数据域测试

被测电路 穷举测试 矢量产生 参考电路 合格/失效指示
X1＝1
比较
1 1/0 3 2
X2＝0
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第十一章
数据域测试 3、数据域测量技术 ① 故障类型：物理故障、逻辑故障、固定故障（永久故 障）、间发故障。 逻辑故障：指数字电路内部控制逻辑不正确产生的故障。 固定故障：不随时间改变的故障称为固定故障。即，故障总 是固定在高电平或低电平上，也叫恒“1”故障，恒“0”故障。 恒“1”故障的原因主要是引线与电源短路或输入引线断开。 恒“0”故障的原因主要是引线与地短路或逻辑元件内晶体管击穿。 ② 故障测试和故障定位。
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第十一章
数据域测试
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8.外部时钟能力
所有数字信号发生器都有一个外部时钟输入，但对于不同的系统 将使用不同的输入方法。 外部时钟的一种输入方法是通过一个缓冲放大器将外部时钟直接送 入时钟通道，如可用高质量的外部时钟来产生数据流。 因此，可以使用非常稳定和精确的频率综合器作为外部时钟输入， 从而产生高稳定的数据流。 外部时钟的第二种输入方法是将外部时钟送到锁相环(PLL)的参考 输入端，PLL有能力控制内部时钟频率与外部时钟的关系，可以产生两
产生数据图形和图形宽度均可编程的并行和串行数据。同时也可产生 输出电平和数据速率可编程的任意波形，以及一个预先规定的数据流。 用途：用于数字系统的功能测试和参数测试 功能测试：是找出被测器件在规定电平和正确定时激励下的输出，经 过功能测试可以知道被测系统的典型状态； 参数测试：在被测系统状态没有变化的情况下，测出如电平、定时、 输入信号的转换时间等参数的可能变化范围。 数字信号发生器可模拟数字系统中的各种测试信号，提高工程测试处理的 能力，加快产品的设计周期，缩短系统的集成时间，并改善了系统的质量。可见，
数字信号发生器是现代电子系统开发和测试的重要工具。
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2、数字信号发生器的结构
由主机和多个模块组成
主机：包括机箱、中央处理单元、电源、信号处理单元和人机接口； 模块：包括序列和数据产生部件，以及通道放大器。
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3、数据的产生
数字信号发生器产生数据的核心部件是数据存储器。这个存 储器在数字化期间，就为每个通道写入了数据。数据存储器的
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5.偏移和延迟能力
偏移是相对数字信号放大器内部参考时钟，不同通道传输延迟的差异， 也就是每个数据位经不同通道同时到达被测系统的程度。
可对每个通道调整了每个通道的延迟偏移，。
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6.抖动
“抖动”的定义是在一个时钟信号或数据流中，数据位边沿位置的 不确定性。对于时钟信号，抖动是用一个时钟“周期”为单位来测量和 规定的。 抖动是由于噪声和交叉耦合所造成的轻微时钟周期变化在电路中产 生的一种信号。用正时钟沿触发示波器可以测量周期抖动，并显示同一 信号的下一个正沿。
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11.4 逻辑分析仪 1、逻辑分析仪概述 用于查找总线（或多线）相关性故障，是数据域测
试中使用最广泛的一种仪器。
逻辑分析仪的基本功能是采集、存储并以多种方式 显示数字系统中的数据流，即在采集时钟有效沿瞬间的 被测电路节点的二进制状态值。
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与示波器相比，逻辑分析仪具有以下特点： （1）示波器也许能显示多达四路信号的的时间波形， 而逻辑分析仪能同时检测32、64路甚至更多路信号， 因而能同时检测16、32位微机系统的地址、数据和 控制总线。
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目
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 概念
数据域测试
录
数据域测试 数字信号发生器 逻辑分析仪 数字测试系统
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11.1 数据域测试的概念 定义： 对数字电路和系统中的“数据”信息的测试称为数 据域测试技术，简称数据域测试。
测试目的：①
②
确定数据域系统是否存在故障。
路是可测的。
通过可控性和可观察性体现。 可控性：指通过外部输入端信号设置电路内部的逻辑节点为逻辑“1”和
逻辑“0“的控制能力。
可观察性：指通过输出端信号观察内部逻辑节点的响应的能力。
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③ 测试产生问题：指的是如何得到能够检测电路全部“恒0”、“恒1” 故障的测试信号流的问题。即如何得到“最小完全故障检测测试集”。 采用的方法有：通路敏化法、D法、九值算法、布尔差分等。 ④ 可测试性技术：在设计数字逻辑电路时就要考虑到系统测试的问题， 预留与外电路连接的开关和引线，有意识的将数字电路划分为若干子电路， 使得数字电路的测试变得可能和容易。 可测性定义：若对一数字电路产生和施加一组输入信号，在预定的测试时 间和测试费用范围内达到预定的故障测试和故障定位的要求，则说明该电
