DE3401292C2 - - Google Patents
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- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
- G06F11/22—Detection or location of defective computer hardware by testing during standby operation or during idle time, e.g. start-up testing
- G06F11/2273—Test methods
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von dis
kreten integrierten Analog- oder Digitalschaltungen im Betrieb, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung kann zur Prüfung der Funktionsfähigkeit
und zur Bestimmung der Zuverlässigkeit der diskreten
und integrierten Schaltungen angewendet werden.
Es ist ein Prüfverfahren für integrierte Schaltungen
bekannt, das in der Zuführung einer gleichen Testsignal
folge zu den jeweils gleichen Eingängen einer Prüf- und
einer Vergleichsschaltung und in einem Vergleich von
Ausgangssignalen an den jeweils gleichen Ausgangsklemmen
(siehe SU 5 30 287)
besteht.
Dieses Verfahren besitzt eine geringe Leistungsfähigkeit,
was auf ein umfangreiches Testprogramm zurückzuführen ist,
kann die Zuverlässigkeit des Prüfobjektes nur unsicher
bestimmen und ermöglicht nur eine beschränkte dynamische
Funktionsprüfung bei der Grenzfrequenz, besonders bei
den integrierten Schaltungschips, weil an den Prüfling
nur schwer eine große Anzahl von HF-Meßsonden heran
geführt werden kann.
Ein der Erfindung nahekommendes Verfahren zur Prüfung und
Diagnose diskreter Schaltungen besteht darin, daß an die
Speiseklemmen die Speisespannung und an die Signalein
gänge des Prüfilings Testsignale einer vorgegebenen Folge
angelegt werden, die Funktionsfähigkeit beurteilt und
nach den Prüfergebnissen ein defekter Stromkreis im
Prüfobjekt festgestellt wird. Darauf werden den Ein
gängen des festgestellten defekten Stromkreises Signale
zugeführt und in eine Spannung umgesetzte Impulse eines
Durchgangsstroms in der Speiseleitung analysiert, die
beim Schalten von Logikelementen in dem zu überwachenden
defekten Stromkreis erzeugt werden (siehe "Erhöhung der
Auflösung der Diagnostik diskreter Schaltungen" von
B. B. Belogub, G. A. Podunajev, "Steuersysteme und -maschinen",
N. 3, 1978, S. 93 bis 95).
Von Nachteil sind bei diesem Prüfverfahren seine begrenz
ten funktionalen Möglichkeiten und eine niedrige Diagnose
genauigkeit, da mit diesem Verfahren nur Stromkreise mit
in Reihe geschalteten Ventilen prüfbar sind und eine ge
ringe Anzahl von Fehlern, vorzugsweise in den Ausgangs
stufen der Stromkreise erkannt werden können. Ferner ist
die Prüfaussage relativ unsicher und wenig leistungs
fähig, was auf die große Zahl von an den Eingängen des
Prüfobjekts eingegebenen Testdaten um einen defekten Strom
kreis zu ermitteln auf die nicht optimalen Prüfkombinationen
sowie darauf, daß nur Zeitparameter des Übergangsvorganges
des Durchgangsstroms in der Speiseleitung des Prüfobjekts
analysiert werden, zurückzuführen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur Prüfung diskreter integrierter Schaltungen im
Betrieb bei erhöhter Aussagesicherheit und Genauigkeit
unter gleichzeitiger Erweiterung zu entdeckender Fehler
arten zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsemäß durch ein Ver
fahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst.
Zur Vereinfachung des Vergleiches der Werte der den Ver
lauf des Übergangsvorganges charakterisierenden Parameter
kann ein Vergleichsobjekt genommen werden, dem die gleichen
Testsignalfolgen wie auch dem Prüfobjekt zugeführt werden.
Zur Erhöhung der Genauigkeit des Vergleiches der Parameter
werte mit den Schwellenwerten zwecks Feststellung der Ab
weichungen der Parameter von deren Schwellenwerten auf
weisenden Objekte ist es vorteilhaft, ein Vergleichsobjekt
zu nehmen, dem die gleichen Testsignalfolgen wie auch dem
Prüfobjekt zugeführt werden, und die jeweilige Differenz
der Signale der Übergangsvorgänge in den Speiseleitungen
des Prüf- und des Vergleichsobjekts zu bilden.
Zur Vereinfachung der Beurteilung der Funktionstüchtig
keit des Abschnitts und des gesamten Prüfobjekts ist es
zweckmäßig, die jeweils gleichartigen Ein- und Ausgänge
des Prüf- bzw. des Vergleichsobjekts zusammenzuschalten
und die Funktionsfähigkeit nach den den Verlauf des Über
gangsvorganges des Stroms in der Speiseleitung charakte
risierenden Parametern zu beurteilten.
