1 CS 275881 B 6
Vynález rieši meraciu sústavu, najma pře testovanie analogových a analógovo-číslico-vých integrovaných obvodov. V súčasnosti známe meracie sústavy pře testovanie analogových a analógovo-číslicovýchintegrovaných obvodov sú riešené buď ako súbor účelovo vvybraných meracích prístrojov,vybavených špeci.álnym komunikačným rozhraním a riadených počítačom, alebo ako Specializo-vané meracie sústavy, vybavené Specifickými programovatelnými. modulmi, konfigurované a tr-vale naprogramované podl’a účelu použitia , vybavené lokálnou riadiacou jednotkou, v ktorejje uložený testovací program a ktorá naviac umožňuje vykonávat’ automatické previerkuvlastnej prevádzkyschopnosti. Nevýhodou prvých je najma obmedzenosť účelovej špecifiká-cie sústavy, nízká univerzálnost’ použitia a velká doba spracovania jednotlivých meracíchprocedur, čo v konečnom dosledku spósobuje nízku produktivitu - týchto meracích sústav.Naviac, údaje o rýchlosti, přesnosti, stabilitě a diagnostickovatelnosti týchto sústav súv rozhodujúcej miere odvodené od parametrov použitých meracích prístrojov, čo kladi.e zvý-šené nároky na výběr týchto prístrojov a při přesných meraniach spósobuje neadekvátnynárast ceny aj spotřeby elektrickej energie. Nevýhodou druhých je najma to, že sú určenévýlučné na testovanie integrovaných obvodov jedného typu. Tento nedostatok je čiastočnekompenzovaný možnosťou pripojenia viacerých takýchto sústav prostredníctvom lokálnych ria-diacich jednotiek k spoločnému riadiacemu počítačů, čím sa však výrazné zvyšuje mohutnostmeracej sústavy s negativným vplyvom na ekonomiku takéhoto riešenia. Okrem toho, automa-tická previerka vlastnej prevádzkyschopnosti zaručuje len funkciu a nie přesnost’ a stabi-litu parametrov, čo napriek potenciálnej výhodě, ktorou je rýchlosť, z hladiska metrolo-gického zabezpečenia meracej sústavy třeba klasifikovat ako nevýhodu.
Vyššie uvedené nedostatky odstraňuje meracia sústava, najma pře testovanie analogo-vých a analógovo-číslicových integrovaných obvodov, podl’a tohoto vynálezu, ktorého podsta-ta spočívá v tom, že k prvej zbernici je připojený riadiaci mikropočítač, prepojovacierozhranie a prostredníctvom vonkajších rozhraní periférne zariadenia. K prepojovaciemurozhraniu sú cez preojovaciu zbernicu připojené vnútorné rozhrania, modul kontroly elek-trických podmienok, modul kontroly klimatických podmienok a vnútorný etalon, pričom k vnú-torným rozhraniam sú připojené cez vnútorné zbernice programovatelné moduly. Programova-telné moduly sú připojené k msraciemu rozhraniu cez vnútorné komunikačnú zbernicu, ku kti—rej je připojený aj vnútorný etalon a k meraciemu rozhraniu je připojený najmenej jedenmeraný objekt.
Meracia sústava, najma pre testovanie analogových a analogovo-číslicových integrova-ných obvodov, podlá tohoto vynálezu, překonává výhody doposial známých riešeni meracíchsústav pre vykonávanie statických a dynamických meraní analogových a analógovo-číslicovýchintegrovaných obvodov v přesnosti, a to aj při zohladnení faktorov vonkajšieho vplyvu,najma teploty prostredia, na přesnost’ merania, ďalej v dlhodobej stálosti, diagnostikova-telnosti, univerzálnosti použitia, programovej flexibilitě a modulárnej variabilitě, připorovnatelnéj rýchlosti, nižšej spotřebě elektrickej energie a nižších realizačných ajuživatelských nákladoch.
