1、1 數(shù)字系統(tǒng)測(cè)試和數(shù)據(jù)域測(cè)試的特點(diǎn)電子測(cè)試的重要領(lǐng)域-數(shù)據(jù)域測(cè)試數(shù)據(jù)域測(cè)試的概念 數(shù)字系統(tǒng)測(cè)試中的困難 響應(yīng)和激勵(lì)間不是線性關(guān)系 從外部有限測(cè)試點(diǎn)和結(jié)果推斷內(nèi)部過(guò)程或狀態(tài) 微機(jī)化數(shù)字系統(tǒng)的軟件導(dǎo)致異常輸出 系統(tǒng)內(nèi)部事件一般不會(huì)立即在輸出端表現(xiàn) 故障不易捕獲和辨認(rèn)時(shí)序邏輯電路的測(cè)試比組合電路困難 時(shí)序電路中存在反饋，對(duì)電路的模擬、故障的偵查和定位帶來(lái)困難 時(shí)序電路中， t時(shí)刻的輸出響應(yīng)，既取決于t時(shí)刻的輸入，又取決于在此以前的輸入，甚至可能與從初始狀態(tài)一直到時(shí)刻t的所有輸入都有關(guān)系 時(shí)序電路的存貯作用往往使電路中一個(gè)單故障相當(dāng)于組合電路中的多故障，測(cè)試時(shí)序電路中一個(gè)故障不再是單個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)試矢量，

2、而需要一定長(zhǎng)度的輸入矢量序列 時(shí)序時(shí)序電路的測(cè)試生成需特別考慮 既要處理邏輯相關(guān)性又要處理時(shí)序相關(guān)性 需要特別處理諸如時(shí)鐘線、反饋線、狀態(tài)變量線等連線 需要建立全電路正確的時(shí)序關(guān)系 采用可測(cè)試設(shè)計(jì)和內(nèi)建自測(cè)試技術(shù)可顯著提高時(shí)序 電路測(cè)試效率 1 隨機(jī)測(cè)試技術(shù) （1）原理概述 確定為達(dá)到給定的故障覆蓋所要求的測(cè)試長(zhǎng)度對(duì)所給定的測(cè)試長(zhǎng)度，估計(jì)出能得到的故障覆蓋 隨機(jī)測(cè)試技術(shù)-一種非確定性的故障診斷技術(shù)，它是以隨機(jī)的輸入矢量作為激勵(lì)，把實(shí)測(cè)的響應(yīng)輸出信號(hào)與由邏輯仿真的方法計(jì)算得到的正常電路輸出相比較，以確定被測(cè)電路是否有故障。 偽隨機(jī)測(cè)試-借助偽隨機(jī)序列進(jìn)行隨機(jī)測(cè)試的方法 關(guān)鍵問(wèn)題 1 隨機(jī)測(cè)試技術(shù)

3、 （1）原理概述 隨機(jī)測(cè)試和偽隨機(jī)測(cè)試的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：測(cè)試生成簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：一般難以保證100%的故障覆蓋率，測(cè)試序列通常較長(zhǎng)，測(cè)試的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)較大2 窮舉測(cè)試技術(shù)定義-一個(gè)組合電路全部輸入值的集合，構(gòu)成了該電路的一個(gè)完備測(cè)試集。對(duì)n輸入的被測(cè)電路，用2n個(gè)不同的測(cè)試矢量去測(cè)試該電路的方法叫窮舉測(cè)試方法 窮舉測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn) 對(duì)非冗余組合電路中的故障提供100%的覆蓋率 測(cè)試生成簡(jiǎn)單 窮舉測(cè)試方法的缺點(diǎn)-對(duì)多輸入電路，測(cè)試時(shí)間過(guò)長(zhǎng) 窮舉測(cè)試法一般用于主輸入不超過(guò)20的邏輯電路 窮舉測(cè)試技術(shù)2 窮舉測(cè)試技術(shù)偽窮舉測(cè)試技術(shù)偽窮舉測(cè)試的基本原理-設(shè)法將電路分成若干子電路，再對(duì)每一個(gè)子電路進(jìn)行窮舉測(cè)試，使所需的

