shù)據(jù)就包括了觸發(fā)點(diǎn)前,后的數(shù)據(jù)。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,3,限

8、定觸發(fā),限定觸發(fā)是對(duì)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,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。,例如，對(duì)前述四通道觸發(fā)字的選擇再加入第五個(gè)通道,Q,，,設(shè)定當(dāng),Q,0,時(shí)，觸發(fā)字有效，,Q,1,時(shí)，觸發(fā)字無(wú)效，,第,5,個(gè)通道,Q,只作為觸發(fā)字的約束條件，并不對(duì)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,發(fā)字，這就是限定觸發(fā)方式。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,4,序列觸發(fā),序列觸發(fā)是為檢測(cè)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,(,而,不是一個(gè)字,)

9、,相符后才觸發(fā)跟蹤數(shù)據(jù)流。序列觸發(fā)例如,圖,10,3,3,所示，假設(shè)規(guī)定執(zhí)行通路,2,的程序后，分析,儀才觸發(fā)跟蹤，則分析儀必須在捕獲,2849,，,284A,，,284C,和,284E,狀態(tài)序列后，才從,286F,狀態(tài)開(kāi)始跟蹤數(shù)據(jù),流。這個(gè)例子是多級(jí)序列觸發(fā)的例子。,第,10,章,數(shù)據(jù)域測(cè)量,5,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，,在邏輯分析儀的觸發(fā)邏輯中設(shè)立一個(gè)“遍數(shù)計(jì)數(shù)器”，,那么就能針對(duì)某次需觀察的循環(huán)進(jìn)行跟蹤，而對(duì)其它,各次循環(huán)不進(jìn)行跟,蹤。例如在圖,10,3,4,的嵌套循環(huán),中,，若要求檢查第,9,次,I,循環(huán)和第,8,次了循環(huán)后的第,7,次,K,循環(huán)時(shí)在狀態(tài),2841,后的情況，則分析儀應(yīng)先獲得,如下序列時(shí)：,第