Устройство для функционально-параметрического контроля логических элементов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее генератор импульсов, первьй счетчик, коммутатор, соединенный первыми входами с выходами первого счетчика, первыми выходами - с клеммами для подключения выводов контролируемого логического элемента, дешифратор, соединеиньй входами с вторыми выходами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресныьш входами соответственно с третьими и четвертыми выходами коммутатора , и сигнатурньй анализатор, соединенный первым информационным входом с выходом мультиплексора, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены делитель частоты, второй и третий счетчики, первые и вторые формирователи логических уровней, RS -триггер , программируемый источник питания , датчик тока потребления, компаратор , анализатор неисправности, блок нагрузок и блок управления, соединенный первым выходом с установочными входами третьего счетчика и анализатора неисправности, вторыми выходами - с блокирующими входами делителя частоты, третьего счетчика и анализатора неисправности, третьими выходами - с информационными входами второго счетчика, четвертым выходом - со стробирующим входом анализатора неисправности, пятыми выходами - с управляющими входами программируемого источника питания , первыми входами - с выходами третьего счетчика, вторым входом с выходом -делителя частоты, счетным входом первого счетчика и S-входом RS-триггера, выход которого соединен с синхровходом сигнатурного анализатора н блокирующим входом второго счетчика, соединенсл ного выходом переполнения с R -входом RS-триггера, счетным входом с выходом генератора импульсов и счетным входом делителя частоты, пятые выходы коммутатора соединены с счетным входом третьего счетчика и старт-стопным входом сигнатурного и анализатора, выходы которого соединены с первыми информационными входами анализатора неисправности, вторые информационные входы - с шесо: тыми выходами коммутатора, соедисл ненного третьими выходами с входами блока нагрузок, седьмым выходом - с первым входом компаратора, . выход которого соединен с вторым информационным входом анализатора неисправности,а второй вход через датчик тока потребления - с общей шиной устройства и непосредственно - с одним выходом программируемого источника питания, соединенного вторым выходом с клеммой для подключения вывода питания контро

COIO3 СОВЕТСКИХ

С00ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 4(5!) G О! R 3 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

По ДЕЛАМ ИаОИЧ=ТЕНИй И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ (21) 3471781/18-24 (22) 19.0?.82 (46) 15.02.85. Бюл. ¹ 6 (72) Й.И.Поутанен (53) 621.382.82(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 3?8852, кл. G 06 F 11/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 830391, кл. G 06 F 11/26, 1979 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, коммутатор, соединенный первыми входами с выходами первого счетчика, . первыми выходами — с клеммами для подключения выводов контролируемого логического элемента, дешифратор, соединенный входами с вторыми выходами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресными входами соответственно с третьими и четвертыми выходами коммутатора, и сигнатурный анализатор, сое,диненный первым информационным входом с выходом мультиплексора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, в устройство введены делитель частоты, второй и третий счетчикй, первые и вторые формирователи логических уровней, К5 -триггер, программируемый источник питания, датчик тока потребления, компаратор, анализатор неисправности, блок нагрузок и блок управления, соединенный первым выходом с установочиыми входами третьего счетчика и анализатора неисправности, вторыми выходами — с блокирующими входами делителя частоты, третьего счетчика и анализатора неисправности, .третьими выходами — с информационными входами второго счетчика, четвертым выходом — со стробирующим входом анализатора неисправности, пятыми выходами — с управляющими входами программируемого источника питания, первыми входами — с выходами третьего счетчика, вторым входом— с выходом -делителя частоты, счет— ным входом первого счетчика и 5j-входом RS -триггера, выход которого соединен с синхровходом сигнатур— ного анализатора и блокирующим входом второго счетчика, соединенного выходом переполнения с R -входом Ю-триггера, счетным входом— с выходом генератора импульсов и счетным входом делителя частоты, пятые выходы коммутатора соединены с счетным входом третьего счетчика и старт-стоиным входом сигнатурного анализатора, выходы которого соединены с первыми информационными входами анализатора неисправности, .вторые информационные входы - с шестыми выходами коммутатора, соединенного третьими выходами с входами блока нагрузок, седьмым выхо— дом — с первым входом компаратора, выход которого соединен с вторым информационным входом анализатора неисправности,а второй вход через датчик тока потребления — с общей шиной устройства и непосредственно — с одним выходом программируемого источника питания, соединенного вторым выходом с клеммой для подключения вывода питания контро1 140065 лируемого логического элемента, вторые входы коммутатора связаны через соответствующие первые и вторые формирователи логических уровней соответственно с выходами первого счетчика и дешифратора, управляющие входы первых и вторых формирователей логических уровней соединены с соответствующими входными клеммами устройства.