Na pripojenom nákrese je na obr. 1 znázorněný jeden příklad meracej sústavy, najmapře testovanie analogových a analógovo-číslicových integrovaných obvodov podlá vynálezua na obr. 2 je znázorněný příklad konkrétného zapojenia meracej sústavy, najma pře testo-vanie analogových a analógovo-číslicových integrovaných obvodov podlá vynálezu. K prvej zbernici ZM je připojený riadiaci mikropočítač RM, ktorý komplexně riadimeraciu sústavu. K prvej zbernici ZM sú ďalej připojené vonkajšie rozhrania VR1 až VRn,ktoré vytvárajú komunikačně rozhranie pře periférne zariadenia PZ1 až PZn, napříkladdisplej, tlačiareň, ovládaciu jednotku, vonkajšie památe, teplotnú komoru, krokovací au-tomat, trimovacie zariadenie a podobné, ktoré sú připojené k vonkajším rozhraniam VR1 ažVRn. Pře oddelenie riadiacej a výkonovej časti meracej sústavy je k prvej zbernici ZM při-pojené prepojovacie rozhranie RMP. K prepojovaciemu rozhraniu RMP je pře vytvořeni samo- CS 275881 B 6 2 statného komunikačného prostriedku výkonovej časti meracej sústavy připojená přepojova-či a zbernica PRZ, ku ktorej sú ďalej připojené vnútorné rozhráni a RPB1 až RPBn. Ďalej jek prepojovacej zbernici. PRZ připojený modul KEP kontroly elektrických podmienok, dalšímodul KKP kontroly klimatických podmienok a vnútorný etalon VE. K vnútorným rozhraniamRPB1 až RPBn sú za účelom vytvorenia samostatného komunikačného prostriedku v rámci blokupřipojené informačně zbernice ZB1 až ZBn, pričom na informačnú zbernicu ZB1 sú připojenéprogramovatelné moduly PM11 až PMln a na ďalšiu informačnú zbernicu ZBn sú připojené ďal-šie programovatefnémoduly PMnl až PMnn. Programovatelné moduly PM11 až PMln a ďalšieprogramovatelné moduly PMnl až PMnn, například při testovaní integrovaného obvodu typuanalogový multiplexer, predstavujú moduly referenčných napatí, modul generátora, modulmerača času, 'jednosměrný voltmetr a zdroje napátia a prúdu. Tieto moduly obsahujú aj po-třebné spínacie a prepínacie prvky pře vytvorenie aktuálnej kofigurácie podlá programova-nej funkcie. Programovatelné moduly PM11 až PMln a ďalšie programovatelné moduly PMnl ažPMnn sú připojené na vnútornú komunikačnú zbernicu VKZ, ku ktorej je ďalej připojenývnútorný etalon VE a meracie rozhranie RMD. K meraciemu rozhraniu RMO je připojený najme-nej jeden meraný objekt M01 až MOn. Ďalej bude popísaná činnost’ meracej sútavy, najma pre testovanie analogových a analó-govo-číslicových integrovaných obvodov, podlá vynálezu, a tu na jednom příklade konkrét-nej realizácie, ktorý je znázorněný na obr. 2. V tejto meracej sústave periférne zariade-nie PZ1 je displej, periférne zariadenie PZ2 je vonkajšia pamáť na pružnom disku, vonkaj-šie rozhranie VR1 je rozhranie displeja, vonkajšie rozhranie VR2 je rozhranie památj napružnom disku, prvá zbernica ZM je zbernica riadiaceho mikropočítača R_M, riadiaci mikro-počítač RM sa skládá z procesora a operačnej památi, prepojovacie rozhranie RMP je rozhra-nie medzi prvou zbernicou ZM riadiaceho mikropočitača RM a přepojovanou zbernicou PRZ,prepojovacia zbernica PRZ je samostatný komunikačný prostriedok na riadiacej úrovni výko-novej časti meracej sústavy, vnútorné rozhrania’ RPB1 až RPB3 sú rozhrania na úrovni bloku,ktoré spracovávajú riadiace signály, dekódujú adresy bloku, adresy modulov a prenášajú po-vely a údaje, modul KEP kontroly elektrických podmienok zabezpečuje sledovanie přítomnostia přesnosti napájacích