Устройство для контроля интегральных схем Советский патент 1988 года по МПК G01R31/3177 

со 1

00

ел

Изобретение служит для повьше- ния быстродействия устройства контроля интегральных схем путем оперативного определения отказавшего зависимого выхода интегральной схемы. Устройство содержит мультиплексор 1, счетчик 2, селектор 5 импульсов по длительности и элемент ИЛИ 11. Введение блока 3 постоянной памяти, блока 4 сравнения D-триггера 6, элементов НЕ 7 и 8, элементов И 9, 10 и 12.1,...,12.k и образование новых функциональных связей позволяет сразу после выявления отказа на входе 13.1 с зависимой импульсной последовательностью перейти к проверке наличия импульсов на входе 13.j (j i) из которых формируются импульсы на входе 13.1. В описании приведен пример реализации селектора 5 импульсов по длительности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. с

Фиъ.1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для обеспечения встроенного контроля матричных интегральных микросхем (ИС), реализованных, например, на базовых матричных кристаллах (вентильных матрицах).

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем оператив- ю с вторым входом первег© элемента И 9, ного определения отказавшего зависимого выхода интегральной схемы.

На фиг. 1 приведена 1,схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема селектора импульсов по длительное- 5 ти.

Устройство (фиг.1) содержит мультиплексор 1, счетчик 2, блок 3 постоянной памяти (БПП), блок 4 сравнесоединенного третьим входом с инверсным выходом D-триггера 6, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 10, а информационный вход - с шиной логической единицы устройства, третий вход селектора 5 импульсов по длительности соединен с третьим входом 15 устройства. ,

ния, селектор 5 импульсов по дли- тельности D-триггер 6, первый 7 и второй 8 элеме нты НЕ, первый 9 и второй 10 элементы И, элемент ШШ 11, третьи элементы И 12,1-12.k, первые 13.1-13.п, второй 14 и третий 15 входа, .первый 16 и вторые 17.1-l7.k выходы, элемент 18 задержки.

Селектор 5 импульсов по длительности (фиг.2) содержит генератор 19

импульсов, первый 20 и второй 21 эле- ЗО соединен с вторым входом второго эле

менты И-НЕ, RS-триггер 22 и счетчик 23..

Информационные входы мультиплексора 1 соединены с первыми входами 13.1-13.п устройства, а адресные входы - с информационными выходами счетчика 2, счетный вход которого соединен С выходом мультиплексора 1, и с первьм входом селектора 5 импульсов по длительности, соединенного вторым входом с вторым входом 14 устройства и с установочным входом D-триггера бис входом первого элемента НЕ 7, соединенного выходом с установочнь1м входом счетчика 2, соединенного управляющим входом с выходом селектора 5 импульсов по длительности, с синх- ровходом D-триггера бис.входом второго элемента НЕ 8, соединенного выходом с первыми вх одами первого 9 и второго 10 элементов И, соединенных выходами с соответствующими входами элемента ШШ 11, соединенного выходом с первым выходом 16 устройства и с первыми входами третьих элементов И 12.1-12.k, выходы которых соединены с соответствутащми вторыми выходами Т7.1-17.k устройства, а вторые входы - с соответствующими выхо

дами счетчика 2 и через элемент 18 задержки с соответствующими входами блока 3 постоянной памяти, соединенного выходами с соответствующими информационными входами .счетчика 2 и с первыми входами блока 4 сравнения, соединенного вторыми входами с выходами элемента 18 задержки, выходом с вторым входом первег© элемента И 9,

соединенного третьим входом с инверсным выходом D-триггера 6, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И 10, а информационный вход - с шиной логической единицы устройства, третий вход селектора 5 импульсов по длительности соединен с третьим входом 15 устройства. ,

Генератор 19 импульсов селектора 5 импульсов по длительности соединен вькодом с первым входом первого элемента И-НЕ 20, соединенного выходом со счетным входом счетчика 23, соединенного выходом переноса с вькодом блока, установочным входом - с выходом второго элемента И-НЕ 21, соединенного первым входом с первым входом блока, второй вход которого

0

5

0

5

мента И-НЕ 21 и с первым установочным входом RS-триггера 22, соединенного выходом с вторьм входом первого элемента И-НЕ 20, вторым установочным вх-одом RS-триггера 22 - с третьим входом блока.

