DE69224176T2 - Prüfung unter Strom von gemischter Konventionell/Boundary-Scanlogik - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. GEBIET DER ERFINDUNG
• Die Erfindung bezieht sich allgeinein auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Prüfen von elektrischen schaltungen und insbesondere auf eine Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von Schaltungen, die einige Schaltungselemente aufweisen, die eine Randerfassungslogik umfassen, und die einige Schaltungseleinente aufweisen, die keine Randerfassungslogik umfassen.
2. DARSTELLUNG DES PROBLEMS
• Das Prüfen von elektrischen Schaltungen ist nahezu genauso alt wie die elektrischen Schaltungen selbst. Bei einfachen Schaltungen wird dies durch Anlegen von kleinen Spannungen an alle Schaltungsknoten durchgeführt, um dieselbe auf Kurzschlüsse oder Leerläufe zu überprüfen. Der Ausdruck Knoten bedeutet in dieser Beschreibung jegliches Äquipotentialschaltungseleinent; ein Beispiel ist ein verbindender Draht oder eine verbindende Spur zwischen zwei elektrischen Komponenten. Sowie Schaltungen komplexer geworden sind, ist es um so wichtiger und schwieriger geworden, Schaltungen gründlich zu prüfen. Ein üblicher Weg, um dies durchzuführen, besteht darin, eine Prüfvorrichtung und ein Prüfverfahren als Teil des Entwicklungsprogramms für jede hergestellte Schaltung zu entwerfen, wie z. B. eine Schaltungsplatine für einen Fernseher. Allgemein wird ein Programm entwickelt, das in ein komplexes Prüfgerät programmiert wird, das Hunderte oder sogar Tausende von Betriebsinitteln umfaßt, wie z. B. Spannungstreiber und Empfänger, die abwechselnd mit den Knoten der Schaltung über Relais und Kontaktnägel in einer programmierten Sequenz verbunden werden, um die Schaltung zu prüfen. Bei komplexen Schaltungen kann nicht jede Kombination von Knoten geprüft werden, da dies länger dauern könnte als das Alter des Universums. Folglich muß der Prüfentwickler einen Weg entwickeln, um sicherzustellen, daß die Knoten geprüft werden, für die es am wahrscheinlichsten ist, daß dieselben bei der speziellen Schaltung ausfallen. Dies ist zu einer sehr komplexen Wissenschaft geworden, die höhere Mathematik und Computer verwendet. Siehe z. B. das Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 4,601,032, das an Gordon D. Robinson erteilt wurde, welches eine komplexe Signalform von Prüfvektoren (ein Satz von digitalen Spannungen, der an einen Satz von Knoten angelegt wird) konstruiert, und an die Schaltungselemente anlegt, um die Schaltung zu prüfen, und das Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 5,027,353, erteilt an Najmi T. Jarwala u. a., das ein gewichtetes mathematisches System verwendet, um einen kompakten Satz von Prüfvektoren zu bestimmen, um die Schaltung zu prüfen. Ein Problem derartiger Prüfungen besteht darin, daß die Vektoren oder Wellen, die Pulse von Spannungen sind, die an das System angelegt werden, das System beschädigen können, insbesondere wenn ein Fehler in dein System besteht, und die Spannungen für einen zu langen Zeitintervall angelegt werden. Dies kann häufig passieren, da die Systeme derart komplex sind, daß es eine lange Zeit erfordert, um derartige Prüfungen auszuführen. Ein weiteres Problem besteht darin, daß allgemein je besser diese Prüfungen im Auffinden von Schaltungsfehlern sind, es um so weniger wahrscheinlich ist, daß dieselben präzise lokalisieren können, wo der Schaltungsfehler liegt. Da komplexe Schaltungsplatinen teuer sind, ist es wesentlich zu wissen, wo der Fehler liegt, so daß derselbe repariert werden kann. Ein weiteres Problem besteht darin, daß bei modernen elektronischen Schaltungen mit einer Oberflächenanbringung, mit feinen Geometrien und doppelseitigen Platinen nicht alle Knoten zugreifbar sein werden, und daß folglich dieselben durch derartige Verfahren nicht geprüft werden können.
• Eine Lösung des Problems des potentiellen Beschädigens von Bauelementen während Prüfungen bei vorhandener Leistung findet man in dem Vereinigten-Staaten-Patent Nr. 4,588,945, das an William A. Groves u. a. erteilt wurde, welches ein Verfahren zum Prüfen beschreibt, das eine Zeitgrenze zum Anlegen von Prüfsignalen und eine Abkühlzeit zwischen den Prüfsignalen vorsieht, wobei die Länge der Zeitgrenze und der Abkühlzeit aus den Charakteristika des Bauelements, das zu prüfen ist, bestimmt werden.
• Eine Lösung des Problems des präzisen Lokalisierens von Systemfehlern für den Fall, daß nicht alle Knoten zugreifbar sind, wird Randerfassen genannt. Das Randerfassen ist ein Prüfsystem, bei dem eine Komponente einer Schaltung, wie z. B. ein Chip, mit einem Satz von Schieberegistern aufgebaut wird, die zwischen jedem Bauelementanschlußstift und mit einem spezifischen inneren Logiksystem plaziert werden. Dieses System ist in einem IEEE-Standard Nr. 1149.1-1990 definiert worden. Der Randerfassungsstandard ermöglicht es, daß die gesamte Schaltung genau durch Abtasten von lediglich den Randanschlußstiften der Schaltung geprüft werden kann. Für eine komplette Beschreibung des Randerfassens siehe HP Boundary-Scan Tutorial and BSDL Reference Guide. veröffentlicht durch Hewlett Packard Company, Manual-Teile-Nr. E1017-90001. Siehe ferner das Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 4,872, 169, erteilt an Lee D. Whetsel, Jr., das Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 4,879,717, erteilt an Wilhelm A. Sauerwald u. a., das Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 4,967,142, erteilt an Wilhelm A. Sauerwald u. a., die Europäische Patentanmeldung Nr. 89308562.1 von Lee D. Whetsel, Jr., und die Europäische Patentanmeldung Nr. 90405582.0 von Najmi T. Jarwala u. a., die verschiedene Details der Implementation des Randerfassens offenbaren.
• Das Randerfassungssystem, das in den obigen Bezugnahmen beschrieben ist, erzeugt ausgezeichnete Ergebnisse bei Schaltungen, die vollständig aus Randerfassungsschaltungselementen zusammengesetzt sind. In der realen Welt gibt es jedoch sehr wenige solcher Systeme. Üblicherweise ist eine elektronische Schaltung aus Elementen zusammengesetzt, die durch eine große Vielfalt von Herstellern hergestellt werden, von denen viele nicht den Randerfassungsstandard verwenden. Die obigen Bezugnahmen lehren nicht, wie das Problem des Prüfens derartiger Schaltungen anzugehen ist.
