Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств Советский патент 1992 года по МПК G06F11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств.

.Целью изобретения является повышение достоверности диагностирования при обнаружении и локализации дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств.

На фиг.1 представлена функциональная схема подключения диагностируемого логического устройства к источнику электропитания , на фиг.2 - принципиальная электрическая схема базового логического элемента (БЩ)«

На фиг.1 показаны диагностируемое логическое устройство 1, источник 2

электропитания, соединенные шиной 3 питания и общей шиной 4. Устройство 1 имеет также входы 5 и выходы 6.

Базовый логический элемент устройства .1 (фиг.2) содержит многоэмит- терный транзистор Т1 7, транзисторы 8-10 (Т2, ТЗ и Т4), диод 11 и резисторы 12 - 15 (R1, R2,. R3 и R4).

Способ осуществляется следующим. образом.

На нервом этапе определяют неправ. ность входных соединительных линий ТТЛ- устройства, т.е. отсутствие обрывов или коротких замыканий, а также ис-- правность входных каскадов непосредственно логического устройства; Для этого отключают выходы диагностируемого устройства от нагрузки и при различных тестовых воздействиях изме -4

оэ ел

00 СП

о

ряют токи потребления, протекающие в шине питания и общей шине. Для каждого тестового набора определяют разность между значением статического тока, протекающего в шине питания объекта диагностирования и значением статического тока, протекающего в общей шине.

Полученная разность токов потребления логического устройства (ЛУ), протекающих в шине питания и общей шине, является суммарным входным током ЛУ, величина которого зависит от исправности или возможной неисправности входов ТТЛ-устройства, а также от тестового набора, присутствующего на входах.

Вычисленная разность сравнивается с эталонным значением входного тока диагностируемого ЛУ, которое определяется по формуле

N г m ..

AW -a, -Д ),()

где UIfloT . - разность токов, проте- J кающих в шине питания и общей шине при отключенных выходах объекта диагностирования и j-м входном воздействии

N - количество базовых логических элементов (БЛЭ) ТТЛ-устройств, входы которых являются входами объекта диагностирования J

а | - коэффициент пропорциональности, численно равный значению входного тока одного БЛЭ при нулевом входном воздействии;

Хр, - значение логического сигнала на -м входе и 1-го БЛЭ, причем логические сигналы могут принимать значения из базиса Јo,1-j J m - количество БЛЭ, входы которых являются входами диагностируемого ЛУ.

По величине рассогласования межд фактическим значением входного тока и эталонным значением, соответствующим исправному состоянию, входов ЛУ определяют тип неисправности я ее место.

На втором этапе диагностирования определяется исправность выходов объекта диагностирования, для чего подключают выходы ТТЛ-устройства к нагрузке, подают на входы устройства тестовые воздействия, измеряют статические токи потребления в шине питания и общей шине объекта диагностирования, определяют их разность, последнюю сравнивают с эталонным значением, которое определяют по формуле

5

U

- Z :

ПОТ. J

X,

UI

пот, еу. I

+ Ка,

п

(1 (2)

5

0

5

0

5

0

5

где u I

пот.

J

разность значений токов, протекающих в шине питания и общей шине диагностирования при j-м входном воздействии, Z - значение логического сигнала на i-м выходе логического устройства при j-м входном воздействии в базисе fo, ll1, п - количество выходов объекта диагностирования , &2 коэфАициент пропорциональности, численно равный выходному току при нулевом выходном сигнале,

К - количество БЛЭ, входы которых подключены к i-му выходу диагностируемого объекта.

При этом в выражении (2) подставляется фактическое значение ДI Пот в , измеренное на первом этапе диагностирования .

Отсутствие рассогласования фактического и эталонного значений разности токов свидетельствуют об исправном состоянии выходов диагностируемого устройства. При наличии рассогласования величина последнего, а также значение логических переменных указывает на характер и место неисправности. Простейшим и наглядным примером контролируемого логического устройства является мультиплексор, выполненный в виде интегральной схемы (ИС).

Конкретно была выбрана ИС К155 КП2 (сдвоенный мультиплексор). Для наглядности следует показать не только ,- разность токов, но и величины самих токов, протекающих в шине питание и общей тшне объекта диагностирования.

При обрыве соединительной линии 25 ствУ5°Щая таком тестовому набору, при j-ro входа, а также короткого замыка- котором на j-м входе не присутствует

сигнал логического нуля, имеет вид, приведенный в табл. 2.

ния j-ro входа ИС К 155 КП2 на шину питания строка 1-9 табл. 1, соответ

Изобретение относится .к автоматике и вычислительной технике и монет найти применение для контроля и диагностирования транзисторно-транзисторных логических (ТТЛ) элементов и устройств. Целью изобретения является повышение достоверности диагнос- тирования при обнаружении и локалиэа- - ции дефектов межсоединений, а также входных и выходных каскадов ТТЛ-устройств. С этой целью диагностирование проводят в два этапа, на первом этапе определяют исправность входов диагностируемого устройства путем его ОТА ключения от нагрузки и измерения статического значения в общей шине для каждого тестового набора и определения разности измеренного и вычисленного значений тока в общей шине, а на втором этапе определяют исправность выходов объекта диагностирования после их подключения к нагрузке и сравнения измеренного и вычисленного зна- чений токов потребления в шине питания и общей шине. 2 ил., 8 табл. (Л с

При коротком замыкании на общую шину 1-го входа (входа разрешения) ИС К 155 КП2 таблица реакций ИС на тестовые воздействия примет вид, приведенный в табл. 3.

