DE3625462A1

DE3625462A1 - Rechnerunterstuetzte fehlerisolation beim pruefen von gedruckten schaltungen

Info

Publication number: DE3625462A1
Application number: DE19863625462
Authority: DE
Inventors: Marshall H Scott; John D Polstra
Original assignee: John Fluke Manufacturing Co Inc
Current assignee: Fluke Corp
Priority date: 1985-07-29
Filing date: 1986-07-28
Publication date: 1987-01-29
Also published as: JPS6228844A; FR2585476A1; GB2209225B; GB2209225A; GB8826406D0; GB8615906D0; US4709366A; CN86101612A; CN1060535A; CN1016102B; GB2178543A; FR2585476B1; GB2178543B

Description

Die Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf die rechnerunterstütze Prüfung von elektronischen Schaltungen, und mehr im einzelnen auf die Fehlersuche bei Leiterplatten durch eine rechnerunterstützte geführte Prüfung von Schaltungsknoten.

Digitale Systeme weisen typischerweise eine Sammlung von Leiterplatten auf, die jeweils einige größere Funktionen verwirklichen. Die Leiterplatten wirken gemeinsam zusammen, um ein Verhalten zu erzeugen, das von dem zusammengesetzten System gefordert wird.

Wenn ein solches System nicht richtig arbeitet, wird eine Prüfung in einer Reihe von Schritten ausgeführt, die so gestaltet sind, daß die Fehlerquelle isoliert wird. Der erste Schritt ist häufig eine einfache Prüfung des Systems als Ganzes daraufhin, ob es funktioniert oder nicht, um zu bestätigen, daß tatsächlich ein Systemfehler vorliegt. Manchmal deckt solch eine Prüfung auf, daß das System richtig arbeitet, aber daß der Fehler durch einen externen Faktor verursacht wird, beispielsweise ein Operatorfehler oder eine defekte Spannungsversorgung.

Unter der Annahme, daß das System selbst als fehlerhaft befunden wird, ist der nächste Schritt jedoch, den Fehler einer speziellen Leiterplatte zuzuordnen bzw. die fehlerhafte Leiterplatte zu isolieren. Die Untersuchung auf Leiterplattenebene wird entweder durch Ausführung eines Satzes von Funktionstests ausgeführt, die die Platten einzeln prüfen, oder durch aufeinanderfolgendes Ersetzen der Platten durch bekannterweise funktionstüchtige Platten, bis das System wiederum richtig arbeitet. Da die Anzahl von Leiterplatten in den meisten Systemen klein ist, ist das Austauschen von Platten schnell und kann vor Ort ausgeführt werden.

Das System ist nun repariert, aber man hat mindestens eine nicht funktionsfähige Leiterplatte übrig behalten. Wirtschaftliche Überlegungen fordern, daß die Platte repariert wird; jedoch sind die Verfahren, die für die Fehlerisolierung auf Plattenebene angewendet werden, aus verschiedenen Gründen für die Fehlersuche auf Komponentenebene nicht praktisch verwendbar. Erstens ist deswegen, weil die Tendenz besteht, daß jede Leiterplatte eine relativ große Anzahl von Komponenten hat, die Anzahl der verschiedenen Tests oder Prüfungen entsprechend den verschiedenen Komponenten oder Bauteilen, die zum Isolieren eines Fehlers ausgeführt werden müßten, abschreckend. Zweitens gibt es viele unterschiedliche Komponenten, die im Fall eines Fehlers an grundlegenden Ausgängen der Leiterplatte identische Symptome erzeugen. Außerdem sind die Komponenten auf einer fabrikmäßig hergestellten Leiterplatte üblicherweise festgelötet. Das Austauschen von Komponenten ist daher unpraktisch. Es wird daher ein Verfahren zum Lokalisieren einer fehlerhaften Komponente ohne Erfordernis des Auseinanderbaus der Leiterplatte benötigt.

Daher wurde die rechnergeführte Fehlerisolation, auch als rechnergeführtes Prüfen bezeichnet, entwickelt. Beim rechnergeführten Prüfen wird der Techniker angeleitet, eine Logiksonde von einem fehlerhaften Randanschluß auf der Leiterplatte nach rückwärts zu plazieren, bis die Quelle des Leiterplattenfehlers lokalisiert ist. Während der Techniker jeden Knoten der Schaltung abtastet, wird der Knoten druch ein Anregungsmustersignal einer Prüfung unterworfen, das bei irgendeinem Schaltungsknoten der sich in der Prüfung befindlichen Platte oder an den Mikroprozessor-Signalleitungen auf der Platte injiziert wird. Im letztgenannten Fall wird der Mikroprozessor elektrisch durch einen speziellen Interface- Sockel ersetzt, die mit einer Fehlersucheinrichtung verbunden ist, beispielsweise einem Fluke-9020A Fehlersucher (trouble-shooter). Antworten auf die Anregungsmustersignale an den Schaltungsknoten werden mit Mustersignalen verglichen, die von einer funktionsfähigen zu prüfenden Einheit (UUT) erzeugt wurden, um die Fehlerursache an dem gerade abgetasteten Knoten zu identifizieren oder als Alternative den nächsten abzutastenden Knoten zu empfehlen.

Verfahren der rechnergeführten Fehlerisolation, die auf die Fehlersuche bei Leiterplatten bisher angewendet werden, haben Nachteile, die umso schwerer wiegen, je mehr die Komplexität der zu prüfenden Einheit ansteigt. Das Abtasten von Knoten zu Knoten durch den Techniker unter der Führung einer visuellen Anzeige des Rechners ist ein sehr langsamer Prozeß, weil die Anzahl der in Betracht kommenden Knoten in den meisten auf einem Mikroprozessor basierenden Systemen beträchtlich ist. Weiterhin ist eine geführte Fehlerisolation von geringer Wirksamkeit; das "Geschick" und die "Intuition" eines erfahrenen Technikers sind nicht in die auf dem Rechner basierende Methode implementiert. Zum Beispiel sind, obwohl bekannte geführte Fehlerisolationsysteme ein einziges Anregungsmustersignal der zu prüfenden Einheit, zum Beispiel einer Leiterplatte, zur Untersuchung aller Knoten zuführen, in der Praxis nicht alle Knoten unter Verwendung eines gemeinsamen Anregungsmusters zuverlässig prüfbar. Das Anregungsmuster sollte idealerweise auf jeden Knoten, dessen Antwort abgetastet wird, zugeschnitten sein. Weiterhin tastet ein erfahrener Techniker nicht jeden Knoten jeder auf Fehler zu prüfenden Leiterplatte ab. Um die Prüfung zu beschleunigen, beginnt der Techniker aufgrund seiner Erfahrung, Fehlermuster zu erkennen und Diagnosen zu formulieren und beim Erkennen, daß bestimmte Knoten in einer speziellen zu testenden Einheit fehlerhaft reagiert haben, prüft er gewisse andere "Begleiter"-Knoten, um seine Diagnose zu bestätigen. Seine Prüfung kann weiterhin auf bestimmte Gebiete der Leiterplatte aufgrund der Ausgangsdiagnose, daß nur spezielle Funktionen der Leiterplatte fehlerhaft sind, begrenzt sein. Weiterhin ist der Techniker im Gegensatz zu bekannten geführten Fehlerisolationssystemen in der Lage, Schaltungskomponenten und Funktionen auf bi-direktionalen Signalleitungenzu prüfen, die üblicherweise in zu prüfenden Einheiten, die auf einem Mikroprozessor basieren, vorkommen.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren und ein verbessertes System zum Isolieren von Schaltungsfehlern in einer zu prüfenden Einheit zu schaffen.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine rechnerunterstützte geführte Fehlerisolation auf bi-direktionalen Signalleitungen, beispielsweise jenen, die bei auf einem Mikroprozessor basierenden zu testenden Einheiten üblich sind, schafft.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine geführte Fehlerisolation geschaffen wird, die durch einen vom Benutzer programmierbaren Rechner gesteuert wird.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine geführte Fehlerisolation geschaffen wird, bei der durch einen Rechner während des Fortgangs der Prüfung Hinweise für den Techniker erzeugt werden, um die Fehlerquellenlokalisation zu fördern.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein Verfahren und ein System zur geführten Fehlerisolation während der Leiterplattenfehlersuche geschaffen wird, wobei Schaltungsknoten durch unterschiedliche Anregungsmustersignale, die auf jeden gerade abgetasteten Knoten zugeschnitten sind, angeregt werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine geführte Fehlerisolation geschaffen wird, die "künstliche Intelliganz" enthält, wodurch Fehlerarten jedes Typs einer zu prüfenden Einheit (UUT) über die Zeit gespeichert werden und verarbeitet werden, um eine Bildschirmanzeige (prompt) für den Techniker auf der Grundlage von festgestellten Fehlerartmustern zuerzeugen.

Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß eine optimierte geführte Fehlerisolation geschaffen wird, bei der eine Vielzahl von unterschiedlichen Typen von Knotenantworten auf Anregungen gespeichert werden und mit den gemessenen Antworten verglichen werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein geführtes Fehlerisolationssystem geschaffen wird, bei dem der Techniker während der Prüfung seine Erkenntnisse berücksichtigen kann.

Die obengenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Recheneinrichtung, vorzugsweise einen Personalcomputer, mit einer Datenbasis, in die eine Schaltungsbeschreibung einer zu prüfenden Einheit (UUT) sowie einer Anzahl von unterschiedlichen Anregungstests und erwarteten Antworten von jedem Knoten der Schaltung gespeichert sind. Eine durch die programmierte Rechnereinrichtung gesteuerte Generatoreinrichtung erzeugt jedes Signal aus einer Anzahl von unterschiedlichen Anregungsmustersignalen für die Funktionsprüfung und die Knotenprüfung der zu prüfenden Einheit. Antworten auf die Anregungsmustersignale an den Schaltungsknoten der zu prüfenden Einheit werden durch eine von einem Techniker betätigte Sonde oder durch elektromechanische Einrichtungen gemessen. Die Rechnereinrichtung weist den Techniker an, die zu prüfende Einheit Knoten für Knoten mittels der Sonde abzutasten oder dirigiert die elektromechanische Einrichtung elektrisch, Knoten für Knoten oder Komponente für Komponente zu prüfen, während sie die Generatoreinrichtung so steuert, daß diese spezielle Anregungsmustersignale erzeugt, die auf jeden Knoten und auf jede Signalflußrichtung zugeschnitten sind. Im Anschluß an das Prüfen jedes Knotens mittels der Sonde durch den Techniker und an das Verarbeiten der Antwort zeigt der Rechner entweder eine Fehlerquellenvermutung an oder eine Empfehlung für den nächsten mittels der Sonde zu prüfenden Knoten.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden im Rechner Daten gespeichert, die für "Hinweise" oder "Schlüssel" repräsentativ sind, die dem Techniker in Abhängigkeit von der Fehlerart der zu prüfenden Einheit während des anfänglichen Funktionstests angezeigt werden sollen. Beispielsweise mag dann, falls die zu prüfende Einheit während eines Tests ihres Speichers mit wahlfreiem Zugriff oder Schreib- Lese-Speichers (RAM) versagt, der angezeigte Hinweis dem Techniker empfehlen, zuerst spezielle Komponentenanschlüsse des RAM-Teils der Leiterplatte mittels der Sonde zu prüfen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird während jedes Tests der Ort des ersten angetroffenen "schlechten" Knotens gespeichert. Wenn letztendlich eine Fehlervermutung gemacht wird, wird der Ort des letzten während dieses Tests angetroffenen "schlechten" Knotens ebenfalls gespeichert. Eine Geschichte der "erster/letzter" Knotenpaare wird für alle diagnostizierten zu prüfenden Einheiten (UUTs) zurückbehalten. Jedem Paar wird ein "Trefferverhältnis" zugeordnet, das gleich ist der Anzahl, wie oft der erste Knoten mit demselben letzten Knoten ein Paar bildet, dividiert durch die Anzahl, wie oft dies nicht der Fall ist. Falls das Auftreten eines Paars eine vorbestimmte Anzahl mindestens erreicht und mindestens ein vorbestimmtes Trefferverhältnis hat, wird der letzte Knoten als ein "Begleiter" des ersten Knotens definiert. Danach wird immer dann, wenn der erste angetroffene "schlechte" Knoten einen Begleiterknoten hat und wenn sein Begleiterknoten ungeprüft ist, dem Techniker angezeigt, daß er den Begleiterknoten prüfen soll, um auf diese Weise den Fehlersuchprozeß möglicherweise abzukürzen.

Weitere Merkmale und Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. In der folgenden Beschreibung wird nur die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung schlicht mittels der Darstellung der nach unserer Erfindung gezeigt und beschrieben. Die Erfindung kann in anderen und unterschiedlichen Ausführungsformen verwirklicht sein, und ihre verschiedenen Einzelheiten können offensichtlich in verschiedener Hinsicht modifiziert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Die Zeichnungen und die Beschreibung sind daher als Erläuterung, aber nicht als Beschränkung zu betrachten.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer für die geführte Fehlerisolation verwendeten Hardware-Konfiguration;

Fig. 2 ist eine symbolische Darstellung der durch Programmieren eingerichteten Datenbasis;

Fig. 3 ist eine Darstellung, die den vielfältigen Zusammenhang zwischen Anregungsaufgaben und Knoten gemäß der Erfindung zeigt; und

Fig. 4a bis 4d sind ein Flußdiagramm eines in der Erfindung enthaltenen Programms.

In Fig. 1 wird ein Schaltungs-Fehlersucher 10 durch einen Rechner 12 über eine serielle Schnittstelle 14 gesteuert, um Schaltungsfehler in einer zu prüfenden Einheit (UUT) 16 in Übereinstimmung mit den Prinzipien der Erfindung zu prüfen und zu lokalisieren. Der Rechner 12 ist vorzugsweise ein Personalcomputer, beispielsweise ein IBM PC, der in üblicher Weise mit einer Tastatur 18 zur manuellen Dateneingabe und einem Anzeigegerät 20, vorzugsweise einer Kathodenstrahlröhre (CRT), konfiguriert ist, um es dem Techniker zu ermöglichen, Prüfungsergebnisse zu sehen. Der Rechner 12 enthält einen ausreichenden Speicher, um Programme und Datenbasisdateien zu speichern, die nachfolgend noch genauer beschrieben werden sollen, um den Schaltungsprüfer 10 zur Ausführung einer Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit 16 durch Zufuhr von geeigneten Anregungsprüfungen zur zu prüfenden Einheit, durch Ausführung von Messungen der Antwort und durch Interpretieren von Ergebnissen, um die zu prüfende Einheit als "gut", d. h. voll funktionsfähig oder "schlecht" zu klassifizieren, und durch Identifizierung der Quelle des Fehlers zu steuern.

Der Schaltungsprüfer 10 ist ein übliches System zum Prüfen von auf Mikroprozessor basierenden Schaltungsplatten. Ein beispielhaftes System ist ein Mikro-System-Fehlersucher Typ 9020A, Hersteller John Fluke Mfg. Co., Inc., Everett, Washington, V.St.A., der selbst derart mikroprozessorgesteuert ist, daß es die zu prüfende Einheit 16 durch Simulieren des auf der zu prüfenden Einheit basierenden Mikroprozessors und durch Überwachen der Tätigkeit der zu prüfenden Einheit zwecks Identifizierung von fehlerhaften Schaltungsfunktionen prüft. Das Prüfgerät 10 liefert Anregungssignale an die zu prüfende Einheit 16 durch einen Schnittstellen-Sockel 22 mit einem Stecker 24, der mit der zu prüfenden Einheit 16 durch Verbindung mit dem Mikroprozessor oder mit dem Mikroprozessorsockel, wenn der Mikroprozessor entfernt ist, gekoppelt ist. Eine manuelle Sonde 26 wird durch den Techniker betätigt, der die zu prüfende Einheit Knoten für Knoten abtastet, während das Prüfgerät die Schaltung der zu prüfenden Einheit untersucht.

Die an der Sonde 26 gewonnene Information ist asynchron, oder mit verschiedenen Ereignissen der zu prüfenden Einheit synchronisiert, beispielsweise den Adreßzyklen und Datenzyklen. Innerhalb des Prüfgeräts 10 werden von der Sonde 26 gemessene Daten gemessen und auf drei verschiedenen Wegen aufgezeichnet. Erstens zeichnet eine Logikpegelgeschichte auf, welche Kombination von drei möglichen Logikzuständen, nämlich niedrig, hoch oder ungültig, während einer Abtastung festgestellt wurde. Ein Zählregister zeichnet die Anzahl von fallenden Flanken auf, die von der Sonde beobachtet wurden, und ein Signaturregister sammelt Signaturen, die auf der Aufeinanderfolge von festgestellten getakteten Logikpegeln basieren. Einer oder alle dieser drei unterschiedlichen Datentypen mag zur Prüfung eines speziellen Schaltungsknotens der zu prüfenden Einheit 16 verarbeitet werden. Natürlich kann irgendein anderes Mittel zum Gewinnen von Knotendaten verwendet werden, z. B. durch Adressieren von einzelnen Anschlußstiften einer Schaltungsklammer oder ein "Nagelbett", obwohl nachfolgend nur das manuelle Abtasten beschrieben wird.

