Метод функциональных таблиц и булевых уравнений при поиске неисправности в комбинированной логической схеме

Логические схемы являются структурными моделями цифровых устройств, реализующих логические функции. Они отображают преобразование входных переменных в выходные . Если значения выходных переменных определяются комбинацией значений переменных на входах только в данный момент, то такие схемы называются комбинационными. Если же выход y(v) зависит не только от входа x(v) в данный тактовый момент v, но и от состояния s(v-1) в предыдущий момент времени, то такие схемы называются последовательностными. Оба типа схем объединяются под названием конечные автоматы в предположении, что все переменные принимают значения только из конечных алфавитов. Особое значение имеют конечные автоматы с двухзначным структурным алфавитом, зависимости между входами и выходами которых выражаются булевыми функциями.

Простейшими компонентами комбинационной схемы являются вентили, реализующие элементарные операции. В качестве компонентов могут рассматриваться и некоторые соединения вентилей, образующих подсхемы.

При моделировании на вентильном уровне логические формулы выражаются в булевом базисе И, ИЛИ, НЕ, и поэтому логические схемы обычно строятся с помощью аналогичного набора вентилей. Переход от булевой функции к логической схеме в булевом базисе осуществляется соединением вентилей между собой в соответствии с формулой.

Метод D-алгоритма.

Выявление неисправности методом D-алгоритма заключается в следующем:

1. На место предполагаемой неисправности подается напряжение, которое «активизировало» бы неисправность, т.е. напряжение с противоположным неисправности логическим значением.
2. Составляется так называемая D-цепь, т.е. цепь прохождения логического сигнала через элементы схемы от места неисправности до одного из контролируемых выходов.
3. Определяется уровень напряжения на контролируемом выходе и решается вопрос о наличии предполагаемой неисправности.

Логическое значение напряжения в диагностируемом месте обозначают символом D, если в исправном состоянии оно равно «1», а в неисправном «0». Если же в исправном состоянии значение равно «0», а в неисправном «1», то напряжение обозначают как . Поясним метод на примере.

Задача. Методом D-алгоритма определить тестовые воздействия для выявления неисправности типа не управляемый логический «0» в точке «a» схемы.

Решение.

1. Обозначим уровень напряжения в месте предполагаемой неисправности символом D.
2. Активизируем место неисправности входами X1 = 1 и X2 = 1.
3. Построим цепь для проводки логического значения напряжения от точки «a» до выхода. В данном случае D-цепь проходит через элементы G4, G6, G8. Определим логические значения входов элементов D-цепи, необходимые для проводки.
4. Для проводки через G4 выбираем X4 = 1.
5. Очевидно, что выходы элементов G4 и G6 должны быть одинаковыми. С учетом соединения элементов выбираем X3 = 0.
6. Выход элемента G7 должен быть «1». Тогда на выходе G5 должно быть «0», что определяет выходы элементов G2, G3 как логические нули. С учетом ранее найденного значения X4, находим X5 = 0, X6 = 1.

Ответ: (X1, X2, X3, X4, X5, X6) = (1, 1, 0, 1, 0, 1). При этом на выходе элемента G8 в исправном состоянии будет D = 1, а в неисправном D = 0.