DE2121115A1

DE2121115A1 - Prüfeinrichtung für Schaltkreise

Info

Publication number: DE2121115A1
Application number: DE19712121115
Authority: DE
Inventors: Melvin Frederick Poughkeepsie; McMahon jun. Maurice Thomas Wappingers Falls; N.Y. Heilweil (V.St.A.)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-05-12
Filing date: 1971-04-29
Publication date: 1971-11-25
Also published as: DE2121115C2; US3633100A; FR2088503B1; CA949203A; JPS5213387B1; GB1294280A; FR2088503A1; JPS465760A

Description

Prüfeinrichtung für Schaltkreise

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für nichtlineare Schaltkreise mit η Signalzuständen, in der ein Testsignalmuster mit η verschiedenen Zuständen erzeugt und auf mindestens je einen Eingang des zu prüfenden Schaltkreises und eines Bezugsschaltkreises gegeben wird und ein Vergleich der Ausgangssignale der beiden Schaltkreise stattfindet.

Es ist bekannt, zur Prüfung von nichtlinearen Schaltkreisen diese mit Bezugssystemen zu vergleichen. Ein solches Bezugssystem kann beispielsweise ein entsprechender Schaltkreis oder ein mit einem Rechner simulierter Schaltkreis sein. Ein Testsignalmuster, das dem zu prüfenden Schaltkreis und dem Bezugssystem zugeführt wird, besitzt verschiedene Signalpegel, wobei jeder dieser Pegel einem der Signalpegel des zu prüfenden Schaltkreises entspricht. In der Regel werden binäre Schaltkreise verwendet, d. h. die Signale besitzen jeweils einen von zwei möglichen Zuständen.

Das Testsignalmuster besteht gewöhnlich aus aufeinanderfolgenden, sich ändernden Signalfolgen, die jeweils eine größere An-

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zahl von gleichzeitig auftretenden Signalen enthalten. Diese Signale werden einer ebenso großen Anzahl von Eingängen des Schaltkreises und entsprechend den Eingängen des Bezugssystems zugeführt. Die Ausgangssignale des Schaltkreises werden mit den zugeordneten Ausgangssignalen des Bezugssystems verglichen, wobei eine Nichtübereinstimmung einen defekten Schaltkreis anzeigt.

Dieses vergleichende Prüfverfahren eignet sich besonders für die komplexen mxkrominiaturisierten integrierten Schaltkreise. Wegen der geringen Größe dieser Kreise und der hohen Dichte der Schaltelemente sind diese in den meisten Fällen im einzelnen für Prüfelektroden nicht zugänglich. Das vergleichende Testverfahren benötigt jedoch nur wenige Prüfanschlüsse, über die das Prüfsignalmuster mit den sich ändernden Signalfolgen zugeführt und wieder abgenommen wird. Das PrüfSignalmuster kann dabei vorherbestimmt sein. Vorteilhafter ist jedoch die Verwendung eines Zufallssignalmusters oder Pseudo-Zufallssignalmusters, bei dem sehr schnell hintereinander mit einer Geschwindigkeit von einigen Tausend pro Sekunde zufällig geänderte Signalfolgen dem Schaltkreis und dem Bezugssystem zugeführt werden.

Bei den bekannten vergleichenden Prüfverfahren ergeben sich Schwierigkeiten durch die kritischen Ubergangsbedingungen beim Wechsel der Signalfolgen, die in den zu prüfenden Schaltkreisen sowie in den Bezugssystemen auftreten. In nichtlinearen Schaltkreisen können beim Wechsel von zwei aufeinanderfolgenden Signalfolgen Übergangserscheinungen auftreten, die den oder die Ausgänge des Schaltkreises beeinflussen. Die Ausgangssignalfolgen sind daher auch abhängig von den Eingangssignalfolgeänderungen. Ein kritischer übergang kann somit ein nicht vorherbestimmbares Ausgangssignal liefern, d. h. bei einer bestimmten Eingangssignalfolge treten an gewissen Ausgängen Signale auf, die z. B. bei einem binären Schaltkreis sowohl den einen als auch den anderen Signalzustand annehmen können. Hierzu soll der in Fig. 2 gezeigte Schaltkreis betrachtet werden, der aus einer .Kombination von NOR-Gattern besteht. Dieser Schaltkreis stellt

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den zu prüfenden Schaltkreis 20 in der in Fig. 1 gezeigten, bereits vorgeschlagenen Prüfeinrichtung dar. Hierin sind die Eingänge des Schaltkreises 20 und eines entsprechenden Bezugskreises 30 mit einem Zufallsgenerator 10 und deren Ausgänge mit einer Vergleichsvorrichtung 40 verbunden. Die Ausgangssignalfolgen des Zufallsgenerators 10 werden den Eingängen des Schaltkreises 20 und des Bezugskreises 30 zugeführt. Die einander entsprechenden Ausgangssignale der Kreise 20 und 30 werden in der Vergleichsvorrichtung 40 miteinander verglichen. Wird hierbei eine Nichtübereinstimmung festgestellt, so genügt der Schaltkreis 20 den an ihn gestellten Anforderungen nicht.

Dem binären Schaltkreis in Fig. 2 wird an den Eingängen A, B und C die Signalfolge 0, 0, 0 zugeführt, wobei 0 und 1 die beiden binären Signalzustände darstellen. Durch die NOR-Gatter 211 bis wird die Eingangssignalfolge so verarbeitet, daß am Ausgang D der Signalzustand 0 auftritt. Die nächste Signalfolge besteht aus den Signalzuständen 0, 1, 0, d. h. das Signal am Eingang B hat seinen Zustand von 0 nach 1 geändert. Damit ändern sich die Ausgangssignale der NOR-Gatter 211 und 212 von 1 nach 0. Während der Änderung können folgende Vorgänge ablaufen: Wenn der Signalzustand 0 vom NOR-Gatter 211 den Eingang des NOR-Gatters 213 eher erreicht als der 0-Zustand des Gatters 212 den Eingang des Gatters 214, dann tritt am Ausgang D der Signalzustand 1 auf, wie in Fig. 2A gezeigt ist. Wird dagegen der O-Zustand etwas früher auf das Gatter 214 als auf das Gatter 213 gegeben, dann behält der Ausgang D den Signalzustand 0 bei, wie in Fig. 2B dargestellt ist. Infolge der kritischen Übergangserscheinungen können somit am Ausgang sowohl der Signalzustand O als auch der Zustand 1 auftreten. Besitzen dann der Schaltkreis 20 und der Bezugskreis 30 verschiedene Ausgangssignale, so wird der Schaltkreis 20 als fehlerhaft aussortiert, obwohl er einwandfrei arbeitet. Die vorgeschlagene, in Fig. 1 dargeteilte Prüfeinrichtung kann somit nur bei Schaltkreisen verwendet werden, bei denen kritische Übergangserscheinungen nicht auftreten.

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* Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prüfeinrichtung zu schaffen, mit der auch Schaltkreise geprüft werden können, bei denen während des PrüfVorganges kritische Übergangserscheinungen auftreten. Diese Aufgabe wird bei der anfangs genannten Prüfeinrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Mittel zur Umwandlung des Testsignalmusters mit η verschiedenen Zuständen in ein solches mit η + 1 verschiedenen Zuständen vorgesehen sind, wobei der zusätzlich gebildete Signalzustand in Abhängigkeit von übergängen zwischen den η Signalzuständen erzeugt wird, daß der Bezugsschaltkreis an die Mittel zur Umwandlung des Testsignalmusters angeschlossen ist und mindestens eine Ausgangsleitung für die η Signalzustände und eine für den zusätzlichen Signalzustand aufweist, daß dem Bezugsschaltkreis ein Umwandler zur Rückwandlung der Signale mit η + i Zuständen in solche mit η Zuständen nachgeschaltet ist und daß eine Vergleichsvorrichtung an den zu prüfenden Schaltkreis und den umwandler angeschlossen ist, die in Abhängigkeit vom Auftreten eines Signals auf der Atssgangsleitung für den gusätsiichen Signalaustand mindestens teilweise blockierbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 das Blockdiagramm einer bereits vorgeschlagenen

Prüfeinrichtung,

Fig. 2, 2A, 2B wie bereits erwähnt das Blockdiagramm eines nichtlinearen, binären Schaltkreises,

Fig. 3 u. 3A das Blockdiagramm eines den. „„ ?ig. 2 gezeigten

entsprechenden Schaltkreises,

Fig. 4 das Blockdiagramm einer Einrichtung nach der Erfindung ,

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Fig. 5 ein Blockdiagramm, das einen Teil der in Fig.

gezeigten Einrichtung zeigt und sich im wesentlichen auf den Zufallsgenerator bezieht,

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Teiles der Einrichtung

nach Fig. 4, das sich insbesondere auf den Umwandler einer Signalfolge mit zwei Zuständen in eine solche mit drei Zuständen bezieht,

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines Teiles der Einrichtung

nach Fig. 4, das sich auf den Bezugskreis bezieht,

Fig. 8 eine Umwandlungstabelle für den in Fig. 6 dargestellten Umwandler,

Fig. 9 eine Tabelle der Eingangs- und Ausgangssignalfolgen des Bezugskreises sowohl mit zwei als auch mit drei Signalzuständen,

Fig. 10 ein Blockdiagramm eines Teiles der Einrichtung

in Fig. 4, das sich auf den dort gezeigten Schrittgenerator, den Dualdiskriminator und die Vergleichsvorrichtung bezieht,

Fig. 11 mehrere Signalfolgen, die die Arbeitsweise des

Schrittgenerators veranschaulichen sollen,

Fig. 12 eine Kurvendarstellung, die die Arbeitsweise des

Dualdiskriminators deutlich machen soll,

Fig. 13 eine Funktionstabelle für den Schaltkreis nach

Fig. 3,

Fig. 14 einen Schaltkreis für ein NOR-Gatter mit drei Signalzuständen, welches für die vier NOR-Gatter

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in Fig. 3 verwendet werden kann und

15 einen Schaltkreis eines ümwandlers für Signale mit drei verschiedenen Zuständen.

