基于全加器的测试生成D算法的研究

1、班级: 电技101姓名: 杨晓玲学号: 1007010043日期: 2013年12月5日摘要1一位全加器电路的设计2堆导 s-a-0故障的测试向量3堆导 s-a-1故障的测试向量4结束语51摘要u 加法运算作为数字系统中最常用的运算操作，其电路性能的好坏直接影响了系统的性能。u 全加器是加法器最基本的构造单元，因此增强全加器的性能对于改善系统性能是至关重要的。u 测试生成是对给定电路的给定故障确定测试图形的过程，要解决的两个问题： 一是保证故障在其源处的再现； 二是把故障效应传播到电路的某一原始输出。 1摘要 u 故障的覆盖率和测试成本也是考虑的重要因素。 u本文通过采用两种门电路分别设计了两

2、种一位全加器实验电路，并对用两种门设计的全加器电路每一个门的故障进行测试生成的D算法进行了详细的分析和研究。u 这些方法对其他数字逻辑电路的设计也是一个很好的借鉴一位全加器电路的设计2 设A 是加数， B是被加数， CI 是来自低位的进位， S 是本位的和，CO 是向高位的进位。 根据二进制数加法运算规则和要实现的逻辑功能，得出一位全加器真值表，见表1。 由真值表写出输出S 和CO 的逻辑函数式: 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)一位全加器电路的设计由(3) 和(4) 式可知，要用2 个异或门(1 个74LS86) 、2 个与门(1 个74LS08) 、1 个或非门(1个74LS02) 和1 个非门(1 个74LS04) 共4 种门电路来实现，逻辑电路如图1 所示：由(3) 式和(5)式可知要用2 个异或门(1 个74LS8

4、6) 和3 个与非门(1 个74LS00) ，逻辑电路如图2 所示:3堆导 s-a-0故障的测试向量 对用两种门设计的全加器电路每一个门的S-A-0故障用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测各节点处s-a-0故障的测试向量。门 8 的s-a-0故障门 1 的s-a-0故障门 6 的s-a-0故障门 5 的s-a-0故障门 2 的s-a-0故障门 3 的s-a-0故障各节点的s-a-0故障3堆导 s-a-0故障的测试向量 对用两种门设计的全加器电路每一个门的S-A-0故障用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测各节点处s-a-0故障的测试向量。门 4 的s-a-0故障门 7 的s-a-0故障3堆导 s-a

5、-0故障的测试向量 图四中节点1处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点1处 s-a-0故障的测试向量取门1的故障D-原始立方pdcf=（v1）=(1)=(D) 对门2向前蕴含，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 从A0的门4作D-驱动，取门4的 pcd1=(v1 v2，v4)=(D 0, D)进行D驱动。 tc1=tc0pcd1=D 0 X D X X X X得D-前沿A1=8从A1的门8作D-驱动，取门8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱动。 tc2=t

6、c1pcd2=D 0 0 D X X X D3堆导 s-a-0故障的测试向量 图四中节点1处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点1处 s-a-0故障的测试向量 对门5向前蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc1=D 0 0 D 1 X X D 对门6向前蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(D 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=D 0 0 D 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=D 0 0 D 1 1 0 D 此时差错信号已经传播到原始

7、输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 0 0).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图五中节点2处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点2处 s-a-0故障的测试向量取门2的故障D-原始立方pdcf=（v2）=(1)=(D) 对门1向前蕴含，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从A0的门4作D-驱动，取门4的 pcd1=(v1 v2，v4)=( 0 D,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=0 D X D X X X X得D-前沿A1=8从A1的门8作D-驱动

8、，取门8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱动。 tc2=tc1pcd2=0 D 0 D X X X D3堆导 s-a-0故障的测试向量 图五中节点2处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点2处 s-a-0故障的测试向量对门5向前蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 D 0 D 1 X X D 对门6向前蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 D ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 D 0 D 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得

9、tc5=tc4pc3=0 D 0 D 1 1 0 D 1 此时差错信号已经传播到原始输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 0).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图六中节点3处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点3处 s-a-0故障的测试向量取门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从A0的门8作D-驱动，取门8的 pcd1=(v3 v4，v8)=( D 0,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=X X D 0 X X X D对门4向后蕴含，

10、其PC=(V1 V2 ,V4)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 X XX D3堆导 s-a-0故障的测试向量 图六中节点3处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点3处 s-a-0故障的测试向量对门5向前蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(D 0 ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 1 X X D对门6向前蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 0 D 0 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=0

