- •Министерство общего и профессионального образования российской федерации
- •Учебное пособие Воронеж 2000
- •Учебное издание
- •394026 Воронеж, Московский поспект, 14
- •1. Тестовое диагностирование в цифровой технике:
- •1.1. Введение
- •1.2. Тестовое диагностирование в цифровой технике: цепи и терминология
- •1.3. Процедуры и проблемы программного тестирования
- •1.4. Необходимость проектирования тестопригодных схем
- •2. Анализ тестопригодности: система camelot
- •2.1. Количественная оценка тестопригодности
- •2.2 Принципы вычисления управляемости
- •2.3 Принципы вычисления наблюдаемости
- •2.4 Принципы вычисления тестопригодности
- •2.4.1. Тестопригодность как функция управляемости и наблюдаемости
- •2.5. Применение системы camelot на практике.
- •2.5.1. Количественная оценка проектируемых схем.
- •2.5.2. Автоматический выбор контрольных точек.
- •2.5.3 Методика генерации тестов вручную.
- •2.5.4. Методика автоматической генерации тестов
- •2.6. О других системах анализа тестопригодности
- •2.7. Заключительные замечания о методах анализа
- •3. Методы структурного проектирования
- •3.1. Принцип метода сканирования: сканируемый путь
- •3.2. Сканирование с произвольным доступом
- •3.3. Метод сканирования, чувствительного к уровню тактового сигнала
- •3.4. Недостатки и достоинства методов сканирования
- •3.5. Методы самотестирования: bilbo
- •3.5.3. Устройство встроенного поблочного диагностирования логических схем (bilbo)
- •3.6. Заключительные замечания о методах сканирования
- •4. Генерация тестов для схем, реализующих принцип сканирования
- •4.1. Алгоритм podem, условные обозначения, понятия и принципы
- •4.1.5. Вычисление относительных значении управляемости
- •4.2. Процедура podem
- •4.2.1. Пример 1. Основной принцип podem
- •4.2.2. Пример 2. Многомерный d-проход
- •4.2.3. Пример 3. Переопределение состояний первичных входов
- •4.2.4. Заключение относительного алгоритма podem
- •4.3. Процедура raps
- •4.3.1 Пример 4. Процедура raps
- •4.3.2. Заключение о процедуре raps
- •4.4. Методика выполнения процедур raps и podem
- •4.4.1 Использование статического сжатия тестов
- •4.4.2. Использование динамического сжатия тестов
- •4.5. Замечание относительно процедуры моделирования неисправностей
- •4.6. Заключительные замечания о процедурах podem и raps
- •5. Практические рекомендации по проектированию тестопригодных схем
- •5.1. Средства поддержки процедуры генерации тестов
- •5.2. Средства поддержки процедур тестирования и поиска неисправностей
- •Содержание
3.2. Сканирование с произвольным доступом
Принцип проектирования на основе метода сканирования с произвольным доступом (СПД) состоит в обеспечении возможности обращения по адресу к каждому отдельному элементу памяти схемы с целью установки, сброса или наблюдения его состояния независимо от состояний других элементов памяти. На рис. 3.4 иллюстрируется принцип СПД, а на рис. 3.5 показан один из вариантов реализации элемента памяти: в этом случае используется адресуемый триггер-защелка с раздельными входами сброса и установки.
Рис. 3.4. Сканирование с произвольным доступом
На рис. 3.4 каждый триггер-защелка выбирается отдельно схемой дешифратора адреса, формируемого на выходах сдвигового регистра. (Заметим, что применение этого регистра необязательно. Он предназначен для уменьшения числа дополнительных входов, однако его применение увеличивает аппаратурные затраты и время тестирования.)
Рассмотрим следующие режимы функционирования адресуемого триггера-защелки с раздельными входами.
А. Сброс триггера. На входах PR и CLR устанавливается логический 0, а на входе системного тактового импульса CLK—логическая 1. В результате на выходе Q устанавливается 0. В завершение операции сброса на входе CLR устанавливается логическая 1, а на входе PR остается логический 0.
Б. Нормальное функционирование триггера, в котором его состояние изменяется в соответствии с состоянием входа системных данных. Если CLR=1, и PR=0, то любое изменение на входе D передается через вентиль G5 перекрестно связанной пары И-НЕ вентилей при условии, что CLK=0. Последнее значение сигнала на входе D запоминается в триггере в тот момент, когда сигнал на входе CLK станет равным 1.
В. Установка триггера в состояние логической 1. После операции сброса любой триггер можно установить в состояние логической 1 путем выборки его адреса и установки на входе PR логической 1 при условии, что CLR=1 и CLK=1. На выходе Q выбранного триггера устанавливается 1и это состояние остается, если даже сигнал на входе PR станет равным 0.
Г. Когда установлен адрес триггера, то на выходе CD можно наблюдать его состояние.
Рис. 3. 5. Адресуемый триггер-защелка с входами установки и сброса
Рис. 3. 6. Адресуемый триггер-защелка, управляемый уровнем тактового сигнала
На рис. 3.6 показан другой вариант реализации адресуемого триггера-защелки в схемах, построенных методом СПД. В режиме нормального функционирования триггера уровень тактового сигнала сканирования SCLK=0 и если уровень системного тактового сигнала CLK=0, то изменения на входе системных данных D передаются на выход триггера Q. Последнее значение D запоминается в триггере в тот момент, когда значение CLK станет равным 1. В режиме сканирования управление осуществляется аналогично с помощью тактового сигнала сканирования SCLK при условии, что уровень системного тактового сигнала CLK=1. Когда триггер выбран, на его выходе можно установить требуемое состояние через вход сканируемых данных (SDI) или наблюдать состояние триггера на выходе сканируемых данных (SDO).
Сканирование с произвольным доступом отличается от основного принципа сканируемого пути тем, что сканируемого пути как такового в этом методе не существует. Отдельные выходы SDO в нормальном состоянии имеют высокий логический уровень (для неадресуемых триггеров) и могут быть соединены вместе, образуя отдельный выход сканирования. Если у триггера, выбранного по его адресу, Q=0, то значение сигнала на наблюдаемом выходе сканирования не изменяется. Если же у адресуемого триггера 0=1, то на выходе SDO появляется логический 0, устанавливающий уровень логического 0 на общей шине выхода сканирования. Значения SDO на выходах всех триггеров определяются путем циклического перебора их адресов.
Очевидно, основной недостаток метода сканирования с произвольным доступом определяется затратами времени на установку в триггерах тестовых наборов и последовательное наблюдение реакций элементов памяти. Кроме того, достаточно велико число дополнительно используемых вентилей. В следующем разделе описывается вариант метода сканирования, который в большей степени соответствует принципам этого подхода и лишен тех существенных недостатков, связанных с временными пли аппаратурными затратами.