簡介
數字系統所處理的二進編碼脈衝序列通常稱為數據。集成化數字電路特點
之一是內部電路複雜而外部可測點甚少,因而要求在一定的輸入數據樣式下,在有限輸出點上測量輸出數據樣式 從而推斷電路內部發生的事件。這就是所謂數據域測量,它同經典的時域測量與頻域測量根本不同。另外,數字系統內部故障所引起的現象,往往要經過相當長時間(許多個機器操作周期)才能在輸出上表現出來,而在某些情況下也可能不表現出來,用經典的時域或頻域測量儀器(如示波器等)是無法測出的。因此,需要發展一套新的測量技術和測量儀器。
方法
數字電路中,由於材料和工藝上的缺陷而引起電路的異常動作稱為故障。故障是缺陷的邏輯表現。發現故障的存在稱為故障偵查;確定故障發生的部位,稱為故障定位;偵查和定位合稱為診斷。對於複雜系統,完備的偵查或定位十分困難,理論分析和實際測量的對象 ,往往僅限於固定的永久性呆滯型故障,即當電路某一個或多個節點恆呆滯於0(記作s-a-0)或呆滯於1(s-a-1)的情況。例如,共射極連線的電晶體電路,當集電極或基極斷路時,其集電極負載輸出即形成 s-a-1故障(恆為高電平);當集電極與發射極短路時,輸出即形成s-a-0故障(恆為低電平)。在一個“與”門中,正常的真值表如圖中a。當輸入端 x1有s-a-1時,其實際真值表將如圖中b。□表示故障情況。若輸入激勵( x1=0, x2=1),或寫成為矢量形式 X=(0,1),則由於 x1的s-a-1,將使輸出為 y=1,而不是正常的 y=0。於是,輸入矢量 X 就可以偵查出這個故障。圖中c表示“與”門輸出端 y有 s-a-1的情況。有三個輸入矢量 X1=(0,1), X2=(0,0), X3=(1,0)都能偵查這一故障。因此,多個輸入矢量能偵查同一故障;而同一個輸入矢量也可能偵查幾種不同故障,例如 X1=(0,1)既能偵查“與”門 x1的s-a-1,也能偵查 y的s-a-1。若單只用 X1=(0,1),則當測量到 y=1時,這表明被測“與“門有故障,但不能斷定 x1或 y有s-a-1,或二者均存在。換言之, X1=(0,1)只能作故障偵查,而不能定位。如果繼之再輸入一個矢量 X2=(0,0),即可達到診斷的目的,如圖中 d所示。測量過程所用的輸入矢量序列(測試樣式) X1, X2,…, Xn及其相應的無故障輸出矢量序列(正常輸出樣式) Y1, Y2,…, Yn總稱為一個測試,並記作 T={ X1, X2,…, Xn; Y1, Y2,…, Yn}。 n稱為測試的長度。圖中d 的例子是一個長度為2的 T, T={(0,1),(0,0);(0),(0)}。
目的
數據域測量的主要目的是尋求儘可能完備的、短的測試集,產生測試所需的測試樣式,捕獲並顯示輸出樣式,從而完成故障的偵查或定位。
儀器
產生測試樣式的儀器稱為樣式發生器,或數字發生器。用各種方式捕獲並顯示輸出樣式的儀器稱為邏輯分析儀,或故障尋跡儀。還有一類利用數據壓縮技術作不完備測量用的簡易儀器,稱為特徵分析儀。