DE2441486A1 - Verfahren zur automatischen fehlerermittlung bei elektrischen schaltkreisen und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur p.utomc.t rechen Fehlerermittlung "bei elektrischen Schaltkreisen und eine Einrichtung zur Durchführung de-ε Verfahrens.

Bicl.or r.ind System^ ^ngcwendet worden, wie "beisx>ielcweise der automatische Fehle reingrenz er vorn Ττρ "CiJiIBLE" , der von dor Finer¹ Computer Automation, Inc. of California (CAI) ruf den Merkt gebracht und in der Broschüre "CAPABLE Product Eiosnsion !Tote ITo. 8", "971, -"beschrieben worden ist, "bei denen ein "bekeiinter Schaltkreis aus äußerlich, zugänglichen Bauelementen, v.^rie z.B. integrierten Schaltungen, auf-

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gebaut wird. Dann werden Tests durchgeführt, wobei Kurzschlüsse und andere Fehler in diesen Teilen angebracht werden, um das Verhalten (die Antwort) des Schaltkreises bei bekannten Eingangssignalen festzuhalten. Unter Vergleich der Antworten beim Vorliegen von solchen Fehlern mit denen der korrekt funktionierenden Schaltung, wird ein sogenannter Fehlerkatalog hergestellt. Da es aber eine große Zahl von möglichen oder wahrscheinlichen Fehlern gibt, muß eine große Zahl von Tests durchgeführt werden und ein derartiges System kann bei ökonomischer Speicherfähigkeit und Größe nur einen unvollständigen Fehlerkatalog benutzen.

Es sind aber früher auch andere manuell arbeitende Vergleichssysteme verwendet worden, wie beispielsweise der sehr umfangreiche gedruckte Fehlerkatalog von Telpar Incorporated in Dallas, Texas: "User's Guide to Testaid", April, 1971· Bei der Benutzung versucht man, eine festgestellte Veränderung einer bekannten Schaltung mit einem in dem unvollständigen Fehlerkatalog aufgeführten Verhalten zur Deckung zu bringen, um den Fehler in der Schaltung zu finden. Da aber ein unvollständiger Fehlerkstolog verwendet wurde, ist es wahrscheinlich, daß eine große Anzahl von verschiedenen Fehlern dasselbe Verhalten nach dem Katalog zeigen kann, so daß möglicherweise eine falsche Diagnose gegeben wird. Außerdem ist das System an das gebunden, was bei der Zusammenstellung des unvollständigen Fehlerkatalogs vorbereitet worden ist und kann in der Arbeitsweise nicht angepaßt werden, um anspruchsvollere Diagnosen vorzunehmen, wie beispielsweise die von Mehr-

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fachfehlern. Zusätzlich schließt dieses System nicht nur die Vorbereitung des Fehlerkataloges ein, sondern benötigt auch einen tatsächlich funktionierenden Schaltkreis und kann, da die Bauelemente von außen zugänglich sein müssen, nicht für Hybrid-, sehr schnelle und ähnliche Schaltungen verwendet werden.

Ein anderer Lösungsversuch für dieses Problem besteht in der Verwendung eines Großrechners mit großer Speicherkapazität zur Erzeugung eines Fehlerkatalogs durch Simulation der Antworten bei vorgegebenen Fehlern. Dieser wird dann während des Testablaufs von der Bedienungsperson als Hilfe bei der Fehlerdiagnose verwendet. Ein solcher Service wird von der genannten Firma Telpar - unter Benutzung eines IBM-Rechners der Serie 360 - zur Erstellung eines Fehlerkatalogs angeboten. Eine derartige Arbeitsweise ist aber nicht nur wegen der Benutzung eines getrennten und womöglich entfernten Großrechners, der nicht mit dem Testablauf verbunden ist, und der verwickelten Probleme bei vorgegebenen und nicht adaptierbaren mehrfach vorhandenen Verzeichnissen, die durch Schaltungen mit kleinen Überarbeitungen oder Änderungen bedingt sind, von Nachteil. Es kommt dazu, daß die, Bedienungsperson mit dem Nachschlagen der Fehler eine sehr mühsame und sich wiederholende Aufgabe hat, bei der leicht selbst ein Fehler unterlaufen kann.

Der Vergleich der Vorzüge der Simulation von Fehlern gegenüber dem tatsächlichen Erzeugen von Fehlverhalten bei der Entwicklung von diagnostischen Tests ist beispielsweise beschrie-

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ben in der VortragsSammlung: "1972 International Symposium on Fault-Tolerant Computing", IEEE Computer Society, 19. - 21. Juni 1972, (72 CH 0623-9C), Seiten 42 - 46 und an anderen Stellen. Einige der obengenannten Probleme der Fehlerdiagnose sind auch in "Circuits Manufacturing" Januar 1974-? S. 56 beschrieben. Die verschiedenen vorkommenden Fehlertypen sind beispielsweise von Friedmann und Menon in "Fault Detection in Digital Circuits", Prentice-Hall, 1971, ab S. 7 und an anderer Stelle, beschrieben worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues und verbessertes Verfahren zur automatischen Fehlerfeststellung sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, das nicht mit den oben angegebenen sowie anderenen Nachteilen der bekannten Techniken und Systeme behaftet ist, im Gegensatz dazu nur einen begrenzt vorbereiteten unvollständigen Fehlerkatalog benötigt und sich im übrigen durch eine größere Flexibilität des Untersuchungsverfahrens bei verhältnismäßig kleinem Speicherbedarf auszeichnet.

Diese Aufgabe'wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Es handelt sich um ein Verfahren der Simulation mit direkter Auswertung ("online") zur Erstellung eines unvollständigen Fehlerkataloges, der nur einen kleinen Teil eines vollständigen Fehlerkataloges darstellt, wie er zur Untersuchung von einer vollständigen Schaltung benötigt würde, wobei die Benutzung eines automa-

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tisierten Testsystems, das auf einem Kleinrechner basiert, der nur mit geringer Sekundär spei ehe rmöglichke it ausgerichtet ist, möglich ist. Einzelne Fehler werden genau'erkannt, durch einen genauen Abgleich mit den modellmäßg erzeugten Fehlern, während ein heuristisches ^Täherungsverfahren bei Vorliegen von fehlerhaftem Verhalten das zu einer sehr aufwendigen Diagnose führen würde, einen teilweisen Abgleich erlaubt.

Vorteilhaft bei der Erfindung ist insbesondere, daß die Verwendung eines unvollständigen Fehlerkataloges durch "on line" Fehlersimulation ergänzt wird, um die diagnostische Auflösung zu verbessern, so daß eine sehr flexible Untersuchung möglich ist, wobei noch nicht einmal eine bekannte, ordnungsgemäße Schaltung gegenwärtig sein muß, um den unvollständigen Fehlerkatalog zur Untersuchung der zu testenden Einheit erstellen zu können.

Weiterhin ist das Verfahren besonders für die Fehleranalyse bei digitalen Schaltkreisen geeignet und kann die Verwendung eines Kleinrechners einschließen. Damit ist eine neue flexible Fehlerfeststellungs- und -identifiziercngsmet'hode und ein System von allgemeiner Anwendbarkeit gegeben, die durch Kombination der Köglichkeiten des unvollständigen Fehlerverzeichnisses mit der betriebsmässigen, ergänzenden Fehlersimulation, die die gesamte zuscEmerLgetragene Infenaction benutzt, eine cptimple diagnostische Auflösung des jeweiligen Testprogramms gewährleistet.