• Bei dem Prüfen von gemischten Schaltungen, d. h. Schaltungen, die sowohl herkömmliche als auch Randerfassungsschaltungselemente enthalten, durch Randerfassungstechniken ergeben sich zwei wesentliche Probleme: 1) die Randerfassungsprüfung ist eine Prüfung unter Leistung oder Strom -- dies bedeutet, daß bei der Anwesenheit von potentiell beschädigenden Kurzschlüssen die Schaltung mit Leistung versorgt wird, und beschädigt werden kann; und 2) die Anwesenheit von Nicht-Randerfassungselementen gefährdet die Randerfassungsprüfung dahingehend, daß ein Kurzschluß zwischen einem Nicht-Randerfassungselement und einem Randerfassungselement häufig bewirkt, daß der Randerfassungsknoten den falschen logischen Wert aufweist, und es ist nicht wahrscheinlich, daß die Ergebnisse wiederholbar sind, da die herkömmliche Logik eingeschaltet ist und nicht vorhersagbar ist. Siehe Interconnect Testing of Boards with Partial Boundary Scan. Gordon D. Robinson & John G. Deshayes, IEEE 1990 International Test Conference Proceedings, CH29100-6/000/0572, Artikel 27.3, Seiten 572 - 581. Der obige Artikel offenbart ein Verfahren zum Lösen des Problems durch eine vierteilige Prüfung: erstens, es wird eine herkömmliche Kurzschlußprüfung zwischen allen Orten durchgeführt, auf die die Prüfvorrichtung Zugriff hat; zweitens, die Randschaltungsprüfungsschaltungsanordnung und die Wegseginente zwischen den Komponenten werden geprüft, um zu sehen, ob dieselben ordnungsgemäß arbeiten; drittens, eine Prüfung nach Kurzschlüssen zwischen Knoten mit Prüfvorrichtungszugriff, und die Randerfassungs knoten ohne Zugriff werden geprüft. Schließlich eine Prüfung nach Leerläufen und Kurzschlüssen an den reinen Randerfassungsknoten. Die dritte Prüfung kann zwei Formen aufweisen. Die einfachste Prüfung prüft einen Knoten auf einmal; dieselbe erzwingt einen hohen Zustand an dem Knoten, führt eine Randerfassungsprüfung durch, erzwingt dann einen niedrigen Zustand an dem Knoten und führt eine weitere Randerfassungsprüfung durch. Wenn ein Kurzschluß vorliegt, wird eine dieser Prüfungen wahrscheinlich ein falsches Ergebnis der Randerfassungsprüfung erzeugen. Die andere Form der dritten Prüfung überprüft mehrere Knoten auf einmal, und jedem Knoten wird ein einzigartiges Kennzeichnersignal gegeben. Ein Kurzschluß wird bekanntgegeben, wenn einer der Randerfassungsprüfungsknoten einen der Kennzeichner sieht. Das Problem bei dieser Prüfung besteht darin, daß das Verwenden der einfachsten Form der dritten Prüfung unakzeptabel lange dauern kann, und eine große Anzahl von Betriebsmitteln in einer komplexen Schaltung verwenden kann, und das Verwenden der zweiten Form der dritten Prüfung ergibt zweideutige Ergebnisse, da der Kennzeichner sich zu dem Randerfassungsknoten durch andere Knoten wie dem getriebenen Knoten ausbreiten kann. Diese Prüfung erfordert ferner eine lange Zeit, da die Anzahl der Sätze, die zu prüfen sind, sehr groß sein kann.
• Ein weiteres System zum Prüfen von gemischt herkömmlichen und Randerfassungsknoten ist in dem Vereinigte-Staaten-Patent Nr. 4,963,824, erteilt an Edward P. Heleb u. a., offenbart. Das offenbarte Verfahren ersetzt jede Schaltungsplatinenkomponente der Reihe nach durch ein Prüfbauelement. Das Verfahren offenbart ferner das Trennen von Nicht-Randerfassungskomponenten durch Anlegen von speziellen Verbinderkarten mit Randerfassungsfähigkeiten an die Verbinder um die Komponente herum. Dieses Verfahren ist unpraktisch, da das Entfernen der Bauelemente und das Ersetzen derselben nicht nur schwerfällig und zeitaufwendig ist, sondern sogar die absolute Basis dieser Prüfung zerstört: Da die Komponente ersetzt werden muß, und da das Ersetzen Kurzschlüsse oder Leerläufe bewirken kann, sollte die Platine darauffolgend neu geprüft werden. Das Befestigen von speziellen Karten, um die Nicht-Randerfassungskomponenten zu trennen, ist nicht nur zeitaufwendig, sondern es wird dabei ferner angenommen, daß die Karten verbunden werden können, was oftmals bei komplexen oberflächenangebrachten und doppelseitigen Platinen nicht der Fall ist .
• Zusammengefaßt besteht immer noch ein Bedarf nach einer Prüfvorrichtung und einem Prüfverfahren für gemischte herkömmliche und Randerfassungsschaltungen, die mehr als einen Knoten zur gleichen Zeit prüfen können, die den Satz von Knoten, die geprüft werden, auf eine bewältigbare Anzahl reduzieren können, die unzweideutig Entscheidungsfehler erfassen können, und die nicht die physische Veränderung der Schaltung erfordern.
3. LÖSUNG DES PROBLEMS
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Durchführen von Randerfassungsprüfungen an gemischten Schaltungen, die die Anzahl der Knoten, die gleichzeitig geprüft werden sollen, auf eine bewältigbare Anzahl reduziert.
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Durchführen eines Randerfassungsprüfens von gemischten Schaltungen, das es ermöglicht, daß genau der Knoten bestimmt wird, der den Fehler aufweist.
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Durchführen von Randerfassungsprüfungen an gemischten Schaltungen, die bei einem gegebenen Randerfassungsknoten lediglich einen relativ kleinen Satz R von Nicht-Randerfassungsknoten prüft, wobei der Satz R der Satz von allen zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten innerhalb eines Radius R des Randerfassungsknotens ist, wobei R eine Länge ist, die auf die Länge der Lotbrücken auf der Schaltungsplatine, die zu prüfen ist, bezogen ist.