Durch die Verwendung eines Bezugskreises mit drei verschiedenen Signalzuständen für die Prüfung von binären Schaltkreisen, von denen zwei den beiden Binärzuständen und der dritte einem im Binärsystem nicht vorkommenden Zustand entspricht, ist es möglich, kritische Übergangserscheinungen mit Hilfe dieses dritten Signalzustandes anzuzeigen, so daß das Ausgangssignal nicht einen der beiden Binärzustände annehmen muß. Damit der sich so ergebende dritte Signalzustand auch am Ausgang des Bezugskreises erhalten bleibt, sind die Mittel zur Umwandlung des erzeugen Signalmusters in ein Signalmuster mit drei Signalzuständen vorgesehen, denen der Bezugskreis nachgeschaltet ist. Dabei tritt der dritte Signalzustand immer dann auf, wenn ein Übergang zwischen den beiden Binärzuständen erfolgt.

Zur näheren Erläuterung dieses Vorganges dient die Fig. 3. In dieser ist ein Schaltkreis mit NOR-Gattern 311 bis 314 für drei verschiedene Signalzustände gezeigt. Dieser entspricht dem Schaltkreis in Fig. 2 und kann als dessen Bezugskreis verwendet werden. An den drei Eingängen A, B und C liegt wiederum die Signalfolge 0, 0, 0. Der Signalzustand am Eingang B soll nun von 0 in 1 gewechselt werden. Dabei gelangt der Eingang B zuerst zum zwischen 0 und 1 liegenden, dritten Zustand X. Die Ausgänge der ternären NOR-Gatter 311 bis 314, die gemäß der in Fig. 13 gezeigten Funktionstabelle arbeiten, nehmen die in Fig. 3 dargestellten Signalzustände an, wenn am Eingang B der Zustand X liegt. Am Ausgang D tritt somit der Signalzustand X auf. Fig. 3A zeigt den übergang des Signales am Eingang B vom Zustand X zum Zustand Am Ausgang D bleibt dabei der Zustand X erhalten. Die Tatsache, daß auch nach der Beendigung des Zustandswechsels von O auf 1 am Eingang B am Ausgang D der Zustand X auftritt, zeigt, daß dieser Zustandswechsel bei dem vorliegenden Schaltkreis kritische über-

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gangserscheinungen hervorruft. Durch geeignete Abfühlmittel kann dieser dritte Zustand X am Ausgang D festgestellt werden und es kann in diesem Fall eine Sperrung der Vergleichsvorrichtung stattfinden, so daß der zu prüfende, binäre Schaltkreis nicht fälschlicherweise als fehlerhaft angesehen wird. Wenn die in Fig. 3 enthaltene Schaltung nur Teil eines Schaltkreises mit vielen Ausgängen ist, wobei im Unterschied zum Ausgang D an den anderen Ausgängen jeweils einer der beiden Zustände 0 oder 1 auftritt, dann findet für die Signale dieser Ausgänge der Vergleich mit den entsprechenden Ausgängen des zu prüfenden Schaltkreises statt. Ein Vergleich wird somit nur für diejenigen Ausgänge verhindert, bei denen infolge von kritischen Ubergangserscheingungen der dritte Signalzustand X erzeugt wird. Beim übergang zur nächsten Signalfolge kann dann am Ausgang D wieder einer der beiden Zustände 0 oder 1 entstehen, so daß dieser Ausgang einem Vergleich wieder zugänglich wird, während beispielsweise ein anderer Ausgang wegen des an ihm auftretenden Signalzustandes X für den Vergleich gesperrt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung kann eine schnell Synchronisation der dem zu prüfenden Schaltkreis und dem Bezugskreis zugeführten Signalmuster und der Signalpegel in den beiden Kreisen erreicht werden. Hierzu wird eine erste Signalfolge mit einer Vielzahl binärer Signale erzeugt und auf die entsprechende Anzahl von Eingängen des zu prüfenden Schaltkreises und über den vorgeschalteten Umwandler des Bezugskreieses gegeben. Die nächste Signalfolge enthält binäre Signale, deren jeweiliger Zustand gegenüber dem Zustand des entsprechenden vorhergehenden Binärsignals gewechselt wurde. An jedem Eingang des Bezugskreises tritt somit kurzzeitig der Zustand X auf. Diese bewirkt, daß die dem zu prüfenden Schaltkreis und dem Bezugskreis zugeführten Signalmuster und die Zustandspegel der beiden Kreise synchronisiert werden,

« unabhängig davon, ob kritische Übergangserscheinungen auftreten

oder nicht.

Die Einrichtung in Fig. 4 enthält einen Taktgeber 50 herkömmlicher

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Bauart, der Taktimpulse direkt zu einer Schieberegisterschaltung 60 und über Verzögerungsglieder 52, 54, 56 und 401 zu anderen Teilen der Einrichtung liefert. Der Ausgang der Schieberegisterschaltung 60 ist mit einem Zufallsgenerator 10 und einer Pufferschaltung 70 verbunden. Die Schieberegisterschaltung 60, der Zufallsgenerator 10 und die Pufferschaltung 70 haben die Aufgabe, eine geeignete Zufallstestsignalfolge zu erzeugen. Als Beispiel sei angenommen, daß der zu prüfende Schaltkreis achtundvierzig Anschlußstifte aufweist, woraus folgt, daß der Zufallsgenerator 10 eine gleiche Anzahl von Ausgängen besitzt, d. h. 48 Ausgänge. Bei diesem Beispiel, welches durch die gesamte Beschreibung hindurch verwendet wird, besitzt die Schieberegisterschaltung 60 neunundvierzig Ausgänge, wobei einer dieser Ausgänge ein Signal an den Zufallsgenerator 10 abgibt während die anderen 48 mit der Pufferschaltung 70 verbunden sind.

Die Pufferschaltung 70 empfängt 48 Eingangssignale aus der Schieberegisterschaltung 60, 48 Eingangssignale aus dem Zufallsgenerator 10 und ein Taktsignal aus dem Verzögerungsglied 52. Die Pufferschaltung 70 liefert die gleiche Anzahl von Ausgangssignalen, d. h. 48 Ausgangssignale, an einen Schrittgenerator 80 und an die Bezugsschaltung 402.

Der Schrittgenerator nimmt die 48 Signale aus der Pufferschaltung 70 auf und liefert gleichzeitig in Abhängigkeit von einem Taktimpuls aus dem Verzögerungsglied 54 diese 48 Eingangssignale an den Prüfkreis 20. Der Schrittgenerator 80 nimmt eine Zeitberechnung und eine Impulsformung derart vor, daß Impulse mit kurzer Anstiegszeit und richtigem Spannungswert an den Prüfkreis 20 geliefert werden. Die Ausgangsstifte des Prüfkreises 20 sind mit einem Dualdiskriminator 90 verbunden, welcher die Spannungswerte dieser Anschlußstifte in Abhängigkeit von den Signalen aus dem Schrittgenerator 80 feststellt. Der Dualdiskriminator 90 liefert binäre Signale an eine Vergleichsschaltung 40 zum Vergleich mit entsprechenden Ausgangssignalen der Bezugsschaltung 402.

Die Vergleichsschaltung 40 empfängt Signale aus dem Dualdiskrimi-

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nator 9O und aus der Bezugsschaltung 402 und vergleicht die entsprechenden Signale miteinander. Wenn eine Differenz zwischen diesen Signalen auftritt, so wird in Abhängigkeit von einem Taktsignal aus dem Verzögerungsglied 56 ein Fehlersignal erzeugt. Ein solches Fehlersignal kann dazu verwendet werden, den Ausgang des Taktgebers 50 zu unterbrechen und dadurch den Prüfvorgang anzuhalten. Das Verzögerungsglied 56 weist eine lange Verzögerungszeit auf, so daß die Signale sowohl aus der Bezugsschaltung 402 und aus dem Dualdiskriminator 90 an den Eingängen der Vergleichsschaltung 40 bereits anliegen, bevor der Taktimpuls aus dem Verzögerungsglied 56 die Durchführung eines Signalvergleiches veran·: laßt.