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Schließlich können nicht nur vorher definierte Fehler nach algorithmischen Verfahren festgestellt werden, sondern es ist auch die Möglichkeit der heuristischen Fehlersimulation, einschließMch· der mehrfacher Fehler, die vorher nicht modellmäßig erzeugt worden sind, gegeben.

Weitere Vorteile der Erfindung und ihrer günstigen Weiterbildungen, die in den Unteransprüchen angegeben sind, werden anhand eines Ausführungsbeispiels der Erfindung , das in der Zeichnung dargestellt ist, im Folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Funktions- oder Flußdiagramm in Blockdsrstellung der Vorbereitungsphase der Technik gemäß der Erfindung,

Fig. ι A, B und C schematische Blockdarstellungen von Schaltungen,
die zur Vereinschaulichung als
Beispiele zur Erläuterung für
die Art und Weise der durchgeführten Untersuchungen dienen
sollen,

Fig. 2 A und B ein ähnliches Diagramm

stellungs

wie Fig. " der Fest!- und Tint ersuchung sphase und

Fig. 3 A und B eine schematische Darstellung von Ausführungsbeispielen von Schaltungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
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Betrachtet man das typische Problem des Testens von logischen Schaltungsplatinen, so haben in den letzten Jahren verschiedene Faktoren dazu beigetragen, daß sich die Gut/Schlecht-Tests als unzureichend und unpraktisch für die Untersuchung und Reparatur von logischen Schaltkreisen erwiesen haben. Zunächst hat der ungeheure Anstieg der Verwendung der Mittel- und G-roßintegrationstechniken (MSI und LSI) das Niveau der Schpltungskoinplexität zu einem Punkt ansteigen lassen, bei dem eine manuelle Untersuchung einer defekten logischen Schaltungsplatine mehrere Stunden, wenn nicht Tage in Anspruch nimmt. Gleichzeitig haben die großen Produktionsvolumen von digitalen Anordnungen von Minicomputer bis zu Steuerschaltungen für Verkehrsampeln - die Notwendigkeit geschaffen, die Kosten für das Testen der Logik zu reduzieren. Der Aufwand für eine große Anzahl von geschulten Technikern, die alle die Arbeitsweise der zu untersuchenden Schaltung genau kennen, ist so groß geworden, daß sich ein derartiges Vorgehen nur noch bei kleinsten Stückzahlen als sinnvoll erweist. Dadurch besteht ein großes Bedürfnis für eine automatisierte Testausrüstung, die eine schnelle und genaue Diagnose des fehlerhaften Verhaltens von komplexen Schaltungen ermöglicht, ohne daß hochqualifiziertes Personal erforderlich wäre.

Die vorliegende Erfindung stellt eine derartige Technik zur automatischen Untersuchung von logischen Fehlern durch Simulation von möglichen Fehlermechanismen im Betriebszustand dar.

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Um. die Beschreibung der Fehlerdiagnose zu erleichtern, sollen vorab einige Definitionen vereinbart werden:

Extern ist jeder Signalanschluß in einem logischen Netzwerk, der direkt mit einer Testeinrichtung verbunden ist. Daher ist ein externer Eingang eine Signalleitung, die direkt den Eingang eines logischen Bauteils in der Schaltung mit der Testeinrichtung verbindet und ein externer Ausgang verbindet entsprechend den logischen Ausgang mit dem Testsystem. Ein Testschritt ist ein Satz von Werten - jeweils einer für jeden externen Eingang und Ausgang - von der Art, daß das Erzeugen der externen Eingangswerte an der Testschaltung den Satz von Ausgangswerten an den externen Ausgängen hervorruft, falls die Schaltung korrekt arbeitet.

Bei einer sequentiellen Schaltung ist es normalerweise nicht möglich, Testsch itte ohne Zusairmenhang mit den vorhergehenden Testschritten zu betrachten, da die Ausgangswerte der Schaltung nicht nur von den vorliegenden -Exngangswerten, sondern auch von einer begrenzten Anzahl vorheriger Ein- und Ausgangswerte abhängen.

Ein Satz von \«/ehrscheinlichen Fehlern, die ein Testprogramm erkennen soll, wird Fehlersatζ genannt. Ein Beispiel für einen sehr gebräuchlichen Fehlersatz ist der Satz von Fehlern, der bewirkt, daß ein Anschluß der logischen Schaltung dauernd entweder auf dem logischen Pegel "Hull" oder "i"festliegt. Diese Bedin-

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gungen werden SA O bzw. SA 1 abgekürzt. Die vorliegende Erfindung dehnt den klassischen Fehlersatz, die automatisch festgestellt werden, aus durch die Einbeziehung von Kurzschlüssen und eine Anzahl von Hehrfachfehlern. Untergruppen von Fehlersätzen, welche wegen, der topologischen Struktur der logischen Schaltung von den Außenanschlüssen her nicht unterscheidbar sind, können in einer äquivalenten Klasse zusammengefasst werden. Auf diese V/eise wird eine Fehlerklasse definiert als ein Fellersatz, der, gesehen von den Außenanschlüssen der Schaltung, gleiches Verhalten zeigt. Beispielsweise kann man in Figur ΊΑ nicht unterscheiden, ob im Gatter A der Abschluß 1 auf dem Pegel " oder beim Gatter A der Anschluß 2 auf dem Pegel KuIl festliegt, was wiederum nicht davon unterscheidbar ist, wenn bei Gatter B der Anschluß 1 auf dem Pegel Null festliegt usw. Beim Gebrauch einer Kurzschreibweise, in der "." als "Anschluß" gelesen wird und "-" als: "liegt fest auf", kann man schreiben:

Penlerklasse 5: A.1-" A.2-0 B.2-1 C.^-i C.2-0,

wobei das jeweilige Gatter durch den entsprechenden großen Buchstaben bezeichnet ist.

Betrachtet man die Eingrenzung von Fehlern nur durch die Benutzung von Information, die an den Ausgangsklemmen zugänglich ist, so führen die Hilfen zum Finden der Fehler grundsätzlich eine Diagnose durch, die darin besteht, das Verhalten der fehlerhaften Schaltung mit einer gespeicherten Vorstellung über das Verhalten bei verschie-

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denen Fehlern zu vergleichen. Men erhält diese Vorstellung durch die Betrachtung einiger wahrscheinlicher Fehler und durch die Simulation ihres Verhaltens auf die Eingangssignale des Testprogramms. Die Simulation kann entweder durch die tatsächliche Eingabe eines jeden Fehlers in die Schaltung oder durch die modellmässige Erzeugung der Auswirkungen eines jeden Fehlers auf die logische Schaltung mittels Software erfolgen. Da ein einigermaßen vollständiger Satz von möglichen Fehlern für eine komplexe Platine bereits aus mehreren tausend Elementen bestehen kann, ist das tatsächliche Einfügen von Fehlern mindestens langwierig und gewöhnlich unpraktisch. Die Simulation mittels Software bietet eine Reihe von Vorteilen. Da die Fehler automatisch in ein Modell der Schaltung eingefügt werden, können die Auswirkungen von Änderungen entweder der getesteten Einheit oder des Testprogramms leicht und schnell berücksichtigt werden. Zusätzlich können Ausgänge, die unbeachtet gelassen werden sollen, weil die sequentielle Logik sich nicht im Anfangszustand befand, automatisch bestimmt und festgehalten werden.

