电子测量技术(西电版)第8章 数据域测试ppt课件.ppt

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1、第8章　数据域测试8.1概述8.2数据域测试系统8.3逻辑分析仪8.4数据域测试的应用思考与练习8.1概述随着大规模集成电路和微处理器的问世，特别是超大规模集成电路(VLSI)的发展，电子世界正在兴起一场深刻的革命,这场革命使许多传统的测试理论、方法和技术正在为之改观。在现代测试技术中相应地开拓出一个新的测试领域，即数据域测试。目前，数据域测试与传统的时域测试和频域测试已鼎足而立。8.1.1数据域测试的特点时域测试和频域测试方法是电路和系统的传统分析和测试方法，对于模拟电路和系统是久经考验而行之

2、有效的，但对于复杂的数字电路和系统却未必能奏效，甚至会完全无能为力。这是因为数字电路和系统所处理的信息是用离散的二进制信息来表示的。这种二进制信息常用高电平表示“1”，用低电平表示“0”，由多位0、1数字的不同组合表示具有一定意义的信息。在每一特定时刻，多位0、1数字的组合称为一个数据字，数据字随时间的变化按一定的时序关系形成了数字系统的数据流。这说明，数字系统是以数据或字作为时间或时序的函数。运行正常的数字系统或设备，其数据流是正确的；若系统的数据流发生错误，则说明该系统发生了故障。在现代的数字电路

3、和系统中，针对怎样对系统中的“数据流”进行测试，如何判断系统有无故障并确定故障范围的问题，出现了一门新的面向数字逻辑电路系统的测试技术即数据域测试技术，简称数据域测试。数据流测试是研究数据处理过程中数据流的关系，仅当发现数据流不对时，才需要了解这个数据字的电压情况，而数字电路输入输出引脚多，内部控制电路复杂，发生错误区域附近的信号节点数目大，使采用传统的示波器分析变得复杂且难以胜任。传统的以频域或时域概念为基础的测试方法和仪器已难以完满地分析今天复杂的数字系统，故数字域测量工程需要一种新的测量仪器。

4、这种新的测量仪器专门用来检测、处理和分析数据流，这种仪器称为数据域测试仪器。数据域测试设备目前主要有：逻辑分析仪、特征分析和激励仪器、微机及数字系统故障诊断仪、在线仿真器、数据图形产生器、微型计算机开发系统、印制电路板测试系统等。目前数字系统的测试费用约占研制生产总费用的30%～40%，随着数字系统复杂性的增加，这一比例还在提高。现代各种先进装备中几乎都带有微处理器或微计算机的数字系统，数字电路越来越复杂，系统越来越大，随之带来的维护和检修问题也日益严重，特别是在一些实时控制的联机应用中，诸如航天、航

5、空的飞行控制，武器系统的管理和控制，化学过程和核反应堆的管理和控制等。如果在电路设计中不考虑测试问题，则会使测试费用急剧增长，甚至采用当前最先进的测试系统也可能无法进行测试，为此，近几年迅速发展了“数字电路的可测性设计和内建自测试技术”，前者使数字电路的测试变得可能和容易，后者使电路具有自测试能力，从而比较彻底地解决了数字电路的测试问题。数据测试技术的最新发展之一是无接触测试，即在测试器与被测板之间没有接触，省去了各种测试夹具及连接器。目前已被采用的有自动视觉测试(AVT)和热图像处理等技术。AVT

6、技术利用摄像机采集被测试板的图像信息，通过计算机处理来发现故障。热图像技术利用红外线扫描，获取并分析被测板的热图像信息，找出异常的热点和冷点以确定故障。不少系统还引入人工智能和专家系统，不仅可进行故障诊断，还可根据专家经验和规则提出一些改进意见和建议，如同开药方一样。本章重点介绍数字域测试的内容、数字域测试系统的组成、逻辑分析仪器以及数字域测试的应用等。8.1.2数据域测试的重要性如果一个系统共有n种故障模式，为分析简便起见，假设n种故障模式的出现是等概率的，并设为p，即不出现故障的概率为(1-

7、p)，则整个系统的无故障概率或成品率为：y0=(1-p)n(8-1)定义测试质量d为单个故障的侦出率，即通过测试而被侦查出来的概率。则经测试侦查出故障并排除故障后系统的无故障概率或成品率变为：(8-2)即经测试并排除故障之后，系统的无故障概率由原来的y0提高到y。如果一个系统原来的无故障概率为y0=0.85，测试质量为d=0.98，根据公式(8-2)有：y=0.85(1-0.98)=0.850.02=0.9967549也就是经过测试并排除故障后，使系统的无故障概率由原来的85%提高到99.

8、7%。表8-1列出了系统故障出现概率为p=1%而经测试质量d=95%的测试后，成品率变化的情况。从表中可以看出，随着故障模式n的增加，系统无故障概率y急剧下降，而经测试后，系统的无故障概率又急剧上升。可见，数据域测试在提高系统可靠性中的重要性。表8-1测试质量与系统无故障概率的关系8.1.3数据域测试的基本理论及方法1.穷举测试法要对一个数字系统作出完备测试，最简单的方法无疑是穷举测试法，它将可能的全部输入组合加于被测系统，看是否得到应有的输出结果