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Randerfassungsprüfen von gemischten Schaltungen, die, wenn ein Satz R gefunden ist, der einen Fehler umfaßt, den genauen Knoten des Satzes R auflöst, der den Fehler bewirkt.
• Die Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen von Randerfassungsprüfungen an gemischten Schaltungen, die eine Beschädigung der Schaltung aufgrund einer Leistung, die eine zu lange Zeit angelegt wird, verhindert.
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Randerfassungsprüfen von gemischten Schaltungen, die eine Prüfzeitgrenze für jeden Randerfassungsknoten, der in der Schaltung zu prüfen ist, vorsieht, die Randerfassungsknoten anfordert, die zu prüfen sind, derart, daß die Knoten mit der kürzesten Prüfzeitgrenze zuerst geprüft werden, und die die Leistung unterbricht, wenn die Zeitgrenze für Knoten erreicht ist, die nicht geprüft wurden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Randerfassungsprüfen von Schaltungen mit folgenden Merkmalen: eine Satzeinrichtung zum Bereitstellen eines Satzes von Schaltungselementen innerhalb eines Radius R eines Randerfassungsknotens innerhalb einer zu prüfenden Schaltung; eine Prüfeinrichtung mit folgenden Merkmalen: einer Treibereinrichtung zum Anlegen eines ersten vorbestimmten elektrischen Werts an den Satz von Schaltungselementen; eine Randerfassungseinrichtung zum Durchführen einer Randerfassungsprüfung an der Schaltung; und eine Ausgabeeinrichtung zum Liefern einer Ausgabe, die den Status der Schaltung zwischen dem Randerfassungsknoten und dem Satz der Schaltungselemente anzeigt. Vorzugsweise umfaßt die Schaltung Randerfassungskomponenten und Nicht-Randerfassungskomponenten, und die Satzeinrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Bereitstellen des Satzes von zugreifbaren Nicht-Randerfassungsschaltungselementen innerhalb des Radius R des Randerfassungsknotens. Vorzugsweise umfaßt die Satzeinrichtung eine Einrichtung zum Auswählen des Radius R. Vorzugsweise umfaßt die Treibereinrichtung eine Einrichtung zum Anlegen einer vorbestimmten Spannung an den Satz der zugreifbaren Nicht-Randerfassungselemente. Vorzugsweise ist die Spannung eine logische Null und die Nicht- Randerfassungsschaltungselemente sind Anschlußstifte, die mit den Nicht-Randerfassungsknoten der Schaltung verbunden sind. Vorzugsweise umfaßt die Satzeinrichtung: eine digitale Speichereinrichtung zum Speichern von X-Y-Positionen aller Anschlußstifte, die mit den Nicht-Randerfassungsknoten der Schaltung verbunden sind; und eine Digitalprozessoreinrichtung, die mit der Speichereinrichtung kommuniziert, zum Bestimmen, welche der Anschlußstifte innerhalb eines Radius R des Randerfassungsknotens sind. Vorzugsweise ist der Radius R ein Abstand, der auf die Länge der Lotbrücken auf der Schaltungsplatine bezogen ist. Vorzugsweise umfaßt die Vorrichtung ferner eine Auflösungseinrichtung zum Bestimmen des Status der Schaltung zwischen dem Randerfassungsknoten und einem Element des Satzes von Schaltungselementen. Vorzugsweise umfaßt die Auflösungseinrichtung: eine Einrichtung zum Bewirken, daß die Treibereinrichtung einen zweiten vorbestimmten elektrischen Wert an ein Element des Satzes von Schaltungselementen anlegt, während dieselbe den ersten vorbestimmten elektrischen Wert an das andere Element des Satzes von Schaltungselementen anlegt; eine Einrichtung zum Bewirken, daß die Randerfassungseinrichtung eine zweite Randerfassungsprüfung an der Schaltung durchführt; und eine Vergleichseinrichtung zum Anzeigen, ob die Ergebnisse der ersten Randerfassungsprüfung sich von den Ergebnissen der zweiten Randerfassungsprüfung unterscheiden. Vorzugsweise ist der erste vorbestimmte elektrische Wert eine logische Null-Spannung, und der zweite vorbestimmte elektrische Wert ist eine logische Eins-Spannung. Vorzugsweise umfaßt die Prüfungseinrichtung ferner: eine Takteinrichtung zum Zählen der Zeit; eine Leistungsquelleneinrichtung zum Anlegen von Leistung an die Schaltung; eine Takteinleitungseinrichtung zum Einleiten des Zählens der Takteinrichtung bei dem Anlegen von Leistung an die Schaltung; eine Zeitgrenzeinrichtung zum Liefern einer Prüfzeitgrenze, die der Zeit entspricht, für die ein Kurzschluß durch die Schaltung toleriert werden kann; und eine Leistungsunterbrechungseinrichtung, die mit der Takteinrichtung kommuniziert, zum Abschalten der Leistung an die Schaltung, wenn die seit dem Anlegen der Leistung an die Schaltung verstrichene Zeit gleich der Prüfzeitgrenze wird. Vorzugsweise umfaßt die Zeitgrenzeinrichtung eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Prüfzeitgrenze für jeden Randerfassungsknoten, der in der Schaltung zu prüfen ist, und eine Knotenanforderungseinrichtung zum Anfordem der Randerfassungsknoten, die zu prüfen sind, derart, daß die Knoten mit der kürzesten Prüfzeitgrenze zuerst geprüft werden, und die Leistungsunterbrechungseinrichtung umfaßt eine Einrichtung zum Abschalten der Leistung an die Schaltung, wenn die verstrichene Zeit seit dem Anlegen von Leistung an die Schaltung die Prüf zeitgrenze für einen Randerfassungsknoten, der noch nicht geprüft wurde, oder die Zeitgrenze für einen Randerfassungsknoten, der geprüft wurde und versagt hat, überschreitet. Vorzugsweise umfaßt die Satzeinrichtung und die Zeitgrenzeinrichtung einen Computer, der entfernt von der Prüfeinrichtung ist, und mit derselben kommuniziert. Vorzugsweise umfaßt die Randerfassungsprüfung eine Randerfassungs-EXTEST-Funktion. Vorzugsweise umfaßt die Prüfungseinrichtung: eine Leistungsquelle; eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungen, die eine oder mehrere Treiberschaltungen und eine oder mehrere Empfängerschaltungen umfassen; eine Mehrzahl von Kontakteinrichtungen zum Kontaktieren der Schaltungselemente; eine Mehrzahl von Relais zum Verbinden der Leistungsquelle und der elektrischen Schaltungen mit der Kontakteinrichtung; und eine Prüfsteuerungseinrichtung, die mit der Kontakteinrichtung, der elektrischen Schaltung und dem Relais kommuniziert, zum Durchführen einer vorbestimmten Prüfung an der Schaltung.
