DE19940902C1

DE19940902C1 - Prüfeinrichtung

Info

Publication number: DE19940902C1
Application number: DE19940902A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Runge
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-06-21
Anticipated expiration: 2019-08-28

Abstract

Die Prüfeinrichtung umfaßt eine Steuereinheit für eine Adressierung der IC-Schaltkreise und eine Auswerteeinheit für Antwortsignale der IC-Schaltkreise. Mittels der Steuereinheit werden die Grundadressen der IC-Schaltkreise programmgesteuert nacheinander aufgerufen. Die Anwortsignale werden mittels der Auswerteeinheit automatisch ausgewertet. Die Grundadressen und die erwarteten Antwortsignale sind in einer Datentabelle gespeichert und daraus abrufbar. Ebenfalls ist eine Zuordnung zwischen den festen und variablen und programmierbaren Grundadressen der IC-Schaltkreise einerseits und den Typenbezeichnungen und/oder Benennungen der IC-Schaltkreise andererseits gespeichert. Die Typenbezeichnung und/oder Benennung des jeweils adressierten, aber nicht oder nicht korrekt antwortenden IC-Schaltkreises wird mittels der Auswerteeinheit angezeigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1.

In elektronischen Geräten, z. B. Geräten der Unterhaltungse lektronik, wie Fernseh-, Video-, und HiFi-Geräten sowie Sa tellitenreceivern, aber auch in der Haustechnik und der Kraftfahrzeugtechnik werden zunehmend Bussysteme zur Steue rung der internen Schaltungskomponenten eingesetzt. Die in ternen Komponenten sind als integrierte Schaltkreise mit ei ner Vielzahl von Anschlüssen ausgebildet und aus Kostengrün den, aber auch aus thermischen und/oder elektrischen Gründen unmittelbar mit der Schaltungsplatine verlötet.

Bei Gerätedefekten ist es nicht immer möglich, einzelne Kom ponenten allein aufgrund der Fehlersymptome eindeutig als Fehlerquelle zu identifizieren und zu ersetzen. Eine aufwen dige Fehlersuche oder ein versuchsweiser Austausch mehrerer Komponenten ist aber angesichts der Relation zwischen Ar beitskosten und Gerätekosten häufig unwirtschaftlich.

In der Druckschrift DE 36 27 638 A1 wird eine Prüfanordnung mit angeschlossenem Träger, der eine einzige Integrations schaltung umfasst, beschrieben. Die Integrationsschaltung wird zur Prüfung durch Adressierung aktiviert. Weitere Integ rationsschaltungen können in gleiche Weise an einen seriellen Bus angeschlossen werden. Die Prüfanordnung weist eine Steu eranordnung und einen Prüfspeicher auf, in dem die Adressen der betreffenden Integrationsschaltungen und zugeordnete Er gebnismuster gespeichert sind. Der serielle Bus ist ein Zwei drahtserienbus und besitzt einen Taktdraht und einen Daten draht. Gemäß dem aus dieser Druckschrift bekannten Verfahren werden zur Prüfung der Innenfunktion den auf dem Träger ange brachten Integrationsschaltungen Prüfmuster zugeführt und Er gebnismuster ausgewertet.

Die Druckschrift US 5 742 526 A beschreibt ein Gerät zum I dentifizieren einer integrierten Schaltung. Dabei wird die zu identifizierende integrierte Schaltung direkt oder mittels eines Adapters an einen Stecker des Geräts angeschlossen. Der Stecker stellt einen Adress-/Daten-Port dar, über den der Prozessor Identifizierungsdaten von der integrierten Schal tung lesen kann. Identifizierungsdaten können beispielsweise Herstelldatum oder Typenbezeichnung sein. Mittels dieses vorbekannten Geräts ist jedoch eine Prüfung einer integrierten Schaltung nicht möglich. Überdies muss die zu identifizieren de integrierte Schaltung "lose" vorliegen. Eine Identifizie rung im eingebauten Zustand in einem Gerät ist nicht möglich.

Schließlich ist aus The Institute of Electrical and Electro nics Engineers: IEEE Standard Test Access Port and Boundary- Scan Architecture. IEEE Standard 1149.1-1990, New-York, 1990, S. 1-1 bis 1-5 bekannt, dass integrierte Schaltungen auf Lei terplattenebene mit Hilfe des genormten Boundary-Scan-Verfah rens geprüft werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrich tung zur Ermittlung fehlerhafter IC-Schaltkreise an einem Da tenbus eines elektronischen Gerätes zu schaffen, welche feh lerhafte Komponenten schnell und gezielt ermitteln hilft und dadurch die Wirtschaftlichkeit von Reparaturen wieder ermög licht.