Таблица 3

Продолжение табл„.3

40

45

При коротком замыкании на общую шину 2-го входа (входа выбора) ИС К 155 Ю12 табл. 1 примет следующий вид (табл. 4).

7 1

Таблица 4

При коротком замыкании 3-го входа (входа данных) ИС К 155 КПЗ реакции объекта диагностирования на тестовые воздействия имеют значения, приведенные в табл. 5.

Таблица 5

7358508

На втором этапе диагностирования реакции объекта диагностирования с подключенным одним выходом (седьмой вывод ИС К 155 1Ш2) имеют значения, приведенные в табл. 6.

Таблица 6

5

Результаты, приведенные в табл. 6, трактуются следующим образом.

При первом /тестовом воздействии входной ток отсутствует, поэтому разность токов Л1 отображает только выходной ток. При втором тестовом воздействии отсутствует выходной ток, а Д1 равен входному току. При третьем тестовом воздействии входной и выходной токи взаимно компенсируются (выходной ток является втекающим, поэтому в аналитическом выражении при расчете эталонного значения берется с отрицательным знаком).

Подключение двух логических входов к выходу ИС К 155 1Ш2 определяет реакции, приведенные в табл. 7.

Таблица,

d

91735850

родолжение табл. 7

т а пр ус по т зн ши

Реакции

Тест

-J

l(, pa J 1г, jWa Ul ,|Ц

36,0

II

37,1

п

н

it

н ||

|| II

-1,1

н м

, ||

|| И И

II

30,4

31,5

Подключение восьми логических входов при первом тестовом воздействии дает результаты, приведенные в табл. 8,

Таблица 8

35,4

44,2

-8,8

Обрыв выхода приведет к отступлению выходного тока и реакции объекта будут соответствовать реакциям, приведенным в табл. 1.

Короткое замыкание выхода на шину питания или общую шину приведет к многократному возрастанию выходного тока и, следовательно, к искажению реакций, приведенных в табл. 6.

Формула изобретения

Способ диагностирования состояния входов-выходов транзисторно-транзисторных логических устройств, включающий подачу на входы устройства тестовых воздействий и измерение потребляемого логическим устройством статического тока в шине питания, о т- личающийся тем, что,- с целью повышения достоверности, диагнос10

5

тирование проводят в два этапа, при атом на первом этапе определяют исправность входов диагностируемого устройства, для чего отключают выходы последнего от нагрузки, для каждого тестового набора измеряют статическое значение тока, протекающего в общей шине, определяют разность между зна... чением статического тока, протекающего в шине питания объекта, и значением статического тока, протекающего в общей шине, сравнивают вычисленную разность с эталонным значением, кото. рое--определяют по формуле

1пвт.«Ч-.1

где &1ПОТ „х1 - разность токов, проте- 2Q кающих в шине питания . и общей шине при отключенных выходах объекта диагностирования и j-м входном воздействии4, Н - количество базовых лб- гических элементов- (БЛЭ) ТТЛ-устройств 6, входы которых являются входами объекта диагностирования J

а - коэффициент пропорциональности, численно равный значению входного тока одного БЛЭ при нулевом входном воз- 5действии ,

значение логического сигнала на -м входе 1-го БЛЭ, причем логические сигналы.могут 0принимать значения из

базиса Ј0,11,

и по величине рассогласования между фактическим значением разности токов и ее эталонным значением определяют 5 принадлежность состояния входов

объекта диагностирования к исправному, или к одному из неисправных состояний, на втором этапе определяют исправность выходов объекта диагнос- 0 тирования, при этом подключают выходы к нагрузке, измеряют статическую составляющую тока потребления объекта, протекающего в общей шине, вычисляют разность измеренных значений е статических токов потребления, проте - кающих в шине питания и общей шине, сравнивают значение полученной разности токов с эталонным значением, которое рассчитывают по формуле

0

х ,,,. Гз

W.j де u lnoif

№

J

.j4

к-чЈ 1-«;5,

«sO .

разность значений токов, протекающих в шине питания я общей шине объекта диагностирования при j-м входном воздействии; z - значение логического сигнала на i-м выходе логического устройства при j-м входном воздействии в базисе {0,1}; п - количество выходов объекта диагностирования;

Фиг.1

5

а- - коэффициент пропорциональности, численно равный выходному току при нулевом выходном сигнале;

К - количество БЛЭ, входы которых подключены к i-му выходу диагностируемого объекта,

и по величине рассогласования фактического и эталонного значений разности токов, протекающих в шине питания и общей шине, определяют исправность выходов диагностируемого объекта.

Iffom.u/л

+tJnum

ДЦП 0т.$ю

I -

у/г.