4、測(cè)試矢量數(shù)N大幅度減少，即N2n（n為電路主輸入） 如何對(duì)電路進(jìn)行分塊以盡可能減少測(cè)試矢量數(shù)目是偽窮舉測(cè)試的基本問(wèn)題之一 2 窮舉測(cè)試技術(shù)偽窮舉測(cè)試的舉例 1 系統(tǒng)組成（1）數(shù)字信號(hào)源作用和功能為數(shù)字系統(tǒng)的功能測(cè)試和參數(shù)測(cè)試提供輸入激勵(lì)信號(hào) 產(chǎn)生圖形寬度可編程的并行和串行數(shù)據(jù)圖形 產(chǎn)生輸出電平和數(shù)據(jù)速率可編程的任意波形 產(chǎn)生可由選通信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)控制的預(yù)先規(guī)定的數(shù)據(jù)流 1 系統(tǒng)組成（2）特征分析采用特征分析技術(shù)的必要性對(duì)各節(jié)點(diǎn)逐一地測(cè)試與分析使測(cè)試成本巨增 受封裝的限制，從多節(jié)點(diǎn)觀察測(cè)試響應(yīng)受到限制 內(nèi)測(cè)試的需要 特征分析技術(shù)-從被測(cè)電路的測(cè)試響應(yīng)中提取出“特征”（Signature），通過(guò)對(duì)

5、無(wú)故障特征和實(shí)際特征的比較進(jìn)行故障的偵查和定位 1 系統(tǒng)組成（2）特征分析由LFSR構(gòu)成的單輸入特征分析器若hi=0 表示連線斷開(kāi)，若hi=1，表示連線接通 1 系統(tǒng)組成（2）特征分析特征分析技術(shù)具有很高的檢錯(cuò)率 當(dāng)測(cè)試序列足夠長(zhǎng)時(shí)，特征分析的故障偵出率不低于 ，m為用作特征分析的LFSR的長(zhǎng)度。當(dāng)m=16 時(shí)，故障偵出率高達(dá)99.998% 由LFSR構(gòu)成的多輸入特征分析器(MISR) 1 系統(tǒng)組成（2）特征分析基于特征分析的數(shù)字系統(tǒng)故障診斷原理 被測(cè)電路的無(wú)故障特征或某種故障下的特征可通過(guò)電路的邏輯模擬或故障模擬獲得。通過(guò)事前的模擬建立好特征-故障字典，便可用于故障診斷。 1 系統(tǒng)組成（3）

6、邏輯分析邏輯分析用于測(cè)試和分析多個(gè)信號(hào)之間的邏輯關(guān)系 及時(shí)間關(guān)系 邏輯分析儀的特點(diǎn)通道數(shù)多 存儲(chǔ)容量大 可以多通道信號(hào)邏輯組合觸發(fā) 數(shù)據(jù)處理顯示功能強(qiáng) 2 數(shù)字信號(hào)源（1）數(shù)字信號(hào)源的結(jié)構(gòu)2 數(shù)字信號(hào)源（2）數(shù)據(jù)的產(chǎn)生序列存儲(chǔ)器在初始化期間寫(xiě)入了每個(gè)通道的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址由地址計(jì)數(shù)器提供。在測(cè)試過(guò)程中，在每一個(gè)作用時(shí)鐘沿上，計(jì)數(shù)器將地址加1 多路器可將多個(gè)并行輸入位轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)流。對(duì)于低速的數(shù)字信號(hào)源，多路器可以不要，從數(shù)據(jù)的每個(gè)數(shù)輸出可直接產(chǎn)生一個(gè)串行數(shù)據(jù)流 格式化器將數(shù)據(jù)流與時(shí)鐘同步 格式化器的輸出直接驅(qū)動(dòng)輸出放大器，放大器的輸出電平可編程 11.2.1 邏輯分析儀的特點(diǎn)與分類(lèi)1.

7、 邏輯分析儀的特點(diǎn): 輸入通道多 數(shù)據(jù)捕獲能力強(qiáng),具有多種靈活的觸發(fā)方式 具有較大的存儲(chǔ)深度,可以觀察單次或非周期信號(hào) 顯示方式豐富 能夠檢測(cè)毛刺2. 邏輯分析儀的分類(lèi):按工作特點(diǎn)分類(lèi): (1) 邏輯狀態(tài)分析儀 (2) 邏輯定時(shí)分析儀(294)按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分類(lèi): (1) 臺(tái)式邏輯分析儀 (2) 便攜式邏輯分析儀 (3) 外接式邏輯分析儀 (4) 卡式邏輯分析儀臺(tái)式邏輯分析儀TLA 612便攜式邏輯分析儀卡式邏輯分析儀外接式邏輯分析儀Agilent E9340A11.2.2 邏輯分析儀的組成原理邏輯分析儀的組成結(jié)構(gòu)如圖11-1所示，它主要包括數(shù)據(jù)捕獲和數(shù)據(jù)顯示兩大部分。信號(hào)輸入信號(hào)外時(shí)鐘采樣數(shù)據(jù)存