Die Bezugsschaltung 402 enthält einen Umwandler 403, der das binäre Eingangssignalmuster der Pufferschaltung 70 in ein Signalmuster mit drei verschiedenen Signalzuständen umwandelt. Dieses Signalmuster mit drei Signalzuständen wird auf einen Bezugskreis 404 gegeben, der dem Prüfkreis 20 entspricht, jedoch für die Verarbeitung von Signalen mit drei Zuständen ausgebildet ist. Wenn das binäre Signal an einem Eingang des Umwandlers 403 seinen Zustand ändert, dann erzeugt der Umwandler einen dazwischenliegenden dritten Signalzustand am entsprechenden Eingang des Bezugskreises 404. Dieser dritte Signalzustand enspricht dem unbestimmten Zustand des Schaltkreises. Jeder Wechsel zwischen dem 0- und 1-Zustand eines binären Signals im Tes.tmuster erzeugt somit den X-Zustand, der auf den entsprechenden Eingang des Bezugskreises 404 vor Erreichen des neuen Signalzustandes gegeben wird. Wenn ein solcher Wechsel im Signalmuster kritische Obergangsbedingungen im Bezugskreis 404 hervorruft, dann bleiben der oder die entsprechenden Ausgänge des Bezugskreises auf dem Signalzustand X, auch wenn der neue Signalzustand am Eingang des Bezugskreises erreicht ist.

Ein dem Bezugskreis 404 nachgeschalteter Umwandler 405 formt die Signale mit drei Signalzuständen wieder zurück in solche mit zwei Zuständen. An den Umwandler 405 ist die Vergleichsschaltung 40

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angeschlossen, die zum Vergleich der Ausgangssignale des Dualdiskriminators 90 und des ümwandlers 405 dient. Eine Sperrschaltung 406 kann den Vergleich in der Vergleichsschaltung 40 für einen der Ausgänge des Bezugskreises 404 verhindern, wenn dieser Ausgang den X-Zustand besitzt. Auf diese Weise wird ein Vergleich ausgeschlossen, wenn die kritischen Übergangsbedingungen im Bezugskreis 404 auftreten. Es wird somit vermieden, daß ein geprüfter Schaltkreis fälschlicherweise als fehlerhaft aussortiert wird. Der Vergleich eines Ausgangssignales wird nur solange verhindert, bis ein weiterer Signalwechsel im Testsignalmuster an dem betreffenden Ausgang des Bezugskreises eine Signaländerung in der Weise bewirkt, daß nun einer der beiden binären Zustände 0 oder 1 anstelle des Zustandes X auftritt. Es kann jedoch währenddessen an anderen Ausgängen des Bezugskreises 404 der Signalzustand X erzeugt werden, so daß nun für diese Ausgänge der Vergleich vorübergehend gesperrt ist.

In Fig. 5 ist ein ausführliches Blockdiagramm der Schieberegisterschaltung 60, des Zufallsgenerators 10 und eines Teiles der Pufferschaltung 70 dargestellt. Die Schiebergisterschaltung 60 enthält im wesentlichen das Schieberegister selbst mit 49 Stufen, d. h. mit einer Stufe mehr als die Anzahl der Anschlußstifte des zu prüfenden Schaltkreises beträgt. Das Schieberegister empfängt einen Einstellimpuls, wodurch die Anfangsbedingungen des Schieberegisters derart eingestellt werden, daß in die ersten 48 Stufen jeweils eine binäre 0 und in die 49ste Stufe eine binäre 1 eingeführt wird. Das Schieberegister empfängt außerdem Schiebeimpulse aus dem Taktgeber 50 über eine Torschaltung 62 und über eine Impulstreiberschaltung 64. Der andere Eingang der Torschaltung 62 ist mit dem Ausgang der Vergleichsschaltung 40 verbunden. Di« Impulstreiberschaltung 64 versieht die Signale aus der Torschaltung 62 lediglich mit Energie, so daß sämtliche 49 Stufen des Schieberegisters ebenso wie ein Zähler 66 mit einem Eingangssignal versorgt werden können. Der Zähler 66 ist von herkömmlicher Bauart und liefert eine Anzeige der Anzahl der durchgeführten Prüfvorgänge. Die 49ste Stufe des Schieberegisters ist mit der ersten Stu-

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-life verbunden, so daß die binäre 1,welche am Anfang darin eingestellt worden ist, fortschreitend durch das Schieberegister hindurch verschoben wird. Der Ausgang der 49sten Stufe ist außerdem mit einer Impulstreiberschaltung 68 verbunden, welche einen Treiberimpuls an den Zufallsgenerator 10 abgibt. Die anderen 48 Ausgänge des Schieberegisters sind mit der Pufferschaltung 70 verbunden. Der andere Ausgang der 49sten Stufe ist ledilich ein invertierender Ausgang, welcher mit der ersten Stufe verbunden ist, so daß der Betrieb des Schieberegisters in herkömmlicher Weise abläuft.

Aus der Darstellung in Fig. 5 geht weiterhin hervor, daß der Zufallsgenerator 10 ein Schieberegister mit 48 Stufen und eine EX-KLUSIV-ODER-Schaltung 12 aufweist. Mittels Einstell- und Rückstelleitungen ist es möglich, jede beliebige Anfangssignalfolge in das Schieberegister des Zufallsgenerators 10 einzuspeichern. Jede der 48 Stufen empfängt ein Eingangssignal aus der Impulstreiberschaltung 68, welche den Schiebeimpuls liefert. Jeder der 48 Ausgänge des Zufallsgenerators 10 ist mit der Pufferschaltung 70 verbunden. Die Eingänge der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 12 des Zufallsgenerators 10 sind mit der dritten und 48sten Stufe des Schieberegisters und ihre Ausgänge sind phasengleich und phasenverkehrt mit der ersten Stufe des Schieberegisters verbunden.

Zur Erleichterung des Verständnisses und zur Vermeidung von Wiederholungen wird im folgenden die Prüfeinrichtung lediglich mit Bezug auf einen einzigen zu testenden Anschlußstift beschrieben. In Fig. 5 ist deshalb nur ein Teil der Pufferschaltung 70 dargestellt. Dieser dargestellte Teil der Pufferschaltung ist der Schaltkreis für den Ausgang der ersten Stufe des Schieberegisters in der Schaltung 60 und der ersten Stufe des Schieberegisters des Zufallsgenerators 10. Die gesamte Prüfeinrichtung weist 48 derartige Schaltkreise auf, welche jeweils mit dem dargestellten identisch und mit einer der Stufen jedes der Schieberegister verbunden sind, wie dies für die erste Stufe der Schieberegister in Fig. 5 dargestellt ist.

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Gemäß der Darstellung in Fig. 5 weist die Pufferschaltung 70 eine UND-Schaltung 71 auf, welche jeweils ein Eingangssignal aus der Schieberegisterschaltung 60 und aus dem Verzögerungsglied 72 empfängt. Ein Polaritätshalteschaltkreis 72 empfängt sowohl das Ausgangssignal der UND-Schaltung 71 als auch des Zufallsgenerators 10. Der Polaritätshalteschaltkreis 72 weist eine Torschaltung und eine Selbsthalteschaltung auf. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 71 bildet das Toransteuersignal, mittels welchem die Polarität des Signals aus dem Zufallsgenerator 10 in die Selbsthalteschaltung eingespeichert wird. Dieses sich ergebende Ausgangssignal des Polaritätshalteschaltkreises 72 wird solange festgehalten, bis ein neues Signal mittels eines Toransteuersignales aus der UND-Schaltung 71 durchgelassen wird. Der Schrägstrich am Ausgang des Polaritätshalteschaltkreises 72 deutet lediglich an, daß an eine UND-Schaltung 74 das invertierte Ausgangssignal abgegeben wird. Die UND-Schaltung 74 empfängt außerdem ein Signal aus einem Inverter 73. Eine UND-Schaltung 76 empfängt Eingangssignale aus der UND-Schaltung 74 und aus einem Inverter 75. Das invertierte Ausgangssignal der UND-Schaltung 76 wird auf den Anschlußstift in der Bezugsschaltung 402 gegeben. Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 76 wird außerdem auf den Schrittgenerator 80 gegeben. An die Eingänge der Inverter 73 und 75 können feste Potentiale gegeben werden, die auf die entsprechenden Anschlußstifte weitergeleitet werden.

Es wird angenommen, daß das im Zufallsgenerator 10 erzeugte Eingangssignalmuster nur auf die Anschlußstifte eines integrierten Prüfkreises gegeben wird und daß die zu vergleichenden Ausgangssignale von einer Mehrzahl Ausgangsstifte des integrierten Prüfkreises abgenommen werden. Der Zufallsgenerator 10 erzeugt dabei vorteilhaft ein Zufallssignalmuster, das aus einer Anzahl von wechselnden Signalfolgen besteht, wobei jede Signalfolge 48 parallele Signale entsprechend der Anzahl der Stufen des Schieberegisters im Zufallsgenerator 10 aufweist. Jede Signalfolge oder ein Teil derselben wird dem Prüfkreis zugeführt, der bis zu 48 Eingangsanschlüsse besitzt. Wenn die Eingangsklemmen der Inver-

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ter 73 und 75 jeder Einheit der Pufferschaltung 70 auf dem Potential des Signalzustandes 0 gehalten werden, dann entspricht der Signalzustand am Ausgang jeder UND-Schaltung 76 dem Signalzustand in der entsprechenden Stufe des Schieberegisters im Zufallsgenerator 10. Besitzt z. B. die erste Stufe dieses Schieberegisters den Binärzustand 1, dann tritt am Ausgang der UND-Schaltung 76 der zugeordneten Einheit in der Pufferschaltung 70 ebenfalls der Binärzustand 1 auf. Die 48 Binärsignale einer Signalfolge oder ein bestimmter Teil davon werden einer entsprechenden Zahl von Anschlußstiften des Prüfkreises 20 über den Schrittgenerator 80 sowie dem Bezugskreis 404 über den Umwandler 403 zugeführt.

