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数据域测量

[拼音]:shujuyu celiang

[外文]:data-do in measurement

对数字系统逻辑特性进行的测量,主要用以对数字系统的故障进行侦查、定位或诊断。数据域测量是60年代末和70年代初发展起来的测量技术。

数字系统所处理的二进编码脉冲序列通常称为数据。集成化数字电路特点之一是内部电路复杂而外部可测点甚少,因而要求在一定的输入数据样式下,在有限输出点上测量输出数据样式,从而推断电路内部发生的事件。这就是所谓数据域测量,它同经典的时域测量与频域测量根本不同。另外,数字系统内部故障所引起的现象,往往要经过相当长时间(许多个机器操作周期)才能在输出上表现出来,而在某些情况下也可能不表现出来,用经典的时域或频域测量仪器(如示波器等)是无法测出的。因此,需要发展一套新的测量技术和测量仪器。

数字电路中,由于材料和工艺上的缺陷而引起电路的异常动作称为故障。故障是缺陷的逻辑表现。发现故障的存在称为故障侦查;确定故障发生的部位,称为故障定位;侦查和定位合称为诊断。对于复杂系统,完备的侦查或定位十分困难,理论分析和实际测量的对象,往往仅限于固定的长久性呆滞型故障,即当电路某一个或多个节点恒呆滞于0(记作s-a-0)或呆滞于1(s-a-1)的情况。例如,共射极连接的晶体管电路,当集电极或基极断路时,其集电极负载输出即形成 s-a-1故障(恒为高电平);当集电极与发射极短路时,输出即形成s-a-0故障(恒为低电平)。在一个“与”门中,正常的真值表如图中a。当输入端x1有s-a-1时,其实际真值表将如图中b。□表示故障情况。若输入激励(x1=0,x2=1),或写成为矢量形式X=(0,1),则由于x1的s-a-1,将使输出为y=1,而不是正常的y=0。于是,输入矢量X 就可以侦查出这个故障。图中c表示“与”门输出端y有 s-a-1的情况。有三个输入矢量X1=(0,1),X2=(0,0),X3=(1,0)都能侦查这一故障。因此,多个输入矢量能侦查同一故障;而同一个输入矢量也可能侦查几种不同故障,例如X1=(0,1)既能侦查“与”门x1的s-a-1,也能侦查y的s-a-1。若单只用X1=(0,1),则当测量到y=1时,这表明被测“与“门有故障,但不能断定x1或y有s-a-1,或二者均存在。换言之,X1=(0,1)只能作故障侦查,而不能定位。如果继之再输入一个矢量X2=(0,0),即可达到诊断的目的,如图中 d所示。测量过程所用的输入矢量序列(测试样式)X1,X2,…,Xn及其相应的无故障输出矢量序列(正常输出样式)Y1,Y2,…,Yn总称为一个测试,并记作T={X1,X2,…,Xn;Y1,Y2,…,Yn}。n称为测试的长度。图中d 的例子是一个长度为2的TT={(0,1),(0,0);(0),(0)}。

数据域测量的主要目的是寻求尽可能完备的、短的测试集,产生测试所需的测试样式,捕获并显示输出样式,从而完成故障的侦查或定位。

产生测试样式的仪器称为样式发生器,或数字发生器。用各种方式捕获并显示输出样式的仪器称为逻辑分析仪,或故障寻迹仪。还有一类利用数据压缩技术作不完备测量用的简易仪器,称为特征分析仪。

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