Die Information, die das Verhalten bei möglichen Fehlern beschreibt, wird gewöhnlich in einer Datenbasis festgehalten, die weiter oben Fehlerkatalog genannt worden ist. Der Umfang dieser Daten kann alles umfassen vom einfachen Festhalten bei welchem Testschritt der Fehler festgestellt wurde bis zum vollständigen Aufzeichnen aller externen Werte für alle Testschritte bei jedem Fehler. Das letztgenannte Verzeichnis hat

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den Vorteil, daß es ziemlich eindeutig das Verhalten einer fehlerhaften Schaltung "bei einem "bestimmten Testprogramm beschreibt. Unglücklicherweise ist dieses Vorgehen aber nur in den größten und im vollen Umfang rechnergesteuerten System/durchführbar, da große Mengen von Spmmelspeichern mit sofortigem Zugriff - wie dargestellt - vorhanden sein müssen. Als Beispiel soll eine Schaltung mit 200 Anschlüssen betrachtet werden, für die 2500 Fehlerklassen modellmäßig erzeugt werden müssen, was der Größe eines typischen Fehlersatzes für eine Schaltung mit ungefähr ^ 20 integrierten Schaltkreisen entsprechen würde. Ein typisches Testprogramm zur Ermittlung von 98 % der Fehler würde 500 bis 1000 Testschritte erfordern. Dps Festhalten eines vollständigen Fehlerkatalogs würde daher mehr als 500 χ 200 χ 2500 = 2,5 χ 10 Bits erfordern. Obgleich der vollständige Fehlerkatalog ohne Verlust irgendeiner Information reduziert werden kann, wird sich die Datenmenge nahe dieser Größenordnung bewegen. Verfahren, die den Fehlerkatalog dadurch verkürzen, daß sie beispielsweise nur die Testschrittnummer des Versagens festhalten, haben den eingeprägten Nachteil, daß sie Auflösung verlieren, d.h. daß verschiedene Fehler, die theoretisch noch unterschieden werden könnten,nur noch unbestimmte Fehlerangaben durch das System während der Testzeit hervorrufen.

Um einerseits dem Problem der schwachen Auflösung der Fehlererkennung und andererseits dem des übermäßigen Speicherbedarfs, beizukommen, wird nach der vorliegenden Erfindung zunächst —ein kleiner Teil des Fehlerkataloges, der jeweils nur aus einem Ergebnis für einen Testschritt

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bei oedem möglichen Fehler besteht, eingespeichert. (In dem oben genannten Beispiel ergibt das Λ χ 200 χ 2500 = 5 x 10⁵ Bits, was für eine Plattenspeichereinheit noch tragbar ist.) Anschließend werden, wahrend des tatsächlichen Testvorgangs, Teile des Fehlerkataloges, welche zur Erkennung einer bestimmten fehlerhaften Schaltung erforderlich sind, direkt (on-line) durch Simulation erzeugt. Auf diese Veise wird die volle diagnostische Auflösung, die in einem Testprogramm enthalten ist, bewahrt, während gleichzeitig die Speicheranforderungen gemeistert werden können.

Bevor die Arbeitsweise der automatischen Fehlereingrenzungsmögliehkeiten der Erfindung im einzelnen beschrieben werden, sollen die bevorzugten Software-Module erwähnt werden, die entwickelt wurden als Hilfe für die Erzeugung von Testprogrammen für digitale Schaltungen und, um Fehler dieser Schaltungen während des Testvorganges automatisch anzuzeigen. Es gibt zwei wesentliche Eingangsinformationen für das System, zum ersten die Beschreibung der logischen Schaltung und zum andern die Gruppe von Eingangssignalen, welche der Schaltung zugeführt werden.

Kit diesen beiden Eingangsinformationen benutzt das erfindungsgemäße Verfahren einen digitalen Logiksimulator, der automatisch das Ausgangsverhalten einer fehlerlos arbeitenden Schaltung für jeden Testachritt erzeugt, womit sich ein komplettes Testprogramm für die Schaltung ergibt. Das System fährt dann fort, die Wirksamkeit des Tectprogramms abzuwägen, indem es die wahrscheinlichen Fehler feststellt, die auf einer realen

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Platine vorkommen können. Beim Abwägen des Testprogramms können die folgenden Arten von Fehlern durch das System berücksichtigt werden, die von den Wünschen des Benutzers abhängen:

1) Eingänge oder Ausgänge liegen fest auf dem logischen Pegel 0 oder 1 entsprechend einer großen Anzahl von Fehlern, wie beispielsweise Kurzschlüsse nach Masse oder zur Spannungsversorgung bzw. fehlende Verbindung von IC-Anschlussen,

2) Leistungsverlust an einem IC, hervorgerufen durch eine offene oder schlechte Verbindung mit der Platine,

3) Kurzschlüsse zwischen benachbarten IG-Anschlüssen, hervorgerufen durch Lötzinnspritzer bei gelöteten Platinen oder Fragmente von gebrochenen Drähten bei in Wickeldraht-Technik hergestellten Verbindungen,

4) Kurzschlußverbindungen, die von dem Ingenieur, der das Testprogrsmm herstellt, als wahrscheinlich erkannt worden sind, beispielsweise hervorgerufen durch die ITähe von benachbarten Leitern bei gedruckten Schaltungen und

5) offene Verbindungen, die beispielsweise durch fehlerhaft durchplatierte Löcher hervorgerufen sein können, was überall auf einer Platine vorkommen kann, und von Test-Ingenieur angegeben wird.

Die oben er.Gegebenen Fehler werden dadurch simuliert, daß sie der Reihe nach in dasselbe Modoll der realen Schaltung eingegeben werden, die bcnu.zt wird,uoldie Ausgangssignale einer funktions-

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fähigen Schaltung zu erzeugen. Es wird ausgegeben, daß ein Fehler vorliegt, wenn bei einem Testschritt die externen Werte, die durch eine fehlerhafte Schaltung erzeugt werden, sich von denen unterscheiden, die von einer einwandfreien Schaltung erzeugt werden.

Das erfindungsgemäße System bestimmt nicht nur, ob ein Testprogramm diese Fehler bestimmen kann, sondern speichert darüberhinaus auch Informationen über die Fehlersuche, welche später für das Programm der automatischen Fehl erlokal i.-i ierung benutzt werden kann. Da die einzigen notwendigen Eingangsinformationen die Beschreibung der Schaltung und ein Satz von Eingangssignalen sind, ist es darüberhinaus möglich, ein hochqualifiziertes Testprograinm für eine Schaltung zu entwickeln, bevor diese in der Produktion ist und sogar noch bevor ein Prototyp erhältlich ist.

Die Unterlagen für die Fehlersuche, die als ein komprimiertes Skelett eines Fehlerkataloges angesehen werden können, enthalten im x^e sent lichen die folgenden Informationen:

Ό Für c^äen Testschritt diejenigen Fehlerklassen, dis bei diesem Schritt zuerst festgestellt werden und

2) für jede Fehlorklasse die äußerlichen Kennzeichen dieser Fehlerklasse beim ersten Testschritt, der auf ein Versa.gen hinweist.