Das Testsignalmuster kann entweder rein zufällig sein, d. h. jedes Binärsignal in einer Signalfolge ist unabhängig von dem entsprechenden Binärsignal der vorangehenden oder der nachfolgenden Signalfolge, oder es kann ein Pseudo-Zufallssignalmuster sein. Das Pseudo-Testsignalmuster ergibt sich aus der gemeinsamen Wirkung des Zufallsgenerators 10, der Schieberegisterschaltung 60 und der Pufferschaltung 70. Unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 5 wird im folgenden der Beginn eines Testzyklus beschrieben. Vor Beginn des Testens wird in der 49sten Stufe des Schieberegisters der Schaltung 60 eine binäre 1 gespeichert und die anderen 48 Stufen sind auf die binäre 0 zurückgestellt. In den 48 Stufen des Schieberegisters im Zufallsgenerator 10 ist eine beliebige Folge von binären Einsen und Nullen gespeichert. Nach Einstellen dieser Anfangsbedingungen wird der Eingang der Torschaltung 62 auf einen oberen Spannungswert angehoben, welcher erlaubt, daß Taktimpulse zu der Impulstreiberschaltung 64 gelangen. Der erste dieser Taktimpulse stellt den Zähler 66 auf den Wert 1 ein. Außerdem bewirkt dieser Taktimpuls eine Verschiebung in dem Schieberegister der Schaltung 60 derart, daß die vorher in der 49sten Stufe gespeicherte binäre 1 in die erste Stufe verschoben wird, wobei die Stufen 2 bis 49 jeweils binäre Nullen enthalten. Zu dieser Zeit hat der Zufallsgenerator 10 keine neuen Eingangssignale empfangen und hält deshalb die anfänglich eingegebene Signalfolge aufrecht. Es ist zu beachten, daß bei jedem 49sten

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Taktimpuls das Schieberegister in dem Zufallsgenerator IO in Abhängigkeit von einem durch die Impulstreiberschaltung 68 hindurchgelangenden Signal um 1 weitergeschoben wird. Außerdem ist zu beachten, daß immer dann, wenn die dritte Stufe und die 48ste Stufe des Schieberegisters im Zufallsgenerator den gleichen Zustand enthalten, der EXKLUSIV-ODER-Schaltkreis 12 in die erste Stufe eines binäre 1 eingibt. Wenn die dritte und die 48ste Stufe ungleiche Zustände aufweisen, so gibt die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 12 in die erste Stufe eine binäre O ein. Wenn demgemäß beispielsweise die dritte und die 48ste Stufe jeweils eine binäre O enthalten, so gibt der Ausgang der EXKLÜSIV-ODER-Schaltung 12 in die erste Stufe des Schieberegisters eine binäre 1 ein. Das gleiche geschieht, wenn sowohl die dritte als auch die 48ste Stufe jeweils eine binäre 1 enthalten. Wenn jedoch entweder die dritte Stufe oder die 48ste eine binäre O enthält und die jeweilige andere Stufe eine binäre 1, so gibt die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 12 an seinem Ausgang eine binäre O ab, welche in die erste Stufe des Schieberegisters eingegeben wird. Das so resultierende Signalmuster aus jeweils 48 Signalen wird der Pufferschaltung 70 und über diese dem Prüfkreis sowie der Bezugsschaltung zugeführt.

In Fig. IO ist ein Blockdiagramm jeweils einer Einheit des Schrittgenerators 80 und des Dual-Diskriminators 90 gezeigt. Für jeden der Anschlußstifte, sowohl Eingangs- als auch Ausgangsstifte, sind jeweils zwei solche Einheiten vorgesehen. Damit ist möglich, daß jeder Anschlußstift des Prüfkreises entweder als Eingangs- oder als Ausgangsstift behandelt werden kann, wodurch der Einrichtung eine große Flexibilität beim Prüfen verschiedener Schaltkreise gegeben ist. Die Eigenschaften des Prüfkreises werden bei der Bestimmung, welche der Anschlußstifte als Eingangs- und welche als Ausgangsstifte verwendet werden sollen, in Betracht gezogen. Das Testsignalmuster wird dann über den Schrittgenerator 80 den ausgewählten Eingangsstiften zugeführt. Die Ausgangssignale werden über die ausgewählten Ausgangsstifte dem Dual-Diskriminator 90 zugeleitet.

Gemäß der Darstellung in Fig. 10 weist der Schrittgenerator 80 ei-Docket Fi 970 O₁₅ 109848/1236

nen Inverter 81, ein Verzögerungsglied 82, UND-Schaltungen 83 und 84 sowie eine ODER-Schaltung 85 auf. Der Inverter 81 empfängt einen Taktimpuls vom Verzögerungsglied 54 und das Verzögerungsglied 82 erhält Datensignale von der UND-Schaltung 76 der Pufferschaltung 70. Da angenommen wird_f daß geeignete Potentiale (erzwungenes Potential 1) am Eingang des Inverters 73 und ( erzwungenes Potential 2) am Eingang des Inverters 75 nicht auftreten, wird nur die ausgezogen dargestellte Stellung des vor den Eingang des Verzögerungsgliedes 82 gelegten Schalters betrachtet, d. h. das Verzögerungsglied 82 ist direkt mit dem Ausgang der entsprechenden UND-Schaltung 76 verbunden.

Die Wirkungsweise der Schaltung in Fig. 10 wird im folgenden anhand der Fig. 11 erläutert, die eine Übersicht verschiedener Impulsfolgen in der Schaltung zeigt. Der Schrittgenerator 80 stellt einen Schaltkreis dar, welcher an seinem Ausgang das gleiche Muster an digitaler Information liefert, das an seiner Einangsleitung 88 engelegt ist. Dieses Muster bzw. diese Signalfolge wird jedoch entweder mit den positiven oder den negativen übergängen des Taktsignals aus dem Verzögerungsglied 54 synchronisiert. Die übergänge am Generatorausgang sind von der Übergangszeit der Eingangsdaten unabhängig. Das Taktsignal aus dem Verzögerungsglied 54 wid in den Inverter 81 und in die UND-Schaltung 84 eingegeben. Das invertierte Datensignal aus der UND-Schaltung 76 in der Pufferschaltung 70 wird in das Verzögerungsglied 82 und in die UND-Schaltung 84 eingegeben. Dadurch erzeugt ein Ausgangssignal entweder aus der UND-Schaltung 83 oder aus der UND-Schaltung 84 ein Ausgangssignal an der ODER-Schaltung 85. Auf diese Weise liegt an der Leitung 87 das dem oberen Spannungswert entsprechende Ausgangssignal dann an, wenn entweder ein dem oberen Spannungswert entsprechendes Datensignal auf der Leitung 88 mit einem dem oberen Spannungswert entsprechenden Taktimpuls auf der Leitung 86 zusammenfällt oder wenn ein dem oberen Spannungswert entsprechendes, verzögertes Datensignal auf der Leitung 89 mit einem dem unteren Spannungswert entsprechenden Taktimpuls auf der Leitung 86 zusammenfällt. Der Ausgangsimpuls auf der Leitung 87, welcher in

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der beschriebenen Weise erzeugt wird, liefert einen gewünschten Testimpuls über die charakteristische Ii ordneten Eingangsstift des Prüfkreises.

Testimpuls über die charakteristische Impedanz Z an den zuge-

Am Ausgang der ODER-Schaltung 85 tritt das geformte und synchronisierte Testsignal auf, welches dem entsprechenden Eingangsstift über die charakteristische Impedanz Z_Q zugeführt wird. Wenn dieser Stift einen Ausgangsstift darstellen soll, dann besteht keine Verbindung zwischen diesem Stift und dem Schrittgenerator 80. Die charakteristische Impedanz Z_Q ist dann mit einer geeigneten Abschlußimpedanz verbunden.

