第10章数据域测量

1、第第1010章章 数据域测量数据域测量第第10章章 数据域测量（了解）数据域测量（了解）10.1 数据域测量的基本概念数据域测量的基本概念10.2 数据域测量技术数据域测量技术10.3 逻辑分析仪逻辑分析仪习习 题题 十十第第1010章章 数据域测量数据域测量10.1 数据域测量的基本概念数据域测量的基本概念 一、数据域测量的特点一、数据域测量的特点 数据域测量面向的对象是数字逻辑电路，这类电数据域测量面向的对象是数字逻辑电路，这类电路的特点是以二进制数字的方式来表示信息。由于晶路的特点是以二进制数字的方式来表示信息。由于晶体管体管“导通导通”和和“截止截止”可以分别输出高电平或低电可以分别输

2、出高电平或低电平，分别规定它们表示不同的平，分别规定它们表示不同的“1和和“0”数字，由多位数字，由多位0、1数字的不同组合表示具有一定意义的信息。在每数字的不同组合表示具有一定意义的信息。在每 一特定时刻，多位一特定时刻，多位0、1数字的组合称为一个数字的组合称为一个数据字数据字，数据字随时间的变化按一定的时序关系形成了数字系数据字随时间的变化按一定的时序关系形成了数字系统的统的数据流数据流。第第1010章章 数据域测量数据域测量图图10.11 输入输出数据流输入输出数据流第第1010章章 数据域测量数据域测量10.2 数据域测量技术数据域测量技术 一、简单逻辑电路的简易测试一、简单逻辑电路

3、的简易测试 第第1010章章 数据域测量数据域测量 二、穷举测试和随机测试二、穷举测试和随机测试 1穷举测试法穷举测试法 由基本逻辑元件测试中，我们看到，数字电路测由基本逻辑元件测试中，我们看到，数字电路测试的实质，就是对几个输入端加入试的实质，就是对几个输入端加入2n个可能的组合信个可能的组合信号，然后观察输出是否正确。如果对所有的输入信号，号，然后观察输出是否正确。如果对所有的输入信号，输出信号的逻辑关系都正确，则这个数字电路就是正输出信号的逻辑关系都正确，则这个数字电路就是正确的；如果输出的逻辑关系不正确，这个数字电路就确的；如果输出的逻辑关系不正确，这个数字电路就是错误的。这种测试方法

4、就是是错误的。这种测试方法就是穷举测试法穷举测试法。第第1010章章 数据域测量数据域测量 2伪穷举测试法伪穷举测试法 伪穷举测试的基本思想是，伪穷举测试的基本思想是，把一个大电路划分成把一个大电路划分成数个子电路，对每个子电路进行穷举测试，数个子电路，对每个子电路进行穷举测试，总起来说，总起来说，对数个子电路测试的输入组合数，远远低于对一个大对数个子电路测试的输入组合数，远远低于对一个大电路进行穷举测试所需的输入组合数，因此，可大大电路进行穷举测试所需的输入组合数，因此，可大大节省测试时间。节省测试时间。 第第1010章章 数据域测量数据域测量 3随机测试法随机测试法 将图将图1027中的中

5、的“穷举测试矢量产生穷举测试矢量产生”电路换电路换成成“随机测试矢量产生随机测试矢量产生”电路，该图即为随机测试法电路，该图即为随机测试法的原理框图。图中的原理框图。图中“测试矢量产生测试矢量产生”即即“测试数据流测试数据流产生产生”的意思，该电路随机地产生输入可能的的意思，该电路随机地产生输入可能的2n种组种组合数据的数据流，由它产生的随机或伪随机测试矢量合数据的数据流，由它产生的随机或伪随机测试矢量序列序列(数据流序列数据流序列)同时加到被测电路和已知功能完好的同时加到被测电路和已知功能完好的参考电路中，对它们的输出响应进行比参考电路中，对它们的输出响应进行比 较，根据比较较，根据比较结果

