Важливість програмного забезпечення

В міру ускладнення ІС зростає вартість перевірки приладу по відношенню до його повної вартості, а також вартість програмного забезпечення по відношенню до вартості апаратури. Ці відносини показані па Рис. 13.56. Таким чином, для складної НВІС вартість перевірки може досягати 40% від повної вартості схеми, а вартість системи перевірки на 80% обумовлена розробкою програмного забезпечення.
Програмне забезпечення виконує в системі перевірки три основні функції.По-перше, воно використовується для генерації функціональних тестових структур. По-друге, програми аналізу даних дозволяють перетворити масиви реєстрованих даних в результати, зрозумілі оператору. Існує багато стандартних пакетів програм для аналізу даних, наприклад діаграми SHMOO, гістограми, бітові масиви, моделювання структур і реєстрація даних. Нарешті, програмне забезпечення необхідне також для основного контролера, якщо випробувальна система об'єднана з іншими системами.
На рис. 13.57 зображена структура програмного забезпечення типової тестової програми. Для опису тестової програми зазвичай застосовують мова високого рівня, наприклад

Паскаль, щоб полегшити розробку програми. Операционная система містить допоміжні функції, наприклад інтерфейс користувача, програму-редактор, контроль похибок і моделює програму. Зазвичай великі випробувальні установки містять пристрої для автономного програмування, так що програми можна записувати, поки установка здійснює перевірку. Потім програми перевіряються на наявність помилок, моделюються і завантажуються в цільову ЕОМ, що базується на описі тестової системи, в якості тестової програми.

13.9.4. Контроль ЗУ та мікропроцесорів. Інтегральні схеми (ІС) Рисої і середньої ступені інтеграції можна контролювати

за допомогою таблиць істинності, тобто шляхом подачі на входи ІС впливів згідно з таблицею істинності та контролю вихідних сигналів. Для складних пристроїв цей метод не підходить, оскільки часто для них не існують легкозадавае-мі таблиці істинності.
Один з методів контролю мікропроцесорів (МП) полягає у перевірці роботи МП в конкретній мікропроцесорної системі. Цей метод не веде до великих витрат, але прикладне програмне забезпечення системи не може врахувати всі комірки внутрішньої пам'яті або всі лінії введення-виведення, тому надалі в особливих ситуаціях можуть з'явитися деякі проблеми. Крім того, без можливості змінювати рівні

напруги і тимчасові параметри вхідних впливів не вдається контролювати мікропроцесори, які знаходяться на кордонах робочого режиму і можуть відмовити пізніше, в процесі експлуатації, коли розпочнеться поступовий відхід їх параметрів.
На рис. 13.58 показані два варіанти методу порівняння, що застосовується при контролі складних схем, таких, як мікропроцесори. При використанні режиму перемикання система контролю працює спочатку з еталонним, а потім з контрольованим МП. В обох випадках результат роботи системи контролю повинен бути один і той же. При другому вар від системи контролю та відмінності в результатах перевірки визначаються за допомогою компаратора. Програми для проведення цих тестів можуть бути написані на основі очікуваних характеристик МП, або ж для формування системи команд і даних може використовуватися генератор псевдослів чайної послідовності.
При контролі ІС необхідно перевіряти всі вхідні в них схеми: наприклад, динамічні дешифратори запам'ятовуючого пристрою (ЗУ) статичного типу.ЗУ з довільною вибіркою повністю працездатний, тільки якщо комірка ЗУ динамічного типу зберігає заряд протягом необхідного часу; схема адресації може вибрати потрібну клітинку; осередки