Zur Feststellung der den Signalverlauf des Übergangsvor
ganges charakterisierenden Parameter ist es erwünscht,
dieses Signal sukzessiv mehrfach zu integrieren.
Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung
von Ausführungsbeispielen anhand der Zeich
nungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipschaltung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Prüfverfahrens;
Fig. 2 die gleiche Schaltung mit einem erfindungs
gemäßen Vergleichsobjekt;
Fig. 3 die gleiche Schaltung mit einem erfindungs
gemäßen Subtrahierer;
Fig. 4 eine vereinfachte Schaltung zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Prüfverfahrens;
Fig. 5 eine Prinzipschaltung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Prüfverfahrens mit einer
Mehrfachintegration.
Das Prüfverfahren für diskrete und integrierte Schaltungen
im Betrieb wird folgendermaßen durchgeführt.
Einem Prüfobjekt 1, beispielsweise einer integrierten
Schaltung, wird von einer Quelle 2 eine Speisespannung
und vom Ausgang eines Generators 3 eine Testsignalfolge
zugeführt. Hierbei sprechen die Elemente des Prüfobjekts 1
an, worauf in deren Speiseleitungen und also auch in der
gemeinsamen Speiseleitung Übergangsvorgänge des durch das
Prüfobjekt fließenden Stroms erfolgen.
Die Impulsform des Durchgangsstroms ist sowohl von einer
Kombination von Eingangsgrößen, d. h. von der Testsignal
folge, als auch von der Anzahl der Elemente und von deren
Art abhängig. Für jeden Parameter eines jeden Übergangs
vorganges werden daher durch eine Quelle 4 entsprechende
Schwellenwerte erzeugt, mit denen ein durch einen Wandler 6
umgesetzter Parameterwert in einer Vergleichsschaltung 5
verglichen wird. Jeder Parameter wird einzeln verglichen.
Stimmt der Parameterwert mit den entsprechenden Schwellen
werten nicht überein, wird der diese Abweichung hervor
rufende Abschnitt des Prüfobjektes festgestellt.
Dann wird dem Objekt eine andere Testsignalfolge zuge
führt, die vorzugsweise auf den festgestellten Abschnitt
einwirkt, und mit Hilfe eines an einen Ausgang des Ob
jektes 1 angeschlossenen Analysators 7 wird die Funktions
fähigkeit dieses Abschnitts beurteilt. Im Falle einer
Fehlfunktion wird das gesamte Prüfobjekt 1 verworfen. Falls
das Prüfobjekt 1 richtig funktioniert, wird nach dem Grad
der Abweichung des Parameters des Übergangsvorganges des
Durchgangsstroms in der Speiseleitung der Unsicherheits
grad diese Prüfobjekts 1 bewertet.
Eine vorteilhafte Erzeugung der Schwellenwerte zum Vergleich
der Parameterwerte besteht in der Einschaltung eines Ver
gleichsobjekts 8 (Fig. 2). An diesem treffen ebenso wie
am Prüfobjekt 1 Eingangssignale der Testfolge ein. Die
entstehenden Übergangsvorgänge des Durchgangsstroms des
Vergleichsobjekts 8 dienen als Ausgangsinformation zur
Erzeugung der Schwellenwerte durch die Quelle 4. Sonst
wird das Verfahren in Analogie zum oben Beschriebenen
durchgeführt.
Die Genauigkeit der Analyse wird durch Ausschließen von
korrekten Signalen erhöht, indem nur Signale, die eine
Abweichung von der Norm aufweisen, verarbeitet werden. In
dieser Weise wird die Genauigkeit des Vergleiches der Para
meterwerte mit den Schwellenwerten gesteigert, indem der
Durchgangsstrom in der Speiseleitung des Vergleichsobjekts 8
vom Durchgangsstrom des Objekts 1 durch einen Subtrahierer 9,
wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, abgezogen wird.
Das am Wandler 6 ankommende Differenz-Signal weist also eine
kleinere Amplitude unter Beibehaltung des Nutzsignalpegels
auf, und es kann zur Steigerung der Verarbeitungsgenauigkeit
verstärkt werden. Um die Prüfung der Funktionsfähigkeit
durch Ausnutzung des Kanals für die Analyse des Über
gangsvorganges in der Speiseleitung zu vereinfachen, wird
das Verfahren gemäß der in Fig. 4 dargestellten Block
schaltung durchgeführt.