hladin, další modul KKP kontroly klimatických podmienok zabezpeču-je sledovanie teploty, informačně zbernice ΖΒΓ až ZB3 sú samostatné komunikačně prostried-ky na riadiacej úrovni v rámci bloku, programovatelný modul PM11 je generátor sinusovéhopriebehu, programovatelné moduly PM12 až PM17 sú zdroje referenčného napátia, programova-telný modul PM21 je merač času, programovatelný modul PM22 je voltmeter, programovatelnémoduly PM31 až PM33 sú zdroje napátia a prúdu, vnútorný etalon VE je etalon napatí, od-porov a kmitočtu, vnútorná komunikačně zbernica VKZ je vytvořená z přepojení predstavujú-cich samostatnú kalibračnú a samostatnú meraciu zbernicu a zo signálových přepojení, me-racie rozhranie RMO je rozhranie, výhradně v tomto konkrétnom případe, pře jeden meranýobjekt M01 a meraný objekt M01 je integrovaný obvod typu analogový multiplexer. Činnost’takto určenej meracej sústavy je nasledovná: Povel z periférneho zariadenia PZ1, tj. zklávesnice displeja, sa cez vonkajšie rozhranie VR1 a prvú zbernicu ZM prenesie do riadia-ceho mikropočítača RM. Riadiaci mikropočítač RM prostredníctvom prvej zbernice ZM a von-kajšieho rozhrania VR2 památi na pružnom disku načíta z periférneho zariadenia PZ2, tj.z vonkajšej památi na pružnom disku, do vlastnej operačnej památi testovací program přeintegrovaný obvod typu analogový multiplexer. Tento testovací program sa skládá z nasledu-júcich častí: Kontrola a vyhodnotenie přítomnosti a přesnosti napájacích hladin, kontrolaa vyhodnotenie teploty prostredia, kalibrácia meracej sústavy, meranie parametrov analo-gového multiplexera, vyhodnotenie nameraných hodnot a výpis výsledkov testu na obrazovkudispleja. Na základe ďalši.eho povelu z periférneho zariadenia PZ1 riadiaci mikropočítač RMzačne vykonávat’ testovací program. V časti testovacieho programu "kontrola a vyhodnoteniepřítomnosti a přesnosti napájacích hladin" sa na činnosti podielajú riadiaci. mikropočítačRM, prvá zbernica ZM, prepojovacie rozhranie RMP, prepojovacia zbernica PRZ, modul KEPkontroly elektrických podmienok, vonkajšie rozhranie VR1 a periférne zariadenie PZ1. 3 CS 275881 B 6
Na základe instrukci! tejto časti testovacieho programu riadiaci mikropočítač RM prostred-níctvom prvej zbernice ZM, prepojovacieho rozhrania RMP a prepojovacej zbernice PRZ vy-čítá stavové slovo z modulu KEP kontroly elektrických podmienok. Ak niektoré z napájacíchhladin nie je přítomná, alebo je mimo dovolenej tolerancie, stavové slovo spósobí preruše-nie testovacieho programu v riadiacom mikropočítači RM a na periférnom zariadení PZ1 sazobrazí chybové hlásenie. Ak sú všetky napájacie hladiny přítomné a v predpísanej toleran-ci],. stavové slovo kontroly elektrických podmienok je bez chybových priznakov a riadiacimikropočítač RM pokračuje vo vykonávaní testovacieho programu. V časti testovacieho progra-mu "kontrola a vyhodnotenie teploty prostredia" sa na činnosti podielajú riadiaci mikro-počítač RM, zbernica ZM, rozhranie RMP, prepojovacia zbernica PRZ, modul KKP kontrolyklimatických podmienok, rozhranie VR1 a displej ako periférne zariadenie PZ1. Na základeinštrukcií tejto časti testovacieho programu riadiaci mikropočítač RM prostredníctvomzbernice ZM,, rozhrania RMP a prepojovacej zbernice PRZ vyčítá stavové slovo z modulukontroly klimatických podmienok KKP, v ktorom je obsiahnutý údaj o teplote prostredia. Akje tento údaj mimo dovoleného teplotného