Der Schaltungsprüfer 10 wird durch den Rechner 12 so gesteuert, daß er zuerst eine Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit 16 ausführt, um alle nicht funktionierenden Schaltungsuntersysteme zu identifizieren und dann eine Fehlersuche mit geführter Fehlerisolation (GFI) auf Komponentenebene auszuführen, um die Quellen irgendwelcher Schaltungsfehler zu identifizieren. Der Rechner 12 ist so programmiert, daß er eine detaillierte Beschreibung der gesamten Schaltung, die der zu prüfenden Einheit 16 zugrundeliegt, und ebenso spezielle Anregungsmuster, die der zu prüfenden Schaltung zugeführt werden müssen, und von den Schaltungsknoten der zu prüfenden Einheit erwartete Antworten speichert. Die Schaltungstopologie wird dem Computer 12 durch den Techniker geliefert, der eine Datenbasis von Komponentenbeschreibungen, Komponentencharakteristiken, Zwischenverbindungen und Anregungsantworten einrichtet.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 besteht die innerhalb des Speichers des Rechners 12 gespeicherte Datenbasis, die für jeden Typ einer zu prüfenden Einheit eingerichtet ist, aus einer ersten Datenliste mit der Bezeichnung "TYPE", die eine Bibliothek von allen in der zu prüfenden Einheit verwendeten Komponenten ist. Die TYPE-Liste identifiziert die Komponente, vorzugsweise durch ihre Handelsbezeichnung, und identifiziert die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse von jeder und die gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen diesen. Beispielsweise lautet der TYPE-Eintrag, der einem üblichen 7400-Vierfach-NAND-Glied zugeordnet ist, folgendermaßen:
*TYPE 7400
3 = 0 (2, 1);
6 = 0 (5, 4);
8 = 0 (9, 10);
11 = 0 (12, 13);
7 = G;
14 = P;

Die erste Zeile des TYPE-Eintrags zeigt an, daß eine als "7400" bezeichnete Komponente (Bauelement) der Bibliothekseintrag ist. Die nächsten sechs Zeilen beschreiben die Komponentenanschlüsse und ihren gegenseitigen Zusammenhang. So ist Anschluß 3 ein Ausgang, dem die Eingangsanschlüsse 2 und 1 zugeordnet sind. Anschluß 6 ist ein Ausgang mit Eingangsanschlüssen 5 und 4, Anschluß 7 ist ein Masseanschluß, und Anschluß 14 ist mit der Spannungsquelle verbunden. Die TYPE-Bibliothek ist nicht auf die Anwendung bei einer bestimmten zu prüfenden Einheit beschränkt; sie ist für alle zu prüfenden Einheiten (UUTs) verfügbar, die mit einem speziellen UUT-Schaltplan durch eine REFERENZ-Liste verknüpft sind.

Die REFERENZ-Liste liefert einen Namen für jede Komponente in der in Betracht gezogenen speziellen zu prüfenden Einheit und ihre TYPE. Die REFERENZ-Liste verknüpft somit die Komponente TYPE, die im allgemeinen Handelsnamen verwendet, aus der TYPE-Liste mit entsprechenden Verweis-Bezeichnern, die im allgemeinen direkt aus dem Logikdiagramm der zu prüfenden Einheit erhalten werden. Ein beispielhafter Abschnitt einer Verweisdatei einer zu prüfenden Einheit ist der folgende:
*REFERENCES
u 1 = 7400;
u 2 = 7410;
u 3 = 7400;
u 4 = 74125;
k 1 = RELAY;
j 1 = JACK62;

Die erste Zeile gibt an, daß die nachfolgenden Teile die REFERENZ-Liste bilden. Die folgenden Zeilen ordnen jedem Verweisbezeichner einen Bauelementetyp zu. So sind die Verweisbezeichner u 1 und u 3 jeweils integrierte Schaltungen vom Typ 7400 (Vierfach-NAND-Glieder). Der Verweisbezeichner u 2 ist eine integrierte Schaltung vom Typ 7410, und der Bezeichner u 4 ist eine integrierte Schaltung vom Typ 74125. Der Bezeichner k 1 ist ein Relais, und der Bezeichner j 1 ist eine Buchse (jack). Andere Bauelementtypen, wie Verbinder, Schalter, Widerstände usw. sind ebenfalls speziellen Komponententypen, d. h. Handelsbezeichnungen, in der REFERENZ-Liste zugeordnet.

Die NETZE-Liste in der in Fig. 2 gezeigten Datenbasis ist eine Beschreibung von Schaltungsverbindungen, die einer speziellen zu prüfenden Einheit zugeordnet sind. Die NETZE- Liste besteht aus Bezeichnern oder Deskriptoren für jedes Netz der die zu prüfende Einheit bildenden Schaltung; ein Netz ist ein Satz von Komponentenanschlüssen, die miteinander verbunden sind und dabei einen Knoten bilden. Jeder Anschlußstift wird als ein REF-PIN-Paar identifiziert, wobei die erste Angabe ein Komponenten-Verweisbezeichner ist, der aus der REFERENZ-Liste erhalten wird, und PIN der spezielle Anschluß der in der TYPE-Liste identifizierten Komponente ist. Die NETZ-Liste wird vom Benutzer entwickelt, indem er Tastatureingaben direkt aus dem Schaltungsschema macht. Das folgende ist eine beispielhafte NETZ-Liste:
*NETS
u 11-2  u 26-9
u 11-3  u 82-9  u 98-12
u 11-4  u 98-6
u 11-11  p 1-1
u 2-20  j 1-b 04  j 2-b 04  j 3-b 04  j-4-b 04  j 5-b 04
So zeigt die NETZ-Liste an, daß der Anschlußstift 2 der Komponente u 11 mit dem Anschlußstift 9 der Komponente u 26 verbunden ist. In gleicher Weise sind der Anschlußstift 3 der Komponente u 11, der Anschlußstift 9 der Komponente u 82 und der Anschlußstift 12 der Komponente u 89 alle miteinander verbunden. Es sind zwei Knoten eingerichtet, einer zwischen den Komponenten u 11 und u 26 und ein anderer zwischen den Komponenten u 11, u 82 und u 98. Andere Knoten sind durch die übrigen Zeilen der NETZ-Liste eingerichtet. Es ist offensichtlich, daß die NETZ-Liste für Schaltungen mit mäßiger Komplexität groß wird; es können übliche Diagnostiziermethoden vorgesehen werden, um die Vollständigkeit der NETZE-Liste zu prüfen und Fehler oder Auslassungen zu identifizieren und auch um eine summarische Auflistung zu erzeugen.

Andere die Datenbasis des Rechners 12 bildende Daten enthalten eine Beschreibung des Mikroprozessor-Schnittstellen- Sockel 22 und des Steckers 24. Während der Fehlersuche liefert der Schaltungsprüfer 10 unter der Steuerung des Rechners 12, wie oben erwähnt, Anregungssignale an die zu prüfende Einheit 16 über den Mikroprozessor-Bus. Die Adreß- und Datenleitungen des Busses und auch die Leitungen für Status, Steuerung und Aktivierung (enable) sind in der Liste identifiziert. Das System ist daher nicht auf einen einzelnen Typ eines Mikroprozessors beschränkt; es kann sich im Grunde genommen jeder beliebigen Mikroprozessorarchitektur einer zu prüfenden Einheit anpassen.

Die Datenbasis des Rechners 12 enthält weiterhin eine Anzahl von unterschiedlichen Anregungsprüfungen und entsprechenden von den Knoten abhängigen Antworten, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Die Anregungsprüfungen werden durch den Techniker entwickelt, um spezielle Knoten zu prüfen, die als "REF-PINS" in der Datenbasis gespeichert sind, und es werden Antworten, die bei dem Abtasten mittels der manuellen Sonde 26, falls die zu prüfende Einheit "gut" ist, erwartet werden, in der Datenbasis gespeichert. Der die Anregungsprüfungen entwickelnde Techniker ist natürlich erfahren und vertraut mit der der zu prüfenden Einheit zugrundeliegenden Schaltung. Die von den geprüften Schaltungsknoten erwarteten Antworten werden durch direkte Messung einer bekanntermaßen guten zu prüfenden Einheit (UUT) entwickelt, die während einer "Knotencharakterisierungs"-Prozedur geprüft wird, um einen Verweis oder eine Bezugnahme einzurichten.

