基于二叉树的时序电路测试序列设计

2012-08-07 11:03:41来源: 现代电子技术

    在时序电路的设计或故障检测过程中,需要对电路进行状态验证,状态验证就是用一个事先设计的测试序列,对待测电路的输入端进行激励,同时检测电路的输出响应,判断电路是否具有全部设定状态,能否实现设定的状态转换。测试序列设计包括:描述电路状态转换信息;确定电路到达全部预定状态所需的输入测试码;将测试码以适当算法构成状态测试序列。使用测试序列对电路输入端进行激励,电路具
有设定的全部状态,能够实现设定的状态转换功能。则电路设计目的达到或电路无故障,反之设计目的未达到或电路有故障。
    有两类设计时序电路测试序列的方法:第一类称为迭代法,将时序电路等价为p维的组合电路迭代模型,考察i个时钟到来时pi维组合电路模型的输入输出响应,并按一定的迭代算法求出该时序电路的测试序列。第二类称为检测试验法,通过对待测时序电路进行试验性激励,导出一个测试序列,宏观地检查输出是否实现预定功能。
    前者需要建立多个电路模型,计算方法复杂。后者方法简单但是需要多次激励验证,特别是对于多层逻辑结构的电路,试验性激励将十分繁杂。通过对时序电路状态描述,建立电路状态二叉树,利用二叉树具有的数据元素(节点、分支)的非线性关系,设计时序电路的测试序列具有简单清晰的特点。

1 电路状态描述
    时序电路状态二叉树可以根据电路状态转换表的信息建立。在电路设计阶段,状态转换表可以由所需的状态转换图推出。在已知电路测试或故障诊断阶段,状态转换表可以通过电路状态分析推出。例如,图1所示的时序电路,由Q1、Q0两个JK触发器在同一时钟CLK控制下翻转,X为输入信号,Z为输出信号。由电路分析可知:
    电路的触发器驱动方程为:J1=K1=(XQ0)’;J0=X K0=(X’Q1)’
    电路的触发器状态方程为:;
    电路的输出方程为:
    电路的触发器位数N=2,状态数M=2N=4,4个状态分别为A=00、B=01、C=10、D=11。
    所以,图1所示时序电路的状态转换功能可以用如图2所示状态图描述。

a.JPG

    设:PS为初态,NS为现态,图1所示时序电路的状态转换功能也可以用如表1所示状态表来描述。

b.JPG


    状态表描述了电路在输入X作用下,输出Z以及电路状态NS与输入X之间的逻辑关系,包涵了电路状态验证和故障检测所需的全部测试码,原则上可以直接使用状态表的信息设计出电路的测试序列。但是,状态表中描述测试码与时序电路状态的逻辑层次关系不明显,没有直接反映出电路状态与输入的多层逻辑关系。所以,设计具有多层逻辑关系电路的输入测试序列,仅状态表信息有一定难度。

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关键字:二叉树  时序电路  测试序列  状态验证  故障检测

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0807/article_5618.html
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