80X86寻址方式与指令系统课件

第11章数字系统测试技术11.1数字系统测试的基本原理11.2逻辑分析仪11.4数据域测试的应用第11章数字系统测试技术11.1数字系统测试的基本原理11.1数字系统测试的基本原理11.1.1数字系统测试和数据域分析的基本概念

1数字系统测试和数据域测试的特点2几个术语3故障模型11.1数字系统测试的基本原理11.1.1数字系统测试和数1数字系统测试和数据域测试的特点◆电子测试的重要领域----数据域测试◆数据域测试的概念◆数字系统测试中的困难响应和激励间不是线性关系从外部有限测试点和结果推断内部过程或状态微机化数字系统的软件导致异常输出

系统内部事件一般不会立即在输出端表现

故障不易捕获和辨认1数字系统测试和数据域测试的特点◆电子测试的重要领域---2几个术语◆故障侦查/检测（FaultDetection）---判断被测电路中是否存在故障◆故障定位---查明故障原因、性质和产生的位置

◆以上合称故障诊断，简称诊断

◆缺陷---构造特性的改变◆失效---导致电路错误动作的缺陷◆故障---缺陷引起的电路异常，缺陷的逻辑表现

缺陷和故障非一一对应，有时一个缺陷可等效于多个故障2几个术语◆故障侦查/检测（FaultDetectio3故障模型◆故障的模型化与模型化故障（1）固定型故障（StuckFaults）

固定1故障(stuck-at-1)，s-a-1固定0故障(stuck-at-0)，s-a-0（2）桥接故障（BridgeFaults）◆桥接故障:两根或多根信号线间的短接3故障模型◆故障的模型化与模型化故障（1）固定型故障（St3故障模型（2）桥接故障（BridgeFaults）（3）延迟故障（DelayFaults）◆延迟故障:电路延迟超过允许值而引起的故障◆时延测试验证电路中任何通路的传输延迟不超过系统时钟周期3故障模型（2）桥接故障（BridgeFaults）（3故障模型（4）暂态故障（TemporaryFaults）类型：瞬态故障和间歇性故障瞬态故障

：电源干扰和α粒子辐射等原因造成间歇性故障：元件参数变化、接插件不可靠等造成3故障模型（4）暂态故障（TemporaryFaults11.1.2组合电路测试方法简介

1敏化通路法和D算法2布尔差分法11.1.2组合电路测试方法简介

1敏化通路法和D算法◆通路（Path）和敏化通路(SensitizedPath)（1）敏化通路法afy

0→10→10→11→01→01→0◆故障a

→f→g:故障传播或前向跟踪◆一致性检验或反相跟踪(BackwardTrace)电路的敏化过程1敏化通路法和D算法

1敏化通路法和D算法◆故障传播和通路敏化的条件

通路内一切与门和与非门的其余输入端均应赋于“1”值，而一切或门和或非门的其余输入端应赋于“0”值。

有扇出电路的敏化过程1敏化通路法和D算法◆故障传播和通路敏化

1敏化通路法和D算法◆扇出对敏化通路的影响，三种情况：单通路和多通路都产生测试矢量仅单通路能产生测试矢量仅多通路能产生测试矢量

小结◆

一维敏化不是一种算法◆对一特定故障寻找敏化通路时，还应考虑同时敏化多个单通路的可能组合---多维敏化

◆对于多维敏化，必须寻球一种真正的算法---

D算法1敏化通路法和D算法◆扇出对敏化通路的影

2敏化通路法和D算法（2）D算法◆简化了多通路敏化法◆容易用计算机实现

D：正常电路逻辑值为1，故障电路为0的信号D：正常电路逻辑值为0，故障电路为1的信号

①简化表

又称电路的原始立方-----简化的真值表

形成：逻辑门用它的输出顶点名称表示

门输出顶点的标号大于所有输入顶点的标号2敏化通路法和D算法（2）D算法◆简化了

2敏化通路法和D算法

基本门电路的简化表2敏化通路法和D算法

2敏化通路法和D算法

电路的简化表举例2敏化通路法和D算法

2敏化通路法和D算法

②

传递D立方描述正常功能块对D矢量的传递特性表明敏化通路的敏化条件对被测电路的一种结构描述

◆把元件E输入端的若干故障信号能传播至E的输出端的最小输入条件传递D立方◆构造传递D立方的Roth交运算规则

2敏化通路法和D算法②传递D立方

2敏化通路法和D算法

基本门电路的传递D立方②

传递D立方2敏化通路法和D算法

2）敏化通路法和D算法

③故障的原始D立方---元件E的输出处可产生故障信号D或D的最小输入条件区别：故障原始D立方实为激活故障的条件故障传递D立方为传播故障信号的条件2）敏化通路法和D算法③故障的原始D立