Zur Entwicklung eines Anregungsprogramms bestimmt der Techniker die spezielle Folge von Operationen des Prüfgeräts 10, d. h. Lesen, Schreiben usw., die jeden Knoten der zu prüfenden Einheit ausreichend prüfen werden, um irgendwelche diesen Knoten beeinträchtigende Fehler aufzudecken. Der Techniker führt dann die resultierenden Anregungsprogramme aus und mißt die Antwort des gerade in der Prüfung befindlichen Knotens, wobei er eine zu prüfende Einheit (UUT) verwendet, die bekanntermaßen gut ist, d. h. voll arbeitsfähig ist. Der Techniker weist schließlich das System an, die erwartete Antwort in die Datenbasis aufzunehmen.

Ein Beispiel eines Anregungsprogramms ist das folgende:
*PROGRAM DATAINu 33
CALL, INIT
sync, d, 0
read probe
read, FE020, FE030
read probe

Die erste Zeile des Programms identifiziert die spezielle Anregung (DATAINu 33) für eine anderweitige Bezugnahme.

Die Abfolge der Anregungsbefehle beginnt in der zweiten Zeile des Programms. Der erste Befehl ruft die Subroutine "INIT" (ein anderes Anregungsprogramm) auf, um die zu prüfende Einheit in einen bekannten Startzustand zu bringen. Die übrigen Zeilen enthalten Befehle, die innerhalb des Testgeräts 9020A (in diesem Beispiel) enthalten sind. Der "sync"-Befehl weist die Sonde an, ihr Signal nur während Datenzyklen des Mikroprozessors abzutasten. Der erste "read probe"-Befehl setzt die Sonde zurück und bereitet sie zur Gewinnung von Daten vor. Der "read"-Befehl führt eine Folge von Leseoperationen beginnend mit Adresse fe 020 und endend mit Adresse fe 030 aus. Schließlich gewinnt der zweite "read probe"-Befehl die angesammelte Signatur, Pegelhistorie und Zählinformation, die durch die Sonde gemessen wurden, zurück. Dieser letztgenannte Aspekt der Erfindung ist besonders bedeutsam; die Art der Antwort, die bei jedem Knoten beobachtet wird, ist dadurch nicht auf eine Signaturantwort beschränkt, wie dies beim Stand der Technik typisch ist. Es kann vielmehr jede Art oder jeder Typ einer Antwort, beispielsweise Pegelhistorie und Zählung, oder eine andere Art als Antwort überwacht werden und mit einer in der Datenbasis gespeicherten vorbestimmten Antwort verglichen werden.

Nur die geprüften Ausgangsanschlüsse werden in Verbindung mit jedem Anregungsprogramm identifiziert. Es ist nicht erforderlich, spezielle Eingangsanschlüsse, die mit jenen Ausgängen verbunden sind, zu identifizieren, weil die Verbindungen zwischen Eingangs- und Ausgangsanschlüssen bereits in der NETZE-Liste vorgesehen sind. Daher wird, wenn ein Eingangsanschluß mit der Sonde abgetastet wird, jeder Ausgangsanschluß, der mit ihm verbunden ist, angeregt. Weil alle Anschlüsse in einem Netz miteinander verbunden sind, ist die bei irgendeinem Eingangsanschluß erwartete Antwort identisch mit derjenigen an dem mit diesem verbundenen Ausgang.

Von besonderer Bedeutung ist, daß ein einzelnes Anregungsprogramm viele unterschiedliche Ausgangsanschlüsse prüfen kann. So mag, unter Bezugnahme auf Fig. 3, ein Anregungsprogramm zahlreiche Ausgänge treiben, wobei dies eine bequeme funktionelle Methode für das Schreiben von Anregungsprogrammen liefert. Ein einfaches Anregungsprogramm kann vom Techniker geschrieben werden, um eine Anzahl von unterschiedlichen Mustern über den Mikroprozessor-Datenbus über den Interface-Sockel 22 und den Stecker 24 zu liefern. Der Techniker prüft dann das logische Diagramm der zu prüfenden Einheit mit Bezug auf den Mikroprozessor, wobei er notiert, welche Knoten mit jenem Anregungsprogramm charakterisiert werden können.

In ähnlicher Weise kann ein einzelner Anschlußstift durch mehrere unterschiedliche Anregungsprogramme geprüft werden, wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn ein Stift auf diese Weise mit der Sonde abgetastet wird, läßt man eine Anzahl von unterschiedlichen zugeordneten Anregungsprogrammen einzeln ablaufen. Ein Anschlußstift kann daher durch eine Kombination von unterschiedlichen Anregungsroutinen gründlich geprüft werden, von denen jede selbst nur eine Teilprüfung des Knotens ausführt. Die Fähigkeit des erfindungsgemäßen Systems, unterschiedliche Anregungsprüfungen der zu prüfenden Einheit zuzuführen, die auf jeden zu prüfenden Knoten zugeschnitten sind, ist ebenfalls von Bedeutung, weil sie eine Zweirichtungsprüfung der Komponenten auf dem Datenbus ermöglicht. Um Verbindungen und Komponenten, die miteinander in zwei Richtungen auf einem Bus kommunizieren, zu prüfen, sind getrennte Anregungsprogramme vorgesehen, um jede Komponente in einem Sendezustand und in einem Empfangszustand zu prüfen. Beispielsweise soll angenommen werden, daß ein Schreib-Lese-Speicher und der Mikroprozessor miteinander durch einen Datenbus verbunden sind. Der Mikroprozessor sendet in einem Schreibmodus Daten über den Bus zu dem Schreib-Lese-Speicher, und in einem Lesemodus empfängt er Daten von dem Schreib-Lelse-Speicher. Gemäß der Erfindung werden getrennte Anregungsprogramme entwickelt, um den Speicher in den zwei verschiedenen Moden oder Betriebsarten zu prüfen.

Im Rechner 12 ist eine Datenbasis gespeichert, die die topologischen Charakteristika der zu prüfenden Einheit und Anregungsmustersignale und erwartete Antworten, die jedem Schaltungsknoten zugeordnet sind, beschreibt. Der Rechner ist so programmiert, daß er die Quelle eines Fehlers nach rückwärts verfolgt und identifiziert, sobald während der Funktionsprüfung die Existenz eines schlechten Knotens festgestellt worden ist. Die Funktionsprüfung wird durch einen Satz von Funktionsprüfprogrammen erreicht, die vom Techniker entwickelt wurden, welche vollständige Subsysteme der zu prüfenden Einheit prüfen. Jedes Funktionsprüfungsprogramm prüft ein spezielles Subsystem und berichtet, daß das Subsystem arbeitsfähig oder nicht arbeitsfähig ist. Wie Anregungsprogramme, so bestehen auch Funktionsprüfungsprogramme aus Folgen von Operationen des Prüfgeräts 10, die Abschnitte der zu prüfenden Einheit 16 mit Hilfe des Interface- Sockel 22 prüfen. Die Aufeinanderfolge der Operationen des Prüfgeräts 10 wird durch den Rechner 12 gesteuert. Nachdem die Funktionsprüfung ein fehlerhaftes Subsystem identifiziert hat, isoliert der Rechner 12 in einer Betriebsart mit geführter Fehlerisolation (GFI) die Quelle des Fehlers.