Устройство работает следующим образом.

Контролю подлежат импульсные последовательности, поступающие на входы 13.1-13.п устройства. Контроль заключается в выявлении полного пропадания импульсов на одном из входов 13.1 устройства, с указанием правильного адреса этого входа. Импульсные последовательности, поступающие на входы 13.1-13.П устройства, могут быть зависимыми или независимыми.

Характеристики импульсов в импульсных последовательностях, поступающие на входы 13.1-13.п устройства, могут быть различны. Период, частота, фаза, длительность импульсов, поступакщих на любой вход 13.1 устройства, могут быть переменными, а соотношение фаз, частот, длительностей импульсов между последовательностями, поступающими на любые

10

}5

20

31377785

;два входа 13.1 и 13.j устройства, могут быть произвольными, т.,е. контролируются асинхронные, ;апериодичес- кие, синхронные и периодические последовательности импульсов на входах 13.1-13.п устройства.

Перед контролем наличия последовательностей импульсов на входах 13.1-13.П устройства, на его вход 14 подается отрицательный импульс начальной установки, который устанавливает через элемент НЕ 7 счетчик 2 в нулевое состояние, селектор 5 импульсов по длительности - в состояние с высоким уровнем на выходе. D-триггер б - в состояние с низким уровнем на выходе.

Высокий уровень на выходе селектора 5 импульсов по длительности (фиг.2) образуется за счет того, что импульс начальной установки с входа 14 устройства проходит на вход элемента И-НЕ 21, на выходе которого формируется высокий уровень, устанав-25 ливающий счетчик 23 в нулевое состояние ,. при э том на его выходе переноса устанавливается высокий уровень. Одновременно импульс начальной установки поступает на 5-входКЗ- триггера 22, который высоким уровнем со своего выхода разрешает прохождение импульсов генератора 19 импульсов на С-вход счетчика 23. После окончания прохождения импульса начальной установки на вхбде 14 счетчик 23 начинает подсчет импульсов, поступающих на его С-вход генератора 19 импульсов, а устройство находится в режиме ожидания прихода импульса на его вход 13.1.

Если этот импульс приходит через время меньшее, чем время переполнения счетчика 23, необходимое для формирования отрицательного импульса переноса на его выходе, то он проходит, инвертируясь, на вход мультиплексора 1, так как со счетчика 2 на мультиплексор 1 задается нулевой адрес (000...0), соответствующий коммутации

30

35

40

45

импульсов к контролю наличия импульсов на входе 13.2 устройства. Передний фронт отрицательного импульса с выхода мультиплексора 1 подготавлива ет счетчик 2 по С-входу (фиг.1) к пе реключению. По заднему (положительно му) фронту этого импульса осуществля ется добавление в счетчик 2 единицы и разрешается повторное заполнение счетчика 23 (фиг,2) импульсами от ге нератора 19, так как снимается высокий уровень с R-входа счетчика 23. После этого устройство переходит в режим ожидания поступления импульсов на его вход 13.2. В случае наличия импульсной последовательности на вхо де 13.2 первый ее импульс добавляет в счетчик 2 единицу и устанавливает счетчик 23 в нуль, в результате чего устройство переходит к контролю импульсной последовательности на входе 13.3. В случае годности объекта контроля, т.е. когда на всех входах 13.1-13.п имеются импульсные последо вательности, ус тройства обеспечивает последовательный во времени опрос состояний на входах 13.1-13.П и дале циклически 13.1-13.пи т.д. Коэффициент пересчета счетчика 2 выбирается равным п. Частота импульсов генератора 19 и разрядность счетчика 23 выбираются таким образом, чтобы время Т заполнения счетчика 23 и формирования импульсов переноса на его выходе переноса было больше или равно максимально возможному интервалу TO между импульсами во всех импульсньк последовательностях, поступающих на все входы 13.1-13.П.