Hier übernimmt das Vergleichsobjekt 8 außer den oben be
schriebenen Funktionen die eines Antworters. Da aber
gleichartige Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des Prüf-
und des Vergleichsobjekts 1 bzw. 8 jeweils miteinander
verbunden sind, so bewirkt ein Unterschied der Prüfant
worten der Objekte auf die Test-folge eine Erhöhung der
Durchgangsstromstärke, was es gestattet, durch Umsetzung
im Wandler 6 und durch einen Vergleich mit den Schwellen
werten in der Schaltung 5 eine Funktionsprüfung ohne
irgendwelche spezielle Vorrichtungen durchzuführen. Ein
Funktionsanalysator 7 erübrigt sich also in der gegebenen
Schaltung.
eines der Verfahren für die einfachste und qualitätsge
rechte Feststellung der den Verlauf des Übergangsvorganges
des Durchgangsstroms charakterisierenden Parameterwerte
besteht in einer sukzessiven Mehrfachintegration. Bei der
in Fig. 5 dargestellten Prüfschaltung wird der in der
Speiseleitung des Prüfobjekts 1 unter der Wirkung der
Testsignalfolge entstehende Durchgangsstrom durch einen
Wandler 10 in eine Spannung umgesetzt, die anschließend
einer Mehrfachintegration mit Hilfe von Schaltern 11′,
. . ., 11 n und Integratoren 12′, . . ., 12 n unterzogen wird,
deren Ausgangssignalwerte durch die Vergleichsschaltungen 5
mit den von der Quelle 4 erhaltenen Schwellenwerten ver
gleichen werden. Die Anzahl der sukzessiven Integrations
schritte wird durch die erforderliche Genauigkeit der
Diagnose der Objekte bestimmt, empfehlenswert ist eine
drei- bis vierfache Integration.
Die Anzahl der sukzessiven Integrationen bestimmt die er
forderliche Genauigkeit des Vergleiches der Signale der
Spannung der Übergangsvorgänge in den Speiseleitungen des
Prüf- und Vergleichsobjekts. Je genauer die Signale
der Spannung der Übergangsvorgänge in den Speiseleitungen
bei Vorhandensein eines versteckten Fehlers im Prüfobjekt
unterschieden werden können, desto genauer kann seine
Funktionsfähigkeit diagnostiziert werden. Die Anzahl der
sukzessiven Integrationen wird also durch die erforder
liche Diagnosegenauigkeit bestimmt. Indem also die inte
grierten Signalwerte verglichen werden, kann sowohl die
Ursache eines versteckten Fehlers, beispielsweise ein Ein
kristallbaufehler einer integrierten Schaltung, entdeckt
als auch ein Fehler in einen Stromkreis beliebiger Kon
figuration bis auf das Element genau lokalisiert werden.
Das erfindungsgemäße Prüfverfahren für integrierte Schal
tungen gestattet es gegenüber den bekannten, eine größere
Anzahl von Fehlern zu entdecken, was eine Leistungs
fähigkeit vergrößert. Es erlaubt auch so die Ursache eines
Fehlers wie auch einen versteckten Fehler im lokalisierten
Abschnitt genauer aufzuspüren, wodurch die Diagnosegenauig
keit erhöht wird.
Zugleich erhöht das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich
zu den bekannten Verfahren die Aussagesicherheit der
Prüfung, weil die Beurteilung der Funktionsfähigkeit des
Prüfobjekts nicht nach den Ergebnissen einer Funktions-
Prüfung, sondern nach den Ergebnissen einer Analyse von
Signalen der Übergangsvorgänge in ihrer Speiseleitung
erfolgt. Dies liegt daran, daß versteckte Fehler mittels
einer Funktionsprüfung aufgrund einer Nichtoptimalität
der Eingangssignale der Testfolge nicht mit Sicherheit
festgestellt werden können, während eine Information
über sie in einem durch die Speiseleitung der Prüfschal
tung fließenden Strom auf jeden Fall enthalten ist. In
diesem Zusammenhang kann die Zahl der Kombinationen der
Eingangssignale der Testfolge und damit auch die Prüf
zeit wesentlich reduziert werden.
Indem die vorgegebenen Schwellenwerte als Funktion der
Ergebnisse der sukzessiven Mehrfachintegration der Signale
der Spannung der Übergangsvorgänge in der Speise-leitung
der Normalschaltung eingestellt werden, wird es auch mög
lich, die Beeinflussung der Funktionsfähigkeit der inte
grierten Prüfschaltung durch verschiedene Faktoren zu
verfolgen und auszugleichen. Es ist beispielsweise unmög
lich, ganz gleiche Betriebsbedingungen für das Prüf- und
das Vergleichsobjekt zu schaffen. Deshalb ist es not
wendig, eine Korrektur der Prüfergebnisse vorzunehmen.