6、，给出结果，给出“合格失效合格失效”的指示。的指示。第第1010章章 数据域测量数据域测量 三、数据域测量技术三、数据域测量技术 根据以上对数据域测量技术的讨论，我们看到，根据以上对数据域测量技术的讨论，我们看到，简单逻辑电路功能简单，可以用较简易的方法来测试。简单逻辑电路功能简单，可以用较简易的方法来测试。对于大规模集成电路，复杂的印制电路板，微型计算对于大规模集成电路，复杂的印制电路板，微型计算机系统等较为复杂的数字逻辑系统的测试，涉及到对机系统等较为复杂的数字逻辑系统的测试，涉及到对故障类型的讨论，测试数据流的产生，故障测试方法故障类型的讨论，测试数据流的产生，故障测试方法及故障的定位等

7、问题。及故障的定位等问题。第第1010章章 数据域测量数据域测量 4可测试性技术可测试性技术 一个大规模集成电路设计得再好，如果在设计时，一个大规模集成电路设计得再好，如果在设计时，没有考虑测试问题，那么这个电路由于无法检查验证没有考虑测试问题，那么这个电路由于无法检查验证其正确性，故不能投入实际使用。为此，在设计数字其正确性，故不能投入实际使用。为此，在设计数字逻辑电路时，一定要同时考虑系统的测试问题，比如：逻辑电路时，一定要同时考虑系统的测试问题，比如：多留一些与外电路连接的开关或引线脚，有意识地将多留一些与外电路连接的开关或引线脚，有意识地将数字电路划分成若干个子电路等，使得数字电路的测

8、数字电路划分成若干个子电路等，使得数字电路的测试变得可能和容易。试变得可能和容易。第第1010章章 数据域测量数据域测量 数字电路的可测性有多种定义，其中之一是：数字电路的可测性有多种定义，其中之一是：若若对一数字电路产生和施加一组输入信号，并在预定的对一数字电路产生和施加一组输入信号，并在预定的测试时间和测试费用范围内达到预定的故障检测和故测试时间和测试费用范围内达到预定的故障检测和故障定位的要求，则说障定位的要求，则说 明该电路是可测的明该电路是可测的。第第1010章章 数据域测量数据域测量 数字电路的可测性包括两种特性：可控性和可观数字电路的可测性包括两种特性：可控性和可观察性。察性。可

9、控性可控性是指通过外部输入端信号设置电路内部是指通过外部输入端信号设置电路内部的逻辑结点为逻辑的逻辑结点为逻辑“1”和逻辑和逻辑“0”的控制能力。的控制能力。可观可观察性察性是指通过输出端信号观察电路内部逻辑结点的响是指通过输出端信号观察电路内部逻辑结点的响应的能力。应的能力。第第1010章章 数据域测量数据域测量10.3 逻辑分析仪逻辑分析仪 对复杂的大规模集成电路的测试以及对微处理器对复杂的大规模集成电路的测试以及对微处理器和微型计算机系统的测试主要使用逻辑分析仪。自和微型计算机系统的测试主要使用逻辑分析仪。自1973年美国首先推出逻辑分析仪以来，这种仪器迅速年美国首先推出逻辑分析仪以来，

10、这种仪器迅速发展，正如示波器是调发展，正如示波器是调 试模拟电路的重要工具一样，试模拟电路的重要工具一样，逻辑分析仪是研究测试数字电路的重要工具。由于它逻辑分析仪是研究测试数字电路的重要工具。由于它仍然以荧光屏显示的方式给出测试结果，所以也称为仍然以荧光屏显示的方式给出测试结果，所以也称为逻辑示波器。逻辑示波器。第第1010章章 数据域测量数据域测量图图10.3l 逻辑分析仪的基本组成框图逻辑分析仪的基本组成框图第第1010章章 数据域测量数据域测量 二、逻辑分析仪的触发方式二、逻辑分析仪的触发方式 逻辑分析仪可以同时采集多路信号，便于对被测逻辑分析仪可以同时采集多路信号，便于对被测系统正常运