Diese Aufgabe wird bei einer Prüfeinrichtung nach dem Oberbe griff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs ge löst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfahrung bei der Reparatur elektronischer Geräte mit Bussystemen hat gezeigt, daß ein Großteil der Störungen durch IC-Schaltkreise hervorgerufen wird. Aufgrund der inzwischen hohen Schaltungsintegration beinhalten die IC-Schaltkreise sowohl die Komponenten für die Gerätefunktionen als auch die Komponenten für die Kommunikation mit dem Datenbus. Das führt dazu, daß Fehler der IC-Schaltkreise manchmal bereits durch eine gestörte Kommunikation mit dem Datenbus in Erscheinung treten. Sollte das nicht der Fall sein, können Fehler dann aber meist durch Abfrage der Zustände der internen Register der IC-Schaltkreise identifiziert werden, da erwartete Ant wortsignale ausbleiben oder atypisch sind.

Zur Prüfung der Funktion der Komponenten des elektronischen Gerätes wird die Prüfeinrichtung an den Datenbus angeschlos sen und durch die Steuereinheit getaktet. Die Grundadressen der IC-Schaltkreise werden nacheinander mittels der Steuer einheit programmgesteuert aufgerufen. Grundadressen können feste, unveränderliche Adressen, über die Hardware einstell bare, variable Adressen oder über die Software im Rahmen ei ner Initialisierung über den Datenbus einstellbare Adressen sein. Die bei Adressierung üblicherweise erfolgende Rückmel dung des IC-Schaltkreises wird dabei von der Auswerteeinheit der Prüfeinrichtung automatisch ausgewertet. Stimmt das rück gemeldete Signalmuster nicht mit einem erwarteten Muster überein, wird dies mittels der Auswerteeinheit angezeigt, und zwar als Typenbezeichnung und/oder Benennung des als defekt ermittelten IC-Schaltkreises. Der Servicetechniker muß also nicht zusätzliche Dokumentationen zu den IC-Schaltkreisen heranziehen, um aus den Antwortsignalen zu ermitteln, ob die se korrekt sind oder nicht und welcher IC-Schaltkreis der verwendeten Adresse entspricht.

Es kann erforderlich sein, einen Systemtakt des Gerätes vor her auszuschalten, falls dieser permanent aktiv ist und dann die Prüfung erschweren würde.

Sofern IC-Schaltkreise mit programmierbarer Adresse verwendet werden, kann eine gültige Adresse als Grundadresse durch die Steuereinheit programmiert werden.

Hierdurch ist es möglich, auch die Prüfung von Geräten mit in der Grundadresse programmierbaren IC-Schaltkreisen durchzu führen.

Falls bei Aufruf der Grundadresse ein gültiges Antwortsignal rückgesendet wird, können gemäß einer Weiterbildung zusätz lich noch Registeradressen und/oder Befehle aufgerufen und die rückübermittelten Antwortmuster mit erwarteten Antwortmu stern verglichen werden. Durch eine Detailprüfung lassen sich dann auch solche Fehler ermitteln, die bei einer ausschließ lichen Prüfung der Grundadressen unentdeckt bleiben würden.

Die Zuordnung zwischen festen und/oder variablen und/oder programmierbaren Adressen und Typenbezeichnungen erhält die Prüfeinrichtung aus einer Datentabelle, die mit der Steuer- und Auswerteeinheit gekoppelt wird. Die Datentabelle kann z. B. auf einem PC und/oder einem austauschbaren Speichermedium und/oder einem internen Speicher gespeichert sein.

Wenn auf diese Weise ein fehlerhafter IC-Schaltkreis identi fiziert werden kann, läßt sich der Fehler mit hoher Wahr scheinlichkeit durch Austausch dieses IC-Schaltkreises besei tigen. In diesem Fall ist auch der Zeitaufwand des Ein- und Auslötens vertretbar. Dies wäre nicht der Fall, wenn durch Probieren der fehlerhafte IC-Schaltkreis ermittelt werden müßte, da dann auch vergebliche Lötarbeiten anfallen können oder durch mehrfaches Aus- und Einlöten die Schaltungsplatine geschädigt werden kann.