2布尔差分法◆用数学方法来研究故障的传播◆优点：普遍性、完备性、严格、简洁、明晰◆可以用于多输出电路及多故障的测试

2布尔差分法◆用数学方法来研究故障的传11.1数字系统测试的基本原理11.1.3时序电路测试方法简介

11.1数字系统测试的基本原理11.1.3时序电路测试方法11.1.3时序电路测试方法简介引言◆时序逻辑电路的测试比组合电路困难

时序电路中存在反馈，对电路的模拟、故障的侦查和定位带来困难时序电路中，t时刻的输出响应，既取决于t时刻的输入，又取决于在此以前的输入，甚至可能与从初始状态一直到时刻t的所有输入都有关系时序电路的存贮作用往往使电路中一个单故障相当于组合电路中的多故障，测试时序电路中一个故障不再是单个简单的测试矢量，而需要一定长度的输入矢量序列11.1.3时序电路测试方法简介引言◆时序逻辑电路的测试比11.1.3时序电路测试方法简介引言◆时序时序电路的测试生成需特别考虑既要处理逻辑相关性又要处理时序相关性需要特别处理诸如时钟线、反馈线、状态变量线等连线需要建立全电路正确的时序关系◆采用可测试设计和内建自测试技术可显著提高时序电路测试效率11.1.3时序电路测试方法简介引言◆时序时序电路的测试生

1迭接阵列

◆用于建立时序电路的组合化模型◆原理：将时序电路各时段上的函数关系空间上的函数关系组合电路的D算法等生成测试矢量

时序电路的一般模型1迭接阵列◆用于建立时序电路的组合化模

1迭接阵列

阵列单元模型形成：把反馈线断开，把某时刻的电路展开成一个阵列单元。阵列单元的输入是主输入X(j)和现态y(j)，输出是主输出Z（j）和次态y（j+1），把1，2，…，k各时刻的阵列单元串接起来，就组成一个迭接阵列模型。缺点：对大型时序电路，计算量太大1迭接阵列11.1数字系统测试的基本原理11.1.5数据域测试系统

1系统组成2数字信号激励源

11.1数字系统测试的基本原理11.1.5数据域

1系统组成◆数据域测试系统的组成1系统组成◆数据域测试系统的组成

1系统组成（1）数字信号源◆作用和功能为数字系统的功能测试和参数测试提供输入激励信号产生图形宽度可编程的并行和串行数据图形产生输出电平和数据速率可编程的任意波形产生可由选通信号和时钟信号控制的预先规定的数据流1系统组成（1）数字信号源◆作用和功能为数

1系统组成（2）特征分析◆采用特征分析技术的必要性对各节点逐一地测试与分析使测试成本巨增受封装的限制，从多节点观察测试响应受到限制内测试的需要◆特征分析技术---从被测电路的测试响应中提取出“特征”（Signature），通过对无故障特征和实际特征的比较进行故障的侦查和定位1系统组成（2）特征分析◆采用特征分析技术

1系统组成（3）逻辑分析◆逻辑分析用于测试和分析多个信号之间的逻辑关系及时间关系◆逻辑分析仪的特点通道数多

存储容量大可以多通道信号逻辑组合触发数据处理显示功能强1系统组成（3）逻辑分析◆逻辑分析用于测试11.2逻辑分析仪

主要内容:

逻辑分析仪的特点与分类

逻辑分析仪的基本组成原理

逻辑分析仪的触发方式

逻辑分析仪的显示方式

逻辑分析仪的主要技术指标与发展趋势

逻辑分析仪的应用11.2逻辑分析仪主要内容:11.2.1逻辑分析仪的特点与分类1.逻辑分析仪的特点:

输入通道多数据捕获能力强,具有多种灵活的触发方式具有较大的存储深度,可以观察单次或非周期信号显示方式丰富能够检测毛刺11.2.1逻辑分析仪的特点与分类1.逻辑分析仪的特点2.逻辑分析仪的分类:按工作特点分类:(1)逻辑状态分析仪(2)逻辑定时分析仪按结构特点分类:(1)台式逻辑分析仪(2)便携式逻辑分析仪(3)外接式逻辑分析仪(4)卡式逻辑分析仪2.逻辑分析仪的分类:按工作特点分类:台式逻辑分析仪TLA612台式逻辑分析仪TLA612便携式逻辑分析仪便携式逻辑分析仪卡式逻辑分析仪卡式逻辑分析仪外接式逻辑分析仪AgilentE9340A外接式逻辑分析仪AgilentE9340A11.2.2逻辑分析仪的组成原理逻辑分析仪的组成结构如图11-1所示，它主要包括数据捕获和数据显示两大部分。信号输入信号外时钟采样数据存储时钟选择内时钟触发产生显示控制CRT数据捕获数据显示逻辑分析仪原理结构门限电平设定11.2.2逻辑分析仪的组成原理逻辑分析仪的组成结构如图数据捕获包括采样、触发产生、数据存储部分。

原理:①输入与门限比较整形为ＴＴＬ电平②采样数据字与设置的触发字比较，两者符合触发产生③在触发信号作用下，对数据进行读写（数据存储）数据捕获包括采样、触发产生、数据存储部分。