• Bei einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen von Schaltungen mit sowohl Nicht-Randerfassungsschaltungskomponenten als auch Randerfassungsschaltungskomponenten, wobei jede der Schaltungskomponenten einen oder mehrere Knoten aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Speichern von Informationen an der (X,Y)-Position von Knoten in der Schaltung; Verwenden der gespeicherten Informationen über die (X,Y)-Position der Schaltungsknoten, um einen Satz von Nicht-Randerfassungsknoten zum Prüfen auszuwählen, wobei der Satz der Knoten weniger ist als die Gesamtzahl der Knoten in der Schaltung; Anlegen eines vorbestimmten elektrischen Werts an den Satz von Nicht-Randerfassungsknoten; Durchführen einer Randerfassungsprüfung an mindestens einer Randerfassungskomponente der Schaltung; und Liefern einer Ausgabe, die den Status eines Abschnitts der Schaltung anzeigt, die dem Satz von Nicht-Randerfassungsknoten zugeordnet ist.
• Bei noch einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren zum Prüfen von Schaltungen mit sowohl Nicht-Randerfassungskomponenten als auch Randerfassungskomponenten, wobei die Komponenten mindestens einen Knoten aufweisen, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bestimmen eines Satzes von Nicht-Randerfassungsknoten innerhalb eines Radius R eines Randerfassungsknotens innerhalb der Schaltung; Anlegen eines vorbestimmten elektrischen Werts an den Satz von Nicht-Randerfassungsknoten; Durchführen einer Randerfassungsprüfung an mindestens einer der Randerfassungskomponenten der Schaltung; und Liefern einer Ausgabe, die den Status der Schaltung zwischen dem Satz der Nicht-Randerfassungsknoten und dem Randerfassungsknoten anzeigt. Vorzugsweise umfaßt der Schritt des Bestimmens das Bestimmen des Satzes von zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten innerhalb des Radius R des Randerfassungsknotens; und der Schritt des Anlegens umfaßt das Anlegen einer ersten vorbestimmten Spannung an den Satz von zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner den Schritt des Auswählens des Radius R vor dem Schritt des Bestimmens. Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner den Schritt des Durchführens einer Kurzschlußprüfung ohne Leistung an dem Satz der zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten vor dem Schritt des Anlegens Vorzugsweise umfaßt das Verfahren ferner folgende Schritte: Anlegen einer zweiten vorbestimmten Spannung an mindestens einem Knoten des Satzes von Nicht- Randerfassungsknoten; Durchführen einer zweiten Randerfas sungsprüfung an mindestens einer der Randerfassungskomponenten der Schaltung; und Liefern einer Ausgabe, die den Status der Schaltung zwischen dem Randerfassungsknoten und mindestens einem Knoten des Satzes der Nicht-Randerfassungsknoten anzeigt. Vorzugsweise wird die Prüfung sequentiell für eine Mehrzahl von Randerfassungsknoten in der Schaltung wiederholt, und dieselbe umfaßt ferner die folgenden Schritte: Bestimmen einer Zeitgrenze, die jedem der Randerfassungsknoten zugeordnet ist; Ablaufen der Reihenfolge der Prüfungen an der Mehrzahl von Randerfassungsknoten in der Reihenfolge, die der Länge der zugeordneten Zeitgrenze entspricht, wobei der Randerfassungsknoten mit der kürzesten Zeitgrenze zuerst geprüft wird; Anlegen von Leistung an die Schaltung zu Beginn der ersten der Prüfungen, und Einleiten des Zählens eines Taktes, wenn die Leistung angelegt wird; und Unterbrechung der Leistung an die Schaltung, wenn der Zählwert des Takts entweder die Zeitgrenze für einen Knoten, der bis jetzt noch nicht geprüft wurde, oder die Zeitgrenze für einen Knoten überschreitet, der bei der Prüfung versagt hat.
• Die Erfindung stellt eine Vorrichtung und Verfahren bereit, die erstens nicht nur ein relativ schnelles und präzises Bestimmen von Schaltungsfehlern ermöglichen, sondern ferner in herkömmlichen Prüfvorrichtungen mit Randerfassungsfähigkeit implementiert werden können. Zahlreiche andere Merkmale, Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich werden, wenn dieselbe in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die ein exemplarisches Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen, gelesen werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm des bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Prüfen von gemischten Schaltungen gemäß der Erfindung;
• Fig. 2 zeigt eine Probe einer gemischten Schaltung mit einem überlagerten exemplarischen Radius R;
• Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Hauptprogramms zum Betreiben der Vorrichtung der Fig. 1; und
• Fig. 4 zeigt das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Unterprogramms, um den einen Knoten der Nicht-Randerfassungsknoten aufzulösen, der den Fehler in einem Satz von Knoten, für den ein Fehler in dem Programm der Fig. 3 gefunden wurde, aufweist.