11、 0 D 0 1 1 0 D此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。(v1 v2 v3)=(0 0 1).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图七中节点4处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点4处 s-a-0故障的测试向量取门4（异或门）的故障D-原始立方 pdcf=(V1 V2 ,V4) =（0 1，D） 对门6向前蕴含，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从A0的门8作D-驱动，取门8的 pcd1=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱

12、动。tc1=tc0pcd1=0 1 0 D X 1 X D得D-前沿A1=5从A1的门5作D-驱动，取门5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(0 D,1)进行D驱动。 tc2=tc1pcd2=0 1 0 D 1 1X D3堆导 s-a-0故障的测试向量 图七中节点4处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点4处 s-a-0故障的测试向量 从A1的门5作D-驱动，取门5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(0 D,1)进行D驱动。 tc2=tc1pcd2=0 1 0 D 1 1X D对门7向前蕴含，其PC1=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc3=t

13、c2pc1=0 1 0 D 1 1 0 D 此时差错信号已经传播到原始输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 0).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图八中节点5处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点5处 s-a-0故障的测试向量取门5的故障D-原始立方pdcf=(V3 V4 ,V5) =（0 x，D）对门8向前蕴含，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 从A0的门7作D-驱动，取门7的pcd1=(v5 v6，v7)=(D 1,D) 进

14、行D驱动。tc1=tc0pcd1=x x 0 x D 1 D x对门6向后蕴含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(0 x ,1) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 x D 1 D x对门4向后蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 x，x) 使得 tc3=tc2pc2=0 x 0 x D 1 D x 此时差错信号已传播到原始输出，且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 x 0).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图九中节点6处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点5处 s-a-0故障的测试向量取门6的故障D-原始立方pdcf=(V1 V2

15、 ,V6) =（0 x，D）对门5向前蕴含，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从A0的门7作D-驱动，取门7的pcd1=(v5 v6，v7)=(1 D,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=0 x 0 x 1 D D x对门8进行向后蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V8)=(0 x ,x) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 x 1 D D x对门4向后蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 x，x) 使得 tc3=tc2pc2=0 x 0 x 1 D D x 此时差错信号已经

16、传播到原始输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 x 0).3堆导 s-a-0故障的测试向量 图十中节点7处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点7处 s-a-0故障的测试向量取门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对门7进行向后蕴含，其PC=(V5 V6 ,V7)=(0 x ,1) 使得 tc1=tc0pc=X X X X 0 X D X对门5向后蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(1 1，0) 使得 tc2=tc1pc1=X X 1 1 0 X D X对门

17、8向前蕴含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(1 1，0) 使得 tc3=tc2pc2=X X 1 1 0 X D 0对门4向后蕴含，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 对门6向前蕴含，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此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3

18、)=(0 1 1) 或(v1 v2 v3)=(1 0 1)。3堆导 s-a-0故障的测试向量 图十一中节点8处有一个s-a-0故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点8处 s-a-0故障的测试向量取门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对门8进行向后蕴含，取其PC=(V3 V4 ,V8)=(0 1 ,1) 使得 tc1=tc0pc=X X 0 1 X X X D对门4向后蕴含，取其PC1=(V1 V2 ,V4)=(1 0，1) 使得 tc2=tc1pc1=1 0 0 1 X X X D对门6向前蕴含，其

19、PC2=(V1 V2 ,V6)=(1 0，1) 使得 tc3=tc2pc2=1 0 0 1 X 1 X D对门5向前蕴含，其PC3=(V3 V4 ,V5)=(0 1，1) 使得 tc4=tc3pc3=1 0 0 1 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC4=(V5 V6 ,V7)=(1 1，0) 使得 tc4=tc3pc3=1 0 0 1 1 1 0 D 此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 0 0)。门 8 的s-a-1故障门 1 的s-a-1故障门 6 的s-a-1故障门 5 的s-a-1故障门 2 的s-a-1故障门 3 的s-a-1故障各节点

20、的s-a-1故障3堆导 s-a-1故障的测试向量 对用两种门设计的全加器电路每一个门的S-A-1故障用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测各节点处s-a-1故障的测试向量。门 4 的s-a-1故障门 7 的s-a-1故障4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十二中节点1处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点1处 s-a-1故障的测试向量取门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从A0的门4作D-驱动，取门4的 pcd1=(v1 v2，v4)=(D 0,D)进行D驱动。tc1=

21、tc0pcd1=D0XDXXXX得D-前沿A1=8 从A1的门8作D-驱动，取门8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱动。 tc2=tc1pcd2=D00DXXXD 对门5向前蕴含，其PC=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc=D 0 0 D 1 X X D对门6向前蕴含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(D 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc1=D 0 0 D 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC2=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc2=D 0 0 D 1 1 0 D此时差错信号已经传播到原始输出，且所有