В этом случае, если импульсная последовательность на данном входе, например входе 13.п, является зависимой от импульсной последовательности на входе 13.1 и в момент опроса входа 13.п устройства через время Т, отсчитываемое от заднего фронта импульса на входе 13.n-t устройства, импульс на входе 13.п отсутствует, то счетчик 23 не будет сброшен в

входа 13.1 на выход мультиплексора 1.50 ; нуль, так как необходимый для сброса Отрицательный импульс с выхода мультиплексора 1, соответствующий первому положительному импульсу на входе 13.1 устройства, .инвертируется элементом И-НЕ 21, поступает на устано- 55 вочный вход счетчика 23, сбрасывая его высоким уровнем в нуль, и подготавливает таким образом селектор 5

счетчика 23 импульс на входе 13.п отсутствует. При э том на выходе переноса счетчика 23 и выходе селектора 5 формируется отрицательный импульс переноса, передний фронт которого поступает на V-вход счетчика 2 и разрешает перепись в счетчик 2 двоичного кода, считьтаемого в момент

0

5

0

5

0

5

0

5

импульсов к контролю наличия импуль . сов на входе 13.2 устройства. Передний фронт отрицательного импульса с выхода мультиплексора 1 подготавливает счетчик 2 по С-входу (фиг.1) к переключению. По заднему (положительному) фронту этого импульса осуществляется добавление в счетчик 2 единицы и разрешается повторное заполнение счетчика 23 (фиг,2) импульсами от генератора 19, так как снимается высокий уровень с R-входа счетчика 23. После этого устройство переходит в режим ожидания поступления импульсов на его вход 13.2. В случае наличия импульсной последовательности на входе 13.2 первый ее импульс добавляет в счетчик 2 единицу и устанавливает счетчик 23 в нуль, в результате чего устройство переходит к контролю импульсной последовательности на входе 13.3. В случае годности объекта контроля, т.е. когда на всех входах 13.1-13.п имеются импульсные последовательности, ус тройства обеспечивает последовательный во времени опрос состояний на входах 13.1-13.П и далее циклически 13.1-13.пи т.д. Коэффициент пересчета счетчика 2 выбирается равным п. Частота импульсов генератора 19 и разрядность счетчика 23 выбираются таким образом, чтобы время Т заполнения счетчика 23 и формирования импульсов переноса на его выходе переноса было больше или равно максимально возможному интервалу TO между импульсами во всех импульсньк последовательностях, поступающих на все входы 13.1-13.П.

В этом случае, если импульсная последовательность на данном входе, например входе 13.п, является зависимой от импульсной последовательности на входе 13.1 и в момент опроса входа 13.п устройства через время Т, отсчитываемое от заднего фронта импульса на входе 13.n-t устройства, импульс на входе 13.п отсутствует, то счетчик 23 не будет сброшен в

нуль, так как необходимый для сброса

счетчика 23 импульс на входе 13.п отсутствует. При э том на выходе переноса счетчика 23 и выходе селектора 5 формируется отрицательный импульс переноса, передний фронт которого поступает на V-вход счетчика 2 и разрешает перепись в счетчик 2 двоичного кода, считьтаемого в момент

513

опроса входа 13.n устройства из блока 3 постоянной памяти (по адресу п, задаваемому со счетчика 2) и поступающего на D-входы счетчика 2.