8、儲(chǔ)時(shí)鐘選擇內(nèi)時(shí)鐘觸發(fā)產(chǎn)生顯示控制CRT數(shù)據(jù)捕獲數(shù)據(jù)顯示邏輯分析儀原理結(jié)構(gòu)門(mén)限電平設(shè)定11.2.3 邏輯分析儀的觸發(fā)方式數(shù)據(jù)流：邏輯分析儀對(duì)被測(cè)信號(hào)連續(xù)采樣獲得的一系列數(shù)據(jù)。通道1通道8100.1100.1000.1000.0采樣時(shí)鐘000.0000.0100.0100.1100.0100.0采樣數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)流觸發(fā)的含義：由一個(gè)事件來(lái)控制數(shù)據(jù)獲取，即選擇觀察窗口的位置。跟蹤：采集并顯示數(shù)據(jù)的一次過(guò)程稱(chēng)為一次跟蹤 觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)窗口跟蹤開(kāi)始觀察窗口寬度：邏輯分析儀存儲(chǔ)深度1 組合觸發(fā) 組合觸發(fā)：多通道信號(hào)的組合作為觸發(fā)條件，即數(shù)據(jù)字觸發(fā)。 每個(gè)通道的觸發(fā)條件可為： “ 1 ” “ 0 ” “ x

9、”如：8個(gè)通道的組合觸發(fā)條件設(shè)為：“011010X1” 則：該8個(gè)通道中出現(xiàn)數(shù)據(jù)： 01101001 或01101011 時(shí)均觸發(fā)基本的 觸發(fā)跟蹤方式：觸發(fā)起始跟蹤 觸發(fā)終止跟蹤 觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)窗口跟蹤開(kāi)始 觸發(fā)起始跟蹤觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)窗口跟蹤結(jié)束 觸發(fā)終止跟蹤2 延遲觸發(fā)在數(shù)據(jù)流中搜索到觸發(fā)字時(shí)，并不立即跟蹤，而是延遲一定數(shù)量的數(shù)據(jù)后才開(kāi)始或停止存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，它可以改變觸發(fā)字與數(shù)據(jù)窗口的相對(duì)位置。 觸發(fā)字 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)窗口跟蹤開(kāi)始延遲數(shù)跟蹤結(jié)束 數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)窗口觸發(fā)字延遲數(shù)(a) 觸發(fā)開(kāi)始跟蹤加延遲(b) 觸發(fā)終止跟蹤加延遲3 序列觸發(fā)多個(gè)觸發(fā)字的序列作為觸發(fā)條件，當(dāng)數(shù)據(jù)流中按順序出現(xiàn)各個(gè)觸發(fā)

10、字時(shí)才觸發(fā)。導(dǎo)引條件使能第二級(jí)觸發(fā)第二級(jí)觸發(fā)字無(wú)效第二級(jí)觸發(fā)字有效第一級(jí)觸發(fā)B(導(dǎo)引條件)子程序C(觸發(fā)條件)主程序兩級(jí)序列觸發(fā)工作原理4 手動(dòng)觸發(fā)（隨機(jī)觸發(fā)）無(wú)條件的人工強(qiáng)制觸發(fā)，因此觀察窗口在數(shù)據(jù)流中的位置是隨機(jī)的。 5 限定觸發(fā)與門(mén)限定條件觸發(fā)識(shí)別數(shù)據(jù)流觸發(fā)信號(hào)限定條件觸發(fā)產(chǎn)生原理11.2.4 邏輯分析儀的顯示方式每個(gè)通道的信號(hào)用一個(gè)偽方波顯示，多個(gè)通道同時(shí)顯示。1 波形顯示2 數(shù)據(jù)列表顯示將每個(gè)通道采集到的值組合成數(shù)據(jù)，按采樣順序顯示。3 反匯編顯示地址（HEX）數(shù)據(jù)（HEX）操作碼操作數(shù)2000200320052006.21422006049723.LDLDSUBINC.HL，204

