Hochentwickelte Software-Bauteilsimulationstechniken in
modernen ICT Fehlerdiagnosesystemen ermöglichen rasche und effektive Lokalisierung
fehlerhafter Digital-ICs im eingebauten Zustand.
Was bedeutet ICT?
In-Circuit
Funktionstest (ICFT oder ICT) ist eine einfach anzuwendende und sehr effiziente
Methode um defekte Digital-ICs zu lokalisieren. Der ICT bietet eine exakte
Softwaresimulation eines Bausteins in seiner Schaltungskonfiguration und
ermöglicht dem Fehlerdiagnosesystem einen Funktionstest im eingebauten Zustand.
Der ICT
bietet eine hohe Erfolgsrate auf einer Vielzahl von Digital-ICs. Mit dem ICT kann z.B. einfach geprüft werden, ob
sich ein einfaches Logikgatter entsprechend seiner Wahrheitstabelle verhält
oder ob ein Zähler oder Schieberegister korrekt auf eine bestimmte Anzahl von
Taktzyklen reagiert. Der ICT ist sehr effizient bei der Fehlersuche im Bereich
der Verbindungslogik von Mikroprozessorschaltungen. Der ICT ist jedoch nicht
nur auf einfache Logikbausteine beschränkt —man kann z.B. auch prüfen, ob
programmierbare Bausteine wie ROMs oder EPROMs richtig programmiert wurden oder
ob programmierbare Interfacebausteine korrekt auf Steuerbefehle reagieren.
Das ICT Fehlerdiagnosesystem
Beim ICT vergleicht das Fehlerdiagnosesystem die
logischen Funktionen des Prüflings mit dem entsprechenden „idealen“ Bauteil in
der Bauteilbibliothek, einer
Datenbank mit Bauteilmodellen. Jedes
Bauteilmodell in der Bibliothek besteht aus einer Sequenz von Testmustern die
den Baustein initialisieren, die Eingänge stimulieren und die Ausgänge
überwacht. Während des Tests wird die logische Funktion des Bauteils (d.h. der
Zusammenhang zwischen Eingängen, Clocks, Steuersignalen und Ausgängen) durch
das Fehlerdiagnosesystem in Diagrammform angezeigt und mit dem „idealen“
Bauteil in der Datenbank verglichen.
Erstellen
eines Referenzbausteins
Beim
Test eines Bausteins im aus-gebauten Zustand wird ein Testclip aufgesetzt, die
Bausteintype eingegeben und der Test gestartet. Der Baustein wird mit seinem
Bibliotheksmodell verglichen. Für Bausteine im eingebauten Zustand bietet das
Fehlerdiagnosesystem eine Autokompensation
zur Erstellung eines Softwaremodells des ICs unter Berücksichtigung der
Beschaltung. Die Beschaltung eines Bausteins bestimmt die logische Funktion des
ICs. Betrachten wir den Test eines 74161 Binärzählers. Die Zählerausgänge
können mit den Eingängen verbunden sein, um einen Zähler mit verschiedener
Basis (z.B 1:5-Teiler) zu bilden. Das Fehlerdiagnosesystem prüft auf verbundene
Pins und erstellt ein Softwaremodell des Zählers für die spezifische
Beschaltung. Das Softwaremodell dient dann als Referenzbauteil — ein Modell wie sich ein Gut-Bauteil auf einem
Gut-Board verhält.
Wenn ein
Referenzboard zur Verfügung steht, kann das Fehlerdiagnosesystem die
Referenzsignaturen aufnehmen — d.h. wie sich der 74161 auf einem Gut-Board
verhält um ein Referenzmodell aufzunehmen. Während der Referenzaufnahme
zeichnet das Fehlerdiagnosesystem das Verhalten des Zählers auf einem Gut-Board
auf und registriert die Unterschiede zur Standard-Zählerzustandstabelle — die
Unterschiede werden gespeichert und in das Referenzbauteilmodell integriert.
Dieses Modell wird dann während des Testvorganges auf dem Defektboard als
Referenz verwendet.
Die
Testergebnisse werden meist in Form einer simultanen Darstellung von Referenz
und Prüfling mit Verbindungs- und Logikdiagramm gezeigt. Dadurch werden
Fehler auf Bausteinen einfach erkennbar.
Das Verbindungsdiagramm
Viele
Fehler werden durch falsche Verbindungen zwischen IC Pins, Unterbrechungen oder
Kurzschlüsse, Schlüsse zu Masse oder Vcc etc. verursacht. Das
Fehlerdiagnosesystem zeigt Kurzschlüsse und Unterbrechungen im Verbindungsdiagramm.
Kurzschluss zwischen
Pin 3 und 4
Im Beispiel oben hat das Fehlerdiagnosesystem eine
unerwartete Verbindung (d.h. einen Kurzschluss) zwischen Pin 3 und 4 des IC
festgestellt.
Das Logikdiagramm
Das Bild unten zeigt einen Ausschnitt aus dem
resultierenden Logikdiagramm. Die Referenz- und Prüflingssignale werden zur
einfacheren Unterscheidung zweifarbig
gezeigt — in diesem Fall ist die Auswirkung des Kurzschlusses auf das
Bauteilverhalten zu sehen. Der Fehler ist sofort feststellbar.
Auswirkung des Kurzschlusses
zw. Pin 3 u. 4
Durch die einzigartige Fähigkeit des ICT, das Verhalten
des Bausteins in der Schaltung zu simulieren und Logikfehler graphisch darzustellen,
bietet er ein leistungsfähiges Werkzeug zur schnellen Fehlersuche auf
Komponentenebene.