можуть запам'ятовувати як стан логічного нуля, так і стан логічної одиниці без впливу на сусідні комірки; підсилювачі зчитування ЗУ працюють правильно; рівні напруги логічного нуля і логічної одиниці лежать в межах заданих допусків.
Для ЗУ характерні помилки, пов'язані з записуваними даними, тому моделі константних відмов для їх перевірки непридатні. Вони вимагають спеціальних тестових послідовностей, що подаються на рядки і стовпці ЗУ, і численних операцій зчитування з них. Існує велика кількість тестових послідовностей і комбінацій для контролю ЗУ різної ємності і структури, і лише невелика їх частина описується в цьому розділі. Контроль методом зрушуваної діагоналі, показаний иа рис. 13.59, в основному призначений для перевірки часу відновлення підсилювачів зчитування ЗУ.Первісна комбінація складається з діагоналі логічних одиниць на тлі логічних нулів (рис. 13.59, а). ЗУ зчитується за стовпцем, так що підсилювачі зчитування сприймають одну одиницю на тлі довгого ряду нулів. Потім здійснюється перезапис ЗУ зрушеної діаго наллю (рис. 13.59,6). Послідовність зсуву продовжується до тих пір, поки діагональ не прийме свого первісного положення (рис. 13.59, а-д). Ця тестова комбінація потім повторюється з діагоналлю логічних нулів на фойє логічних одиниць.
Інший тестової послідовністю, яка перевіряє правильність функціонування дешифраторів, є «шагающие» одиниці і нулі. Спочатку у всі комірки ЗУ записуються логічні нулі. Потім нуль з першої клітинки зчитується, і в неї записується одиниця. Цей процесс

триває з сусідніми осередками до тих пір, поки у всі комірки ЗУ не будуть записані логічні одиниці. Потім процес йде у зворотному порядку: послідовно зчитуються логічні одиниці і в клітинку записується логічний нуль. Це повторюється до тих пір. поки процес не дійде до першої комірки.Нарешті, вся тестова послідовність цілком повторюється з інвертованими даними.
Ще один тест, званий «біжать одиницями і нулями», контролює здатність кожного осередку запам'ятовувати логічний нуль або логічну одиницю, не впливаючи на інші клітинки. Цей тест контролює також швидкість відновлення підсилювачів прочитування і адресний дешифратор. Однак, оскільки вся адресація послідовна, він не виявляє збільшення часу доступу. У цьому тесті в кожну клітинку ЗУ спочатку записується логічний нуль. Потім до першої комірки записується логічна одиниця і перевіряється зміст всіх інших осередків. Потім перша осередок повертається в положення логічного нуля, а логічна одиниця записується в другий осередок. Знову перевіряється вміст всіх осередків. Таким чином послідовно обходяться всі комірки пам'яті. Потім весь тест повторюється, але спочатку в усі осередки записуються логічні одиниці, а логічний нуль переміщується від осередку до осередку.
У деяких випадках в якості вихідної може застосовуватися тестова послідовність «шахова дошка». Однак слід зазначити, що тестова послідовність залежить від топології ІС. Наприклад, якщо в ІС адресні стовпці 00 і 01 слідують один за одним, як і рядки 00 і 10, завантаження в ЗУ структури, показаної на рис. 13.60, а, дасть структуру, показану на рис.13.60,6. Таким чином, інженер технічного контролю повинен знати конструкцію ІС.
Тестова послідовність «шахова дошка» корисна для перевірки часу відновлення осередків динамічної пам'яті. Тестова послідовність записується до ЗУ, а потім, після заданої тимчасової затримки, вміст комірки зчитується і перевіряється по стовпцях. Це автоматичн ські забезпечує також регенерацію осередків. Потім тест повторюється з зверненої послідовністю «шахової дошки».
Час, необхідний для контролю ЗУ, швидко зростає із збільшенням обсягу пам'яті. Наприклад, для контролю ЗУ об'ємом 16 кбіт за допомогою тестової послідовності «зсувається діагональ» потрібно близько 2 с.Тривалість цього тесту для контролю пам'яті об'ємом 256 кбіт
зростає до 3 хв, а при обсязі пам'яті 1 Мбіт - до 10 хв. Тривалість контролю залежить також від типу тестових послідовностей. Наприклад, для ЗУ на квадратній матричної ІС обсягом У біт час контролю, виміряний числом циклів, становить 2В2 при тестовій послідовності «зсувається діагональ», SB при тестовій послідовності «крокуючі одиниця і нуль» і 2В (В^2) при тестовій послідовності «біжать одиниці і, нулі».
Важливим є також завдання послідовності елементів пам'яті під час контролю. Якщо адресуватися до осередків у по-оядке, показаному на рис. 13.61, а, то при кожному кроці відбувається незначна зміна в бітах, тому тест не завантажує декодер. Завдання послідовності, показаної на рис. 13.61,6, призводить до більш значних змін при кожному кроці. Крім того, здійснюється звернення до осередків, розташованим далеко один від одного, особливо при великому обсязі пам'яті.