Der "erste Testschritt, der auf ein Versagen hin-■ reist" ist der erste Testschritt in einer Testprorrrammf olge für den, bei einem bestimmten Fehler, mindestens einer der externen Werte von demje-

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nigen Wert abweicht, der "bei einer ordnungsgemäßen Schaltung erwartet wird.

Schließlich wird die diagnostische Fehlerinformation so geordnet, daß Fehlerklassen mit identischem ersten Testschritt, der auf ein Versagen hindeutet,und die äußerlichen Kennzeichen „zusammen eingeordnet werden. Auf diese Weise wird eine Fehlergruppe als ein Satz von Fehlerklassen definiert, die ein identisches Verhalten bis zum ersten Testschritt, der auf ein Versagen hindeutet, aufweisen.

Jetzt soll z.B. die Schaltung nach Fig. ΊΒ betrachtet und dabei angenommen werden, daß das Eingangssignal beim Testschritt 2 an der· Klemmen 1 bis 4 die logischen Pegel 0^10 aufwies Z s erwartete Antwort an den Klemmen 5 bis 7 "^io also aus dem dortigen logischen Pegel "00 bestehen. Unter der Annahme jedoch, daß die Schaltung irgendeinen der Fehler A.^-0, C.4-0 oder B.5-"¹ aufweist, werden die Ausgänge an den Klemmen 5 bis 7 die Pegel ^Λ*0 annehmen. Alle drei der genannten Fehler werden bei dem zu diesem Testschritt gehörigen Eingangssignal festgestellt und sie haben auch dieselben äußerlichen Kennzeichen bei diesem Testschritt, so daß festgestellt werden k?nn, daß sie alle in dieselbe Fehlergruppe gehören.

Nachdem ein Testprogramm erstellt und in Bezug auf die Prozentsätze der festgestellten Fehlerklassen gewichtet worden ist, ist das System . bereit für das automatische Testen und die Fehlerbestimmung bei realen Scheltkreisen.

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Wenn eine fehlerhafte Schaltung während des Tests ermittelt worden ist, werden die gesamten Ergebnisse (externe Eingangs- und Ausgangswerte) "bei jedem Testschritt des Testprogranms durch den Tester festgehalten, um sie für den Vergleich mit möglichen Fehlermechanismen, die durch die Software modellmäßig erzeugt wurden, heranzuziehen. Außerdem hält der Tester die Hummer des ersten Testschrittes fest, der auf ein Versagen hindeutet. Mittels dieser Hummer findet cas pr.tcmatische FehlerlokaJ-isierungsprogramm nach der Erfindung alle Fehlergruppen bei dieser. Tsrtschritt. Es vergleicht die äußerlichen Kennzeichen jeder dieser Fehlergruppeη mit den realen äußerlichen Kennzeichen der versagenden' ..Schaltung, wobei alle äußeren Werte berücksichtigt werden, die sich vorher nicht in einem bekannten Zustand befunden heben. Es soll darruf hingewiesen werden, daß ein Anfangsvergleich nur für den ersten Testschritt, der ".uf eir Versagen hindeutet., durchgeführt wird, ^a dies die einzige Information ist, die in dem unvollständigen (Skelett-) Fehlerkatalog vorhanden ist. In den meisten Fällen wird sich eine tJbereinstiraming zwischen den realen äußerlichen Kennzeichen und denen einer Fehlergruppe finden lassen. Wenn jedcch keine Übereinstimmung zu finden irt, dann stimmt das Verhalten des real#en Schaltkreises nicht mit einem der modellmäßig erfassten Fehler überein. Wenn aber eine Übereinstimmung gefunden"wurde, dann werden die Fehler auε dieser Fehlergruppe zu Simulation ausgewählt. Diese Fehler werden der Bedienungsperson als erstes Untersuchungsergebnis angezeigt.

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A.	1-0	B. 2-0
B.	5-"	EZT6-"
C.	M-O	B. 3-0

In dem einfachen Beispiel, das bereits vorher herangezogen worden ist (Schaltung nach Fig. 1B) würde dieses erste Untersuchungsergebnis folgendermaßen erscheinen:

D.1-C E.i-(

Das liest sich wie folgt: IC A, Anschluß 1 liegt fest auf 0 angeschlossen an IC B Anschluß 2 und IC D Anschluß ι oder IC B Anschluß 5 liegt fest auf ^Λ oder externer Anschluß 6 liegt fest auf " oder IC C, Anschluß M- liegt fest auf 0, verbunden mit IC B Anschluß 3 und IC E Anschluß ^Λ . Es ist bemerkenswert, daß in der zweiten Zeile zwei Fehler erscheinen. Diese beiden Fehler sind in einer äquivalenten Fehlerklasse ztisamnengefasst, da sie nach außen hin nicht unterscheidbar sind, unabhängig von den aufgebrachten Eingangssignalen. Andere Fehler, die von B.5-1 und ΕΣΤ6-1 nicht unterscheidbar sind, liegen vor, wenn die Eingänge des IC-Gatters B auf 0 festliegen (geschrieben B.2-0 und B.3-0). Diese Fehler wurden im Beispiel nicht angegeben aus dem einfachen Grunde, weil ein Eingang, der auf 0 festliegt, einen sehr seltenen Fehler bei Transistor-Transitor-Logik (TTL) und ähnlichen logischen Schaltungen darstellt. Das liegt drron, daß hier in Virklichkeit zwei Fehler innerhalb der Schaltung vorliegen, nämlich eine "Unterbrechung zum Eingang und außerdem ein interner Kurzschluß nach F-?sse hin, wie es in Fig. IC dargestellt ist.

Andere mögliche Fehlermechanismen sind mittels einer DTachschlegetaf el ausgewählt worden, die

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der Fehlersimulator abrufen kann, um das fehlerhafte Verhalten der realen Schaltung "bei den ausgewählten Fehlern zu verifizieren. Das geschieht dadurch, daß jeder Fehler, der beim ersten nachschlagen gefunden wird, während des gesamten Testprcgramns simuliert wird und dass außerdem die erwarteten Ausgangssignale bei jedem Schritt mit denen der fehlerhaften Schaltung verglichen werden. Nur wenn das Verhalten des fehlerhaften Modelies mit der realen Schaltung in Bezug auf jeden äußeren Wert bei jedem Schritt des Testprogramms übereinstimmt, wird eine gesicherte Fehlerdiagnose gegeben.