Die Antwort bzw. das Ausgangssignal jedes Ausgangsstiftes wird durch den Dual-Diskriminator 90 festgestellt. Dessen Wirkungsweise wird nun unter weiterer Bezugsnahme auf die Fig. 10 beschrieben. Der Dual-Diskriminator 90 enthält Spannungsdetektoren 92 und 94, die jeweils ein Signal von dem Ausgangsstift empfangen. Jeder Spannungsdetektor empfängt außerdem ein Bezugsspannungssignal. Der Spannungsdetektor 92 empfängt ein Bezugsspannungssignal, das einem oberen Spannungswert entspricht, und der Detektor 94 empfängt ein Bezugsspannungssignal, das einem unteren Spannungswert entspricht. Der Spannungsdetektor 92 erzeugt eine binäre 1 auf seiner Ausgangsleitung 800 dann, wenn das Signal von dem Ausgangsstift den oberen Bezugsspannungswert überschreitet. Der Spannungsdetektor 94 erzeugt ein Ausgangssignal auf einer Ausgangsleitung 801 dann, wenn das Signal vom Ausgangsstift größer ist als der untere Bezugsspannungswert. In Fig. 12 ist eine Kurve dargestellt, welche die erforderliche Bedingung für die Ausgangssignale auf den Leitungen 800 und 801 zeigt. Wenn die untere Schwelle TL nicht überschritten wird, so besitzen b^ide Leitungen den binären Zustand 0. Wenn die untere Schwelle TL überschritten wird, so wird auf die Leitung 801 ein Ausgangssignal, d. h. eine binäre i, gegeben, während auf der Leitung 800 der binäre Zustand 0 verbleibt. Wenn die obere Schwelle TU überschritten wird, so nehmen beide Leitungen den binären Zustand 1

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an. Wenn das Signal des Ausgangsstiftes eine binäre 1 darstellt, dann wird die obere Schwelle TU überschritten und beide Leitungen 800 und 801 weisen ebenfalls den oberen Signalzustand 1 auf. Wenn das Signal des Ausgangsstiftes ein binäre 0 darstellt, dann wird die untere Schwelle TL nicht überschritten und beide Leitungen 800 und 801 besitzen"das Potential des binären Zustandes 0. Wenn am Ausgangsstift ein Signal auftritt, dessen Potential zwischen den beiden Schwellwerten, d. h. oberhalb des unteren Schwellwertes und unterhalb des oberen Schwellwertes liegt, dann ist der geprüfte Schaltkreis fehlerhaft. Der binäre Zustand 1 auf der Leitung 801 und der binäre Zustand 0 auf der Leitung 800. zeigen einen solchen feherhaften Schaltkreis an. Die Vergleichsschaltung sortiert solche fehlerhaften Schaltkreise aus, ohne daß ein Vergleich mit dem Ausgangssignal des Bezugssystems stattfindet. Die Leitung 800 wird auf den Eingang eines Inverters 41 und die Leitung 801 auf den einen Eingang einer UND-Schaltung 44 der Vergleichsschaltung 40 geführt.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Bezugsschaltung 402 näher erläutert. Die in dieser Schaltung verwendeten dreiwertigen Signale werden auf zwei Leitungen, von denen jede ein zweiwertiges Signal führt, dargestellt. Eine ensprechende Umformung dreiwertiger Signale zeigt die Tabelle in Fig. 8. Der ternäre Zustand 0 wird durch die beiden binären Zustände 1 1, der ternäre Zustand 1 durch die beiden binären Zustände 0 0 und der weitere ternäre Zustand X durch die beiden binären Zustände 1 0 dargestellt. Das Testsignalmuster mit nur zwei verschiedenen Signalzuständen wird im Umwandler 403 in ein Signalmuster mit drei verschiedenen Signalzuständen umgeformt. Der Umwandlungskreis ist in Fig. 6 gezeigt. Er erzeugt ternäre Signale, die sich gemäß Fig. 8 aus jeweils zwei binären Signalen zusammensetzen. Der Umwandler 403 besitzt für jedes Signal einer Signalfolge einen der dargestellten Schaltkreise, d. h. insgesamt 48 solcher Schaltkreise.

Der Eingang für das von der Pufferschaltung 70 kommende binäre Signal ist mit A bezeichnet. Das dreiwertige Signal, das als Korn-

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bination zweier binärer Signale dargestellt ist_r tritt auf den Ausgangsleitungen a und a¹ auf. Damit in der Bezugsschaltung die Möglichkeit besteht, kritische Übergangsbedingungen zwischen den Signalen der einzelnen Folgen hinsichtlich der Ausgangssignale des Bezugskreises 404 festzustellen, muß der in Fig. 6 gezeigte ürawandlungs-Schaltkreis in der Weise arbeiten, daß, wenn am Eingang A das binäre Signal seinen Zustand wechselt, auf den Ausgangsleitungen a und a¹ kurzzeitig der Zwischenzustand X entsteht, bevor der neue Zustand erreicht ist, der dem binären Eingangszustand entspricht. Wenn z. B. am Eingang A das Signal vom binären Zustand 0 zum binären Zustand 1 wechselt, dann ändern sich die Zustände auf den Ausgangsleitungen a und a¹ von den binären Zuständen 1 1 zu den binären Zuständen 1 0 und schließlich zu den binären Zuständen 0 0. Da die beiden Leitungen a und a¹ zum Bezugskreis 404 geführt werden, erzeugt jeder Wechsel von Signalzuständen zugeordneter Signale in aufeinanderfolgenden Signalfolgen am entsprechenden Eingang des Bezugskreises 404 kurzzeitig den ternären Zustand X, bis der dem neuen binären Zustand des Testsignals entsprechende ternäre Zustand erreicht ist. Dieser Vorgang wurde grundsätzlich bereits anhand der Fign. 3 und 3A erläutert .

Das am Eingang A anliegende binäre Signal wird in einem Inverter 612 invertiert und über eine Leitung 601 einer EXKLÜSIV-GDER-Schaltung 613 sowie über eine Leitung 602 einem Polaritätshaltekreis 614 zugeführt. Der Polaritätshaltekreis 614 ist in bekannter Weise ausgebildet und enthält eine Torschaltung sowie eine Selbsthalteschaltung, Ein Signal vom Verzögerungsglied 401, das über die Leitung 603 geführt wird_P öffnet den Weg für das Signal auf der Leitung 602 in die Selbsthalteschaltung. Dieses Signal verbleibt in der Selbsthalteschaltung und liefert so das Aw fangssignal des Polaritätshaltekreises 614, bis ein neues Signei von der Leitung 602 aufgrund eines Signales auf der Leitung 603 In die Selbsthalteschaltung singegebsB wird. Das Ausgangesignal des Polaritätshaltekreises 614 wird invertiert, «iö durch den Schrägstrich angedeutet ist, über eine Leitung 604 gelangt dieses in-

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vertierte Signal zu einem Inverter 615 und über eine Leitung 607 zu der invertierenden UND-Schaltung 616. Der Ausgang des Inverters 615 ist über die Leitung 609 mit einem Eingang einer invertierenden UND-Schaltung 617 und über eine Leitung 606 mit einem Eingang der EXKLUXIV-ODER-Schaltung 613 verbunden. Der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 613 ist über eine Leitung 605 ein Inverter 618 nachgeschaltet. An den Ausgang des Inverters 618 sind über eine Leitung 608 der zweite Eingang der invertierenden UND-Schaltung 616 sowie über eine Leitung 610 der zweite Eingang der invertierenden UND-Schaltung 617 angeschlossen. Die invertierende UND-Schaltung 616 besitzt die Ausgangsleitung a. Der Ausgang der invertierenden UND-Schaltung 617 ist über eine Leitung 611 mit einem Inverter 619 verbunden, der die Ausgangsleitung a¹ besitzt.

Wie bereits erwähnt, formt der Schaltkreis in Fig.6 die am Eingang A eintreffenden binären Signale in ternäre Signale, die durch die Kombination zweier binärer Signale auf den Leitungen a und a¹ dargestellt sind, entsprechend der Tabelle in Fig. 8 um. Jeder Zustandswechsel des binären Signals am Eingang A hat am Ausgang der Schaltung kurzzeitig den ternären Zustand X zur Folge. Als Beispiel sei am Eingang A ein Wechsel vom O-Zustand zum 1-Zustand gewählt. Dabei läuft folgender Vorgang ab: Zuerst erfolgt der Übergang am Eingang A'von 0 nach 1, dann gelangt vom Verzögerungsglied 401 ein Signal über die Leitung 603 zum Polaritätshaltekreis 614. Vor dem Wechsel, d. h. bei dem binären Zustand 0 am Eingang A befand sich das Signal auf der Leitung 602 im binären Zustand 1, so daß auch der Polaritätshaltekreis 614 diesen Zustand speicherte. Auf der Leitung 604 ergab sich somit der binäre Zustand 0 und auf der Leitung 606 der binäre Zustand 1. An beiden Eingängen der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 613 lag somit der binäre Zustand 1 an. Dies ergab schließlich an den Eingängen der invertierenden UND-Schaltung 616 auf der Leitung 608 den Zustand 1 und auf der Leitung 607 den Zustand 0 und an den Eingängen der invertierenden UND-Schaltung 617 auf der Leitung 610 den Zustand 1 und auf der Leitung 609 ebenfalls den Zustand 1. Auf den Ausgangsleitungen a und a¹ ergab sich somit jeweils der binäre Zustand 1, was

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entsprechend der Tabelle in Fig. 8 dem ternären Zustand 0 entspricht.