2 . YCTpOHCTBO HO B 1, O т JI H ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит формирователь сигнала сброса, формирователь сигналов управления, формирователь импульсов записи, программатор источника питания, индикатор и элемент ИЛИ, выход которого соединен с одним из вторых выходов блока, первый вход

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля логических элементов, например, микросхем и плат с микросхемами. 5

Известно устройство для контроля схем цифровых вычислительных,машин, содержащее блок ввода, регистр задания и хранения информации, коммутатор, блок сравнения, компаратор, блок управления и блок эталонов 13.

Недостатки известного устройства— его сложность и ограниченные функциональные возможности вследствие отсутствия динамического контроля.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для функционально-параметрического контроля логических элементов, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, коммутатор, соединенный первыми выводами с выходами первого счетчика, вторыми выводами— с клеммами для подключения .выводов 25. контролируемого логического элемента, дешифратор, соединенный входами с третьими выводами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресными входами соответственно с четвертыми и пятыми выводами коммутатора и сигнатурный аналис пятым входом блока, второй вход с другим вторым выходом блока и первым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого соединен с четвертым выходом блока, первые входы — с четвертыми входами блока, а вторые входы— с входами индикатора и первыми входами блока, первая группа которых соединена с входами программатора источника питания, вторая группа — с информационными входами формирователя импульсов записи, синхровход которого соединен с вторым входом блока, а выходы — с третьими выходами блока, соединенного третьим входом с входом формирователя сигнала сброса, выход которого соединен с первым выходом блока.

2 I затор, соединенный первым информационным входом с выходом мультиплексора <2j .

Г

Недостатком известного устройства является низкая достоверность контроля из-за невозможности контроля динамических параметров и тока потребления и невозможности автоматического изменения .напряжения питания в процессе контроля.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для функционально-параметрического контроля логических элементов, содержащее генератор импульсов, первый счетчик, коммутатор, соединенный первыми входами с выходами первого счетчика, первыми выходами — с клеммами для подключения выводов контролируемого логического элемента, дешифратор, соединенный входами с вторыми выходами коммутатора, мультиплексор, соединенный информационными и адресными входами соответственно с третьими и четвертыми выходами коммутатора, и сигкатурный анализатор, соединенный первым информационным входом с выходом мультиплексора, введены делитель частоты, второй

3 11400 и третий счетчики, первые и вторые формирователи логических уровней, RS-триггер, программируемый источник питания,,датчик тока потребления, компаратор, анализатор неисправности, 5 блок нагрузок и блок управления, соединенный первым выходом с установочными входами третьего счетчика и анализатора неисправности, вторьвж выходами. — с блокирующими входами делителя частоты, третьего счетчика и анали атора неисправности, третьими выходами. - с информационными входами второго счетчика, .четвептым выходом — со стробирующим

15 входом анализатора неисправности, пятыми выходами — с управляющими входами программируемого источника питания, первыми входами — с выходами третьего счетчика, вторым входом — с выходом делителя частоты, 20 счетным входом первого счетчика и S-входом RS-триггера, выход которого соединен с синхровходом сигнатурного анализатора и блокирующим

