Сигнатурный анализатор

Основным недостатком рассмотренных выше методов контроля является необходимость анализа двоичных последовательностей больших размерностей. Интенсивные поиски в этом направлении привели к появлению методов сигнатурного анализа. При этом вместо сравнения с эталонами самих последовательностей сравниваются с соответствующими эталонами их очень короткие (компактные) кодовые эквиваленты, так называемые сигнатуры [21,34,44].

Принцип действия сигнатурных анализаторов основан на методе сигнатурного анализа, то есть сжатии длинных двоичных последовательностей в четырехзначные шестнадцатеричные коды-сигнатуры.

Физически данный метод реализуется на линейном сдвиговом регистре с обратными связями, сигналы которых суммируются по модулю 2 с входной последовательностью. Сигнатуры воспроизводятся, как правило, в алфавите 0,.,9, А, С, F, Н, Р, U, а каждой двоичной последовательности соответствует своя сигнатура:

0000 - "0"; 0001 - "1"; 0010 - "2"; 0011 - "3";

0100 - "4"; 0101 - "5" 0110 - "6" 0111 - "7";

1000 - "8"; 1001 - "9"; 1010 - "А"; 1011 - "С"

1100 - "F"; 1101 - "Н" 1110 - "Р"; 1111 - "U".

На рис 5.5 показана схема, поясняющая принцип сжатия входной последовательности.

Рис.5.5 Схема, поясняющая принцип сжатия входной последовательности

Такой метод обработки информации позволяет отнести сигнатурный анализ к методам компактного тестирования, для которых характерна возможность с помощью сравнительно простых аппаратурных средств наблюдать поведение сложных цифровых (в том числе микропроцессорных) устройств при стимулировании их достаточно длинными (50 бит и более) тестовыми последовательностями. При этом правильная сигнатура на выходе цифровой платы или элемента говорит о том, что выдаваемая ими двоичная последовательность - правильная, т.е. соответствует исправному состоянию.

Таким образом, путём формирования тестовой последовательности на входах анализируемого цифрового устройства для каждого его выхода находим эталонные значения сигнатур, множество которых запоминается и в дальнейшем используется для сравнения со значениями сигнатур, снимаемых с проверяемых устройств. Любое отличие реально полученной сигнатуры от эталонной свидетельствует о том, что выход схемы функционирует отлично от случая исправного состояния устройства. Причина, вызвавшая отличие сигнатур на данном выходе, может быть установлена последовательным анализом сигнатур от указанного выхода к входам устройства.

На рис 5.6 показана структурная схема сигнатурного анализатора. Входной сигнал "Данные" формируется пробником, и после суммирования по модулю 2 с сигналами, поступающими с определенных разрядов регистра, подается на вход этого регистра. Запись в сдвиговый регистр производится в течение окна измерения, которое формируется сигналами "Пуск" и "Стоп", с синхронизацией сигналом "Такт". Селектор активного фронта предназначен для выбора полярности перехода для каждого управляющего сигнала в отдельности. При этом любые изменения данных между выбранными фронтами тактового сигнала не фиксируются. По окончании окна измерения содержимое регистра сдвига записывается в память 1 и 2. Перед началом новой записи данных по сигналу "Пуск" производится очистка регистра сдвига. Память 1 хранит полученные данные в течение цикла измерений, во время которого они подаются через дешифратор на индикатор. Память 2 хранит данные обработки, полученные в течение двух соседних циклов измерения. Данные сравниваются на компараторе, и в случае их несовпадения загорается индикатор "нестабильная сигнатура". Такие сравнения позволяют обнаруживать сбои в работе проверяемой схемы. Для обеспечения удобства применения в приборе имеется однократный режим, в котором сигнатура измеряется только в самом окне измерения.

Во всех случаях при работе с сигнатурными анализаторами должны соблюдаться следующие правила:

окно измерения, формируемое сигналами "Пуск" "Стоп", должно имеет постоянную величину (число управляющих фронтов тактового сигнала должно быть постоянным) и синхронизировано с работой всех узлов;

данные должны быть синхронные и стабильны во время запускающего и останавливающего фронтов тактового сигналов. При этом должно учитываться время установления данных;

Пуск и остановка сигнатурного анализатора могут быть связаны между собой с помощью любой из четырех допустимых комбинации фронтов сигналов, формирующих окно измерений.

Алгоритм поиска неисправностей методом измерения сигнатур достаточно прост: для этого оператору необходимо лишь установить режим исполнения тестовой программы и затем, прослеживая сигнатуры в контрольных точках схемы от выходов к входам найти элемент, у которого входные сигнатуры правильны, а выходная - нет.

Дата добавления: 2015-07-12