Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств

 

Изобретение относится .к автоматике и вычислительной технике и монет найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств. Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования при обнаружении и локалиэа- - ции дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств . С этой целью диагностирование проводят в два этапа, на первом этапе определяют исправность входов диагностируемого устройства путем его ОТА ключения от нагрузки и измерения статического значения в общей шине для каждого тестового набора и определения разности измеренного и вычисленного значений тока в общей шине, а на втором этапе определяют исправность выходов объекта диагностирования после их подключения к нагрузке и сравнения измеренного и вычисленного значений токов потребления в шине питания и общей шине. 2 ил., 8 табл. (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) Ш) SU (51)5 С 06 Г 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ ОвйдЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 449 3294/24 (22) 08.08.88 .(46) 23.05.92. Бюл. и 19 (72) N.À.Øåïåëåí, В.А.Лнкудинов и В.Я.Беле»ький (53) 681.3 (088.8) (56) Лвторское свидетельство СССР

P 608125, кл. G 05 В 23/00, 1977.

Электронное моделирование, 1988, Р 3, с. 58-62. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВХОДОВ-ВЫХОДОВ ТРЛНЗИСТОРНО-ТРАНЗИСТОРНЦХ ЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение относится .к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов

:и устройств. Целью изобретения являИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для контроля и диагносiòèðîâàíèÿ транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств. .Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования при обнаружении и локализации дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств.

На фиг.1 представлена функциональная схема подключения диагностируе» мого логического устройства к источнику электропитания, на фиг.2 - принципиальная электрическая схема базового логического элемента (БЛЭ).

На фиг.1 показаны диагностируемое логическое устройство 1, источник 2

2 ется повышение достоверности диагнос тирования при обнаружении и локализа. ции дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств. С этой целью диагностирование проводят в два этапа, на первом этапе определяют исправность входов диаг»остируемого устройства путем его от- ключения от нагрузки и измерения ста1 тического значения в общей шине для кажцого тестового набора и определе- ния разности измеренного и вычисленного значений тока в общей шине, а нА втором этапе определяют исправность выходов объекта диагностирования пос ле их подключения к нагрузке и сравнения измеренного и вычисленного зна 3 . чений токов потребления в шине пита-. ния и общей шине. 2 йл., 8 табл.

С: электропитания, соединенные шиной 3 питания и общей шиной 4. Устройство 1 имеет также входы 5 и выходы 6.

Базовый логический элемент устройства .1 (фиг.2) содержит многоэмиттерный транзистор 71. 7, транзисторы

8 — 10 (Т2, ТЗ и Т4), диод 11 и резисторы 12 - 15 (R1, R2,. R3 и R4), Способ осуществляется следующим . образом.

На нервом этапе определяют исправ.ность входных соединительных линий ТТЛустройства, т.е. отсутствйе обрывов нли коротких замыканий, а также ис-. правность входных каскадов непосред ственно логического устройства. Пля этого отключают выходы диагностируе-, мого устройства от нагрузки н при различных тестовых воздействиях изме3 173 ряют токи потребления, протекающие в шине питания и общей шине. Для каждого тестового набора определяют разность между значением статического тока, протекающего в шине питания объекта диагностирования и значением статического тока, протекающего в общей шине.

Полученная разность токов потребления логического устройства (ЛУ), протекающих в шине питания и общей шине, является суммарным входным током ЛУ, величина которого зависит от исправности или возможной неисправности входов ТТЛ-устройства, а также от тестового набора, присутствующего на входах.

Вычисленная разность сравнивается с эталонным значением входного тока диагностируемого ЛУ, которое определяется по формуле

Я (1 — P (» (, )j, (\ )

1=0 где 6Т„ . — разность токов, протекающих в шине питания и общей шине при отключенных выходах объекта диагностирования и j-м входном воздействии;

М вЂ” количество базовых логических элементов (БЛЭ) ТТЛ-устройств, входы которых являются входами объекта диагностирования, a < — коэффициент пропорциональности, численно равный значению входного тока одного БЛЭ при "нулевом" входном воздействии; х, - значение логического сигнала на -м входе и i-го БЛЭ, причем логические сигналы могут принимать значения из базиса (0,1), m — - количество БЛЭ, входы которых являются входами диагностируемого

ЛУ.

По величине рассогласования межд фактическим значением входного тока и эталонным значением, соответствующим исправному состоянию, входов Лу определяют тип неисправности и ее место.

