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关于数字电路相关论文范本,与数字电路在线故障检测技术相关论文摘要
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状态下进行的.检测人员通过选择一个离线的子系统,在具有充足时间的情况下对其进行测试.然而非并发性测试无法检测数字电路的瞬态故障及间歇性故障.并发测试是在被测部位与电路系统正常运行的情况下同时进行的,从而完成电路故障检测.5.1在线内建自测技术
在数字电路在线故障检测技术方法中,在线内建自检测技术对昂贵的外部设备依赖程度低、故障检测覆盖率高等特点,因此一直备受国内外学者青睐.在线内建自测技术主要用于数字电路的非并发测试,是在数字电路的工作间隙完成对电路的检测的,和传统的只能在离线状态下对电路进行测试的检测方法不同,在线内建自测试可以在电路正常运行时完成对数字电路的故障检测.值得注意的是,使用在线内建自测技术对数字电路进行测试,必须要在电路正常运行的前提下进行.
在线内建自测技术的基本结构如图一所示.当选择器出现的输入是上一级电路的输出响应时,则不进行电路检测.当被测电路处于运转间隙的阶段时,被测电路的输入来源于测试向量发生器,随后对被测电路的输出响应和被测电路的期望值进行对比.若被测电路的输出响应和电路的期望值一样,则说明被测电路无故障存在；反之,则说明被测电路有故障存在.
传统的内建自测技术只能在离线状态下对数字电路进行故障检测,而在线内建自测技术与传统的技术相比,能在数字电路正常工作的情况下进行故障检测,并且能减少数字电路对昂贵的外部设备的依赖,为客户解决I/O端口数量有限的问题,还能降低故障测试时对数字电路造成的损耗.
5.2全自检在线检测技术
全自检在线测试技术主要由全自检功能模块和全自检检验器两部分组成.全自检功能模块就是被测数字电路,并且要求被测电路中只允许发生单向故障.单向故障主要指数字电路内部的故障导致电路的个别输出由零变为一,或由一变为零的情况,但这两种情况不允许同时发生.在数字电路故障中,单向故障发生的概率较高.在数字电路正常运行时,全自检功能模块接上一级电路的输出响应,对电路的输出进行编码,与此同时,全自检功能模块以自身输出响应电路系统.
全自检检验器主要是根据编码特性对数字电路的编码输出进行检测的.所谓“编码特性”,就是将全自检检验器的编码与数字电路使用的编码对应.比较常见的做法是检测全自检功能模块的编码输出是否存在双尾码.若数字电路输出的是双尾码且只包括{0,1}或{1,0}的编码,则说明数字电路无故障；若数字电路输出的编码包含{0,0}或{1,1}的其中一组,则说明数字电路存在故障.
使用全自检在线检测技术检测数字电路的故障问题,不仅能快速检测出数字电路存在的故障,还能对自身的电路进行故障检测.在全自检在线检测技术电路自身无故障的情况下,数据栏中的电路输出f和g保持双尾码构成形式,因此说明全自检电路无故障.而当校验位补码生成器中出现固定0型故障时,利用全自检技术可以对自身电路进行检测,若数据栏中的电路输出f和g出现了非双尾码的情况,此时说明全自检技术自身出现故障.由于全自检在线检测技术同时具有检测数字电路和检测自身电路故障的优势,因此被运用到航空领域和医疗领域等对可靠性要求极高的场合.全自检在线检测技术的运行原理如图二所示.
5.3扫描设计在线检测技术
在数字电路的日常应用中,时序电路出现比重相对较大,且一直呈上升趋势,而扫描设计在线检测技术在时序电路故障测试中能快速检测故障,因此扫描设计在线检测技术是当前数字电路设计领域中被广泛运用的具有较高可测性的检测技术.扫描设计的在线检测技术的大体思路是把时序电路分成组合电路与寄存器两个部分,随后使用扫描设计的寄存器替换原有的寄存器,从而形成一个或多个长的移位寄存器链,使时序电路的内部关键节点能够被检测人员观察和控制.
扫描设计在线检测技术主要分为全扫描和部分扫描两大部分.全扫描是指把数字电路中全部的寄存器连接成移位寄存器链；部分扫描是指把数字电路中部分寄存器连接成寄存器链.扫描设计在线检测技术在检测时,通常运用带多路选择器的D型触发器,把时序电路内部的寄存器连接成移位寄存器链,换言之就是将寄存器连接成内部扫描链.扫描设计在线检测技术的有效运用,能够很好的完成数字电路的非并发测试.在数字电路进行工作运行前,先要对各个扫描单元进行自检测.当控制信号显示为11时,把每个扫描单元的功能DFF串联起来进行测试.测试数据将从SI端口输入,先后经过选择器B―功能DFF―选择器C,最终从SO端口输出.如果从SI端口输入的数据与从SO端口输出的数据一致,就说明数字电路各个单元相关的功能DFF不存在故障.当控制信号显示为00时,把每个扫描单元的功能DFF串联起来进行测试.测试数据将从SI端口输入,先后经过选择器A―测试DFF―选择器C―SO端口输出.如果从SI端口输入的数据与从SO端口输出的数据一致,就说明数字电路各个单元相关的测试DFF不存在故障.测试DFF的测试过程与扫描移入或移出的控制信号一致,并且能够与数字电路正常运行同时进行,从而实现非并发测试.
本文选用ISCAS’89集中的s298进行非并发在线测试,具体测试情况如表一、表二所示.s298中有三个输入端口,六个输出端口以及十四个D型触发器.本次非并发在线测试于s298运行三个周期后进行测试,测试完成后继续运行两个周期.把测试电路的输出情况与在同等初始状态下的直接运行四个周期的数字电路进行对比.表格中的“运行一”代表第一个运行周期,“测试一”表示第一个测试周期.“测试DFF”代表电路各个单元的测试DFF运行情况,把各个DFF的数据写在一起,转化成十六进制.
经过测试发现,表二中s298进行测试时的运行情况与表一中s298无测试时的运行情况基本吻合,数字电路的运行情况没有因非并发测试而改变,因此证明扫描设计在线检测技术在对数字电路进行非并发测试是可行的.
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6结语
综上所述,随着我国科学技术的高速发展,数字电路已经被广泛运用到人们的日常生活中,而对数字电路的故障检测也变得尤为重要.在传统的数字电路检测方法无法满足社会需要的背景下,可以使用在线内建自测技术、全自检在线检测技术、扫描设计在线检测技术等新型的数字电路在线维修技术,及时解决已经出现或可能出现的电路故障,对提高数字电路检测和维修的效率具有重要意义.因此,数字电路的故障检测技术必须要不断完善,才能更好的适应社会发展的需求,为人们的日常生活提供便利条件.
参考文献
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作者单位
漳州职业技术学院福建省漳州市363000
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