В ячейке памяти блока 3 постоянной памяти, имеющей адрес п, соответствующей входу 13.п устройства, записан адрес входа устройства (например, код 00,..,,О адреса входа 13.1), на который поступает импульсная последовательность, являющаяся исходной (задающей) относительно зависимой от нее импульсной последовательности на входе 13.п. Поэтому по переднему фронту первого отр-ица- тельного импульса переноса с выхода селектора 5 импульсов код 00,..О адреса входа 13.1 записьшается в счетчик 2. Передний фронт этого первого отрицательного импульса перенрса с выхода селектора 5 импульсов подготавливает также -триггер 6 к ключению по его С-входу. Однако переключение D-триггера 6 происходит только по заднему фронту первого отрицательного импульса переноса с выхода селектора 5 импульсов по длительности, поэтому проинвертирован- ный элементом НЕ 8 импульс переноса не проходит через элементы И 10 и ИЛИ 11 на вход 16 устройства, и сигнал неисправности на выходе 16 устройства не формируется.

Следовательно, в случае отказа объекта контроля, выражающегося в

пропадании зависимой импульсной последовательности на входе 13,п, устройство не фиксирует отказ, а автоматически переходит к поиску предполагаемой первопричины отказа, которой в рассматриваемом примере, является пропадание последовательности на входе 13.1 устройства. При этом устройство переходит в режим ожидания поступления импульса на вход 13.1, поскольку в счетчике 2 записан код 000...О, который поступа ет на адресные входы мультиплексора 1, контролирующего ход 13.1 устройства (с инверсией) на свой в ыход. После формирования первого импульса переноса счетчик 23 в селекторе 5 импульсов по длительности обнулен и цикл заполнения счетчика 23 от генератора 19 импульсов повторяется.

В том случае, если на входе 13.1 импульсная последовательность отсутствует, селектор 5 импульсов по дли

s

5

0

тельности формирует на своем выходе (через время 21 после импульса на входе 13.П-1) второй отрицательньй импульс переноса, который инвертируется элементом НЕ 8 и проходит через элемент) И 10 и ИЛИ 11 на выход 16 устройства, сигнализируя о неисправности объекта контроля. Положительный импульс с выхода ИЛИ 11 строби- рует элементы И 12.1-12.k, через которые код (000...0) номера входа 13.1 на котором отсутствует задающая импульсная последовательность, со счетчика 2 поступает на выходы 17.1-17.k устройства, что позволяет определить номер отказавшей импульсной последо- вател ьности.

Поскольку счетчик 23 в селекторе 5 импульсов по длительности заполняется периодически, то импульс переноса, опрашивающий элементы И 12.1-12.k на его выходе переноса также формируется периодически, что при)зодит к периодической вьщаче кода о номере отказавшей последовательности на вы-, ходы 17.1-17.k устройства,

В том случае, если после перехода от контроля входа 13,п к контролю входа 13.1 устройства окажется, что на входе 13.1 импульсная последовательность присутствует (т.е. причиной отсутствия зависимой импульсной последовательности на входе 13.п устройства является отказ по другому

входу устройства), первый импульс, поступающий на вход 13.1 устройства, добавит единицу в счетчик 2 и устройство перейдет к контролю импульсной последовательности на входе 13.2. Эта последовательность является зависимой от последовательности на входе 13.1, и в ячейке памяти блока 3 постоянной памяти, соответствующей входу 13.2, записан код 000...О адреса входа 13.1. Поэтому устройство после обнаружения отказа на входе 13.2 переходит к контролю входа 13.1 и обратно, т.е. контроль зацикливается между входами 13.1 и 13.2. Каждый

0 цикл импульс переноса с выхода селектора 5 импульсов по длительности инвертируется элементом НЕ 8 и проходит через элементы И 10 и ШШ 11, ч стробируя выдачу кода (0001) отказав5 щего входа 13.2 на выходы 17.1-17.k у стройства через элементы И 12.1-12.k, В результате реализации описанного на примере трех входов 13.1, 13.2

0

0

5

71

и 13.П устройства алгоритма его работы в случае обнаружения отказа на его произвольном входе 13.1, выявляется &ХОД 13.J отказ по которому является первичным, т.е. осуществляется локализация первопричины отказ а

В том-случае, если импульсная последовательность, поступающая на вход 13.1 устройства, является независимой (и опрашивается мультиплексором, с помощью адреса 1, записанного в счетчике 2), и соответствующей 1-й ячейке памяти блока 3 постоянной памяти записывается код номера в дво ичном коде. Так как коды на выходе блока 3 и счетчика 2 в этом случае совпадают, блок 4 выдает на элемент И 9 положительный потенциал, разрешающий прохождение импульса от элемента 8 на элементы И 12.1-12.k через элемент ИЛИ 11. На выходе 17.1- 17.k устройства будет выдан код номера 1 отказавшего входа.