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS 1. Überblick
• Der Fig. 1 zuwendend ist eine schematische Blockansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Schaltungsprüfungssystems 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Das System 10 umfaßt eine Prüfvorrichtung 12 und einen entfernt aufgestellten Computer 14 mit einer Dateneingabe 16, wie z. B. einem LAN, einem Telefon, einem Platten- oder Bandlaufwerk, einer Tastatur, etc., und einer Datenausgabe 18, wie z. B. einem Bildschirm, einem Drucker, einem Platten- oder Bandlaufwerk, etc. Eine exemplarische Schaltungsplatine 20, die zu prüfen ist, umfaßt zwei Randerfassungskomponenten 22 und 24 und zwei Nicht-Randerfassungskomponenten 26 und 28. Die Schaltung weist sechs Nägel 30A bis 30F auf, die einen Zugriff auf sechs "Rand"- oder "äußere" Knoten der Randerfassungskomponenten 22 und 24 schaffen, und drei Nägel 30G bis 30I, die einen Zugriff auf drei Knoten von den Nicht-Randerfassungskomponenten 26 und 28 schaffen. Es gibt ferner einen oder mehrere Nägel 33A und 33B, die die Schaltungsleistungs versorgung bereitstellen. Die "inneren" Randerfassungsknoten 31A bis 31D haben keinen Zugriff über die Nägel. Bei einer tatsächlich zu prüfenden Schaltung können Hunderte von Komponenten und Hunderte oder sogar Tausende von Knoten und Nägeln vorhanden sein. Die Prüfvorrichtung 12 weist eine Vielzahl von Relais 34 auf, von denen jedes eine Kontakteinrichtung aufweist, wie z. B. 35, zum elektrischen Verbinden der Nägel 30A bis 30F und 31A bis 31C. Jedes Relais weist ferner eine Mehrzahl von Eingangs/Ausgangs-Leitungen 36 auf. Die Prüfvorrichtung 12 weist ferner eine Mehrzahl von Treibern 37 und Empfängern 38, eine Mehrzahl von Leistungsquellen 40 und mindestens ein analoges Modul 42 auf, von denen jedes eine Einrichtung aufweist, wie z. B. 44, 46, 48 und 50, zum Verbinden mit den Eingangs/Ausgangs-Leitungen 36 der Relais 34. Es können Hunderte von Relais 34, Treibern 37 und Empfängern 38 und Zehner von unterschiedlichen Leistungsquellen bei einer typischen Prüfvorrichtung vorhanden sein. Die Prüfvorrichtung 12 weist ferner eine Steuerung und einen Sequenzer 54 und einen Takt 56 auf, der mit dem Steuerungssequenzer 54 kommuniziert. Allgemein kommuniziert der Steuerungssequenzer 54 mit jedem der Relais 34, der Treiber 37, der Empfänger 38, der Leistungsquellen 46 und dem analogen Modul 42 über Kabel 60, und steuert das System, um eine programmierte Sequenz von Signalen von den Leistungsquellen 40, den Treibern 37 und dem analogen Modul 42 an vorbestimmte Nägel der Nägel 30A bis 301 anzulegen, und die Empfänger 38 empfangen über die Relais 34, und geben an den Steuerungssequenzer Signale von anderen vorbestimmten Nägeln der Nägel 30A bis 30I weiter.
• Insbesondere werden gemäß der Erfindung Informationen, die die X-Y-Positionen der Randerfassungsknoten ohne die Nägel berücksichtigen, d. h. die Knoten 31A bis 31D, und die Nicht-Randerf assungsknoten mit den Nägeln, d. h. die Knoten 32A bis 32C, berücksichtigen, in den entfernt aufgestellten Computer 14 über eine Dateneingabestation 16 eingegeben. Aus diesen Informationen werden Sätze T von Nicht-Randerfassungsknoten 32A bis 32C innerhalb eines Radius R jedes Rand erfassungsknotens 31A bis 31D definiert. Beispielsweise kann für die einfache Schaltung, die in der Fig. 1 gezeigt ist, der Satz T, der dem Knoten 31A entspricht, der einzelne Knoten 32A sein. Dann wird über die Eingabestation 16 und den Computer 14 der Steuerungssequenzer 54 der Prüfvorrichtung 12 programmiert, um eine Prüfung durchzuführen. Bei einem Prüfprogramm gemäß der Erfindung wird einer der Treiber 37 jedem Nagel 30A bis 30H zugeordnet, und einer der Empfänger 38 wird jedem Nagel 30A bis 30F zugewiesen. Zunächst wird eine herkömmliche Kurzschlußprüfung ohne Leistung an den zugreifbaren Knoten ausgeführt, d. h. die Knoten, die mit den Nägeln 30A bis 30I verbunden sind. Wenn die Schaltung 20 diese Prüfung besteht, dann wird die Schaltung 20 leistungsmäßig durch Anlegen von Leistung an die Schaltungsleistungseingänge 33A und 33B über Leistungsquellen 40 und Relais 34 hochgefahren. Ein Randerfassungsknoten, wie z. B. der Knoten 31A, wird ausgewählt, eine logische Null wird an den entsprechenden Satz T, d. h. den Knoten 32A, über den Nagel 30G angelegt, und eine Randerfassungsprüfung wird an dem Randerfassungsknoten an dem Rand der Schaltung über die Nägel 30A bis 30F ausgeführt. Wenn die ordnungsgemäßen Signale, wie sie durch die Randerfassungsprüfung definiert sind, nicht durch die Empfänger empfangen werden, die mit den Nägeln 30A bis 30F verbunden sind, dann wird der Satz T als einen Fehler aufweisend aufgezeichnet. Es wird ein anderer Randerfassungsknoten ausgewählt, ein logisches Nullsignal wird an den entsprechenden Satz T desselben angelegt, und eine weitere Randerfassungsprüfung wird an dem Randerfassungsknoten an dem Rand der Schaltung ausgeführt. Dies wird solange fortgefahren, bis alle nicht-zugreifbaren Randerfassungsknoten 31A bis 31D geprüft sind. Es können keine Knoten in dem Satz T für einige Randerfassungsknoten, wie z. B. 31C, vorhanden sein, so daß eine Randerfassungsprüfung nicht für diese Randerfassungsknoten ausgeführt wird. Wenn die Anzahl der Knoten in einem oder mehreren Sätzen T klein ist, dann können mehrere Sätze parallel ausgeführt werden, d. h. zur gleichen Zeit ausgeführt werden. Wenn mehr als ein Nicht- Randerfassungsknoten in dem Satz T vorhanden ist, und, wenn ein Satz oder eine Gruppe von Sätzen als fehlerhaft aufgezeichnet wurde, dann wird ein Knoten innerhalb dieses Satzes oder innerhalb dieser Gruppe von Sätzen auf eine logische Eins gesetzt, alle anderen Knoten werden auf einer logischen Null gehalten, und die Randerfassungsprüfung wird nochmals ausgeführt. Wenn sich die Ergebnisse bezüglich dessen ndern als dieser Knoten auf einer logischen Null gehalten wurde, dann wird dieser Knoten als fehlerhaft identifiziert. Alle Knoten innerhalb des fehlerhaften Satzes T werden so geprüft. Zum Zeitpunkt des Einstellens der Prüfung mit der Dateneingabestation 16 und dem Computer 14 kann eine Zeitgrenze für jeden Nicht-Randerfassungsknoten definiert werden, dessen Zeitgrenze der Länge der Zeit entspricht, mit der die Schaltung einen Kurzschluß zwischen diesem Knoten und einem Randerfassungsknoten tolerieren kann. Die Randerfassungsknoten, die zu prüfen sind, werden dann nach der Länge der Zeitgrenzen, die den Nicht-Randerfassungsknoten in den zugeordneten Sätzen T derselben zugeordnet sind, geordnet, wobei der Knoten mit der kürzesten Zeitgrenze der erste Knoten ist. Nach dem Leistungshochfahren der Schaltung 20 wird sobald wie möglich der Takt 56 zurückgesetzt. Nachdem jeder Knoten geprüft ist, werden die Zeitgrenzen der Knoten, die noch zu prüfen sind, mit der Taktzeit verglichen, und, wenn die Taktzeit einer dieser Grenzen gleicht oder eine derselben überschreitet, wird die Prüfung temporär abgebrochen, und die Leistung an die Schaltung 20 wird abgeschaltet. Die Prüfung kann wieder aufgenommen werden, nachdem die Schaltung die Möglichkeit hatte abzukühlen. Nach dem Abschließen dieser Prüfung der gemischten Knoten kann eine Standardranderfassungszusammenschaltungsprüfung durchgeführt werden.
