Принципи роботи, будови цифрових логічних схем. Пошук несправностей в цифрових схемах

1. Несправності цифрових пристроїв.  Класифікація несправностей

Призначенням  цифрових  пристроїв  є  перетворення й зберігання інформації в складі систем обробки даних і  керування. Сигнали на входах і виходах елементів  цифрових пристроїв можна характеризувати логічними значеннями. Під логічним значенням сигналу  розуміють деякий діапазон  рівнів напруги. Залежно  від  використовуваних електронних  компонентів: ТТЛ, ЕЗЛ, КМОН - логічному  0 і 1 зіставляють конкретні  значення діапазонів, у межах яких можуть перебувати рівні напруг 0 і 1. У пристроях із шинною організацією під логічним значенням розуміють також вихід елемента в стан високого імпедансу (z стан). Під параметричним значенням сигналу  розуміють типове, мінімальне  й максимальне значення:  рівнів напруги (U), струму (I), часу затримки сигналу при проходженні його через компонент.

Таблиця 1 –  Класифікація несправностей відповідно до їх ознак

Під несправністю цифрового пристрою розуміють зміни в пристрої, що викликані дефектом.  На функціональному рівні  дефект проявляється, якщо замість очікуваного  0 на виході пристрою  з'являється 1 або замість  1 з'являється 0. Класифікація несправностей наведена в таблиці 1. З огляду на незалежність розподілу,  наведені класи несправностей можуть застосовуватися в різних сполученнях залежно від конкретних дефектів.  Кожний конкретний дефект характеризують набором  класів.

Суттєві несправності  змінюють  функціональну модель пристрою, несуттєві – не змінюють.

До константних несправностей відносять несправності,  обумовлені такими дефектами, як обрив друкованих провідників або  відсутність пайки  логічного контакту  мікросхеми, коротке замикання логічних кіл з колами живлення або землі.  Константні  несправності можуть бути несуттєвими.     Під несправністю  логічних елементів  розуміють зміна функції логічного  елемента.

Клас замикань  з'єднань обумовлений  таким дефектом,  як коротке замикання логічних  кіл. Цей клас  характеризується появою в логічній схемі нових елементів - монтажної логіки.

У результаті короткого замикання комбінаційна схема може перетворитися в елемент пам'яті.

До стійких  несправностей відносять  несправності, які з'являються не пізніше початку й зникають не раніше кінця діагностування. Нестійкі несправності можуть  з'являтися й/або  зникати пізніше початку й раніше кінця діагностування.

По кратності розрізняють одиночні й n-кратні  несправності.

Несправності, що приводять до логічно тотожних  схем, називають нерозрізненими.