原理:11.2.3逻辑分析仪的触发方式数据流：逻辑分析仪对被测信号连续采样获得的一系列数据。通道1通道8100….1100….1000….1000….0采样时钟000….0000….0100….0100….1100….0100….0采样数据数据流11.2.3逻辑分析仪的触发方式数据流：逻辑分析仪对被测触发的含义：由一个事件来控制数据获取，即选择观察窗口的位置。跟踪：采集并显示数据的一次过程称为一次跟踪触发字数据流数据窗口跟踪开始观察窗口宽度：逻辑分析仪存储深度触发的含义：由一个事件来控制数据获取，即选择观察窗口的位置。1．组合触发

组合触发：多通道信号的组合作为触发条件，即数据字触发。每个通道的触发条件可为：“1”“0”“x”如：8个通道的组合触发条件设为：“011010X1”则：该8个通道中出现数据：01101001或01101011时均触发1．组合触发组合触发：多通道信号的组合作为触发条件，即数基本的触发跟踪方式：触发起始跟踪触发终止跟踪触发字数据流数据窗口跟踪开始触发起始跟踪触发字数据流数据窗口跟踪结束触发终止跟踪基本的触发跟踪方式：触发起始跟踪触发终止跟踪触发字数2．延迟触发在数据流中搜索到触发字时，并不立即跟踪，而是延迟一定数量的数据后才开始或停止存储数据.因此触发开始跟踪加延迟，触发字位于数据观察窗口之外。

触发字数据流数据窗口跟踪开始延迟数跟踪结束数据流数据窗口触发字延迟数(a)触发开始跟踪加延迟(b)触发终止跟踪加延迟2．延迟触发在数据流中搜索到触发字时，并不立即跟踪，而是延3．序列触发多个触发字的序列作为触发条件，当数据流中按顺序出现各个触发字时才触发。导引条件使能第二级触发第二级触发字无效第二级触发字有效第一级触发B(导引条件)子程序C(触发条件)主程序两级序列触发工作原理3．序列触发多个触发字的序列作为触发条件，当数据流中按顺序4．手动触发（随机触发）无条件的人工强制触发，因此观察窗口在数据流中的位置是随机的。5．限定触发与门限定条件触发识别数据流触发信号限定条件触发产生原理4．手动触发（随机触发）无条件的人工强制触发，因此观察窗口11.2.4逻辑分析仪的显示方式每个通道的信号用一个伪方波显示，多个通道同时显示。1．波形显示11.2.4逻辑分析仪的显示方式每个通道的信号用一个伪方2．数据列表显示将每个通道采集到的值组合成数据，按采样顺序显示。2．数据列表显示将每个通道采集到的值组合成数据，按采样顺序3．反汇编显示地址（HEX）数据（HEX）操作码操作数2000200320052006...21422006049723...LDLDSUBINC...HL，2042B，04AHL...将数据流按照被测CPU指令系统反汇编后显示。3．反汇编显示地址（HEX）数据（HEX）操作码操作数204．图解显示将屏幕X，Y方向分别作为时间轴和数据轴进行显示的一种方式。它将要显示的数据通过D/A转换器变为模拟量，按照存储器中取出数据的先后顺序将转换所得的模拟量显示在屏幕上，形成一个图像的点阵。（A）BCD数据序列的图解显示0510（B）程序执行的图解显示2000H20FFH主程序子程序循环程序图解显示4．图解显示将屏幕X，Y方向分别作为时间轴和数据轴进行显示11.2.5逻辑分析仪的技术指标

主要技术指标①定时分析最大速率。②状态分析最大速率。③通道数。④存储深度。⑤触发方式。⑥输入信号最小幅度。⑦输入门限变化范围。⑧毛刺捕捉能力。11.2.5逻辑分析仪的技术指标

主要技术指标①定时分11.2.6逻辑分析仪的应用1．硬件测试及故障诊断激励信号被测电路逻辑分析仪例：ROM的指标测试数据发生器ROM逻辑分析仪频率计地址数据外时钟ROM指标参数测试11.2.6逻辑分析仪的应用1．硬件测试及故障诊断激励例：毛刺信号的测试分频电路74LS138ABCG/G2A/G2B逻辑分析仪（a）译码电路的测试（b）译码电路输出定时图逻辑定时分析仪测试译码电路及其毛刺/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7例：毛刺信号的测试分频74LS138ABCG/G2A/G2B2．软件测试与分析逻辑分析仪也可用于软件的跟踪调试，发现软硬件故障，而且通过对软件各模块的监测与效率分析还有助与软件的改进。例：分支程序的跟踪03CF042D03F2通路A通路B分支程序的跟踪测试通路B触发条件（03F2）通路A导引条件（042D）2．软件测试与分析逻辑分析仪也可用于软件的跟踪调试，发现软11.4数据域测试的应用11.4.1误码率测试

在数字通信系统中，误码率是一个非常重要的指标。

1．误码率概念误码率定义:

二进制比特流经过系统传输后发生差错的概率。测量方法：

从系统的输入端输入某种形式的比特流，用输出，与输入码流比较，检测出发生差错的位数，差错位数和传输的总位数之比为误码率。11.4数据域测试的应用11.4.1误码率测试2．误码测试原理误码仪由发送和接收两部分组成，发送部分的测试图形发生器产生一个已知的测试数字序列，编码后送入被测系统的输入端，经过被测系统传输后输出，进入接收部分解码；接收部分的测