Поскольку счетчик 23 селектора 5 импульсов по длительности заполняется периодически, то и импульс переноса с выхода селектора 5 импульсов поступает периодически. После переключения D-триггера 6 в состояние с высоким уровнем на прямом и низким уровнем на инверсном выходе импульсы переноса, инвертированные элементом НЕ 8, проходят на выход элемента ИЛИ 11 через элемент И 10 и обеспечивают циклическую выдачу кода номера 1 на выходе 17.1-17.k устройства.

При обнаружении отказа по входу 13.1 для прекращения постоянной вьща чи кода неисправного входа на выход устройства на вход 15 подается сигнал, и после этого производится устранение (ремонт) этого отказа. После устранения неисправности переход к работе осуществляется общей установкой устройства в исходное состояние по входу 14, при этом D-триг гер 6 устанавливается в нуль, и только после этого устройство может перейти к поиску неисправностей по другим входам.

Элемент 18 задержки во всех режимах работы устройства обеспечивает задержку поступления нового адреса на блок 3 постоянной памяти из счетчика 2 на интервал времени, равный длительности отрицательного импульса переноса на выходе селектора 5. Это необходимо для того, чтобы исключить

10

20

5

7785

с

0

5

0

5

5

8

многократную запись информации из блока 3 в счетчик 2 за время импульса переноса.

Таким образом, за счет введения блока 3 постоянной памяти, блока 4 сравнения, D-триггера 6, элементов И 9, 10 и 12 и новых связей устройство сразу после выявления отказа на входе 13,1 с зависимой импульсной последовательностью переходит к проверке наличия импульсов на входе 13.j (j 1), из которых формируются импульсы на входе 13.1.

Формула изобретения

D-триггер, первый и второй .элементы НЕ, первый, второй и третьи элементы И, причем выход мультиплексора соединен со счетным входом счетчика и с первич входом селектора импульсов по длительности, соединенного вторым входом с вторьм входом устройства и с установочным входом D-триггера и входом первого элемента НЕ, соединенного выходом с установочнЕзВ входом счетчика, соединенного управлякицим входом с выходом селектора импульсов по длительности, с синхровходом Dтриггера и входом второго элемента НЕ, соединенного выходом с первыми входами первого и второго элементов И, соединенных выходами с соответствующими входами элемента ШШ, соединенного ,выходом с первьм выходом устройства и первыми входами третьих 0 элементов И, выходы которых соединены с соответствующими вторыми выходами устройства, а вторые входы - с со- ответствуищими выходами счетчика и через элемент задержки - с соответствующими входами блока постоянной памяти, соединенного выходами с соответствующими информационными входами счетчика и первьо4и входами блока

сравнения, соединенного вторыми входами с выходами элемента задержки, выходом - с вторым входом первого элемента И, соединенного третьим входом с инверсным выходом D-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а информационный вход - с шиной логической единицы устройства, третий вход селектора импульсов по длительности соединен с третьим входом устройства. . I.

OmJ

Ik

21

генератор импульсов, соединенный выходом с первым входом первого элемента И-НЕ, соединенного выходом со счетным входом счетчика, соединенного выходом переноса с выходом блока, установочным входом - с выходом второго элемента И-НЕ, соединенного первым входом с первым входом блока, второй.вход которого соединен с вторым входом второго элемента Й-НЕ и первым установочным входом RS-триг- гера, соединенного выходом с вторым- входом первого элемента И-НЕ, вторым установочным входом RS-тригге- ра - с третьим входом блока.

23

R

Р

Кб .