（2）有多种显示方式。
采集进来的数据可以以表格的形式显示，可以反汇编 成汇编语言源程序显示，也可以以各种数据图形显示，或 用高低电平表示的定时图进行显示。
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与示波器相比，逻辑分析仪具有以下特点：
（4）普通示波器只能观察触发之后的信号波形，而在
逻辑分析仪中由于利用存储器存储信息，因而能观察触
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逻辑分析仪具有如下主要技术指标
1.测试速率:逻辑分析仪的测试速率应大于被测系统的工作速率，以便可靠地捕捉 被测系统的数据。在逻辑分析仪的技术指标中分别给出定时分析速率和状态分析速率。
发信号前的状态信息。
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逻辑分析仪可分为两大类： 逻辑状态分析仪（Logic State Analyzer，简称LSA）
逻辑定时分析仪（Logic Timer Analyzer）。
这两类分析仪的基本结构是相同的，但显示方式和定 时方式不同。逻辑状态分析仪用状态表、汇编语言源程序或 映射图等形式显示数据流，而逻辑定时分析仪用定时图方式 显示状态信息，如下图所示。
数据域测试
举例：设顶点1的固定0（简写成1/0）故障是正要导出测 试矢量的故障。
当故障1/0不存在时，输入x1＝1，x2＝0，使输出端3为1。
当存在故障1/0时，输出端3为0，x1＝1，x2＝0 能使该通 路敏感于1/0，所以10是故障1/0的测试矢量。 ③ 随机测试法：将上图测试数据流产生器变为随机测试 流产生器即可。
确定故障位置。
测试对象：数据系统的硬件和软件，包括芯片、印刷电 路板、软件、设备和系统。
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11.1 数据域测试的概念
特点：数据信息是多位传输的；许多信号仅发生一次；
数据流很长，而其中可能只有一位出错，不易辨认；信 号速度的变化范围大。 测试难点：发生故障时定位困难，对芯片内部的控制和 观察很困难，随着集成电路新工艺的发展，出现了新的
在大多数应用中，只需要数百至数千位的数据存储器深度。
如果需要更大的存储深度，可以用多种方法来增加虚拟的存储深度。
例如：对相同的数据模块，利用序列器的循环功能。
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4.输出放大器
高速数字信号发生器的每一个数据通道都具有一个50Ω 源阻抗的放大器。
因此，它适用于高速50Ω 环境。 某些数字信号发生器还提供不同输出的放大器。
数字信号发生器的最大数据速率表示可产生数据的最高速率。 数字信号发生数据流的数据速率可在一定范围内变化，。 通用的数字信号发生器的数据速率大都在100Mbps左右。 对于通信的高速要求，必须提供622Mbps或1.25Gbps的标准速率
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3.存储深度
表征数字信号发生器存储数据位的大小
故障模型，使得测试难度加大。
解决办法：可测性设计，自测试技术。
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11.2 数据域测试
1、基本逻辑部件的测试：
输入端：接通K1，表示接低电平，相当于输 入“0”信号。 不接通K1，表示输入端接高电平， 相当于输入“1”信号。 输出端：为低电平时，灯亮为高电平时，灯灭
逻辑笔
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敏化划分法：采用通路敏化对被测试电路进行分析，确 定出敏化通路的一个最小完全测试集。
难点：确定一个最小完全测试集。
敏化通路法：选择一条从故障点到网络输出端的通路， 再选择输入，使得该通路上的逻辑值是这个故障的函 数。称为对故障敏化的通路。
X1＝1 X2＝0 1 1/0 3
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故障测试分为部件测试和整机测试.基本方法是进行静态测试
和动态测试。 故障定位：指的是通过缩小测试单元，将检测出的故障定位 于一定的范围内。
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③ 测试产生问题：指的是如何得到能够检测电路全部“恒0”、“恒1” 故障的测试信号流的问题。即如何得到“最小完全故障检测测试集”。 采用的方法有：通路敏化法、D法、九值算法、布尔差分等。 ④ 可测试性技术：在设计数字逻辑电路时就要考虑到系统测试的问题， 预留与外电路连接的开关和引线，有意识的将数字电路划分为若干子电路， 使得数字电路的测试变得可能和容易。 可测性定义：若对一数字电路产生和施加一组输入信号，在预定的测试时 间和测试费用范围内达到预定的故障测试和故障定位的要求，则说明该电
合格/失效指示
2、穷举测试法和随机测试法：
② 伪穷举测试法：把一个大电路划分成几个子电路，然后对 每个子电路穷举。 对子电路的划分有硬件划分法和敏化划分法两种。 硬件划分法：在硬件电路设计时，加入多路开关，从硬
件上将一个复杂电路划分为若干个相关的子电路。