25 входом второго счетчика, соединенного выходом переполнения с К-входом RS-триггера, счетным входом— с выходом генератора импульсов и счетным входом делителя частоты, пя тые выходи коммутатора соединены с счетным входом третьего счетчика и старт-стопным входом сигнатурного анализатора, выходы которого соединены с первыми информационными входами анализатора неисправности, 35 вторые информационные входы — с mecтыми выходами коммутатора, соединенного третьими выходами с входами блока нагрузок, седьмым выходом — с первым входом компаратора, выход 4О которого соединен с вторым информационным входом анализатора неисправности, а второй вход через датчик тока потребления — с общей шиной устройства и непосредственно — .с одним выходом программируемого источника питания, соединенного вторым выходом с клеммой для подключения вывода питания контролируемого логического элемента, вторые входы коммутатора связаны через соответствующие первые и вторые формирователи логических уровней соответственно с выходами первого счетчика и дешифратора, управляющие входы первых 55 и вторых формирователей логических уровней соединены с соответствующими входными клеммами устройства.

65 4

Блок управления содержит формирователь сигнала сброса, формирователь сигналов управления, формирователь импульсов записи, программатор источника питания, индикатор и элемент

ИЛИ, выход которого соединен с одним из вторых выходов блока, первый вход — с пятым входом блока, второй вход — с другим вторым выходом блока и первым выходом формирователя сигналов управления, второй выход которого соединен с четвертым выхо1дом блока, первые входы — с четвертыми входами блока, а вторые входы— с входами индикатора и первыми входами блока, первая группа которых соединена с входами программатора источника питания, вторая группа — с информационными входами формирователя импульсов записи, синхровход которого соединен с вторым входом блока, а выходы — с третьими выходами блока, соединенного третьим входом с входом формирователя сигнала сброса, выход которого соединен с первым выходом блока.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства на фиг.2 — структурная схема блока управленля и связи его с другими блоками устройства.

Устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель частоты 2, первый счетчик 3, дешифратор 4, первые 5-1 — 5-в и вторые 6-1 — 6 — tn. формирователи логических уровней, коммутатор 7, мультиплексор 8, сигнатурный анализатор 9, второй счетчик

10, RS-триггер 11, третий счетчик 12 блок 13 управления, программируемый источник 14 питания, датчик 15 тока потребления, компаратор 16, анализатор 17 неисправности и блок нагрузок 18.

Блок 13 управления содержит формирователь 19 сигналов сброса, формирователь 20 сигналов управления,формирователь 2 1 импульсов записи, программатор 22 источника питания, индикатор 23, элемент 24 "ИЛИ" и контролируемый логический элемент 25.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью элементов коммутации, например перемычек на сменном коммутаторе 7 и кнопочных переключателей, входящих в блок 13, задаются необходимые для!

140065 контроля данного типа логических элементов соединения блоков устройства, эталонная сигнатура, поступающая на вторые информационные входы анализатора 9, и граничное значение задержки распространения сигнала. Г

Совместимые входы контролируемого логического .элемента 25 подключаются на коммутаторе 7 через формирователи 5 непосредственно к выходам с счетчика 3, несовместимые входы (т.е. такая группа входов, на которые, например, недопустимо подавать одновременно нуль), если они имеются, подключаются через формирователи 6 к выходам дешифратора 4.

Если, например, количество информационных входов мультиплексора 8 2 (это значит, что количество адресных входов мультиплексора 3 20 и что количество выходов элемента 25 должно быть не более 2 ) и если конкретный ти элемента 25 имеет i совместимых входов, то при помощи коммутатора 7 входы элемента 25 через 25 формирователи 5 можно подключить к первым разрядам счетчика 3, адресные входы мультиплексора — к разрядам 1+1, i+2 — 1+6, стартстопный вход сигнатурного. анализа- щ тора 9 и счетный вход счетчика 12— к одному и тому же разряду 1 + 1 + того же счетчика.

На коммутаторе 7 задается также граничное значение тока потребления . элемента 25 по цепи питания, поступающее на первый вход коммутатора 16.

Для пуска устройства на вход блока 13 подается сигнал обеспечиваю9

40 щий через формирователь 19 сброс в иоходное состояние анализатора 17 неисправности и счетчика 12, в связи с чем g вторых выходов блока 13 (e выхода элемента 24 и второго выхода .формирователя 20) на блокирую45 щие входы делителя частоты 2, счетчика 14 и анализатора 17 поступают сигналы, разрешающие работу устройства, После запуска по одному и тому же фронту каждого выходного импульса делителя частоты 2 добавляется единица в счетчик 3, устанавливается в состояние "1" триггер 11 и стробируется формирователь 21, записывающий код, соответствующий допустимому (граничному) значению задержки сигнала, в счетчик 10.