Es soll "beispielsweise angenommen werden, daß in der Schaltung nach Fig. iB das Testprogramm die folgenden Eingangssignal und erwarteten Reaktionen - also die äußeren Vierte an den Klemmen ^Λ bis 7 - erbringt:

	"ti	t2	S
1	0	0	Λ
2	0	Λ	Λ
3	0	Λ	Λ
	0	0	Λ
5	Λ		0
6		0	0
7	0	0	Λ

Weiterhin soll angenommen werden, daß die von dem Tester aufgezeichneten äußeren Werte wie folgt aussehen:

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1	O	O	1
2	O	1	1
3	O	1	1
4-	O	O	1
5	1	1	O
6	ί	1	1
•7	ο	O

Offensichtlich ist der erste Testschritt, der auf ein Versagen hinweist, der Schritt t_o· Unter Benutzung der Analyse des vorhergehenden Abschnittes, kann ersehen werden, daß drei Fehlerklassen simuliert werden müssen, nämlich:

F^: A.1-0

F-,: C.4--O
3

Die Simulationsergehnisse für die drei o"ben genannten Fehlerklassen ergehen für die äußeren Werte an den Klemmen 1 his 7 folgendes Bild:

F,

	11I	t2	*3	t1	t2	1	t1	0	> S
1	0	0	1	0	0	1	0	1	1
2	0	1	1	0	1	1	0	1	1
3	0	1	1	0	1	1	0	0	1
4-	0	0	1	0	0	0	0	1	1
LfN	1	1	1	1	1	1	1	1	·. ο
6	1	1	1	1	1	1	1	0	1
7	0	0	1	0	0	0	0

Die einzige Simulation, die dem aufgezeichneten Fehlerverhalten entspricht, ist die für "S^· ·°^&~ her wird die Fehlerklasse Fp als Ursache für das

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Versagen der Schaltung "bezeichnet. Da diese Simulation jedes Datenbit, das an den externen Anschlüssen der Schaltung verfügbar ist, zum Vergleich mit dem Fehlermodell heranzieht, wird die maximale d.h. die optimale mögliche diagnostische Auflösung erreicht. Gleichzeitig garantiert eine exakte Übereinstimmung zwischen dem realen Fehler und seiner Nachbildung durch den Rechner die Genauigkeit des Modells und daher auch die des Testprogrammergenisses.

Alle diese Operationen werden für eine "durchschnittliche" Platine (50 integrierte Schaltungen, 200 Testschritte) durch die weiter unten beschriebene Einrichtung in einer Zeit von weit weniger als 1 Minute erledigt.

An dieser Stelle soll im einzelnen die funktionale Arbeitsweise bzw. der Detenfluß eines derartigen Prozesses anhand der Schritte, die'yden Figuren ^Λ und 2 dargestellt sind, beschrieben v/erden. Zunächst sollen noch einmal die grundsätzlichen Anforderungen und die Vorteile derartiger Schritte gegenüber früheren Lösungsversuchen wiederholt werden. Wie bereits bei der Betrachtung der zur Veranschaulichung auf die Untersuchung von digitalen und ähnlichen Schaltungen angewendeten Erfindung erklärt wurde, bestehen verschiedene Anforderungen für genaue Tests und Fehlerdiagnosen bei digitalen Schaltungsplatinen- Zunächst ist es notwendig, ein wirksames Testverfahren zu entwerfen, das auf den vorher umrissenen Eingangssignalen oder Anregungen einschließlich der Antwort bzw. des Verhaltens das von einer ordnungsgemäßen Schel-

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tung erwartet wird, "bestellt. Zum anderen ist es notwendig, exakt die Grenze vorher zu bestimmen, bis zu der dieses Testprogramm die typischen Fehlermechanismen auf digitalen Schaltungsplatinen erkennen wird. Dadurch wird es möglich, Testprogramme, die nicht eine Mindestzahl oder einen Mindestwert erreichen, zu verbessern. Drittens müssen einige Daten vorbereitet werden, die während der Diagnose von fehlerhaften Schaltungen gebraucht werden. Schließlich muß noch ein wirksames Verfahren zur automatischen Untersuchung von schlechten Schaltungseinheiten entworfen werden. Die Daten für diesen Prozess werden, entsprechend der Erfindung, während einer Vorbereitungsphase ermittelt, die in der Figur Λ veranschaulicht ist, während der Prozess selbst während der Testphase (dargestellt in Pig. 2) verläuft.

Vorbereitungsphase (Pip;. *") Diese Phase hat die folgenden Punktionen:

ε.) Unterstützung bei der Erzeugung des Testprogrraamc

b) Ermittlung der Qualität des Testprogramris ziir Fehlererkennung und für die diagnostische Auflösung und

c) Vorbereitung der Daten für die automatische Untersuchung.

In der Vergengenheit wurde, wie oben erläutert, diese Phase teilweise entweder auf einem sehr großen Computer durch Simulo-tion der zu untersuchenden Einheit (z. B. bei dem oben genannten

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Telpar-System und in dem Fairchild J¹AIESIM-System - Fairsim II User's Manual, 1969) oder -mit-einer realen "bekannten ordungsgemäßen Schaltung auf der Testeinrichtung selbst durchgeführt ("beispielsweise das genannte "CAPABLE"-System-}.

Die vorgenannten und auch andere ITachteile beim Gebrauch von großen Computern sind offensichtlich. Da der Computer sehr teuer ist, stellt er normalerweise nicht einen Teil des Testsystems dar. Auf diese Weise wird die Analyse vom Eechner getrennt (off-line) durchgeführt, so daß sich ein kleiner Durchsatz und große Gesamtkosten ergeben. Dazu kommt, daß der Gebrauch eines derartigen Systems für die Benutzung in kleinem Umfang sehr teuer ist, auch wenn es über eine Telefonleitung zugänglich ist. Schließlich läßt sich ein derartiges System nicht kostengünstig für das Testen von Schaltkreisen in Großintegrationstechnik (LSI) einsetzen, da hierfür ein akkurates Modell nicht auf einfache Weise erzeugt werden kann.

Die Kachteile der Verwendung einer bekannten einwandfreien Schaltungsplatine für die Vorbereitungsphase sind gleichfalls offensichtlich.

Zum ersten ist eine bekannte einwandfreie Platine in vielen Fällen nicht erhältlich oder ist in Wahrheit doch fehlerhaft. Zum zweiten können ' gewisse Unterschiede zwisehen dem Schaltbild und der gewählten einwandfreien Schaltungsplatine existieren, die in der Vorbereitungsphase nicht erkannt wurden, so daß möglicherweise

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fehlerhafte Untersuchungsergebnisse die Folge sind. Zum dritten gibt die Methode mit einer "bekannten einwandfreien Platine nichts über unbekannte oder nicht notwendigerweise "bestimmte Stadien (X-Stadium) an und Anfangsbedingung s- und Sortenprobleme können unbemerkt in die Vorbereitungsphase eingehen. Auch hierdurch können sich Probleme während der Tests ergeben. Zum vierten ist ein manuelles Eingreifen erforderlich, so daß das Verfahren langsam und irrtumsträchtig wird. Zum fünften basiert die Ermittlung des Testprogramms auf der Einführung von realen Fehlern. Der oben genannte manuelle Prozess, der dabei eine Rolle spielt, ist ebenfalls mit Fehlern behaftet. Beispielsweise erfordert der zuerst genannte, von der CAI unternommene Lösungsversuch, daß die integrierten Schaltungen von der bekannten einwandfreien Schaltungsplatine entfernt werden und in besondere Testbefestigungen eingeführt werden. Diese Testbefestigung ist wiederum mit der bekannten einwandfreien Platine an der Stelle der fehlenden IC-Fassung über ein Kabel verbunden, das einige Meter lang sein kann. Auf diese Weise können Platinen, die verschiedene Typen von schnellen Logikschaltungen, wie'z.B. emittergekuppelte Logik (ECL) oder Schottky-Transistor-Transistorlogik (TTL), nicht mit Hilfe dieser Technik untersucht-x^erden. Schließlich kann zum sechsten die Methode mit den bekannten einwandfreien Schaltungsplatinen nicht- dahingehend ausgedehnt werden, daß sie die Fähigkeit hat, automatische Tests zu erzeugen.