Diese Korrektur erfolgt durch Änderung der vorgegebenen
Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Änderung der Be
triebsverhältnisse nach den Ergebnissen der sukzessiven
Mehrfachintegration der Signale der Übergangsvorgänge in
der Speiseleitung des Vergleichsobjekts. Das beschriebene
Prüfverfahren weist gegenüber den bekannten auch folgende
Vorteile auf:
- - mit einer Verringerung des apparativen Aufwandes wird der Verlauf der Prüfung vereinfacht, was mit einer be trächtlichen Reduzierung der Anzahl der Kombinationen der Signale der vorgegebenen Testfolge zusammenhängt;
- - das Verfahren gestattet, die Schaltungen auf der Platte bei der Grenzfrequenz zu prüfen, was damit zusammenhängt, daß das Meßsignal nur von einer Speiseleitung abgeleitet wird;
- - es ermöglicht, den Herstellungsprozeß für integrierte Schaltungen durch frühzeitige Entdeckung der Ursachen eines versteckten Fehlers aktiv und gezielt zu beein flussen;
- - es erlaubt, die Güte der integrierten Schaltungen durch Aussortierung eventuell unzuverlässiger Schaltungen zu verbessern.
Claims (5)
1. Verfahren zur Prüfung von diskreten inte
grierten Analog- oder Digitalschaltungen im Betrieb,
wobei einer derartigen Schaltung, die das Prüfobjekt bildet, eine Speisespannung zugeführt und
auf dieses mit einer Testsignalfolge eingewirkt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Testsignalfolge in der Weise gewählt wird, daß bei deren Zuführung zu den Eingängen des Prüfobjekts ein Übergangsvorgang des Stroms in einer Speiselei tung eingeleitet wird,
- - Parameter des Übergangsvorganges definiert werden, die seinen Verlauf charakterisieren,
- - die erhaltenen Parameterwerte mit einem entsprechen
den Schwellenwert einzeln verglichen und
- a) Prüfobjekte, bei denen die Vergleichsergebnisse Ab weichungen der Parameter von deren Schwellwerten ergeben und
- b) ein diese Abweichung hervorrufender Abschnitt jedes Prüfobjekts festgestellt werden,
- - worauf dem Prüfobjekt eine andere, auf den festgestellten Abschnitt vorzugsweise einwirkende Testsignalfolge zugeführt wird,
- - die Funktionsfähigkeit dieses Abschnitts beurteilt und
- - nach dem Beurteilungsergebnis
- 1. im Falle der Fehlfunktion das gesamte Prüfobjekt verworfen und
- 2. im Falle der richtigen Funktion der Unsicherheits grad des Prüfobjekts nach den in der Speiseleitung definierten, den Verlauf des Übergangsvorganges charakterisierenden Parametern bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Vergleichen der Werte der den Verlauf des Über
gangsvorganges charakterisierenden Parameter ein Ver
gleichsobjekt genommen wird, dem die gleichen Testsignal
folgen wie auch dem Prüfobjekt zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erfassung von Prüfobjekten mit Abweichungen von den
Sollwerten bei bestimmten Parametern
- - ein Vergleichsobjekt genommen wird, dem die gleichen Testsignalfolgen wie auch dem Prüfobjekt zugeführt werden,
- - und die Signale der Übergangsvorgänge in den Speise leitungen des Prüf- und des Vergleichsobjekts vonein ander abgezogen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Abschnitts
und des gesamten Prüfobjekts
- - die Eingänge des Prüfobjektes mit den entsprechenden Eingängen des Vergleichsobjektes und die Ausgänge des Prüfobjektes mit den entsprechenden Ausgängen des Ver gleichsobjektes verbunden werden und
- - die Funktionstüchtigkeit nach den den Verlauf des Übergangsvorganges des Stroms in der Speiseleitung charakterisierenden Parametern beurteilt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Definition der den Signalverlauf des Übergangs
vorganges charakterisierenden Parameter dieses Signal
sukzessiv mehrfach integriert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843401292 DE3401292A1 (de) | 1984-01-16 | 1984-01-16 | Verfahren zur pruefung von diskreten und integrierten schaltungen im betrieb |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843401292 DE3401292A1 (de) | 1984-01-16 | 1984-01-16 | Verfahren zur pruefung von diskreten und integrierten schaltungen im betrieb |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3401292A1 DE3401292A1 (de) | 1985-07-25 |
DE3401292C2 true DE3401292C2 (de) | 1987-06-19 |
Family
ID=6225070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843401292 Granted DE3401292A1 (de) | 1984-01-16 | 1984-01-16 | Verfahren zur pruefung von diskreten und integrierten schaltungen im betrieb |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3401292A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE58901857D1 (de) * | 1988-02-10 | 1992-08-27 | Siemens Ag | Verfahren zur pruefung und fehleranalyse von elektrischen schaltungsmoduln. |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU530287A1 (ru) * | 1974-07-22 | 1976-09-30 | Предприятие П/Я Р-6707 | Устройство дл контрол цифровых больших интегральных схем |
-
1984
- 1984-01-16 DE DE19843401292 patent/DE3401292A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3401292A1 (de) | 1985-07-25 |
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