2. Detaillierte Beschreibung
• Einer detaillierteren Beschreibung zuwendend zeigt Fig. 2 eine exemplarische Schaltungsplatine 100, die nützlich zum Beschreiben ist, wie der Satz T bestimmt wird. Die Schaltungsplatine 100 umfaßt drei Randerfassungsbauelemente 92, 94 und 96 und vier Nicht-Randerfassungsbauelemente 61, 62, 64 und 66. Die Randerfassungsbauelemente 92, 94 und 96 enthalten eine IEEE 1149.1-1990 Randerfassungsschaltungsanordnung. An den Knoten 68, 70, 72, 74, 76 und 78 sind schaltungsinterne Prüf sonden befestigt, auf die allgemein hierin als "Nägel" 80, 82, 84, 86, 88 bzw. 89 Bezug genommen wird. Der Nagel 90, der als der Randerfassungsknoten, der zu prüfen ist, ausgewählt wird, weist keinen Nagel auf, der mit demselben verbunden ist. Hunderte oder sogar Tausende von anderen Knoten, viele mit Nägeln, können auf der Platine 100 existieren, diese werden hierin jedoch nicht erörtert.
• Ein "Kurzschlußradius" R mit einer Länge, die durch den Pfeil in der Fig. 2 gezeigt ist, wird ausgewählt. Die Länge des Kurzschlußradius R kann jede Länge sein, die auf eine physische Eigenschaft der Schaltung bezogen ist, und die berechnet wird, um die Anzahl der Knoten, die zu prüfen ist, zu reduzieren. Vorzugsweise bezieht sich dieselbe auf einen maximalen linearen Abstand zwischen zwei Bauelementanschlußstiften, für die ein Kurzschluß wahrscheinlich ist. Bei diesem Beispiel konzentrieren wir uns lediglich auf den Abstand zwischen Anschlußstiften und nicht auf den Abstand zwischen zwei Knoten über deren gesamte Länge, da angenommen wird, daß die Schaltungsplatine 100 mittels Löttechniken gemäß dem Stand der Technik gelötet wird, bei denen die gesamte Schaltung außer den Anschlußstiften maskiert wird, und folglich Lot lediglich an den Anschlußstiften haften kann. Vorzugsweise stellt die Länge R die maximal erwartete Spannweite von Lotflecken oder Brücken auf der Schaltungsplatine 100 dar. Es ist offensichtlich, daß R eine anwenderdefinierbare Länge ist, die konsistent mit der Erfahrung des Anwenders und/oder Erwartungen bezüglich der Länge, die ein Kurzschluß wahrscheinlich überbrückt, eingestellt wird. Die spezielle Länge, die ausgewählt wird, wird von vielen Faktoren, wie z. B. der Lottechnik, die verwendet wird, um die Platine zu löten, der Lottemperatur, der Zeitlänge, mit der die Platine 100 dem Lot ausgesetzt wurde, dem erforderlichen Grad der Gewißheit, daß Kurzschlüsse erfaßt werden, etc., ausgewählt. Sind die (X,Y)-Positionen der zwei Anschlußstifte, d. h. (a,b) und (c,d), gegeben, so ist der Abstand zwischen denselben durch die Quadratwurzel von ((a-c)² + (b-d)²) gegeben. Wenn dieser Wert gleich oder kleiner dem Kurzschlußradius R ist, dann sind diese Anschlußstifte Kandidaten für einen Kurzschluß, und dieselben müssen geprüft werden. Das heißt, der Algorithinus, der den Satz T definiert, sind diese zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten, für die ((a-c)² + (b-d)²) ½ ≤ R, wobei (a,b) die (X,Y)-Position der Anschlußstifte des Randerfassungsknotens ist, der ausgewählt ist, und (c,d) die (X,Y)-Position der zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknotenanschlußstifte ist.
• Mit der ausgewählten Länge R, wie es durch den Pfeil angezeigt ist, untersuchen wir die Schaltung auf der Platine 100. Betrachtet man das Randerfassungsbauelement 92, sieht man, daß innerhalb eines Radius R des Anschlußstifts des Knotens 90 die Anschlußstifte von zwei anderen Knoten 72 und 74 sind, die das Bauelement 92 mit Nicht-Randerfassungsbauelementen 62 bzw. 64 verbinden. Diese Knoten befinden sich innerhalb des "Kurzschlußradius R", wie er durch den Algorithmus definiert ist. Betrachtet man das Randerfassungsbauelement 94, so sieht man, daß benachbart zu dem Anschlußstift des Knotens 90 zwei Anschlußstifte von zwei anderen Knoten 68 und 70 sind, die das Bauelement 94 mit Nicht-Randerfassungsbauelementen 61 und 62 verbinden. Diese Knoten 68 und 70 befinden sich innerhalb des Kurzschlußradius R, wie er durch den Algorithmus definiert ist. Betrachtet man das Randerfassungsbauelement 96, sieht man, daß sich benachbart zu dem Anschlußstift des Knotens 90 zwei Anschlußstifte von zwei anderen Knoten 76 und 78 befinden, die das Bauelement 96 mit Nicht-Randerfassungsbauelementen 94 und 66 verbinden. Diese Knoten 76 und 78 befinden sich ferner innerhalb des Kurzschlußradius R, wie er durch den Algorithinus definiert ist. Betrachtet man den Rest der Schaltung auf der Schaltungsplatine 100, sieht man, daß es keine anderen Knoten gibt, die sich innerhalb des Kurzschlußradius R des Randerfassungsknoten befinden. Folglich ist der Satz T für den Randerfassungsknoten 90 der Satz von Knoten 72, 74, 68, 70, 76 und 78. Obwohl es unter Bezugnahme auf die exemplarische Schaltung 100 möglich war, den Satz T durch Beobachtung zu bestimmen, werden die (X,Y)-Koordinaten der zugreifbaren Anschlußstifte bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel in den entfernt aufgestellten Computer 14 mittels einer Einrichtung zur Dateneingabe 16 eingegeben, die ein LAN, eine Telefonleitung, eine CDRgM, ein Platten- oder Bandlaufwerk, eine Tastatur oder eine andere Dateneingabevorrichtung sein kann. Der Computer 14 ist mit dem oben erörterten Algorithmus programmiert, es wird ein R ausgewählt, und der Computer 14 berechnet den Satz T für jeden Randerfassungsknoten, und derselbe liefert bei Anweisungen von der Tastatur in der Dateneingabe 16 den Satz von Informationen zu der Prüfvorrichtung 12.