Durch die Zuordnung von Adressen und Typenbezeichnungen und/oder Benennungen kann sich die Adressierung lediglich auf die Adressen beschränken, die überhaupt von den üblicherweise eingesetzten IC-Schaltkreisen belegt werden. Außerhalb dieses Bereichs liegende Adressen brauchen nicht angesprochen zu werden. So können eventuell mögliche Fehlinterpretationen ausgeschlossen werden.

Die Verwendung einer aktualisierbaren Datentabelle ermöglicht es, die Hardware des Prüfgerätes auf die Steuereinheit und die Auswerteeinheit sowie die zur Verbindung mit dem Datenbus notwendigen Komponenten zu beschränken und damit für den praktischen Einsatz in der Werkstatt leicht handhabbar auszu bilden. Auch die Grundfunktionen der Steuersoftware zur auto matischen Adressierung der IC-Schaltkreise und optionaler Re gisterabfrage und/oder Befehlseingabe sowie Auswertung der Antwortsignale können universell verwendet werden, so daß die Steuersoftware in einem programmierbaren Speicher-IC des Prüfgerätes gespeichert werden kann. Die Prüfeinrichtung ist dann in unveränderter Form zur Prüfung gegenwärtiger und zu künftiger Geräte geeignet, da die Informationen über die Ty penbezeichnungen oder Benennungen der IC-Schaltkreise und die individuellen Adressen sowie die optionalen Register der IC- Schaltkreise durch die Datentabelle aktualisiert werden kön nen.

Gemäß einer Weiterbildung umfaßt die Datentabelle eine Zuord nung zwischen Fabrikat und/oder Gerätetyp und/oder Chassis und/oder Modul und/oder Variante einerseits und vorhandenen IC-Schaltkreisen mit festen und/oder variablen und/oder pro grammierbaren Adressen andererseits. Für die Prüfung sind das Fabrikat und/oder der Gerätetyp und/oder das Chassis und/oder das Modul und/oder die Variante eingebbar und der Adressenbe reich ist dadurch programmgesteuert selektierbar.

Hierdurch ist eine noch schnellere und präzisere Prüfung mög lich, denn es müssen nur die Adressen der im Gerät tatsäch lich vorhandenen IC-Schaltkreise angesprochen werden.

Ferner können in der Datentabelle abrufbare Informationen für einstellbare Adressen und zugehörige Spannungszustände an Pins dieser IC-Schaltkreise gespeichert sein. Falls variable Adressen vorhanden sind, können diese Angaben durch die Aus werteeinheit angezeigt werden.

Hierdurch kann bei mehreren gleichen IC-Schaltkreisen gezielt durch Spannungsmessung am Adressen-Pin derjenige IC- Schaltkreis ermittelt werden, auf den die Adresse zutrifft.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.

Die Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemä ßen Prüfeinrichtung, die mit einem zu prüfenden elektroni schen Gerät verbunden ist.

Die Prüfeinrichtung umfaßt einen Microcontroller 10, der von einem in einem Lesespeicher 12, z. B. einem EPROM, gespei cherten Programm gesteuert wird. Der Microcontroller 10 ist mit einer Eingabeeinheit 14 und einer Ausgabeeinheit 16 ver bunden. Ferner ist der Microcontroller 10 über eine Schnitt stelle 18 mit einem Datenspeicher verbunden, der eine Daten tabelle mit Daten von IC-Schaltkreisen eines zu prüfenden Ge rätes enthält. Als Beispiel für einen solchen Datenspeicher sind ein Kartenlesegerät 20 mit einer Chipkarte 22, ein PC 24 und ein interner Speicher 26 dargestellt. Schließlich ist der Microcontroller 10 noch mit einer Schnittstellenschaltung 28 für einen Datenbus in einem zu prüfenden Gerät, z. B. für ei nen I²C-Bus verbunden.

Der Microcontroller 10 in Verbindung mit der Schnittstellen schaltung 28, dem Steuerprogramm aus dem Lesespeicher 12 und der Datentabelle aus der Chipkarte 22 oder dem PC 24 dient zusammen mit der Eingabeeinheit 14 als Steuereinheit und zu sammen mit der Ausgabeeinheit 16 als Auswerteeinheit.

