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
8
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。
22
第十一章
数据域测试
ห้องสมุดไป่ตู้
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。
13
第十一章
数据域测试
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。
14
第十一章
数据域测试
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
19
第十一章
数据域测试
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，。
20
第十一章
数据域测试
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。
24
第十一章
数据域测试
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。
25
第十一章
数据域测试
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。
第十一章
数据域测试
第十一章
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
1
第十一章
数据域测试
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。
11
第十一章
数据域测试
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。
26
第十一章
数据域测试
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
29
第十一章
数据域测试
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。
27
第十一章
数据域测试
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。
2
第十一章
数据域测试
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。
18
第十一章
数据域测试
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
17
第十一章
数据域测试
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。
3
第十一章
数据域测试
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
4
第十一章
6
第十一章
数据域测试
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
2
7
第十一章
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。
10
第十一章
数据域测试
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。