11、2B，04AHL.將數(shù)據(jù)流按照被測(cè)CPU指令系統(tǒng)反匯編后顯示。4 圖解顯示將屏幕X，Y方向分別作為時(shí)間軸和數(shù)據(jù)軸進(jìn)行顯示的一種方式。它將要顯示的數(shù)據(jù)通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器變?yōu)槟M量，按照存儲(chǔ)器中取出數(shù)據(jù)的先后順序?qū)⑥D(zhuǎn)換所得的模擬量顯示在屏幕上，形成一個(gè)圖像的點(diǎn)陣。（A） BCD數(shù)據(jù)序列的圖解顯示0510（B） 程序執(zhí)行的圖解顯示2000H20FFH主程序子程序循環(huán)程序圖解顯示11.2.5 邏輯分析儀的技術(shù)指標(biāo)及發(fā)展趨勢(shì)1 主要技術(shù)指標(biāo)定時(shí)分析最大速率。狀態(tài)分析最大速率。通道數(shù)。存儲(chǔ)深度。觸發(fā)方式。輸入信號(hào)最小幅度。輸入門(mén)限變化范圍。毛刺捕捉能力。2 發(fā)展趨勢(shì)分析速率、通道數(shù)、存儲(chǔ)深度等技術(shù)指標(biāo)也在不

12、斷提高 功能不斷加強(qiáng)。與時(shí)域測(cè)試儀器示波器的結(jié)合 ，提高混合信號(hào)分析能力向邏輯分析系統(tǒng)（Logic Analyze System）方向發(fā)展。11.2.6 邏輯分析儀的應(yīng)用1 硬件測(cè)試及故障診斷激勵(lì)信號(hào)被測(cè)電路邏輯分析儀例：ROM的指標(biāo)測(cè)試 數(shù)據(jù)發(fā)生器ROM邏輯分析儀頻率計(jì)地址數(shù)據(jù)外時(shí)鐘ROM 指標(biāo)參數(shù)測(cè)試?yán)好绦盘?hào)的測(cè)試分頻電路74LS138ABCG/G2A/G2B邏輯分析儀（a） 譯碼電路的測(cè)試（b） 譯碼電路輸出定時(shí)圖邏輯定時(shí)分析儀測(cè)試譯碼電路及其毛刺/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y72 軟件測(cè)試與分析邏輯分析儀也可用于軟件的跟蹤調(diào)試，發(fā)現(xiàn)軟硬件故障，而且通過(guò)對(duì)軟件各模塊的

13、監(jiān)測(cè)與效率分析還有助與軟件的改進(jìn)。例：分支程序的跟蹤03CF042D03F2通路A通路B分支程序的跟蹤測(cè)試通路B觸發(fā)條件（03F2）通路A導(dǎo)引條件（042D）11.4數(shù)據(jù)域測(cè)試的應(yīng)用11.4.1 誤碼率測(cè)試在數(shù)字通信系統(tǒng)中，誤碼率是一個(gè)非常重要的指標(biāo)。 1誤碼率概念誤碼率定義: 二進(jìn)制比特流經(jīng)過(guò)系統(tǒng)傳輸后發(fā)生差錯(cuò)的概率。測(cè)量方法： 從系統(tǒng)的輸入端輸入某種形式的比特流，用輸出，與輸入碼流比較，檢測(cè)出發(fā)生差錯(cuò)的位數(shù)，差錯(cuò)位數(shù)和傳輸?shù)目偽粩?shù)之比為誤碼率。2誤碼測(cè)試原理 誤碼儀由發(fā)送和接收兩部分組成，發(fā)送部分的測(cè)試圖形發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)已知的測(cè)試數(shù)字序列，編碼后送入被測(cè)系統(tǒng)的輸入端，經(jīng)過(guò)被測(cè)系統(tǒng)傳輸后輸出，進(jìn)入接收部分解碼；接收部分的測(cè)試圖形發(fā)生器產(chǎn)生相同的并且同步的數(shù)字序列，與接收到的信號(hào)進(jìn)行比較，如果不一致，便是誤碼；用計(jì)數(shù)器對(duì)誤碼進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后記錄存儲(chǔ)，分析后顯示測(cè)試結(jié)果。（1）測(cè)試圖形一般測(cè)試圖形選用偽隨機(jī)二進(jìn)制序列來(lái)模擬數(shù)據(jù)的傳輸，或用特殊的字符圖形來(lái)檢查圖形的相關(guān)性和臨界效果時(shí)間效應(yīng)。 根據(jù)特征多項(xiàng)式，使用異或門(mén)和移位寄存器即可產(chǎn)生偽隨機(jī)序列信號(hào) 例 511碼，特征多項(xiàng)式為 （2）誤碼檢測(cè)基本的誤碼檢測(cè)電路是異或門(mén)，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)圖形完全相同且同