Funktionsprüfungen haben bei der Ausführung auf einer zu prüfenden Einheit entweder Erfolg oder sie schlagen fehl. Ein Beispiel einer Funktionsprüfung ist ein RAM-Test, der alle Zellen eines Schreib-Lese-Speicher prüft, um alle Fehler zu identifizieren, beispielsweise offene oder kurzgeschlossene Zellen, kurzgeschlossene Adreßleitungen, Kreuzverbindungen usw. Das Prüfgerät 10 prüft unter Programmsteuerung alle Zellen durch Ausführung eines eingebauten RAM-Tests. Andere Subsysteme, die mit eingebauten Prüfungen während der Funktionsprüfung geprüft werden können, schließen in sich ROM-Tests, Bus-Tests und I/O-Tests (Eingabe/Ausgabe- Tests). Gemäß einem Aspekt der Erfindung verursacht eine Funktionsprüfung, wenn sie fehlgeschlagen ist, die Erzeugung von einem oder mehr "Hinweisen" oder "Schlüsseln" durch den Rechner 12, die dem Techniker anzeigen, eine Prüfung mit geführter Fehlerisolation (GFI) bei bestimmten Knoten zu beginnen. Beispielsweise mag während eines RAM- Tests eine Anzeige (Promt), die auf der Kathodenstrahlröhre 20 anzuzeigen ist, angeben "Funktionstest bestanden", falls der Schreib-Lese-Speicher ein "gutes" Prüfergebnis liefert. Andererseits mag die Anzeige als Reaktion auf einen Funktionstestfehler "Funktionstest fehlerhaft" mit den folgenden Hinweisen anzeigen:
u 11-11
u 11-12
u 11-13
u 11-14

Die Anschlußstifte 11, 12, 13 und 14 des Schreib-Lese-Speicherelements, das als u 11 identifiziert wird, werden somit als erste für die Prüfung empfohlen, weil der Schaltungsfehler während der Funktionsprüfung, die den Schreib-Lese-Speicher beaufschlagt, festgestellt wurde. Die speziellen Hinweise, die dem Techniker als Reaktion auf einen Fehler der Funktionsprüfung mitgeteilt werden müssen, sind in den Rechner 12 durch den Programmierer in Übereinstimmung mit den charakteristischen Eigenschaften jeder zu prüfenden Einheit (UUT) einprogrammiert.

Um eine zu prüfende Einheit zu diagnostizieren, wird vorausgesetzt, daß die Datenbasis für die spezielle zu prüfende Einheit, die einer Diagnose unterworfen wird, erstellt worden ist. Wenn einmal die Datenbasis für einen bestimmten Typ einer zu prüfenden Einheit existiert, ist das System in der Lage, jede beliebige Anzahl von ähnlichen zu prüfenden Einheiten zu diagnostizieren. Die Arbeitsweise des im Rechner 12 programmierten Systems wird anhand des Flußdiagramms der Fig. 4a bis 4d beschrieben.

Während der Prüfung wird die zu prüfende Einheit mit geeigneten Energieversorgungsanschlüssen versehen. Der Mikroprozessor, der eine Komponente der zu prüfenden Einheit bildet, wird typischerweise von seinem Mikroprozessorsockel entfernt, und der Stecker 24 des Schnittstellen-Sockels 22 wird in den Sockel anstatt des Mikroprozessors eingesetzt. Es wird der zu prüfenden Einheit Spannung zugeführt, und das in den Fig. 4a bis 4d gezeigte Programm wird auf dem Rechner 12 ausgeführt.

Das Programm liest zuerst die Datenbasis für die zu prüfende Einheit in den Speicher und präsentiert dann dem Techniker verschiedene Optionen für Kongigurationen der zu prüfenden Einheit zur Auswahl während des Anfangsanpaßvorgangs. Typische Optionen enthalten die Auswahl von Speichergrößen, die unterschiedlichen Arten von verwandten zu prüfenden Einheiten zugeordnet sind. Wenn einmal alle Optionen konfiguriert sind, wird auf der Anzeige 20 eine Liste von verfügbaren Funktionstests angezeigt. Der Techniker wählt den auszuführenden Funktionstest aus, und eine Meldung wird auf der Anzeige 20 dargestellt, die anzeigt, ob bei der zu prüfenden Einheit die verschiedenen Prüfungen (Schritt 100; Fig. 4a des Flußdiagramms) erfolgreich verlaufen oder fehlgeschlagen sind. Wenn die Prüfung erfolgreich verlaufen ist, zeigt die Anzeige 20 an, daß die zu prüfende Einheit gut ist (Schritt 102). Andernfalls werden die vorher gespeicherten Hinweise als Empfehlung für die Anfangsprüfung durch den Techniker angezeigt (Schritt 104).

Im Anschluß an die Funktionsprüfung tritt das System in eine Betriebsart mit geführter Fehlerisolation (GFI) ein, wobei eine "Leiter"-Liste entsprechend den "schlechten" Ausgangsanschlußstiften gebildet wird und analysiert wird. Ein vom Rechner 12 ausgeführtes Programm entwickelt eine Prioritätsliste von auf der Analyse basierenden Empfehlungen.

Dem Techniker wird auf der Anzeige 20 angezeigt, eine erste Schaltungsmessung mit der manuellen Sonde 26 zu machen (Schritt 106). Der Techniker nimmt entweder den während des Schritts 106 erzeugten Vorschlag an oder ignoriert den Vorschlag, wobei er seiner eigenen Intuition folgt. Er gibt über die Tastatur die Identifikation des gerade mit der Sonde abgetasteten Knotens ein, und der Rechner 12 steuert das Schaltungsprüfgerät 10 zur Erzeugung aller Anregungsprüfungen, die dem speziellen ausgewählten Knoten der REF-PIN zugeordnet sind (Schritt 108). Gemessene und vorher gespeicherte Antworten werden verglichen (Schritt 110), und Knoten, die irgendwelchen fehlgeschlagenen Anregungsprüfungen zugeordnet sind, werden in der "Leiter"-Liste der "schlechten" Ausgangsanschlußstifte gespeichert, um sie während der anschließenden Fehlerisolation zu verwenden. So wird der Ausgangs-REF-PIN, der irgendeinem fehlgeschlagenen Anregungststest zugeordnet ist, der Leitersliste im Schritt 112 hinzugefügt. Beginnend mit der ersten fehlgeschlagenen Anregung (Schritt 114) wird eine Prüfung ausgeführt, um zu bestimmen, ob der Fehler, der verursacht, daß der "schlechte" Knoten auftritt, eine Leitungsunterbrechung ist. Das Programm bestimmt, ob dieselbe Anregung, die zur Zeit fehlgeschlagen ist, bei einem anderen Anschluß desselben Knotens Erfolg hatte (Schritt 116). Falls dies so ist, wird angenommen, daß eine Leitungsunterbrechung am gegenwärtigen REF-PIN aufgetreten ist. Es wird eine Leitungsunterbrechung angenommen, weil beim Nichtvorhandensein einer Leitungsunterbrechung an jedem Anschlußstift des Knotens eine Anregungsantwort bei allen Anschlußstiften fehlschlagen wird, falls eine einzige Anregungsantwort fehlerhaft ist. Die Vermutung einer Leitungsunterbrechung, die das höchste Prioritätsniveau hat, wird auf der Kathodenstrahlröhre 20 dargestellt (Schritt 118).

Das Programm geht nun weiter zum Schritt 120 (Fig. 4B), um festzustellen, ob weitere Anregunsprüfungen am selben Knoten fehlgeschlagen sind. Wenn dies so ist, geht das Programm weiter zur nächsten fehlgeschlagenen Anregungsprüfung (Schritt 124) und kehrt zum Schritt 116 zurück, um eine weitere Prüfung auf eine Leitungsunterbrechung zu machen. Wenn dies nicht der Fall war, stellt das Programm beim Schritt 122 fest, ob irgendwelche andere Ausgangsanschlußstifte in der "Leiter"-Liste sind; mit anderen Worten, ob irgendwelche anderen Ausgänge fehlerhaft sind. Wenn dies so ist, geht das Programm beim Schritt 199 weiter zum nächsten "Leiter" und wiederholt die Schritte 114 usw., um die Fehlerquelle festzustellen.

Unter der Annahme, daß keine beim Schritt 116 identifizierte Leitungsunterbrechung während dieses Teils der Prüfung vorliegt, bestimmt das Programm, ob alle miteinander in Zusammenhang stehenden Eingänge geprüft worden sind (Schritt 125). Die miteinander in Zusammenhang stehenden Eingänge werden aus der TYPE-Liste der Datenbasis identifiziert.

Wenn alle miteinander in Beziehung stehenden Eingänge geprüft worden sind, bestimmt das Programm, ob alle miteinander in Beziehung stehenden Eingänge "gut" sind (Schritt 126). Falls alle miteinander in Beziehung stehenden Eingänge "gut" sind, fährt das Programm zum Schritt 128 fort, wo eine Bestätigung eines schlechten Ausgangs am Ausgang REF-PIN erfolgt (Schritt 130). Falls das schlechte Ausgangssignal am Ausgang REF-PIN bestätigt wird, wobei es anzeigt, daß der Ausgang "schlecht" ist, daß aber die zugeordneten Eingänge "gut" sind, so ist entweder die Bezugskomponente "schlecht" oder der Ausgangsstift ist belastet. Diese Vermutung, die die zweite Priorität genießt, wird durch die Kathodenstrahlröhre 20 angezeigt (Schritt 132).