intervalu, riadiaci mikropočítač RM přeruší vy-konáváme testovaciehb programu a na obrazovke periférneho zariadenia PZ1 sa zobrazí chy-bové hlásenie. Ak je údaj o teplote prostredia v prípustnom intervale, riadiaci mikropočí-tač RM pokračuje vo vykonávaní testovacieho programu. V časti testovacieho programu"kalibrácia meracej sústavy" sa na činnosti podielajú riadiaci mikropočítač RM, prvá zber-nica ZM, prepojovacie rozhranie RMP, prepojovacia zbernica PRZ, vnútorné rozhranie RPB1až RPB3, vnútorný etalon VE, informačně zbernice ZB1 až ZB3, programovatelné moduly PM11až PM17, ďalšie programovatelné moduly PM21 a PM22 a ďalšie programovatelné moduly PM31až PM33, vnútorná komunikačná zbernica VKZ, meracie rozhranie RMO, vonkajšie rozhranieVR1 a periférne zariadenie PZ1. Na základe inštrukcií tejto časti testovacieho programusa prostredníctvom prvej zbernice ZM, prepojovacieho rozhrania RMP, prepojovacej zbernicePRZ, vnúturných rozhraní RPB1 až RPB3, informačných zberníc ZB1 až ZB3. vnútorného etalo-nu VE a tej časti vnútornej komunikačnej zbernice VKZ, ktorá je vyhradená pře kalibráciua signálové prepojenia, vykoná postupné kalibrácia programovalných modulov PM11 až PM17,dalších programovatelných modulov PM21 a PM22 a dalších programovatelných modulov PM31 ažPM33 aj meracieho rozhrania RMO. Přitom kalibrácia voltmetra, zdrojov napátia a prúdu,zdrojov referenčného napátia a amplitúdy generátora sinusového priebehu sa opiera o etalonnapátia, kalibrácia meracieho rozhrania RMO sa opiera o etalon odporu a kalibrácia meračačasu a frekvencie generátora sinusového priebehu sa opiera o etalon kmitočtu. Ak niektorýz programovatelných modulov PM11 až PM17, dalších programovatelných modulov PM21 a PM22a dalších programovatelných modulov PM31 až PM33, alebo meracie rozhranie RMO nie je možnéskalibrovať, riadiaci mikropočítač RM přeruší vykonávanie testovacieho programu a na obra-zovke periférneho zariadenia PZ1 sa zobrazí chybové hlásenie. Ak sú všetky programovatelnémoduly PM11 až PM17, ako aj ďalšie programovatelné moduly PM21 a PM22 a ďalšie programova-telné moduly PM31 až PM33 aj meracie rozhranie RMO úspěšně skalibrované, riadiaci mikro-počítač RM si vypočítá a uloží kalibračně konstanty a ďalej pokračuje vo vykonávaní testo-vacieho programu. Následuje časť testovacieho programu "meranie parametrov analogovéhomultlplexera". V tejto časti testovacieho programu sa na činnosti podielajú riadiaci mikro-počítač RM, prvá zbernica ZM, prepojovacie rozhranie RMP, prepojovacia zbernica PRZ,vnútorné rozhraní a RPB1 až RPB3, informačně zbernice ZB1 až ZB3, programovatelné modulyPM11 až PM17, ďalšie programovatelné moduly PM21 a PM22 a ďalšie programovatelné modulyPM31 až PM33, vnútorná komunikačná zbernica VKZ, meracie rozhranie RMO a meraný objekt M01.Na základe inštrukcií tejto časti testovacieho programu sa prostredníctvom prvej zberniceZM, prepojovacieho rozhrania RMP, prepojovacej zbernice PRZ, vnútorných rozhraní RPB1 ažRPB3, informačných zberníc ZB1 až ZB3, programovatelných modulov PM11 až PM17 a dalšíchprogramovatelných modulov PM21 a PM22 a dalších programovatelných modulov PM31 až PM33,ďalej tej časti vnútornej komunikačnej zbernice VKZ, ktorá je vyhradená pře merania a sig-nálové prepojenia, a meracieho rozhrania RMO postupné vykonajú merania statických para-metrov, ako sú odběry, vstupné logické prúdy, odpor kanálu v zopnutom stave, vstupný zvyš-