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das herkömmliche Kurzschlußprüfen ohne Leistung vor dem neuartigen Prüfen unter Verwendung des Satzes T gemäß der Erfindung durchgeführt. Bei dem Kurzschlußprüfen ohne Leistung legt die Prüfvorrichtung 12 unter der Steuerung einer Programmeingabe durch den entfernt aufgestellten Computer 14 ein Niederspannungssignal über einen der Treiber 37 und der Relais 34 an einen Nagel an, und dieselbe schaut über die Relais 34 und die Empfänger 38 nach dieser Spannung auf den anderen Nägeln nach. Diese Prüfung kann lediglich an Knoten durchgeführt werden, zu denen die Prüfvorrichtung 12 einen physischen Zugriff aufweist, d. h. die Knoten, an denen Nägel befestigt sind. Bezugnehmend auf Fig. 2 können die Knoten 68, 70, 72, 86, 76 und 78 auf diese Art und Weise unter Verwendung der Nägel 80, 82, 84, 86, 88 bzw. 89 auf Kurzschlüsse überprüft werden. Da das Kurzschlußprüfen ohne Leistung von dem Nagelzugriff auf die Knoten abhängt, wird dasselbe mit Fortschritten bei der physischen Integration von Schaltungen immer weniger möglich. Wenn ein Kurzschluß beim Kurzschlußprüfen ohne Leistung gefunden wird, werden die restlichen Prüfungen vorzugsweise nicht durchgeführt, bis die Platine repariert wurde, und das Kurzschlußprüfen ohne Leistung keine Fehler anzeigt.
• Als Teil der gemischten Prüfung gemäß der Erfindung wird eine herkömmliche Randerfassungsprüfung an den Randerfassungsknoten durchgeführt, d. h. an den Knoten, die die Randerfassungsbauelemente verbinden. Bezugnehmend auf Fig. 2 wird beispielsweise der Knoten 90 mittels eines Randerfassungstreibers an dem Bauelement 92 getrieben, und bei jedem empfangenden Anschlußstift an den Randerfassungsbauelementen 94 und 96 überwacht. Diese Prüfung erfordert keinen Nagelzugriff zu dem Knoten 90. In Wirklichkeit wird der Zugriff zu dem Knoten 90 durch das Randerfassungsprotokoll gewährt, das es ermöglicht, daß innere Knoten durch Treiber in der Randerfassungsschaltungsanordnung betrieben werden, wie es durch Signale, die an die äußeren Randerfassungsknoten angelegt sind, d. h. die Knoten, die mit den Nägeln 30A bis 30F in der Fig. 1 verbunden sind, bestimmt ist. Das herkömmliche Randerfassungsprüfen ist besonders stark beim Erfassen von Leerläufen an einem Knoten. Kurzschlüsse können zwischen zwei Randerfassungsknoten erfaßt werden, wenn dieselben auf entgegengesetzte Werte eingestellt sind; einer oder die anderen jeweiligen Sätze von Empfängern werden inkorrekte Daten aufgrund des Kurzschlusses sehen.
• Die Prüfung gemäß der Erfindung schafft eine Vorrichtung und Verfahren, die optimal für das Prüfen von Kurzschlüssen zwischen einem Randerfassungsknoten und einem herkömmlichen Knoten sind. Die Technik der Erfindung ist im wesentlichen eine Hybridtechnik des Randerfassungsprüfens und eines schaltungsinternen Kurzschlußprüfens, wobei die Leistung eingeschaltet ist. Da vorzugsweise die Platine 100 das herkömmliche Kurzschlußprüfen ohne Leistung bestanden hat, können wir annehmen, daß die Kurzschlüsse nicht zwischen zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten existieren. Die Kurzschlußprüfung mit Leistung gemäß der Erfindung wird durch die Prüfvorrichtung 12 unter der Steuerung eines Programms, das mittels des Computers 14 erzeugt wird, ausgeführt. Wie bei dem herkömmlichen Randerfassungsprüfen wird einer der Treiber 37 und einer der Empfänger 38 jedem der äußeren Randerfassungsknoten zugewiesen, und mit dem zugewiesenen Knoten über eines der Relais 34 verbunden. Zusätzlich kann eine Prüfzeitgrenze für jeden der Nicht-Randerfassungsknoten, die zu prüfen sind, bestimmt werden. Diese Prüfzeitgrenze ist die Zeit, in der ein Kurzschluß zwischen diesem Nicht-Randerfassungsknoten und einem Randerfassungsknoten innerhalb des Radius R toleriert werden kann. Eine Gesamtzeitgrenze für die Schaltung als Gesamtes kann ferner bestimmt werden. Diese Zeitgrenze kann mögliche Kurzschlüsse in nicht-zugreifbaren Nicht-Randerfassungsknoten berücksichtigen. Diese Zeitgrenzen können unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung des Vereinigte-Staaten-Patents Nr. 4,588,945 bestimmt werden, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Randerfassungsknoten werden dann zum Prüfen geordnet, in der Reihenfolge, die der Reihenfolge der Länge der Zeitgrenzen, die den Nicht-Randerfassungsknoten in den Sätzen TX zugeordnet sind, geordnet, wobei der Randerfassungsknoten, für den der Satz TX den Knoten oder die Knoten mit der kürzesten Zeitgrenze aufweist, zuerst geprüft wird.