Busanschlüsse der Schnittstellenschaltung 28 sind mit Busan schlüssen eines zu prüfenden Gerätes verbunden. Von diesem Gerät sind ein I²C-Bus 30 sowie damit verbundene IC-Schalt kreise 32, 34, 36, 38 und 40 dargestellt. Ein I²C-Bus ist ein bidirektionaler serieller Bus mit einem Leitungspaar und ei ner Masseverbindung. Bei Geräten der Unterhaltungselektronik ist in vielen Fällen eine Schnittstelle für den I²C-Bus mit der SCART-Buchse des Gerätes oder einer sogenannten "Service- Buchse" verbunden, so daß die Ankopplung der Prüfeinrichtung sehr einfach ist.

Bei Beginn einer Prüfung werden zuerst Angaben des zu prüfen den Gerätes über die Eingabeeinheit 14 eingegeben. Dies kön nen Fabrikat und/oder Gerätetyp und/oder Chassis und/oder Mo dul und/oder Variante sein. Wenn diese Angaben in einer Da tentabelle verfügbar sind, werden aus den über die Chipkarte 22, den Kartenleser 20 bzw. den PC 24 und die Schnittstelle 18 oder den internen Speicher 26 einlesbaren Daten die bei diesen Angaben im Gerät vorhandenen IC-Schaltkreise mit zuge hörigen Adressen selektiert und nachfolgend nur die tatsäch lich im Gerät vorhanden IC-Schaltkreise mit den zugeordneten Adressen adressiert. Sind die Angaben nicht vorhanden, wird die Prüfung auf alle üblichen Adressen von IC-Schaltkreisen ausgedehnt, was dann aber eine längere Prüfzeit in Anspruch nehmen kann.

Nach Aufruf der Grundadressen der IC-Schaltkreise 32, 34, 36, 38 und 40 durch das im Microcontroller 10 ablaufende Steuer programm werden jeweils Antwortsignale erwartet und diese ebenfalls durch den Microcontroller 10 ausgewertet. Stimmen die rückübermittelten Antwortsignale mit den erwarteten Antwortsignalen überein, erfolgt während einer Prüfbetriebsart keine Fehlermeldung. Geht hingegen kein oder ein vom erwarte ten Antwortsignal abweichendes Antwortsignal ein, wird der defekte IC-Schaltkreis im Klartext, also mit seiner Typenbe zeichnung und/oder Benennung auf der Anzeigeeinheit 16 ange zeigt, so daß er für einen Austausch vom Servicetechniker oh ne weiteres identifizierbar ist. Die Konkordanz zwischen Grundadresse und Typenbezeichnung und/oder Benennung ist in der Datentabelle enthalten und wird bei der Fehlerauswertung mit ausgewertet.

Kann bei diesem Aufruf der Grundadressen keine Störung ermit telt werden, so können die IC-Schaltkreise, die eine weiter gehende Prüfung ermöglichen, dieser Prüfung unterzogen wer den. Es ist aber auch möglich, diese weitergehende Prüfung generell durchzuführen, um Fehler gleich mehrerer IC- Schaltkreise in einer einzigen Prüfungsphase ermitteln zu können.

Hierzu werden nach Aufruf der Grundadresse eines IC- Schaltkreises anschließend dessen Register adressiert und/oder Befehle aufgerufen. Auch die daraufhin erzeugten oder ausbleibenden Antwortmuster werden mit erwarteten Ant wortmustern verglichen. Entsprechend wird bei einem vom erwarteten Antwortmuster abweichenden Antwortmuster oder bei ausbleibendem Antwortmuster der defekte IC-Schaltkreis mit seiner Typenbezeichnung und/oder Benennung auf der Anzeige einheit 16 angezeigt. Auch hier werden die zu einer Grunda dresse oder einem bestimmten IC-Typ zugehörigen Register adressen und/oder Befehle und die erwarteten Antwortmuster der Datentabelle entnommen.

Sind in einem Gerät mehrere IC-Schaltkreise gleichen Typs am selben Datenbus vorhanden, müssen unterschiedliche Grunda dressen eingestellt werden. In diesem Fall kann zusätzlich zur Typenbezeichnung und/oder Benennung des IC-Schaltkreises auch die Nummer des Adressen-Pins und der Spannungszustand angezeigt werden, der der gewählten Adresseneinstellung ent spricht. Es kann dann durch Spannungsmessung an dem Adressen- Pin oder den Adressen-Pins der defekte IC-Schaltkreis unter mehreren anderen gleichen Typs leicht aufgefunden werden.