Wenn nun am Eingang A das binäre Signal seinen Zustand wechselt, d. h. nun der Zustand 1 auftritt, dann nimmt das Signal auf der Leitung 602 den Zustand 0 an. Dieser Zustand wird jedoch noch nicht in den Polaritätshaltekreis 614 übernommen, da ein Signal vom Verzögerungsglied 401 noch nicht eingetroffen ist. Die Signale auf den Leitungen 604 und 606 bleiben somit vorerst noch unverändert. Der mit der Leitung 601 verbundene Eingang der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 603 besitzt nun den 0-Zustand, während der mit der Leitung 606 verbundene Eingang den 1-Zustand aufweist. Dies ergibt auf der Leitung 605 den l~Zustand, so daß nun beide Eingänge der invertierenden UND-Schaltung 616 das Potential des O-Zustands besitzen. Auf der Ausgangsleitung a tritt daher der binäre Zustand 1 auf. Der mit der Leitung 610 verbundene Eingang der invertierenden UND-Schaltung 617 liegt auf dem Potential des O-Zustandes und der mit der Leitung 609 verbundene Eingang auf dem Potential des 1-Zustandes. Auf der Leitung 611 tritt daher der Zustand 1 und dementsprechend auf der Ausgangsleitung a¹ der binäre Zustand 0 auf. Diese Kombination der beiden binären Zustände auf den Leitungen a und a¹ entspricht dem ternären Zustand X. Wenn nun vom Verzögerungsglied 401 ein Impuls beim Polaritätshaltekreis eintrifft, wird der O-Zustand der Leitung 602 in die Selbsthalteschaltung übernommen. Die Leitung 604 nimmt somit das Potential des 1-Zustandes an. Dies bewirkt, daß auf der Leitung 606 sich der binäre Zustand 0 einstellt. Die beiden Eingänge der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 613 besitzen nun den O-Zustand, so daß auch das Potential der Leitung 605 dem des O-Zustandes ent¹· spricht. Die beiden Eingänge der invertierenden UND-Schaltung 616 besitzen nun den 1-Zustand, so daß auf der Ausgangsleitung a der binäre Zustand 0 auftritt. An den beiden Eingängen der invertierenden UND-Schaltung 617 treten die beiden Zustände 1 und 0 auf, so daß auch die Ausgangsleitung a¹ den binären Zustand 0 aufweist. Somit erhält man auf den beiden Ausgangslei-

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tungen binäre Werte, die dem ternären Zustand 1 entsprechen.

Der Bezugskreis 404 ist eine Simulation des Prüfkreises 20, wobei der Bezugskreis jedoch für die Verarbeitung von dreiwertigen Signalen ausgebildet ist. Die im Bezugskreis 404 auftretenden ternären Signale werden ebenfalls durch die Kombination jeweils zweier binärer Signale dargestellt. Es wird angenommen/ daß der Prüfkreis 20 einen Schaltkreis gemäß Fig. 2 enthält. Drei der Eingänge des Prüfkreises werden durch die Eingänge A, B und C und ein Ausgang des Prüfkreises 20 durch den Ausgang D in Fig. 2 dargestellt. In Fig. 7 ist eine Simulation des Schaltkreises in Fig. 2 für ternäre Signale gezeigt, wobei die ternären Signale wiederum durch die Kombination jeweils zweier binärer Signale gebildet werden. Dieser Schaltkreis entspricht dem in Fig. 3 enthaltenen Schaltkreis. Der Schaltkreis nach Fig. 7 ist so aufgebaut, daß am Ausgang einer der beiden definierten Zustände 0 oder 1 auftritt, wenn die Eingangssignale einen solchen definierten Zustand am Ausgang zulassen. Wenn andererseits die Eingangssignale nicht ausreichen, um am Ausgang einen der beiden definierten Zustände entstehen zu lassen, dann soll am Ausgang der dritte Zustand X erzeugt werden. So muß das Ausgangssignal einer ternären NOR-Schaltung gemäß der Funktionstabelle in Fig. 13 gebildet werden. Wenn z. B. beide Eingänge dieser Schaltung den definierten Zustand 0 besitzen, dann tritt auch am Ausgang der definierte Zustand 1 auf. Wenn die beiden Eingänge der NOR-Schaltung irgendeine Kombination der beiden definierten Zustände 0 und 1 besitzen, dann besitzt auch der Ausgang einen der beiden definierten Zustände 0 oder 1. Wenn dagegen beide Eingänge den unbestimmten oder X-Zustand aufweisen, dann befindet sich auch der Ausgang auf diesem unbestimmten Zustand, Wenn dagegen einer der beiden Eingänge einen definierten und der andere den unbestimmten Zustand besitzt, dann können diese Eingangssignale entweder ausreichend oder nicht ausreichend sein, so daß am Ausgang entweder ein definierter oder der unbestimmte Zustand auftritt. Wenn dieser eine definierte Zustand am Eingang dem O-Zustand

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entspricht, dann kann der Ausgangszustand der NOR-Schaltung nicht bestimmt werden, da, wenn der unbestimmte Zustand dem Zustand 1 entspricht, am Ausgang der O-Zustand auftritt, und wenn der unbestimmte Zustand dem O-Zustand entspricht, am Ausgang der 1-Zustand auftritt. Wenn dagegen der eine definierte Zustand dem 1-Zustand entspricht, dann ist der Ausgangszustand der Schaltung definiert, auch wenn der zweite Eingangszustand unbestimmt ist. Der Ausgangszustand der NOR-Schaltung entspricht dann in jedem Falle dem O-Zustand.

Eine ternäre NOR-Schaltung, äeren Arbeitsweise durch die Funktionstabelle in Fig, 13 bestimmt ist, kann durch ein Paar NAND-Schaltungen dargestellt werden, wenn die ternären Signale durch die Kombination jeweils zweier binärer Signale gebildet werden. Der Schaltkreis in Fig. 7 entspricht somit dem Schaltkreis in Fig. 3, wobei jede der vier MOR-Schaltungen durch zwei NAND-Schaltungen dargestellt ist. Dem Eingang A entsprechen die beiden Eingänge a und a' _r wobei a mit der NAM>~Schaltung 701 und a¹ mit der NAND-Sehaltung 702 verbunden ist. Die beiden NAHD-Schaltungen 701 und 702 entsprechen der NOR-Schaltung 311 in Fig. 3. Ebenso wird die NOR-Schaltung 312 durch die NAND-Schaltungen 703 und 704, die HOR-Schaltting 313 durch die NAND-Sehaltungen 705 und 706 sowie die NOR-Schaltung 214 durch die NAND-Schal tungen 707 und 708 ersetzt. Die Eingänge a a¹, b b'_f und c c¹ in Fig. 7 entsprechen den Eingängen A, B und C in Fig. 3. Der Ausgang D in Fig. 3 wird durch die beiden Ausgänge d und d^s in Fig. 7 dargestellt.

Es soll nun die Arbeitsweise des Schaltkreises in Fig. 7 betrachtet werden, wenn die Eingangssignalfolge A, B, C sich von 0_? *J., O nach O, 1, O ändert. Anhand der Fign. 2 bis 2B wurde gezeigt, daß eine solche Änderung kritische Übergangserscheinungen I.. Schaltkreis hervorruft. Solche kritischen Übergangserscheinungen werden im Schaltkreis nach Fig. 3 dadurch angezeigt, daß am Ausgang D der unbestimmte ternäre Zustand X sx'XthLtt, nachdem die Änderung am Eingang vollzogen ist. In gleicher Weise arbeitst

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auch der in Fig. 7 gezeigte Schaltkreis. Die Tabelle in Fig. 9 enthält die Eingangssignale sowie die Ausgangssignale des Schaltkreises. Es sind sowohl die ternären Signale sowie ihre Darstellung als Kombination von jeweils zwei binären Signalen eingetragen. Wie bereits erwähnt, findet ein Wechsel der Eingangssignale A, B, C von 0, 0, 0 auf 0, 1, 0 statt. Es wird also nur das Eingangssignal B geändert, wobei der ternäre Zustand X durchschritten wird. Die Signale an den Eingängen b und b¹ unterliegen somit dem Wechsel der binären Zustände von 1, 1 über 1, 0 auf 0, 0. Dieser Wechsel erfolgt in Übereinstimmung mit der Tabelle in Fig. 8. Vor diesem Wechsel besaßen die beiden Ausgänge d und d¹ jeweils den binären Zustand 1, was insgesamt dem ternären Zustand 0 entspricht. Die Änderung am Eingang bewirkt am Ausgang d¹ ein Wechsel des binären Zustandes, so daß hier nun der binäre Zustand

0 auftritt. Dieser Zustand bleibt auch nach Beendigung der Änderung am Eingang erhalten, so daß am Ausgang die Kombination der binären Zustände 1 und 0 besteht. Diese Kombination entspricht dem unbestimmten ternären Zustand X. Das Auftreten des Zustandes

1 0 am Ausgang zeigt, daß der übergang am Eingang von 1 1, 1 1,

1 1 auf 1 1, 0 0, 1 1 kritische Übergangserscheinungen im Schaltkreis nach Fig. 7 hervorgerufen hat.