Falls andererseits der schlechte Ausgangsknoten nicht bestätigt worden ist, wird dem Techniker angezeigt, den Ausgang REF-PIN mit der Sonde abzutasten (Schritt 134). In jedem Fall kehrt das Programm zum Schritt 120 zurück, um festzustellen, ob irgendwelche zusätzlichen Anregungsprüfungen, die bei demselben Knoten angewendet worden sind, fehlgeschlagen sind. Dies ist wichtig, weil in Abweichung von bekannten GFI-Prüfern das hier beschriebene System in der Lage ist, Knoten vielfach zu prüfen, wobei unterschiedliche Anregungsmustersignale verwendet werden, um die Antworten bei jedem Knoten aus den Anregungsmustersignalen individuell herzuleiten. Jedes Anregungsmustersignal ist typischerweise eine Kombination von LESE-, SCHREIB- und KIPP-Befehlen (READ, WRITE, und TOGGLE), und es können getrennte Anregungsmuster auf bi-direktionalen Bussen für jedes Gerät in Abhängigkeit von der Datenrichtung vorgesehen werden. Die Anzahl der unterschiedlichen Anregungsmustersignale sollte daher gleich oder größer sein als die Anzahl der Geräte, die gültige Daten auf den Bus bringen können.

Wenn es mehr Anregungsprüfungen gibt, als bei dem Knoten fehlgeschlagen sind, geht das Programm zum nächsten fehlgeschlagenen Anregungstest weiter, und kehrt zum Schritt 116 zurück; andernfalls geht das Programm zum Schritt 122 weiter, um irgendwelche zusätzlichen Knoten auf der "Leiter"- Liste zu identifizieren. Unter der Annahme, daß keine zusätzlichen Knoten auf der "Leiter"-Liste sind, geht das Programm zum Schritt 136 weiter, um festzustellen, ob irgendwelche Empfehlungen für die weitere Abtastung mittels der Sonde angesammelt wurden. Wenn dies der Fall ist, kehrt das Programm zum Schritt 106 zurück, um den Techniker in die Lage zu versetzen, den nächsten Knoten für die Abtastung mittels der Sonde auszuwählen. Falls aber keine Empfehlungen für die Abtastung mittels Sonde angesammelt wurden, die "Leiter"-Liste aber immer noch einige schlechte Ausgangsanschlüsse identifiziert (Schritt 138), wird die Kathodenstrahlröhre 20 so gesteuert, daß sie eine Anzeige darstellt, die eine "nicht unterbrechbare Rückkopplungsschleife" (Schritt 140) anzeigt. An diesem Punkt des Programms ist es bekannt, daß eine Rückkopplungsschleife existiert, weil dies der einzige Umstand ist, bei dem es möglich ist, in der "Leiter"-Liste Einträge zu haben, ohne daß irgendwelche Empfehlungen angesammelt werden. Das Programm kehrt nun zum Schritt 106 zurück, um den Techniker in die Lage zu versetzen, den nächsten Knoten, basierend auf der Empfehlung oder auf seiner Intuition, zur Prüfung mittels der Sonde auszuwählen.

Falls andererseits die "Leiter"-Liste leer ist, geht das Programm zum Schritt 142 weiter, um festzustellen, ob irgendwelche Hinweise ungeprüft übrig bleiben. Wenn alle Hinweise geprüft worden sind, kehrt das Programm zum Schritt 106 für eine weitere Prüfung mittels Sonde durch den Techniker zurück. Weil das Programm als Reaktion auf Schritt 142 nicht irgendwelche Vermutungen oder Vorschläge für eine weitere Prüfung mittels Sonde formuliert hat, ist der Techniker auf seine Intuition angewiesen (Schritt 144). Falls andererseits ungeprüfte Hinweise existieren, wird die Kathodenstrahlröhre 20 so gesteuert, daß sie dem Techniker den nächsten Hinweis empfiehlt (Schritt 146) und anzeigt, daß er den nächsten Anschlußstift (Schritt 106) mittels der Sonde prüfen soll, entweder durch Annahme des Hinweises oder durch Anwendung seiner eigenen Intuition.

Falls beim Schritt 126 einige miteinander in Beziehung stehende Eingänge als "schlecht" festgestellt wurden, wobei die miteinander in Beziehung stehenden Eingänge als "schlecht" festgestellt wurden, wobei die miteinander in Beziehung stehenden Eingänge aus der TYPE-Liste identifiziert wurden, wird der erste miteinander in Beziehung stehende schlechte Eingang (Schritt 148) geprüft, um festzustellen, ob er für dasselbe Anregungsprogramm charakterisiert worden ist, das den schlechten Ausgangsanschluß nachgewiesen hat (Schritt 150). Dies wird getan, weil das Programm nicht einen Ursache-Wirkung-Zusammenhang zwischen einem schlechten Eingangsanschlußstift und seinem mit ihm in Beziehung stehenden Ausgangsanschlußstift beweisen kann, ohne daß die zwei Stifte unter Verwendung eines gemeinsamen Anregungsprogramms geprüft worden sind. Wenn die Anregung dieselbe ist, stellt das Programm fest, ob diese Anregungsprüfung an dem zugeordneten Eingang erfolgreich verlaufen ist (Schritt 152). Wenn die Anregungsprüfung nicht erfolgreich verlaufen ist oder alternativ, falls der Eingang des Geräts nicht für jene Anregungsprüfung charakterisiert worden ist, geht das Programm zum Schritt 154 weiter, um festzustellen, ob irgendeine fehlerhafte Signalquelle an dem in der Prüfung befindlichen Knoten den Eingang des Geräts an dem REF-PIN, der gerade mit der Sonde geprüft wird, logisch treibt. Wenn dies der Fall ist, ist das Ergebnis nicht überzeugend (Schritt 156), und das Programm kehrt zum Schritt 106 zurück, um dem Techniker anzuzeigen, einen anderen REF-PIN mit der Sonde zu prüfen.

Wenn andererseits keine fehlerhafte Signalquelle an den bei Schritt 154 geprüften Knoten existiert, bestimmt der Schritt 158 des Programms, ob es irgendwelche andere schlechten Eingänge gibt, die geprüft werden müssen, um zu identifizieren, ob andere potentielle Signalquellen für den in der Prüfung befindlichen Knoten ignoriert werden sollten. Somit wird der nächste schlechte Eingang (Schritt 160) bei den Schritten 150, 152 und 154 geprüft. Wenn andererseits keine zusätzlichen schlechten Eingänge existieren, fährt das Programm vom Schritt 158 zum Schritt 130 fort, um entweder zu empfehlen, daß der Ausgangs-REF-PIN mit der Sonde geprüft wird, falls er nicht bereits geprüft worden ist (Schritte 130 und 134) oder um die Komponente als schlecht zu identifizieren oder ihren Ausgang als belastet zu identifizieren (Schritte 130 und 132). In jedem Fall kehrt das Programm zu Schritt 120 zurück, um, falls erforderlich, mehr Anregungsprüfungen an dem Knoten auszuführen.

Zurückkehrend zum Schritt 125, falls einige miteinander in Beziehung stehende Eingänge an einem Knoten, der durch die TYPE-Liste identifiziert wird, nicht geprüft worden sind, setzt das Programm "künstliche Intelliganz" ein oder eine Form von "Intuition", um Fehlertrends in speziellen zu prüfenden Einheiten zu identifizieren. Dies erfolgt durch Speichern des ersten "schlechten" Knotens, der während der Fehlersuche bei jeder zu prüfenden Einheit angetroffen wird, und wenn eine Vermutung gemacht wird, Speichern des letzten während der Prüfung angetroffenen schlechten Knotens. Die Anzahl, wie oft der erste Knoten mit dem letzten Knoten bei Erzeugung einer Vermutung ein Paar bildet, wird verglichen mit der Anzahl, wo dies nicht der Fall ist, um ein "Trefferverhältnis" zu definieren. Falls das Trefferverhältnis oberhalb eines vorbestimmten Betrags ist, wird angenommen, daß ein Fehlertrend vorliegt. Der letzte Knoten wird als ein "Begleiter" des ersten Knotens defininert, und er wird für eine Prüfung mittels der Sonde immer empfohlen, wenn der erste Knoten als einziger Knoten auf der "Leiter"-Liste erscheint. Dies beschleunigt die Fehlerortung.