11、行的数据流的逻辑状态和各信号间的相互系统正常运行的数据流的逻辑状态和各信号间的相互关系进行观测和分析。关系进行观测和分析。 为了能在较小的存贮容量范围内，采集和存贮所为了能在较小的存贮容量范围内，采集和存贮所需观测点前后变化的波形，逻辑分析仪设有多种触发需观测点前后变化的波形，逻辑分析仪设有多种触发方式。在进行数字信号观测时，必须正确选择触发方方式。在进行数字信号观测时，必须正确选择触发方式式。第第1010章章 数据域测量数据域测量 1组合触发组合触发 逻辑分析仪具有逻辑分析仪具有“字识别字识别”触发功能，操作者可触发功能，操作者可以通过仪器面板上的以通过仪器面板上的“触发字选择触发字选择”开

12、关，预置特定开关，预置特定的触发字，被测系统的数据字与此预置的触发字相比的触发字，被测系统的数据字与此预置的触发字相比较，当二者符合较，当二者符合 时产生一次触发。时产生一次触发。第第1010章章 数据域测量数据域测量图图10.32 四通道组合触发例四通道组合触发例第第1010章章 数据域测量数据域测量 2延迟触发延迟触发 在故障诊断中，常常希望既能看到触发点前的情在故障诊断中，常常希望既能看到触发点前的情况，又能看到触发点后的情况，这时则可设置一个延况，又能看到触发点后的情况，这时则可设置一个延迟门，当捕获到触发字后，延迟一段时间后再停止数迟门，当捕获到触发字后，延迟一段时间后再停止数据的采

13、集，则存贮器据的采集，则存贮器 中存贮的数据就包括了触发点前中存贮的数据就包括了触发点前后的数据。后的数据。第第1010章章 数据域测量数据域测量 3限定触发限定触发 限定触发是对设置的触发字加限定条件的触发方限定触发是对设置的触发字加限定条件的触发方式。有时设定的触发字在数据流中出现较为频繁，为式。有时设定的触发字在数据流中出现较为频繁，为了有选择地存贮和显示特定的数据流，逻辑分析仪中了有选择地存贮和显示特定的数据流，逻辑分析仪中增加一些附加通道作为约束或选择所设置的触发条件。增加一些附加通道作为约束或选择所设置的触发条件。例如，对前述四通道触发字的选择再加入第五个通道例如，对前述四通道触发

14、字的选择再加入第五个通道Q， 设定当设定当Q0时，触发字有效，时，触发字有效，Q1时，触发字无效，时，触发字无效，第第5个通道个通道Q只作为触发字的约束条件，并不对它进行只作为触发字的约束条件，并不对它进行数据采集、存贮、显示，仅仅用它筛选去掉一部分触数据采集、存贮、显示，仅仅用它筛选去掉一部分触发字，这就是限定触发方式。发字，这就是限定触发方式。 第第1010章章 数据域测量数据域测量 4序列触发序列触发 序列触发是为检测复杂分支程序而设计的一种重序列触发是为检测复杂分支程序而设计的一种重要触发方式。当采样数据与某一预先设定的字序列要触发方式。当采样数据与某一预先设定的字序列(而而不是一个字

15、不是一个字)相符后才触发跟踪数据流。序列触发例如相符后才触发跟踪数据流。序列触发例如图图1033所示，假设规定执行通路所示，假设规定执行通路2的程序后，分析的程序后，分析仪才触发跟踪，则分析仪必须在捕获仪才触发跟踪，则分析仪必须在捕获2849，284A，284C和和284E状态序列后，才从状态序列后，才从286F状态开始跟踪数据状态开始跟踪数据流。这个例子是多级序列触发的例子流。这个例子是多级序列触发的例子。第第1010章章 数据域测量数据域测量 5计数触发计数触发 较复杂的软件系统中常常有嵌套循环的情况存在，较复杂的软件系统中常常有嵌套循环的情况存在，在逻辑分析仪的触发逻辑中设立一个在逻辑分析仪的触发逻辑中设立一个“遍数计数器遍数计数器”，那么就能针对某次需观察的循环进行跟踪，而对其它那么就能针对某次需观察的循环进行跟踪，而对其它各次循环不进行跟各次循环不进行跟 踪。例如在图踪。例如在图1034的嵌套循环的嵌套循环中中，若要求检查第，若要求检查第9次次I循环和第循环和第8次了循环后的第次了循环后的第7次次K循环时在状态循环时在状态2841后的情况，则分析仪应先获得后的情况，则分析仪应先获得如下序列时：如下序列时：第第1010章章 数据