Изменением выходного кода счетчика 3 осуществляется полный перебор стимулирующих входных воздействий на входах элемента 25.

Дешифратор 4 обеспечивает задание на несовместимые входы элемента 25воздействий в необходимые по временной диаграмме моменты времени. Формирователи 5 и 6 формируют необходимые уровни входных сигналов для элемента 25 в зависимости от управляющих сигналов на их входах.

Если ко входам логического элемента 25 подключены 1 младших разрядов счетчика 3, полный цикл стимуляции элемента 25 составляет 2" различных воздействий. При этом в первом цикле стимуляции на выходах разрядов j +I, i +2 — 1+ 1 счетчика 3 поступает логический коль, в связи с чем, на адресные входы мультиплексора 8 поступает код 00 — О, что приводит к подключению первого выхода элемента 25 ко входу анализатора 9.

При последующих циклах стимуляции код, поступающий на адресные входы мультиплексора 8, возрастая каждый раз на единицу, принимает все значения от 00-01 до 11--1, что приводит к последовательному подключению всех выходов элемента 25 ко входу сигнатуркого анализатора 9.

Полученный таким образом на входе анализатора 9 последовательный код по заднему фронту импульса, поступающего на сикхровход с выхода триггера 11, преобразуется в анализатор 9 в шестнадцатиразрядную двоичную сигнатуру, характеризующую все выходы элемента 25 по всем входным воздействием. Количество циклов стимуляции элемента 25, определяемое продолжительностью "окна" (логического нуля) на старт-стопном входе анализатора 9, подключенном к разряду i+i+1 счетчика 3, при этом, не меньше числа выходов элемента 25.

Положение заднего фронта синхроимпульса определяется кодом, записываемым в счетчик 10, и задается при каждом очередном воздействии срабатыванием триггера 11 и счетчика 10.

Этим обеспечивается контроль задержки распространения сигнала элемента

25 следующим образом.

Одновременно с добавлением единицы в счетчик 3 дополнительный код допустимой задержки записывается s

7 1 1400 счетчик 10, а триггер 11 устанавливается в состояние "1". До тех пор, пока на блокирующий вход счетчика 10 поступает сигнал "1", счетчик 10 считает импульсы, поступающие на его 5 вход от генератора 1, дополняя код, записанный в счетчик 10. По импуль-. су переполнения счетчика 10 триггер 11 переключается в состояние

"0", в связи с чем счетчик 10 останавливается. Переходом выходного сигнала триггера 11 из состояния "1" в состояние "0" разрешается (синхронизируется и стробируется) работа анализатора 9. Если за время дополнения счетчика 10 до максимального кода элемента 25 не успел сформировать на своем выходе соответствующий данному входному воздействию логический уровень, т.е. он не годен 20 по быстродействию, то сигнатура, полу ченная в анализаторе 9, не совпадает с эталонной.

Указанная последовательность работы обеспечивает функциональный контроль и контроль задержки распространения по заданному пределу допус. тимых значений последовательно по каждому выходу элемента 25 для каждо-! го входного воздействия. 30

После получения первой суммарной сигнатуры элемента 25 по всем его выходам сигнал, поступающий с разряда 1 + 5 + 1 счетчика 3 на стартстопный вход анализатора 9, изменяется с логического нуля на единицу. В результате формирователь сигнатур анализатора 9 останавливается, полученная сигнатура сравнивается

40 с эталонной и переписывается из формирователя сигнатур в регистр индикации, после чего автоматически формирователь сигнатур сбрасывается.