На втором этапе диагностирования определяется исправность выходов объекта диагностирования, для чего

5 подключают выходы ТТЛ-устройства к нагрузке, подают на входы устройства тестовые воздействия, измеряют статические токи потребления в шине питания и общей шине объекта диагностирования, определяют их разность, последнюю сравнивают с эталонным значением, которое опрецеляют по формуле

11 зев О (2) где 5 Т„ - разность значений токов, пот.1протекающих в шине пита20 ния и общей шине диагностирования при j-м входном воздействии, я " — значение логического

13 сигнала на i-м выходе

25 логического устройства . при j-м входном воздей.— ствии в базисе I 0,1J, n — - количество выходов объекта диагностирования, ЗО а — коэффициент пропорцио2 нальности, численно равный выходному току при

"нулевом" выходном сигнале, К вЂ” количество БЛЭ, входы

35 которых подключены к

i-му выходу диагностируемого объекта.

При этом в выражении (2) подставляется фактическое значение g I u пот.з)(.g >

40 измеренное на первом этапе диагностирования.

Отсутствие рассогласования фактического и эталонного значений разности токов свидетельствуют об исправном состоянии выходов диагностируемого устройства. При наличии рассогласования величина последнего, а также значение логических переменных указывает на характер и место неисправности.

5О Простейшим и наглядным примером контролируемого логического устройства является мультинлексор, выполнен-. ный в виде интегральной схемы (ИС).

Конкретно была выбрана ИС К155 КП2 (сдвоенный мультиплексор). Пля наглядности следуе показать не только,, разность токов, но и величины самих токов, протекающих в шине питания и, общей шине объекта диагностирования.

5 1735850

На первом этапе процесса диагнос — будет тирования, т.е. при отключенных вы- табл. ходах ИС Е 155 КП2 исправный обьект иметь реакции, приведенные в

Таблица 1

Реакции! > 1 1,!,.к (,.> J».9

1 1 I 36,0 36 0 0,0

1 1 1 30>4 29 3 1>1

1 362 351 1,1

1 36>2 35,1 1>1

1 h u»5 1 1 1,0 1 1 1 .1 1

G 1 1 1 О 1 1 1 1 1 1 1

7 1 1 . 1 1 О 1 1 1 1 1- 1

8 l 1 1 1 1 1 О 1 1 1 1 t 30>4 29 3 1 1

9 l 1 1 I 1 1 1 0 1 1 1 362 351 1,1

10 1 1 1 1 1 1 1 1 О 1 1 1

11 1 1 .1 1 1 1 1 1 1 О 1 1

t2 1 1 l 1 1 1 1 1 1 1 О 1 н

13 1 1 1 .1 1 I 1 1 1 О

П р н н е ч а н н е. 11 - величина тока, протекающего в шине питания, 11 — величина тока, протекающего в общей шине, При обрыве соединительной .линии 25

j ãî входа, а также короткого замыка-. ния j-го входа ИС К 155 КП2 на шину питания строка 1-9 табл. 1., соответ>

Таблица 2

Выводы ИС К 155 КП2

Реакции

1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 36,0 36,0

0 90

Продолжение табл, 3

Реакции

Ф

> I

К, Ра (Кра ДК „gа.

Тест

Таблица 3

И и

И

Тест

К, /la

1»

ДК 9 б!!а и

И и

И @ - 11

13

29,3

30,4

И»

И

И

2,2

23,2

25,4

29,0

31,2

34, 6 32,4

2,2

9$

При коротком замыкании на общую шину 2-го входа (входа выбора) ИС

К 155 КП2 табл. 1 примет следующий вид (табл. 4).

И

И

1I»

«И»

При коротком замыкании на общую шину 1-ro входа (входа разрешения)

>ПС К 155 КП2 таблица реакций ИС на тестовые воздействия примет вид, приведенный в табл. 3.

Реакции г !!а

1 1

1 1

1 . 1 ствующая такому тестовому набору, при котором íà j ì входе не присутствует сигнал логического нуля, имеет вид, приведенный в табл. 2.

Реакции

Тест

36,2

35,1 1,1

Реакции

29,0

35,1

2,2

36 2

36,2

34,0 2,2

36,0

37,1

34,0 2,2

30,4

29,3

36,2

36,2

36,2

0,0

И

«И

И

«it»

И

И

И

И

«И»

И»

31,2

«и»

29,0

2,2 и

«1t

11

12

13 и

30,4

30,4

0,0

Таблица 5

Реакции

) It, Д!а

Тест

Д Е, О а

36,2

35,1

34,6

32,4

2,2

° 3

36,2

34,0

И и

И и

И

»И

10 и

Реакции

Ф

Тест

И»

31,2

29,0

2,2

30,4

29,3

2,2

7 1 7358

Таблица 4 w Т „w 2Г,f

При коротком замыкании 3-го входа (входа данных) ИС К 155 КП2 реакции объекта диагностирования на тестовые .воздействия имеют значения, приведенные в табл. 5.

