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.