Der für den Betrieb des Datenbusses nötige Takt wird vom Microcontroller 10 erzeugt und dem Datenbus 30 über die Schnittstellenschaltung 28 aufgeprägt. Wirkt sich ein inter ner Takt des zu prüfenden Gerätes störend auf die Messung aus, kann dieser abgeschaltet werden, da er für die Prüfung nicht benötigt wird.

Ergänzend kann die Betriebsspannung für die Prüfung von der Prüfeinrichtung bereitgestellt werden, falls eine gerätein terne Spannungsversorgung ausgefallen ist oder aufgrund eines Defektes nicht eingeschaltet werden kann.

Alternativ können die Komponenten 10, 12, 14, 16 und 18 auch durch den PC 24 selbst nachgebildet werden. Es ist dann le diglich eine Schnittstellenschaltung 28 nötig um die PC-Daten auf die Signale des Datenbusses umzusetzen. Dies kann eine extern an eine geeignete Schnittstelle des PC, z. B. die se rielle, parallele oder USB Schnittstelle anschließbare Schal tung sein oder eine intern einsetzbare Steckkarte.

Claims

1. Prüfeinrichtung zur Ermittlung fehlerhafter IC-Schalt kreise (32 . . . 40), die innerhalb eines elektronischen Geräts mit einem Datenbus (30) verbunden sind, wobei die Prüfein richtung ebenfalls mit dem Datenbus (30) verbunden wird und die Prüfeinrichtung eine Steuereinheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) für eine Adressierung der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) und eine Auswerteeinheit (10, 12, 16, 18, 24, 28) für Antwortsig nale der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) umfasst, wobei durch die Steuereinheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) ein Takt erzeugt wird, der dem Datenbus (30) aufprägbar ist, wobei mittels der Steu ereinheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) programmgesteuert die Grundadressen der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) nacheinander aufrufbar sind und die Antwortsignale der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) mittels der Auswerteeinheit (10, 12, 16, 18, 24, 28) automatisch auswertbar sind, wobei die Grundadressen und die erwarteten Antwortsignale in einer Datentabelle gespeichert und daraus abrufbar sind, wobei der die Datentabelle enthal tende Speicher mit der Steuereinheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) und der Auswerteeinheit (10, 12, 16, 18, 24, 28) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Datentabelle ferner ei ne Zuordnung zwischen den Grundadressen der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) einerseits und den Typenbezeichnungen und/oder Benennungen der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) andererseits um fasst und die Typenbezeichnung und/oder Benennung des jeweils adressierten, aber nicht oder nicht korrekt antwortenden IC- Schaltkreises mittels der Auswerteeinheit (10, 12, 16, 18, 24, 28) angezeigt wird.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundadressen der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) fest, variabel oder programmierbar sein können.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei IC-Schaltkreisen (32 . . . 40) mit programmierbarer Ad resse eine gültige Adresse als Grundadresse durch die Steuer einheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) programmierbar ist.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Steuereinheit (10, 12, 14, 18, 24, 28) programmgesteuert zusätzlich Registeradressen und/oder Befehle solcher IC-Schaltkreise (32 . . . 40) nacheinander aufrufbar sind, die über solche verfügen, und die Antwortsignale der IC-Schaltkreise (32 . . . 40) mittels der Auswerteeinheit (10, 12, 16, 18, 24, 28) automatisch auswertbar sind, wobei auch die Registeradressen und/oder Befehle und die erwarteten Antwortsignale in der Datentabelle gespeichert und daraus ab rufbar sind.

5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß in der Datentabelle zusätzlich eine Zuordnung zwischen Fabrikat und/oder Gerätetyp und/oder Chas sis und/oder Modul und/oder Variante einerseits und vorhande nen IC-Schaltkreisen mit festen und/oder variablen und/oder programmierbaren Adressen andererseits gespeichert und abruf bar sind und daß das Fabrikat und/oder der Gerätetyp und/oder das Chassis und/oder das Modul und/oder die Variante eingeb bar und der Adressenbereich dadurch programmgesteuert selek tierbar ist.

6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Datentabelle auf einem an schließbaren oder angeschlossenen PC (24) und/oder einem aus tauschbaren Speichermedium (22) und/oder einem internen Spei cher (26) gespeichert ist.

7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß in der Datentabelle abrufbare In formationen für einstellbare Adressen und zugehörige Span nungszustände an Pins dieser IC-Schaltkreise (32 . . . 40) ge speichert sind.