Ela втором этапе диагностирования реакции объекта диагностирования с подключенным одним выходом (седьмой вывод ИС I; 155 КП2) имеют значения, приведенные в табл. б.

Таблица 6!

<, Д!а I Ia, /lla Д1, )!!а

Результаты, приведенные в табл. 6, трактуются следующим образом.

При первом .тестовом воздействии входной ток отсутствует, поэтому разность токов ЬЕ отображает только выходной ток. При втором тестовом воза действии отсутствует выходной ток, а

ДЕ равен входному току. При третьем тестовом воздействии входной и выходной токи взаимно компенсируются (выходной ток является втекающим, поэто- му в аналитическом выражении при расчете эталонного значения берется с отрицательным знаком).

Подключение двух логических входов к выходу ИС К 155 КП2 определяет реакции, привеценные в табл . 7, 1

Е1, Ма Е, 2Аа ДЕ, )Ц а

36,0 38,2 -2, 2

1 735850

Продолжение табл. 7

Реакции

1 1

Тест

36,0

37,1

»

11»

11

30,4

31,5

Подключение восьми логических вхо25 дов при первом тестовом воздействии дает результаты, приведенные в табл. 8.

Таблица 8

Реакции

) ff,pa

Тест

1, 1!а 11, !1а

Х„, ра I,, ра 6I,ðà

35,4 44,2 -8,8

Обрыв выхода приведет к отступлению выходного тока и реакции объекта будут соответствовать реакциям, приведенным в табл."1.

1;ороткое замыкание выхода на шину питания или общую шину приведет к многократному возрастанию выходного тока и, следовательно, к искажению реакций, приведенных в табл. 6.

Формула изобретения

Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств, включающий подачу на входы устройства тестовых воздействий и измерение потребляемого логическим устройством ста« тического тока в шине питания, о т.. л и ч а ю шийся тем, что, с це" лью повышения достоверности, диагностнрование проводят в два этапа, при

I этом на первом этапе определяют исправн ос ть входов диаг нос тир уемого устройства, для чего отключают выходы последнего от нагрузки, для каждого тестового набора измеряют статическое значение тока, протекающего в общей шине, определяют разность между значением статического тока, протекающего в шине питания объекта, и значением статического тока, протекающего в общей шине, сравнивают вычисленную разность с эталонным значением, которов-;определяют по формуле и и!

- а„»," !! — P (а! )), i 0 f--0

Ие Тоот àz разность ТоКоВ пр р0 кающих в шине питания пот. в!!.j и общей шине при отклю" ченных выходах объекта диагностирования и j-u входном воздействии, N — количество базовых лЬгических элементов(БЛЭ) ТТЛ-устройств 6, входы которых являются входами объекта диаг- ностирования" а - коэффициент пропорцио( нальности, численно равный значению входного тока одного БЛЭ при

"нулевом" входном воздействии, х, — значение логического сигнала на (-м входе

i-ro БЛЭ, причем логи- . ческие сигналы. могут

4Q принимать значения из бааиаа (0,1J, и по величине рассогласования между фактическим значением разности токов и ее эталонным значением определяют @ принадлежность состояния входов объекта диагностирования K исправному, или к одному из неисправных состояний, на втором этапе определяют исправность выходов объекта диагносg) тирования, при этом подключают выходы к нагрузке, измеряют статическую составляющую тока потребления объекта, протекающего в общей шине, вычисляют разность измеренных значений

5э статических токов потребления, протеФ ,кающих в шине питания и общей шине, :сравнивают значение полученной pasности токов с эталонным значением,, которое рассчитывают по формуле

11

I 735850

h

ЬК - У,„,+ К (-и; >, где Q Х ° — разность значений токов, 3ЮТ. ) протекающих в шине питания и общей шине объекта диагностирования при

j-м входном воздействии

z ° — значение логического

1) сигнала на i-м выходе логического устройства при j-м входном воздействии в базисе (0,1}; и — количество выходов объекта диагностирования а — коэффициент пропорциоЯ нальности, численно равный выходному току при

"нулевом" выходном сигнале, 1(- количество БЛЭ, входы которых подключены к

j-My выходу диагностн-10 руемого объекта, и по величине рассогласования фактического и эталонного значений разности токов, протекающих в шине питания и общей шине, определяют исправ-!

15 1 ность выходов диагностируемого объекта.