Die Zurückwandlung der dreiwertigen Signale in zweiwertige Signale sowie die Erfassung des unbestimmten ternären Zustandes X wird dadurch erreicht, daß jeder der Ausgänge des Bezugskreises 404, jeweils dargestellt durch die beiden Ausgangsleitungen d und d¹, mit einer invertierenden UND-Schaltung 710 sowie mit einer EXKLU-SIV-ODER-Schaltung 711 verbunden wird. Die invertierende UND-Schaltung 710 wandelt die beiden binären Eingangssignale in ein binäres Ausgangssignal in der Weise um, daß die beiden Binärzustände 1, 1 an den Eingängen in den Binärzustand 0 am Ausgang und die beiden Binärzustände 0, 0 an den Eingängen in den Binärzustand 1 am Ausgang umgeformt werden. Die EXKLUSIV-ODER-Schaltung 711 erzeugt am Ausgang ein Sperrsignal, wenn die beiden Eingangsleitungen die Binärzustände 1 und 0 besitzen, die dem ternären Zustand X entsprechen. Dieses Sperrsignal wird der Vergleichs-

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Schaltung 14 zugeführt. Da die Kombination zweier binärer Signale vier Möglichkeiten ergibt, wovon jedoch nur drei benötigt werden, kann der vierte, nicht benötigte Zustand,, der im vorliegneden Beispiel der Kombination 0 1 entspricht, zur Fehlererkennung herangezogen werden. Das Auftreten dieser Kombination 0 1 zeigt somit an, daß die Einrichtung nicht einwandfrei arbeitet. Zur Fehlererkennung kann eine UND-Schaltung 712 vorgesehen sein, die in strichlierter Form in der Fig. 7 dargestellt ist. Der eine Eingang dieser UND-Schaltung ist mit der Ausgangsleitung d¹ und der andere Eingang mit dem Ausgang der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 711 verbunden. Ein Signal am Ausgang der UND-Schaltung 712 zeigt einen Fehler an und kann dazu verwendet werden, den PrüfVorgang in bekannter Weise zu unterbrechen.

Die in Fig. 7 gezeigte Schaltung stellt nur einen Teil des gesamten Bezugskreises 404 dar. Dieser Bezugskreis besitzt eine größere Anzahl von Ausgängen, an denen nach einer Eingangssignaländerung im Gegensatz zu dem gezeigten Ausgang d, d¹ einer der beiden definierten ternären Zustände 0 oder 1 auftritt. Für die Signale dieser Ausgänge wird der Vergleich mit den entsprechenden Ausgangssignalen des Prüfkreises 20 nicht gesperrt. Bei einer nachfolgenden Eingangssignaländerung kann am Ausgang d, d¹ ebenfalls einer der beiden definierten ternären Zustände 0 oder 1 auftreten, so daß für diesen Ausgang die Sperrung des Vergleiches aufgehoben wird.

Anhand der Fig. 10 wurde beschrieben, daß die Ausgangssignale des Prüfkreises 20 über die Leitungen 800 und 801 der Vergleichsschaltung 40 zugeführt werden. Die Leitung 800 ist dabei mit dem Eingang des Inverters 41 und die Leitng 801 mit einem Eingang der ■ UND-Schaltung 44 verbunden. Die entsprechende, von der invertierenden UND-Schaltung 710 in der Bezugsschaltung 402 kommende Leitung 803 ist zu den Eingängen eines Inverters 42 und einer UND-Schaltung 43 geführt. Die Vergleichsschaltung 40 enthält insgesamt 48 der in Fig. 10 dargestellten Schaltkreise. Ein solcher Schaltkreis ist jeweils für einen Ausgang des Prüfkreises und ei-

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nen Ausgang des Bezugskreises vorgesehen. Die UND-Schaltungen 43 und 44 sind jeweils mit den Invertern 41 und 42 verbunden. Die Ausgangssignale der UND-Schaltungen 43 und 44 werden auf eine ODER-Schaltung 45 gegeben, deren invertiertes Ausgangssignal das Eingangssignal für einen Inverter 46 bildet. Der Ausgang des Inverters 46 ist mit einem Eingang der UND-Schaltung 47 verbunden. Der andere Eingang der UND-Schaltung 47 (Test ein) empfängt ein Torsignal und wird dann auf den Zustand 1 gestellt, wenn der mit diesem Schaltkreis verbundene Anschlußstift geprüft werden soll. Auf diese Weise können bestimmte Anschlußstifte vom Prüfvorgang ausgeschlossen werden, wenn dies gewünscht ist. Das invertierte Ausgangssignal der UND-Schaltung 47 wird auf einen der Eingänge einer ODER-Schaltung 802 gegeben. Der andere Eingang dieser ODER-Schaltung 802 ist mit der Sperrschaltung 406, d. h. mit dem Ausgang der EXKLUSIV-ODER-Schaltung 711 verbunden. An den Ausgang der ODER-Schaltung 802 ist ein Polaritätshaltekreis 48 angeschlossen. Das invertierte Ausgangssignal des PoIaritätshaltekreises 48 wird zu einem Eingang einer ODER-Schaltung 49 geführt. Die ODER-Schaltung 49 besitzt 47 weitere Eingänge für die entsprechende Anzahl der dem dargestellten identischen Schaltkreise. Jeder der Polaritätshaitekreise 48 erzeugt ein Ausgängssignal, wenn ein Taktimpuls vom Verzögerungsglied 46 eintrifft. Dieses Ausgangssignal hält sich solange, bis der nächste Taktimpuls vom Verzögerungsglied 56 auf den Polaritätshaltekreis 48 gegeben wird. Das invertierte Ausgangssignal der ODER-Schaltung 49 stellt das Ausgangssignal der Vergleichsschaltung 40 dar. Dieses Ausgangssignal wird zu der Torschaltung 62 geführt, so daß beim Auftreten eines Fehlers der PrüfVorgang unterbrochen werden kann.

Im folgenden wird die Arbeitsweise des in der Fig. 10 dargestellten Schaltkreises der Vergleichsschaltung 40 betrachtet. Es wurde bereits festgestellt, daß der binäre Zustand 1 auf der Leitung 801 in Verbindung mit dem binären Zustand O auf der Leitung 800 einen fehlerhaften Prüfkreis kennzeichnet. Dieser Prüfkreis kann somit bereits ohne einen Vergleich mit dem Bezugskreis als feh-

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lerhaft aussortiert werden. Die entsprechende Kombination der beiden Binärzustände bewirkt, daß an den zugeordneten Eingängen der UND-Schaltungen 43 und 44 jeweils der Eins-Zustand auftritt. Eine Aussonderung des Prüfkreises ist somit gegeben, da unabhängig davon, ob das Ausgangssignal vom Bezugskreis den binären Zustand 1 oder 0 besitzt, am Ausgang einer der beiden UND-Schaltungen 43 oder 44 der 1-Zustand auftritt. Wie ohne weiteres dersichtlich ist, erhält dann auch der zugeordnete Eingang der ODER-Schaltung 49 den 1-Zustand, wodurch ein fehlerhafter Schaltkreis angezeigt wird.

Wenn jedoch das Signal des vorliegenden Ausgangs des Prüfkreises den unteren Schwellwert TL unterschreitet bzw. den oberen Schwellwert TU überschreitet, dann wird der Prüfkreis nur dann als fehlerhaft erkannt, wenn dieses Signal nicht mit dem entsprechenden Ausgangssignal des Bezugskreises auf der Leitung 803 übereinstimmt. Wenn also das Ausgangssignal des Prüfkreises den binären Zustand 1 aufweist, d. h. beide Leitungen 300 und 801 ebenfalls das Potential des Eustandes 1 annehmen, dann besitzt der zugeordnete Eingang der UND-Schaltung 44 den 1-Zustand und der zugeordnete Eingang der UND-Schaltung 43 den O-Zustand. Wenn nun die Ausgangssignale des Prüfkreises und des Bezugskreises übereinstimmen, d. h, auf der Leitung 803 ebenfalls das Potential des Zustandes 1 auftritt, dann befindet sich der entsprechende Eingang der UND-Schaltung 44 auf dem Zustand O und der entsprechende Eingang der UND-Schaltung 43 auf dem Zustand 1. Beide UND-Schaltungen 43 und 44 sprechen in diesem Fall nicht an, so daß kein Fehlersignal erzeugt wird. Wenn die Ausgangssignale des Prüfkreises und des Eezugskreises jeweils den Zustand O aufweisen, dann besitzen die beiden Eingänge der UND-Schaltungen 43 und *4 ebenfalls verschiedene Zustände, so daß auch hier kein Fehlersignal auftritt.

Sind die Ausgangssignale des Prüfkrsises und des Bezugskreises verschieden, dann wird eine der beidaa OKD Sslaltungen 43 oder durchgeschaltet. Das invertierte Ausgangssignal der ODEE-Schal-

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tung 45 besitzt dann den Zustand O und das Ausgangssignal des Inverters 46 den Zustand 1. Da auch der zweite Eingang der UND-Schaltung 47 normalerweise den 1-Zustand aufweist, besitzt das invertierte Ausgangssignal dieser UND-Schaltung den Zustand O. Dieser Zustand wird auf den einen Eingang der ODER-Schaltung 802 übertragen. Wenn kein Sperrsignal von der Sperrschaltung 406 auf den anderen Eingang der ODER-Schaltung 802 gegeben wird, das einen kritischen Übergang anzeigt, dann tritt auch am Ausgang'der ODER-Schaltung 802 der Zustand O auf, Dieser Zustand wird in den Polaritätshaltekreis 48 eingegeben, wenn ein Taktsignal vom Verzögerungsglied 56 eintrifft. Das invertierte Ausgangssignal des PoIaritätshaltekreises 48 besitzt dann den Zustand 1, der einen Fehler anzeigt. Wenn somit an einem der 48 Eingänge der ODER-Schaltung 49 der 1-Zustand auftritt, dann nimmt das Ausgangssignal dieser ODER-Schaltung den O-Zustand an, wodurch die Torschaltung 62 in der Schieberegisterschaltung 60 gesperrt wird. Dies hat die Unterbrechung des PrüfVorganges zur Folge. Der Zähler 66 zeigt an, wieviel Prüfvorgänge bis zur Entdeckung des Fehlers stattgefunden haben.