22、引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十三中节点2处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点2处 s-a-1故障的测试向量取门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从A0的门4作D-驱动，取门4的 pcd1=(v1 v2，v4)=( 0 D,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=0 D X D X X X X得D-前沿A1=8从A1的门8作D-驱动，取门8的 pcd2=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱动。 t

23、c2=tc1pcd2=0 D 0 D X X X D对门5向前蕴含，其PC=(V3 V4 ,V5)=(0 D ,1) 使得 tc3=tc2pc=0 D 0 D 1 X X D对门6向前蕴含，其PC1=(V1 V2 ,V6)=(0 D ,1) 使得 tc4=tc3pc1=0 D 0 D 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC2=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc2=0 D 0 D 1 1 0 D此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十四中节点3处有一个s-a-1故障，下面就是

24、用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点3处 s-a-1故障的测试向量取门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从A0的门8作D-驱动，取门8的 pcd1=(v3 v4，v8)=( D 0,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=X X D 0 X X X D对门4向后蕴含，其PC=(V1 V2 ,V4)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 X X X D对门5向前蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(D 0 ,1) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 D 0 1 X X D

25、对门6向前蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V6)=(0 0 ,1) 使得 tc4=tc3pc2=0 0 D 0 1 1 X D对门7向前蕴含，其PC3=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc5=tc4pc3=0 0 D 0 1 1 0 D此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。(v1 v2 v3)=(0 0 0).4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十五中节点4处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点4处 s-a-1故障的测试向量 取门4（异或门）的故障D-原始立方 pdcf=(V1 V2 ,V4) =（0 0，D）对门6向前蕴含，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从A0的门8作D-驱动，取门8的 pcd1=(v3 v4，v8)=(0 D,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=001DX1XD得D-前沿A1=5从A1的门5作D-驱动，取门5的 pcd2=(v3 v4，v5)=(1 D,D)进行D驱动。 tc2=tc1pcd2=0 0 1 D D 1 X D对门7向前蕴含，其PC1=(V5 V6 ,V7)=(D 1 ,D) 使得 tc3=tc2pc1=0 0 1 D D 1 D D此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。

27、(v1 v2 v3)=(0 0 1)。4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十六中节点5处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点5处 s-a-1故障的测试向量取门5的故障D-原始立方pdcf=(V3 V4 ,V5) =（1 1，D）对门8向前蕴含，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 从A0的门7作D-驱动，取门7的 pcd1=(v5 v6，v7)=(D 1,D) 进行D驱动。tc1=tc0pcd1=x x 1 1 D 1 D 0对门6向后蕴含，其PC1=(V1

28、 V2 ,V6)=(0 x ,1) 使得 tc2=tc1pc1=0 x 0 1 1 D 1 D 0对门4向后蕴含，其PC2=(V1 V2 ,V4)=(0 1，1) 使得 tc3=tc2pc2=0 1 1 1 D 1 D 0 此时差错信号已经传播到原始输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(0 1 1).4堆导 s-a-1故障的测试向量 图十七中节点6处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点6处 s-a-1故障的测试向量取门6的故障D-原始立方pdcf=(V1 V2 ,V6) =（1 1，D）对门5向前蕴含，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从A0的门7作D-驱动，取门7的 pcd1=(v5 v6，v7)=(1 D,D)进行D驱动。tc1=tc0pcd1=1 1 0 x 1 D D x对门4向后蕴含，其PC1=(V1 V2 ,V4)=(1 1，0) 使得 tc2=tc1pc1=1 1 0 0 1 D D x对门8进行向后蕴含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(0 0,0) 使得 tc3=tc2pc2=11001DD0 此时差错信号已经传播到原始输出， 且所有引线的值都相容。 (v1 v2 v3)=(1 1 0).4堆导 s-a-1故

30、障的测试向量 图十八中节点7处有一个s-a-1故障，下面就是用D算法按照前面介绍的步骤堆导检测节点7处 s-a-1故障的测试向量取门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对门7进行向后蕴含，其PC=(V5 V6 ,V7)=(1 1 ,0) 使得 tc1=tc0pc=X X X X 1 1 D X对门5向后蕴含，其PC1=(V3 V4 ,V5)=(0 X，1) 使得 tc2=tc1pc1=X X 0 X 1 X D X对门8向前蕴含，其PC2=(V3 V4 ,V8)=(0 X，X) 使得 tc3=tc2pc2=X X 0 X 1 X D X对门4向后蕴含，其PC3=(V1 V2 ,V4)=(X X，X) 使得 tc4=tc3pc3=X X 0 X 1 X D X 对门6向后蕴含，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此时差错信号已经传播到原始输出，且所有引线的值都相容。 (v1 v2