So bestimmt im Schritt 162 das Programm, ob in der "Leiter"- Liste nur ein einziger schlechter Knoten ist. Falls nicht, zeigt die Kathodenstrahlröhre 20 dem Techniker an, in Beziehung stehende oder verwandte Eingangs-REF-PINs mit der Sonde zu prüfen, deren Priorität durch die Reihenfolge ihrer Eingabe in die TYPE-Liste der Datenbasis gegeben ist (Schritt 164). Falls andererseits nur ein schlechter Knoten in der "Leiter"-Liste ist, bestimmt das Programm, ob ein nicht geprüfter Begleiterknoten existiert, der während der vorherigen Prüfung (Schritt 166) nachgewiesen worden ist. Wenn dies der Fall ist, wird die Kathodenstrahlröhre 20 beim Schritt 168 so gesteuert, daß sie eine Empfehlung anzeigt, den Begleiter mit der Sonde zu prüfen. Der Begleiteranschlußstift wird durch das Programm beim Schritt 169 bestimmt. Der folgende Schritt 112, der Leiter zur Leiterliste als Reaktion auf die Feststellung eines fehlerhaften Knotens hinzufügt, bestimmt das Programm, ob der fehlerhafte Knoten der erste schlechte Knoten ist. Wenn dies so ist, wird der Knoten als der "erste" schlechte Knoten charakterisiert (Schritt 170). Wenn nun keine Vermutung erzeugt wird, geht das Programm zum Schritt 114 für die Anregungsprüfung weiter. Wenn aber eine Vermutung erzeugt worden ist (Schritt 172), wird der letzte schlechte Knoten, der vor der Vermutung geprüft worden ist, als der "letzte" schlechte Knoten gespeichert (Schritt 174). Entsprechende Paare "erster/ letzter schlechter Knoten" werden nun im Speicher gespeichert (Schritt 176). Die Anzahlen von früheren ersten schlechten Knoten und letzten schlechten Knoten, die im Speicher gespeichert sind, werden im Schritt 178 gelesen. Der Schritt 180 zählt die Anzahl, wie oft der erste und der letzte Knoten während einer Vermutung ein Paar gebildet haben, und der Schritt 182 mißt die Anzahl, wie oft sie nicht ein Paar gebildet haben. Das "Trefferverhältnis" wird im Schritt 184 ausgerechnet, und der letzte Knoten wird als ein Begleiterknoten im Schritt 186 und Schritt 188 identifiziert, falls das Trefferverhältnis größer ist als ein vorbestimmtes Verhältnis. Wenn dies der Fall ist, zeigt die Kathodenstrahlröhre 20 dem Techniker an, daß er den Begleiterknoten mit der Sonde prüfen soll, um hierdurch die Ortung des Fehlers zu beschleunigen, der nach der Geschichte dazu tendiert, durch diese ersten und letzten Knoten identifiziert zu werden.

Während der Prüfung wird eine Geschichte jedes mit der Sonde geprüften Knotens und des Gut/Schlecht-Zustands von jedem im Speicher gespeichert. Es ist somit ein Bericht, der jede Prüfung zusammenfaßt, für den Techniker durch Zugreifen zum Speicher verfügbar.

Es wurde ein neues System mit geführter Fehlerisolation beschrieben, das die Fehlerortung durch Erzeugen von Hinweisen in Abhängigkeit von einer vorläufigen Funktionsprüfung beschleunigt und die "Intuition" eines Technikers durch Zuordnen von fehlerhaften Knoten zu wiederholt auftretenden Fehlerarten simuliert. Dieses System ist bekannten Schaltungsprüfern in seiner Vielfältigkeit überlegen, weil abweichend vom Stand der Technik unterschiedliche Anregungsprüfmuster, die den Mikroprozessor-Bussen der zu prüfenden Einheit (UUT) zugeführt werden, auf individuelle mit der Sonde geprüfte Knoten zugeschnitten sind, und, wo bi-direktionale Busse betroffen sind, auf die Signalrichtung zugeschnitten sind. Die Antworten, die gespeichert und mit gemessenen Antworten bei jedem Knoten verglichen werden, sind nicht auf irgendeinen speziellen Typ beschränkt, beispielsweise CRC-Signaturen, wie dies üblich ist, sondern es sind vielmehr andere Typen von Antworten eingeschlossen, beispielsweise jede beliebige Kombination aus Synchronpegelgeschichte, Asynchronpegelgeschichte, Bereich der Signalwechselzählung und Bereich der Frequenz, und auch CRC-Signatur, ohne daß die Erfindung jedoch hierauf beschränkt wäre. Weiterhin können, obwohl die Daten der Anzeige vom Rechner 12 so erzeugt werden, daß eine Prüfung einer zu prüfenden Einheit (UUT) mit einer Handsonde geführt wird, die Daten bei einer anderen Lösung so angewendet werden, daß sie eine servo-betätigte Sonde oder ein Nagelbett o. dgl. so steuern, daß sie automatisch Schaltungsknoten messen und schließlich Schaltungsfehler identifizieren.

Hier wurde lediglich die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben, aber die Erfindung ist, wie oben erwähnt wurde, in der Lage, zahlreiche andere Kombinationen und Umgebungen zu verwenden und kann innerhalb des erfinderischen Konzepts geändert und modifiziert werden.

Weitere Einzelheiten über die Verfahrensschritte können den schriftlichen Angaben im Flußdiagramm entnommen werden.

Bei der Erfindung werden Schaltungsfehler in einem elektronischen System durch einen programmierten Rechner isoliert, der einen Techniker Knoten für Knoten auf einer zu prüfenden Einheit (UUT), beispielsweise einer Leiterplatte, zur Quelle des Fehlers führt. Anregungsmustersignale werden der Schaltung zugeführt, und Antworten an den Schaltungsknoten werden durch eine Meßsonde in der Hand des Technikers erzeugt. Während jeder Knoten mit der Sonde geprüft wird, wird ein auf die Prüfung dieses Knotens zugeschnittenes Anregungsmustersignal der zu prüfenden Einheit zugeführt. Die gemessene Antwort wird mit einer vorbestimmten Antwort verglichen, die einer funktionsfähigen zu prüfenden Einheit entspricht, um eine Fehlervermutung zu erzeugen oder den nächsten Knoten, der mit der Sonde geprüft werden soll, zu empfehlen. Der Rechner ist so programmiert, daß die Suche nach der Quelle des Fehlers beschleunigt wird durch Anzeige von Hinweisen für den Techniker, die diejenigen Schaltungsknoten definieren, bei denen die Wahrscheinlichkeit, daß sie fehlerhaft sind, als Ergebnis einer vorherigen Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit am größten ist. Der Rechner ist weiterhin so programmiert, daß er eine Art von "Intuition" hat, wodurch die speziellen für die Prüfung mit der Sonde empfohlenen Knoten zum Teil durch die frühere Prüfung desselben Typs der zu prüfenden Einheit bestimmt werden.

Claims

1. System zum Isolieren von Schaltungsfehlern in einer zu prüfenden Einheit (UUT), die eine Leiterplatte aufweist, mit der elektronische Komponenten verbunden sind, die an Schaltungsknoten miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das System aufweist:
eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen eines Signals aus einer Anzahl von unterschiedlichen Anregungsmustersignalen zum Prüfen von Knoten der zu prüfenden Einheit;
eine Schnittstelleneinrichtung zum Zuführen der Anregungsmustersignale zu der zu prüfenden Einheit;
eine Meßeinrichtung zum Messen von Antworten der zu prüfenden Einheit auf die Anregungsmustersignale an den Schaltungsknoten;
eine programmierte Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung, die Daten über die Schaltungstopologie der zu prüfenden Einheit, vorbestimmte Anregungsmustersignale, die verschiedenen Schaltungsknoten der zu prüfenden Einheit zugeordnet sind, und Antworten, die von diesen Knoten erwartet werden, speichert;
daß die Recheneinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Generatoreinrichtung zur Erzeugung von speziellen unterschiedlichen Anregungsmustersignalen in Abhängigkeit von den speziellen Schaltungsknotenantworten, die durch die Meßprüfeinrichtung gerade gemessen werden, zum Vergleichen der gemessenen und vorbestimmten Antworten und, in Abhängigkeit davon, zum Isolieren von Schaltungsfehlern aufweist;
eine Dateneingabeeinrichtung zum Eingeben von Daten, die durch die Meßeinrichtung gerade gemessenen Schaltungsknoten identifizieren, in die Recheneinrichtung; und
eine auf die Recheneinrichtung ansprechende Einrichtung zum Führen der Meßeinrichtung an geeignete zu messende Knoten und zum Identifizieren von Schaltungsfehler- Vermutungen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung einen Handtastkopf und daß die Führungseinrichtung eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen von druch die Recheneinrichtung erzeugten Anzeigen (Prompts) für den Benutzer aufweist, um den Benutzer so zu führen, daß er geeignete Knoten prüft und um Schaltungsfehler-Vermutungen anzuzeigen.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung eine Kathodenstrahlröhre (CRT) aufweist.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine serielle Schnittstelle zwischen der Recheneinrichtung und der Generatoreinrichtung vorgesehen ist.