Es wird nun der Fall betrachtet, daß ein Sperrsignal von der Sperrschaltung 406 auf den einen Eingang der ODER-Schaltung 802 gegeben wird. Wenn nun die Ausgangssignale des Prüfkreises und des Bezugskreises verschieden sind, dann tritt am anderen Eingang der ODER-Schaltung 802 der Zustand O auf. Das Sperrsignal verhindert jedoch, daß dieser Zustand an den Polaritätshaltekreis 48 weitergegeben wird. Ein Vergleich wird somit solange gesperrt, wie das Sperrsignal an dem einen Eingang der ODER-Schaltung 802 ansteht.

Die ternären Signale lassen sich vorteilhaft durch die Kombination jeweils zweier binärer Signale darstellen. Es ist jedoch auch möglich, die ternären Signale mittels dreier verschiedener Zustände, beispielsweise Potentiale, darzustellen, wodurch für jedes Sig'hal jeweils nur eine Leitung benötigt wird. Eine Schaltung zur Erzeugung von Signalen mit einem von drei möglichen Zuständen zeigt die Fig. 15. Es soll dabei ein binäres Eingangssignal betrachtet wer-

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den, dessen Zustand von 0 auf 1 wechselt. Wie bereits erläutert _f muß der Umformungskreis während des Wechsels einen unbestimmten, ternären Zustand X erzeugen. In der Schaltung nach Fig. 15 wird der ternäre Zustand 1 durch das Potential 1 Volt, der mittlere ternäre Zustand X durch das Potential 0 Volt und der ternäre Zustand 0 durch das Potential -1 Volt dargestellt. Wenn das binäre Eingangssignal am Eingang 901 den Zustand 0 aufweist, und am Eingang 902 ein Torimpuls mit dem binären Zustand 1 eintrifft, dann wird die UND-Schaltung 904 leitend, während die UND-Schaltung 903 gesperrt bleibt. Ein Relais 906 wird somit erregt und legt den Ausgang 908 an das Potential -1 Volt. Während nun am Eingang 901 ein übergang zum binären Zustand 1 erfolgt, trifft am Einang 902 ein Torimpuls ein, der das Potential des binären O-Zustandes besitzt. Dadurch werden beide UND-Schaltungen 903 und 904 gesperrt. Das Torsignal wird jedoch durch einen Inverter 905 invertiert, so daß ein angeschlossenes Relais 909 erregt wird und den Ausgang 908 mit dem Potential 0 Volt verbindet. Durch das Sperren der UND-Schaltung 904 zieht das Relais 906 nicht mehr an und die Verbindung des Ausgangs mit dem Potential -1 Volt wird unterbrochen. Der übergang wird beendet, wenn nach Erreichen des binären Zustandes 1 am Eingang 901 auch das Torsignal am Eingang 902 wieder den binären Zustand 1 annimmt. Somit tritt nun nur am Ausgang der UND-Schaltung 903 der 1-Zustand auf, wodurch ein Relais 910 erregt wird. Der Ausgang 908 wird dadurch mit dem Potential +1 Volt verbunden. Am Ausgang der Schaltung in Fig. 15 tritt somit ein ternäres Signal auf. Der mittlere ternäre Zustand X wird immer dann erzeugt, wenn ein übergang zwischen den beiden Zuständen des binären Eingangssignales erfolgt.

Die in Fig. 3 gezeigten NOR-Gatter müssen in der Lage sein, dreiwertige Signale zu verarbeiten. Ein solches NOR-Gatter zeigt die Fig. 14, dessen Ausgangssignale in Abhängigkeit von den Eingangssignalen gemäß der Tabelle in Fig. 13 gebildet werden. Das in Fig. 14 dargestellte Gatter ist eine Modifikation des ternären asynchronen Schaltkreises, der in der US-Patentschrift 3 156 830 beschrieben ist.

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Wenn die Umwandlung binärer in ternäre Signale mit einer Einrichtung nach Fig. 15 vorgenommen wird und der Bezugskreis ternäre Gatter gemäß Fig. 14 enthält, dann kann die Umwandlung der ternären Signale in binäre Signale und das Sperrsignal mit Hilfe bekannter Decodiereinrichtungen vorgenommen werden, wie dies in Fig. 14 gezeigt ist. Die Decodiereinrichtung 911 ist in der Lage, dreiwertige Signale zu unterscheiden und aufgrund dieser Unterscheidung binäre- Signale sowie ein Sperrsignal, das aufgrund des unbestimmten ternären Zustandes erzeugt wird, zu bilden. Die binären Signale treten dabei auf einer· Leitung 913 und das Sperrsignal auf einer Leitung 914 auf. Die Leitung 913 ist mit der Lei-¹ tung 803 und die Leitung 914 mit einem Eingang der ODER-Schaltung 802 der Vergleichsschaltung in Fig. 10 verbunden.

Mit der vorliegenden Prüfeinrichtung kann eine schnelle Synchronisation der dem zu prüfenden Schaltkreis und dem Bezugskreis zugeführten Signalmuster und der Signalpegel in den beiden Kreisen erreicht werden. Beim vergleichenden Prüfen, besonders mit Zufalls- oder Pseudo-Zufallssignalmustern ist es häufig erforderlich, mehrere hundert Signalfolgen in die zu vergleichenden Kreise zu geben, bis eine Synchronisation der Signalmuster und der Signalpegel erreicht ist. Diese Synchronisation muß jedoch gegeben sein, bevor der eigentliche PrüfVorgang beginnt. Mit der vorliegeden Einrichtung kann eine Synchronisation sehr schnell am Beginn des Testsignalmusters erreicht werden. Wie Fig. 5 zeigt, können sämtliche 48 Stufen des Schieberegisters im Zufallsgeneraror 10 zu Beginn in einen bestimmten Zustand gebracht werden. Dabei werden zuerst sämtliche Stufen in den einen Zustand, d. h. entweder in den Binärzustand 1 oder in den Binärzustand 0 gebracht. Dann erfolgt ein Zustandswechsel in sämtlichen 48 Stufen. An jedem Eingang des Bezugskreises tritt somit kurzzeitig der unbestimmte ternäre Zustand X auf. Durch dieses gleichzeitige Anlegen des ternären Zustandes X an alle Eingänge des Bezugskreises wird erreicht, daß die dem zu prüfenden Schaltkreis und den Bezugkreis zugeführten Signalmuster und die Zustandspegel der bei-

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den Kreise synchronisiert werden. Somit kann nach nur zwei aufeinanderfolgenden Signalfolgen der PrüfVorgang beginnen.

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Claims

PATEN TAN S P R Ü C H E

Prüfeinrichtung für nichtlineare Schaltkreise mit η Signalzuständen, in der ein Testsignalmuster mit η verschiedenen Zuständen erzeugt und auf mindestens je einen Eingang des zu prüfenden Schaltkreises und eines Bezugsschaltkreises gegeben wird und ein Vergleich der Ausgangssignale der beiden Schaltkreise stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (403) zur Umwandlung des Testsignalmusters mit η verschiedenen Zuständen in ein solches mit η + 1 verschiedenen Zuständen vorgesehen sind, wobei der zusätzlich gebildete Signalzustand in Abhängigkeit von Übergängen zwischen den η Signalzuständen erzeugt wird, daß der Bezugsschaltkreis (404) an die Mittel (403) zur Umwandlung des Testsignalrousters angeschlossen ist und mindestens eine Ausgangsleitung für die η Signalzustände und eine für den zusätzlichen Signalzustand aufweist, daß dem Bezugsschaltkreis (4Ο4) ein Umwandler (405) zur Rückwandlung der Signale mit η + 1 Zuständen in solche mit η Zuständen nachgeschaltet ist und daß eine Vergleichsvorrichtung (40) an den zu prüfenden Schaltkreis (20, 19) und den Umwandler (4Ο5) angeschlossen ist, die in Abhängigkeit vom Auftreten eines Signals auf der Ausgangsleitung für den zusätzlichen Signalzustand mindestens teilweise blockierbar ist.
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Testsignalmuster zwei Signalzustände besitzt.
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Signalzustände des umgewandelten Testsignalrausters durch die Kombination zweier Signale mit je zwei Signalzuständen gebildet sind.

Docket Pi 970 O₁₅ 109848/1236
4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte, nicht benötigte Signalzustand der Kombination der beiden binären Signale für eine Fehlererkennung ausnutzbar ist.
5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zu prüfende Schaltkreis (20) und entsprechend der Bezugsschaltkreis (404) mit einer Vielzahl von Eingängen und Ausgängen versehen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bezugsschaltkreis (404) in einem Rechengerät simuliert ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Testsignalmuster ein Zufallssignalmuster ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in bestimmten Zeitabschnitten das Testsignalmuster ein vorgegebenes Synchronisationssignalmuster ist.

109848/1736

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