Um die Probleme dieser bekannten Lösungsversuche ■zu überwinden, werden bei den erfindungsgemäßen Verfahren komplexe digitale Schaltkreise mittels

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eines Kleinrechners simuliert, der ein fester Bestandteil des Testsystems ist, wie es weiter unten beschrieben werden wird. Diese Methode zeigt nicht nur keine der Nachteile der vorangehenden Lösungen, sondern bietet darüberhinaus die Möglichkeit der Analyse von komplexen Fehlermechanismen, wie beispielsweise überbrückende Fehler einschließlich Kurzschlüsse.

Es soll jetzt anhand der besonderen Funktionsoder Flußdiagramme der Figuren ι und 2 ein Ausführung sbeispiel behandelt werden, indem die "on-line" Simulation des Verhaltens von fehlerhaften Schaltkreisen automatisch zum Testen und zur Fehl erbestimmung von digitalen logischen Schaltkreisen herangezogen wirdl

Die beiden Teile des Verfahrens, mittels dessen die Schaltkreise automatisch untersucht werden, besteht aus den bereits beschriebenen Teilen:

1. Vorbereitung von Daten, die zum Teil das Verhalten einer großen Zahl von verschiedenen Fehlern eines Schaltkreises des getesteten Typs charakterisieren, vde in Fig. 1 dargestellt, und

2. den Vergleich des elektrischen Verhaltens eines realen Schaltkreises bei der Untersuchung mit dem berechneten Verhalten entsprechender digitaler Schaltungsmodelle, die "on-line" gleichzeitig mit der Untersuchung des Schaltkreises simuliert v/erden, wie es in Figur 2 dargestellt ist.

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In Fig. 1 (die Vorbereitung der Untersuchungsdaten) wird: das Verhalten eines digitalen Schaltkreises unter der Einwirkung eines programmierten Satzes von Eingangssignalen Λ in 2 simuliert. Das erwartete Verhalten einer fehlerfreien Schaltung wird in 3 verarbeitet. Zusätzlich wird die Auswirkung einer großen Anzahl von Fehlern mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit auf diese Schaltung durch Simulation des Verhaltens der Schaltung bei Vorliegen des Fehlers bestimmt (Block 4). Wie bereits dargestellt, schließen die Arten der simulierten Fehler Kurzschlüsse zwischen verschiedenen logischen Signalen genauso ein wie solche Fehler, die bewirken, daß eine Leitung in einer digitalen logischen Schaltung auf einem bestimmten logischen Pegel festliegt. Durch die Berechnung der Verhalten von fehlerhaften logischen Schaltungen in Block 5 und durch den Vergleich dieser Verhalten mit denen der fehlerfreien Schaltung werden die folgenden Daten erhalten:

Λ. Der Anteil der simulierten Fehler, die während einer bestimmten Testfolge in 7 entdeckt v/erden (ein Fehler wird entdeckt, wenn das Verhalten der Schaltung in Gegenwart des Fehlers sich von der fehlerfreien Schaltung unterscheidet).,

2. eine Liste von Fehlern., die nicht entdeckt worden sind, in 8 und

3. ein unvollständiger Fehlerkatalog in 9, der das Verhalten einer fehlerhaften Schaltung beim ersten Test anzeigt, bei dem das Verhalten von dem einer fehlerfreien Schaltung abweicht (das ist der

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erste Testschritt, der auf ein Versagen hinweist). Zusätzlich wird dieser unvollständige Fehlerkatalog mit der Nummer des ersten Testschrittes, der auf ein Versagen hinweist, versehen, um das Aufsuchen und den Abgleich in der zweiten Phase des Verfahrens, die später erklärt werden zu erleichtern.

In Pig. 2, die aus den Teilen 2A und 2B besteht (Schaltungstest und Untersuchung), wird in " eine Folge von programmierten Eingangssignrlen ε-η die zu untersuchende Schaltung 2a angelegt und das elektrische Verhalten dieser Schaltung wird für jedes der aufeinanderfolgenden Eingangssignal e nacheinander in 2b aufgezeichnet. Anschließend wird dieser Satz von aufgezeichneten Antworten in 4' mit dem Satz von aufgezeichneten Antworten, der von einer fehlerfreien Schaltung, die durch Block 3 in Pig. ί dargestellt ist, erhalten xfird, verglichen. Wenn die genannten beiden Antworten übereinstimmen, wird die untersuchte Schaltung als in Ordnung angesehen, wts in Block 5¹ angedeutet ist. Wenn jedoch eine Abweichung oder ein Unterschied zwischen diesen Antworten vorliegt, wird die Testnummer, bei der der Unterschied zuerst auftritt, als Index bei Block 5' in den unvollständigen Fehlerkatalog 9 von Fig. " eingegeben. An dieser Stelle wird eine Übereinstimmung gesucht zwischen dem Verhalten der elektrischen Schaltung und dem errechneten Verhalten der ncdellm'dßig erzeugten fehlerhaften Schaltungen (im Katalog). Wenn keine Übereinstimmung zwischen den modellmäßig erzeugten fehlerhaften Schaltungen und der zu

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untersuchenden Schaltung gefunden wird, erfolgt keine automatische Untersuchung in Block 7'· Im Normalfall jedoch, der zu einer Übereinstimmung geführt hat, werden alle modellmäßig hergestellten fehlerhaften Schaltkreise', Vielehe dem Verhalten des elektrischen Schaltkreises entsprechen, beim ersten Testschritt,· der auf ein Versagen hinweist, automatisch zur Simulation in Block 8' ausgewählt.

en

Die Antwort/in 10 dieser modellmäßig hergestellten Schaltungen werden nun durch Simulation in 9' berechnet und mit dem Verhalten der untersuchten Schaltung in Block 11 verglichen. Eine bestätigte Untersuchung liegt vor, wenn das Verhalten der zu untersuchenden Einheit genau mit dem Verhalten einiger modellmässig erfolgter Fehler in Bezug auf jeden Ausgang und für alle Tests, die durch "on-line" Simulation in Block ^2 erzeugt werden, übereinstimmen. Wenn jedoch keine exakte Übereinstimmung zwischen dem Verhalten eines modellmässig erzeugten Fehlers und dem der zu untersuchenden Schaltung erreicht wird, so wird eine wahrscheinlictie Diagnose in Block 13 für den Fehler gegeben, welcher das Verhalten der zu untersuchenden Schaltung für die größte Anzahl von Testschritten innerhalb einer Testfolge annähert. Mit anderen Worten wird eine wahrscheinliche Diagnose für den Fehler gegeben, der mit dem Verhalten der zu untersuchenden Schaltung bei der höchsten Testschritt-Nummer nicht mehr übereinstimmt. Die Diagnose wird ausgedruckt oder über eine Anzeigeeinheit ausgegeben, wobei die entsprechenden modellmäßig erzeugten Fehler, welche dem Verhalten

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der zu untersuchenden Schaltung entsprachen, und eine Angabe, ob die Übereinstimmung teilweise oder vollständig war, wie in 14 bzw. "5> angeführt werden.

Nachdem der Prozessablauf jetzt allgemein beschrieben wurde, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit der Beschreibung Einzelheiten, die dem auf dem Gebiet der Rechnertechnik tätigen Fachmann ohnehin geläufig sind, weggelassen worden sind, sollen im Folgenden noch einige Details behandelt werden, die den Aufbau und die Funktion des Ausführungsbeispiels klarstellen sollen.