5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung eine Einrichtung aufweist, die Daten speichert, die Charakteristika der Komponenten und der Verbindungen zwischen den Komponenten beschreiben.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung weiterhin eine Einrichtung aufweist, die eine Geschichte der gemessenen Knoten und einen Gut/Schlecht-Zustand jedes gemessenen Knoten speichert.

7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung weiterhin eine Einrichtung aufweist, die Daten speichert, die repräsentativ für Schaltungsfehler-Hinweise sind, die der Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit zugeordnet sind, und daß die Anzeigeeinrichtung in Abhängigkeit von der Recheneinrichtung die Hinweise anzeigt.

8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichereinrichtung weiterhin eine Einrichtung, die die Identifizierung von ersten und letzten Schaltungsknotenfehlern, die während des vorhergehenden Prüfvorgangs auftretenden Fehler-Vermutungen zugeordnet sind, speichert; und eine Einrichtung zum Steuern der Anzeigeeinrichtung zur Identifizierung des letzten Knotens, wenn der erste Knoten der einzige als "schlecht" zu bezeichnende Knoten ist, aufweist.

9. System zum Isolieren von Schaltungsfehlern in einer zu prüfenden Einheit, die eine Leiterplatte aufweist, mit der elektronische Komponenten verbunden sind, die an Schaltungsknoten miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das System aufweist:
eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen von Anregungsmustersignalen für eine Funktionsprüfung der zu testenden Einheit;
eine Schnittstelleneinrichtung zum Zuführen der Anregungsmustersignale zu der zu prüfenden Einheit;
eine Meß-Prüf-Einrichtung zum Messen von Antworten der zu prüfenden Einheit auf die Anregungsmustersignale an den Schaltungsknoten;
eine programmierte Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung, die Daten über die Schaltungstopologie der zu prüfenden Einheit und von den Schaltungsknoten erwartete Antworten speichert;
daß die Speichereinrichtung weiterhin eine Einrichtung aufweist, die Daten speichert, die für der anfänglichen Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit zugeordnete Schaltungsfehler-Hinweise repräsentativ sind;
eine Anzeigeeinrichtung, die in Abhängigkeit von der Recheneinrichtung die Schaltungsfehler-Hinweise anzeigt;
daß die Recheneinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Generatoreinrichtung aufweist, um Anregungssignale zu erzeugen und um von der Meß-Prüf-Einrichtung gemessene Antworten zu interpretieren, um die Schaltungsfehler zu isolieren;
daß die Anzeigeeinrichtung weiterhin in Abhängigkeit von der Recheneinrichtung Schaltungsfehler-Vermutungen anzeigt.

10. System zum Isolieren von Schaltungsfehlern in einer zu prüfenden Einheit (UUT), die eine Leiterplatte aufweist, mit der elektronische Komponenten verbunden sind, die untereinander an Schaltungsknoten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das System aufweist:
eine Generatoreinrichtung zum Erzeugen von Anregungsmustersignalen für die Funktionsprüfung der zu prüfenden Einheit;
eine Schnittstelleneinrichtung zum Zuführen der Musteranregungssignale zu der zu prüfenden Einheit;
eine Meß-Prüf-Einrichtung zum Messen von Antworten der zu prüfenden Einheit auf die Anregungssignale an den Schaltungsknoten;
eine programmierte Recheneinrichtung mit einer Speichereinrichtung, die Daten über die Schaltungstopologie der zu prüfenden Einheit und von den Schaltungsknoten erwartete Antworten speichert, wobei die Recheneinrichtung eine Einrichtung zum Steuern der Generatoreinrichtung und, in Abhängigkeit von gemessenen und erwarteten Antworten, zum Identifizieren von Schaltungsfehlern aufweist;
daß die Recheneinrichtung weiterhin eine Speichereinrichtung aufweist, die die Identifizierung der ersten und letzten Schaltungsfehlerknoten, die speziellen Fehlervermutungen zugeordnet sind, die während einer vorherigen Prüfung aufgetreten sind, aufweist und eine Einrichtung zum Identifizieren des letzten Knotens, wenn der erste Knoten als "schlecht" geprüft wurde; und
eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Identität des letzten Knotens als eines zu prüfenden Knotens.

11. Verfahren zur Fehlerisolation bei der Prüfung einer Leiterplatte, die an Schaltungsknoten miteinander verbundenen elektronischen Komponenten aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Funktionsprüfung einer Leiterplatte, um die Existenz eines Fehlers zu identifizieren;
b) Messen von Antworten an den Schaltungsknoten mit einem Meß-Tastkopf;
c) Zuführen von unterschiedlichen Anregungsmustersignalen zu den Signalleitungen in Abhängigkeit von den speziellen gerade überwachten Knoten;
d) Vergleichen von gemessenen Antworten mit vorbestimmten den Knoten entsprechenden Antworten; und, in Abhängigkeit hiervon,
e) Erzeugen von Signalen, die nachfolgende Knoten identifizieren, die durch den Meß-Tastkopf gemessen werden sollen;
f) Identifizieren einer Quelle des Schaltungsfehlers; und
g) Erzeugen von Signalen, die Fehlerquellen-Vermutungen repräsentieren.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Paare von ersten und letzten geprüften Knoten und zugeordnete Fehler-Vermutungen, die während eines vorherigen Prüfvorgangs aufgetreten sind, gespeichert werden; und daß eine Identifizierung des letzten Knotens angezeigt wird, wenn der erste Knoten als "schlecht" bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hinweis gespeichert wird, der einem speziellen Fehlertyp zugeordnet ist, der während des Schrittes a) festgestellt wird, und daß der Fingerzeig zur Identifizierung einer Priorität von zu messenden Knotenantworten angezeigt wird.

14. Fehlerisolierverfahren bei der Prüfung einer Leiterplatte, die an Schaltungsknoten miteinander verbundene elektronische Komponenten aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Funktionsprüfung einer Leiterplatte, um die Existenz eines Fehlers zu identifizieren;
b) Messen von Antworten an den Schaltungsknoten mit einem Meß-Tastkopf;
c) Zuführen von unterschiedlichen Anregungsmustersignalen zu Signalleitungen auf der Leiterplatte in Abhängigkeit von den speziellen gerade überwachten Knoten;
d) Vergleichen der gemessenen Antwort mit den Knoten entsprechenden vorbestimmten Antworten; und, als Antwort hierauf,
e) Erzeugen von Signalen, die nachfolgende Knoten, die mit dem Meß-Tastkopf gemessen werden müssen, identifizieren;
f) Identifizieren einer Quelle des Schaltungsfehlers;
g) Erzeugen von Signalen, die Fehlerquellen-Vermutungen repräsentieren;
h) Identifizieren eines ersten schlechten Knotens;
i) Identifizieren eines letzten schlechten Knotens vor der Erzeugung einer Fehlerquellenvermutung;
j) Speichern einer Liste für Paare eines ersten/ letzten schlechten Knotens für jede zu prüfende Einheit;
k) Einrichten eines "Trefferverhältnisses", das eine beobachtete Wahrscheinlichkeit repräsentiert, daß der erste Knoten mit dem letzten Knoten ein Paar bildet;
l) Klassifizieren des letzten Knotens als eines "Begleiters" des ersten Knotens, falls das "Trefferverhältnis" größer ist als ein vorbestimmter Betrag;
und
m) Erzeugen eines Signals, das die Prüfung des Begleiter-Knotens empfiehlt.

15. Verfahren anch Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt k einschließt:
Bestimmen der Anzahl, wie oft der erste Knoten mit dem letzten Knoten ein Paar bildet, dividiert durch die Anzahl, wie oft der erste Knoten mit dem letzten Knoten kein Paar bildet.

16. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gut/Schlecht-Zustand jedes geprüften Knotens gespeichert wird.