Когда на старт-стопном входе ана45 лизатора 9 и счетном входе счетчика 12 появляется вновь логический нуль, в счетчик 12 добавляется единица и начинается новый цикл работы устройства: формируется новая сигна-. тура, которая при состоянии "1" на старт-стопном входе, в анализаторе 9 сравнивается с эталонной сигнатурой, Результат сравнения поступает на первый информационный вход анализатора 17 неисправности, который, в случае неравенства указанных сигнатур, по стробирующему сигналу, поступающему с четвертого выхода

65 8 блока 13, выдает сигнал "Брак" на индикацию, на выход устройства и на элемент 24 блока 13. Сигнал "Брак" через элемент 24 передается на блокирующие входы делителя 2 и счетчика 12 останавливая дальнейшую работу устройства.

После многократного повторения цикла получения сигнатуры элемента 25, которое производится для повышения достоверности результата контроля, когда выходной код счетчика 12 будет равен заданному коду, на втором выходе формирователя 20, настроенном на этот код, появляется сигнал "Конец", останавливающий через элемент 24 делитель 2 и счетчик 12 и разрешающий анализатору 17 выдать сигнал ™Годен" на индикацию и выход устройства.

Код допустимой задержки распространения сигнала в элементе 25, записываемый из формирователя 21 в счетчик 10, может быть сформирован, например кнопочным переключателем, входящим в состав формирователя 21, или формироваться (различной величины) в соответствии с выходным кодом счетчика 12. В последнем случае имеется возможность измерения задержки распространения сигналов в элемен:те 25, так как величина этого кода может уменьшаться от одного цикла получения сигнатуры к другому до тех пор, пока анализатор 17 не даст ре- . зультат "Брак". При этом код измеренной величины задержки высвечивается индикатором 23.

Возможность записи кода допустимой задержки в счетчик 10 в зависимости от кода счетчика 12, при соответствующей коммутации старт-стопного входа;. анализатора 9 и счетного входа счетчика 12 к выходам счетчика 3, позволяет осуществить контроль saдержки по каждому выходу элемента 25 в отдельности с заданием собственных допустимых значений задержки.

Нредпагаемое устройство обеспечивает в процессе получения каждой очередной сигнатуры в анализаторе 9 нзменение напряжения питания элемента 25. Величина напряжения питания задается в том или ином цикле в зависимости от выходного кода счетчика

12, в соответствии с которым программатор 22 задает соответствующие

ll4O065

l0 сигналы на управляющие входы программируемого источника питания 14.

При изменении напряжения питания контролируется ток потребления элемента 25. Для этого используется ком-. паратор 16, сравнивающий величину тока, поступающую с датчика 15, с граничным значением, заданным на коммутаторе 7. Если ток, потребляемый элементом 25, превысит заданный . уровень, компаратор 16 выдает, сигнал негодности на анализатор 17 формирующий сигнал "Брак", останавливающий устройство и индицирующнй признак негодности по току потребления, Так как входы программатора 22 подключены к группе выходов счетчика 12, индикатор 23 при этом показывает, при каком напряжении питания ток потребления превысил заданное граничное значение.

Для повторного пуска устройства необходимо через формирователь 19 осуществить сброс анализатора 17 и счетчика 12. Блок нагрузок обеспечивает нагрузку выходов элемента 25 до номинальной величины.

Целесообразно для каждого типа контролируемых логических элементов изготовить сменный коммутатор.

В качестве сменного коммутатора

Б может быть применена ответная часть многоконтактного разъема с перемычками °

Для каждой группы логических элементов, выходные параметры которых одинаковы (например серия микросхем), целесообразно изготовить сменный блок нагрузок.

Предлагаемое устройство позволяет одновременно с контролем функциони15 рования осуществлять контроль задержки распространения сигналов и тока потребления логического элемента при различных нагрузках н уровнях входных сигналов и изменяющемся от

29 цикла к циклу напряжении питания.

Все зто существенно повышает достоверность контроля. При помощи предлагаемого устройства возможен также контроль задержки распространения

25 сигналов при автоматически изменяющемся допустимом (пороговом) значении задерлпси распространения сигнала, что позволяет не только контролировать, но и измерять задержку.!

140065

1140065

Составитель Е.Ворсобина

Техред Л.Иартяшова Корректор С.Черни

Редактор N.Toâòèí

Заказ 258/35

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4