Während die Diagramme der Fig. " und 2 die zugrundeliegende Arbeitsweise allgemein darstellen, werden in Fig.. 3, die aus den Teilen 3A und JB besteht, einzelne Schaltungselemente des bevorzugten Ausführungsbeispiels wiedergegeben, die diese Funktionen in Verbindung mit einem Kleinrechner bewirken. Die zu untersuchende Schaltung 2a wird durch die Signal-Treiberverstärker 20, 20', 20" usw. mit Eingangs signal en versehen. Die Signal-Treiberverctärker erhalten die Daten eines Tests in üblichen Sequenzen von einem Kleinrechner 22, wie ihn beispielsweise der Digital Equipment Corporation PDP-8E Eechner darstellt, der die Eingangsdaten in Speicher für die Testsignale 24 eingibt. Das Ausgangsverhr.lten der zu untersuchenden Schaltung 2a wird durch die jeweiligen Komparatoren 26, 26', 26'' usw. mit den Bezugspegeln 28 verglichen, um die logischen Zu-

zu
stände der Ausgänge der/untersuchenden Schal-

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ung, derer± Gesamtheit das Verhaltensmuster "bildet, zu "bestimmen. Dieses Muster "wird im Verhaltensmusterregister 30 gespeichert und anschließend in den Rechner 22 ausgelesen. Dies ist die Speicherfunktion 2"b aus Fig. 2, die auf deren Funktionsstufen 1 und 2a folgt.

Die auf diese Weise gespeicherten Verhaltensweisen der zu untersuchenden Schaltung in 2b (Fig. 2) v/erden mit dem Verhalten einer fehlerfreien Schaltung 3 verglichen (Fig. ^Λ und 2) innerhalb des PDP-8E oder ähnlichen Rechners 22 in deren Hauptanweisungsteil, wie es in den genaP-nten Handtüchern der Firma Digital Equipment Corporation "Introduction To Programming" und "PDP-8E & PDP-8H Small Computer Handbook", ("969-72) "beschrieben ist. Um die das Verhalten kennzeichnenden Antworten "bei 3 zu erhalten, kann die Simulation der Funktion des Blockes 2 in Fig. ^Λ z.B. dadurch erreicht werden, daß die Anweisungen "Logik" sowie "logisches Komplement" und "Kask" des Rechners verwendet werden, wie es in den genannten Hen.dbuch.ern "beschrieben ist, die die logischen Verbindungen und die Funktion der Schaltung 3, die untersucht werden soll, darstellen. Derartige Simulationsprosesse werden ausführlich beschrieben in "Logic Automated Stimulus and Response", User's Guide Version DlB, Digitest Inc., Dallas,

Ein anderes Beispiel einer bevorzugten Simulationstechnik in Block 2 (Fig. 1) und in Block 4, wie es weiter unten beschrieben werden wird, kann von der Art sein, wie sie als These

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von dem Miterfinder Haas des vorliegenden Verfahrens in^MBridging Fault Analysis In Digital Circuits'* Massachusetts Institute of Technology, Februar "97^? Kapitel 5 dargestellt worden ist. V/eitere Hinweise finden sich in "Second Workshop On Fault Detection & Diagnosis In Digital Systems, Lehigh-University, 6. - 8. Dezember "971, Seiten i^ß bis 117, insbesondere was weitere Simulationstechniken angeht. Entsprechend Abschnitt ~$Λ in "Fault Diagnosis of Digital Systems", Chang et al, Uiley-Interscience,

Wie bereits erwähnt wurde, zeigt eine Anzeigevorrichtung, beispielsweise eine gründe Leuchte, bei 5' "in Ordnung" an, was gleichbedeutend mit dem Vorliegen einer fehlerfreien Schaltung ist. Wenn keine Übereinstimmung vorliegt, ist eine Fehlerdiagnose notxfendig und der Diagnoseprozess wird eingeleitet. Der Schritt im Testprogramm, bei dem das erste fehlerhafte Ver^lt^nsmuster in 30 (Fig. 3) festgestellt wire"¹.., dient— wie dargestellt - als Eingangs- oder Anzeigeelement für den unvollständigen Fehlerkatalog 9 (Fig. ■" und 2). Wenn ihm diese Hummer bekannt ist, sucht der Rechner den elektrisch nachbildbaren gespeicherten unvollständigen Fehlerkatalog (funktionell dargestellt bei 6' in Fig. 2) mittels einer Suchroutine, wie es in den genannten Handbüchern dargestellt ist, um die Liste der möglichen Fehler, die den abgestimmten, modellmäßig erzeugten Verhaltensweisen!, die m 9 gespeichert sind, zu lokalisieren und herauszuziehen. Wenn eine derartige Liste gefunden ist, wie bei 8' in Fig. 2, wird der "on-line" Simulationsprozess bei 9' Fig. 2 eingeleitet, um zu bestimmen, ob die Simulation der fehlerhaften

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Schaltungen 4-, in Fig. 1, dem tatsächlichen Verhalten der fehlerhaften zu untersuchenden Schaltung entspricht. Die Simulationsfunktion 4 in Fig. 1, kann, wie "bereits dargestellt, auf dieselbe Art und Weise bewirkt werden, wie es anhand des Simulationsprozesses 2 beschrieben worden ist. Das kann dadurch eingeleitet werden, dr-ß ein oder mehrere Fehler eingegeben werden und das Verhalten der Schaltung auf diese Fehler hin errechnet wird. Für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist demnach nicht das Vorhandensein einer tatsächlichen funktionsfähigen Schaltung notwendig, wie es "bei den vorgenannten "bekannten Systemen der Fall war.

!lach diesem Prozess sind die Verhalten der Schaltungen, die der Liste von Fehlern 8' (Fig. 2) entsprechen,, errechnet worden und diese Verhalten werden dann in Block Λ^Λ (Fig. 2) mit den gespeicherten Verhaltensweisen des fehlerhaften zu untersuchenden Schaltkreises 2b verglichen. Dies ist ein Vorgang, der den Mechanismen, die bereits anhand des !Comparators V beschrieben worden sind, ähnlich ist. Der Block 12 stellt eine Anzeige dar, für den Fall, daß alle Verhaltensweisen von einem simulierten Fehler und einem tatsächlichen Fehler der zu untersuchenden Schaltung 2b vollkommen übereinstimmen, vorausgesetzt, daß ein Fehler festgestellt worden ist.

Für den Fell, daß einige Teste Ergebnisse er-' bringen, die mit dem Modell übereinstimmen, während diese bei anderen Tests nicht übereinstimmen, wird die heuristische Annäherung einge-

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leitet, um eine wahrscheinliche Fehlerdiagnose zu erhalten. Das kann beispielsweise durch das Zählen der Anzahl von übereinstimmenden Testr im Rechnerspeicher geschehen. Der modellmäßig erzeugte Fehler mit dem höchsten Zählergebnis wird als wahrscheinlicher Fehler angezeigt. Die Handhabung solcher Probleme mit heuristischer Technik hat sich in über 90 % allderjenigen Fälle, bei denen das Verhalten der fehlerhaften Schaltung durch andere Fehler, als oene, die exakt modellmäßig nachgebildet worden waren, hervorgerufen wurde, als erfolgreich erwiesen. Diese Technik wendet dieselbe Strategie an, die bereits oben beschrieben wurde, erlaubt aber d^rarüberp.inaus auch einen teilweisen Abgleich zwischen den Ausgangsdaten des simulierten ITetzwerks und dem tatsächlichen fehlerhaften Verhalten. Der Erfolg dieses Verfahrens beruht auf. der Feststellung, daß mehrfache Fehler, sich oft gleichzeitig in einem Testprogramm bemerkbar machen und daß die äußerlichen Anzeichen beim ersten Testschritt, der auf ein Versagen hinweist, mit den äußeren Anzeichen bei einem der Fehler übereinstimmen. Auf ähnliche Weise wird sich ein nicht nachgebildeter Kurzschluß durch ein zeitweises Festhängen eines der kurzgeschlossenen Ausgänge äußern.

In diesem FrIl einer nicht völligen Übereinstimmung mit einem modellmäßig erzeugten Fehler wird das automatische Fehlereingrenzungsprograinm einen wahrscheinlichen Fehlerort angeben. Dieser stimmt mit den Fehlerklassen überein, die der Arbeitsweise der realen Schaltung für die größte Zahl von Testschritten während des Programms entsprechen.

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Bezogen auf Pig. 2 und den Auf suchvoi/gang im Block 6', wird der Vorgang an dieser Stelle ohne Identifizierung des Fehlers abgeschlossen, wenn keine Übereinstimmung mit dem Inhalt des Katalogs erreicht wird.

Da nicht alle Schaltungseinzelheiten als wesentlich für das Verständnis der Erfindung und ihrer. Arbeitsweise angesehen werden, wird der Hinweis auf folgende Bedienungsanleitungen von Geräten der Anmelderin gegeben: "Operating Instructions, Type 1792A and 1792B Logic Test Systems, 2' Ja- miary "974 (Form'"792-0^02F), CAPS Operation Kanual for the Type ^792 Logic Test Systems, October, ^973 (Form ^792-O^O5E), Parts Lists and Diagrams of Type 1792A and ^792B Logic, Test Systems, September, ^973 (Form

Das angeführte Ausführungsbeispiel soll nur eine Möglichkeit für die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen. Dieses ist nahezu ohne Einschränkungen für die automatische Fehlerermittlung von elektrischen Schaltungen und Systemen verwendbar, bei denen eine Analyse schnell und sicher durchgeführt werden soll.

- 34 Patentansprüche;

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Claims (8)

-^- 2UH86 Patentansprüche

1)/Verfahren zur automatischen Fehlerermittlung "'■ "bei elektrischen Schaltkreisen, dadurch gekennzeichnet,

daß ein unvollständiger Fehlerkatalog von modellmäßig erzeugten Fehlern eines Schaltkreises erstellt wird, die in Form ihrer elektrisch naclibildbaren Auswirkungen. (Antworten) gespeichert werden,

daß der zu untersuchende Schaltkreis einer Anzahl von Teste mit direkter Auswertung (on-line) unterworfen wird,

daß die Antworten des zu untersuchenden Schaltkreises mit den Antworten eines fehlerfreien Schaltkreises zwecks Feststellung von solchen Abweichungen verglichen wird, die das Vorliegen von Fehlern anzeigen,

daß der zu untersuchende Scheltkreis als einwandfrei ausgegeben wird, wenn derartige Abweichungen nicht vorliegen,
daß, xrenn Abweichungen vorhanden sind, entsprechend diesen Abweichungen eine Liste von möglichen Fehlern aus dem gespeicherten unvollständigen Fehlerkatalog herausgezogen wird, die Fehler entsprechend der Liste on-line simuliert werden und die Antworten des fehlerhaften zu untersuchenden Schaltkreises mit den Antworten bei den simulierten Fehlern verglichen werden, um dadurch eine Fehlerbestimmung für den zu untersuchenden Schaltkreis zu erreichen.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antworten des fehlerhaften zu untersuchenden Schaltkreises mit den Antworten bei den simulierten Fehlern für jeden einzelnen

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Test verglichen werden, um die FehlerbeStimmung zu "bestätigen.

3) Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleich der Antworten des fehlerhaften zu untersuchenden Schaltkreises mit den Antworten bei den simulierten !Fehlern diese Antworten nur teilweise zur Übereinstimmung gebracht werden, um auf -diese Weise einen wahrscheinlichen Fehlerort zu ermitteln.

4-) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unvollständige Fehlerkat-alog durch SiTTiTiIation der Antworten von fehlerfreien Schaltkreises auf Eingangssignale hin, durch Simulation der Antx^orten von fehlerhaften Schaltkreisen auf dieselben Eingangssignale hin, durch Vergleich der Antworten der fehlerfreien und fehlerhaften Schaltkreise und durch Auswertung dieses Vergleichs erzeugt wird.

5) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch ι, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale: sin Kleinrechner mit programmierbarem Prozessor-, Komparator-, Speicher- und Steuerlogikteil, Mittel zum Aufbringen von Eingangssignalen für das Rechnersystem zur Erzeugung einer Anzahl von Tests für die Sehe·ltkreise, Mittel zum Unterwerfen des zu untersuchenden Schaltkreises der Anzahl von Tests, Mittel zum Festhalten der Antworten eines fehlerfreien Schaltkreises auf die Te&ts und eines unvollständigen Fehlerkatalogs der Antworten eines modellmäßig nachgebildeten fehlerhaften Schaltkreises,

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Mittel zum Vergleich der Antworten des zu untersuchenden Schaltkreises mit den Antworten eines fehlerfreien Schaltkreises, um anzuzeigen, daß der Schaltkreis ein\;cndfrei ist, wenn die Antworten üb er einst imiaen und um anzuzeigen, daß der Schaltkreis fehlerhaft ist, wenn die Antworten voneinander abweichen,

Mittel zum Erstellen einer Liste von möglichen Fehlern aus dem Speicherinhalt des Rechners, entsprechend den Abweichungen swischen den Antworten des fehlerfreien Schaltkreises und denen des zu untersuchenden Schaltkreises,

hiervon gesteuerte Mittel zur On-line-Simulation der in der Liste enthaltenen Fehler und

Mittel zum Vergleich der Antworten dec zu untersuchenden Schaltkreises mit den simulierten Antworten, um dadurch eine Fehler-"bestimmung für den zu untersuchenden Schaltkreis zu erreichen.

6) Einrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleich der Antworten des zu untersuchenden Schaltkreises mit den simulierten Antworten Mittel enthalten, die auf den Abgleich aller Antworten des fehlerhaften Schaltkreises für alle Tests mit denjenigen simulierten Antworten "beim Vorliegen von Fehlern ansprechen, um die Fehlerbestimmung zu bestätigen.

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7) Einrichtung nach Anspruch 5_s dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Vergleich der Antworten des zu untersuchenden Schaltkreises

mit den simulierten Antworten Mittel aufweisen, die auf einen teilweisen Abgleich von einigen Antworten des fehlerhaften Schaltkreises bei einigen Tests mit einigen Antworten bei simulierten Fehlern ansprechen, um auf diese V/eise einen wahrscheinlichen Pelilerort zu ermitteln.

8) Einrichtung nach Anspruch 5₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner einen Speicher für Gruppierungen von Eingangssignalen speist, v/elcher mit den Eingängen des zu untersuchenden Scheltkreises über Treiberstufen verbunden ist und dc.ß die Ausgänge des zu untersuchenden Schaltkreises über einen Komparator nit einem Speicher für Gruppierungen von Ausgangssignalen verbunden ist, der die Antworten des Schaltkreises dem Rechner zuführt.

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