• Ein Flußdiagramm des Hauptprogramms ist in der Fig. 3 gezeigt. In diesem Flußdiagramm bezeichnet X die spezielle Randerfassungsbetriebsart und den entsprechenden Satz von Nicht-Randerfassungsknoten, die geprüft werden, und N ist gleich der Gesamtzahl von Randerfassungsknoten, die geprüft werden sollen. Um die Prüfung einzuleiten, wird Leistung an die Schaltung, die zu prüfen ist, angelegt. Im wesentlichen zur gleichen Zeit wird der Takt 56 zurückgesetzt, und derselbe beginnt die Zeit seit dem Einleiten der Leistung zu zählen. X wird auf Null eingestellt, und dann mit Eins inkrementiert, um dasselbe auf Eins zu setzen. Dann wird der Satz T&sub1; von Nicht-Randerfassungsknoten durch einen Prozessor innerhalb der Steuerung / des Sequenzers 54, oder durch einen entfernt aufgestellten Computer 14 unter Verwendung des Algorithinusses, der oben erörtert ist, und von (X,Y)-Daten, die vorher eingegeben wurden, berechnet, während die Schaltung zu voller Leistung hochkommt. Wie es oben vorgeschlagen ist, könnte diese Berechnung ferner, bevor die Prüfung durchgeführt ist, in Verbindung mit dem Ordnen der Randerfassungsknoten durchgeführt werden. In diesem Fall würde dieser Schritt das übertragen von Daten aufweisen, die die Knoten berücksichtigen, die der Satz T&sub1; aufweist. Ein unabhängiger Treiber, der Treiber 37, wird jedem Knoten in dem Satz T&sub1; zugewiesen, und mit diesem Knoten durch Schließen von einem der Relais 34 verbunden. Während sich die Relais 34 bewegen, werden die Treiber für den Satz T&sub1; auf eine logische Null gesetzt, und die Randerfassungsprüfung wird durch die Prüfvorrichtung 12 eingestellt. Der logische Null-Wert wird gewählt, da es am wahrscheinlichsten ist, daß dies am wenigstens schädigend für die meisten Schaltungen ist, wie z. B. für TTL-Schaltungen. Wenn bestimmt wird, daß es bei einem anderen Wert weniger wahrscheinlich ist, daß derselbe beschädigend wirkt, dann würde dieser Wert ausgewählt. Dieser Wert wird, egal welcher logische Wert ausgewählt wird, unter Verwendung einer schaltungsinternen Standardübersteuerungstechnik angelegt, derart, daß unabhängig davon, was die Nicht-Randerfassungsbauelemente, wie z. B. 61 und 62, mit den befestigten Knoten, wie z. B. 68 bzw. 70, versuchen zu tun, ein Wert garantiert werden kann. Die Randerfassungsprüfung wird dann ausgeführt. Vorzugsweise ist die Randerfassungs-EXTEST-Funktion der Randerfassungsprüflauf. Die Randerfassungs-EXTEST-Funktion setzt jeden Randerfassungstreiber auf einen logischen Null-Zustand, die Reaktionen der entsprechenden Randerfassungsempfänger an den entsprechenden Knoten werden erfaßt, dann werden die Randerfassungstreiber in einen logischen Eins-Zustand gesetzt, und die Reaktionen werden an den Empfängern erfaßt. Beispielsweise wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Randerfassungstreiber an dem Randerfassungsbauelement 92, der mit dem Knoten 90 verbunden ist, auf einen logischen Null-Zustand gesetzt, der durch die Randerfassungsempfänger an den Bauelementen 94 und 96 erfaßt werden muß. Dann wird der Treiber des Bauelements 92 in einen logischen Eins-Zustand gesetzt, und dies muß durch die Empfänger der Bauelemente 94 und 96 erfaßt werden.
• Unmittelbar nachdem die Randerfassungsprüfung ausgeführt ist, wird das Öffnen der Relais, die an dem Nicht-Randerfassungsknoten befestigt sind, eingeleitet. Während die Relais sich öffnen, werden die Prüfungsergebnisse analysiert. Die Ergebnisse werden durch einen Prozessor innerhalb der Steuerung / des Sequenzers 54 oder durch den Computer 14 ausgelesen. Die Zustände des Randerfassungsknotens 90 werden lediglich bei diesen Punkten untersucht, die für die Prüfung relevant sind: d. h, wenn der Randerfassungsknoten 90 mit anderen Randerfassungsbauelementen an Anschlußstiften verbunden ist, bei denen es keine Nicht-Randerfassungsanschlußstifte innerhalb des Radius R gibt, dann wird der Wert, den die Randerfassungsempfänger bei diesen Anschlußstiften erfassen, nicht untersucht. Dies kann die Prüfung erheblich verkürzen, wenn es ein Übergewicht von Randerfassungsbauelementen gibt. Für den Fall, daß die Treiber für den Satz T&sub1; auf einen logischen Null-Zustand eingestellt sind, existiert, wenn die logische Null des Randerfassungstreibers nicht erfaßt wird, ein Problem mit entweder dem entsprechenden Randerfassungstreiber oder mit der zugeordneten Zusammenschaltung desselben. Wenn eine logische Eins der Randerfassungstreiber nicht erfaßt wird, dann ist bekannt, daß eine Kurzschlußbedingung zwischen einem oder mehreren der Knoten T&sub1; und dem Randerfassungsknoten existiert. Da die Randerfassungsknoten bei einer logischen Null durch eine garantierte Treibtechnik getrieben werden, ist garantiert, daß, wenn ein Kurzschluß zwischen einem Nicht-Randerfassungsknoten und einem Randerfassungsknoten existiert, diese Prüfung denselben aufnehmen wird. Wenn der Satz T&sub1; besteht, wird der Takt 56 überprüft. Wenn der Satz T&sub1; die Prüfung nicht besteht, d. h., wenn eine logische Eins nicht erfaßt wird (wenn man annimmt, daß die Nicht-Randerfassungstreiber auf eine logische Null eingestellt sind), dann wird eine Versagensmeldung erzeugt, die den Randerfassungsknoten als geprüft und den Satz T&sub1; identifiziert, bevor der Takt 56 überprüft wird. Wenn beim Prüfen des Takts 56 ein Beschädigungskriterium vorhanden ist, d. h., wenn eine der Zeitgrenzen, die irgendwelchen Randerfassungsknoten zugeordnet ist, die bis jetzt noch nicht überprüft wurden, abgelaufen ist, oder, wenn irgendeine Zeitgrenze der Zeitgrenzen, die irgendeinem der Randerfassungsknoten zugeordnet ist, der geprüft wurde, und der bei der Prüfung versagt hat, abgelaufen ist, oder, wenn die Gesamtschaltungszeitgrenze abgelaufen ist, dann wird die Leistung abgeschaltet. Es sei bemerkt, daß das Ablaufen einer Zeitgrenze, während eine Schleife ausgeführt wird, im allgemeinen kein Problem ist. Im allgemeinen sind die Zeitgrenzen im Vergleich zu der Zeit, die erforderlich ist, um eine Schleife auszuführen, relativ groß, und die Unsicherheit oder das Spiel bei der Bestimmung der Zeitgrenzen ist allgemein viel größer als die Schleifenausführungszeit. Wenn kein Beschädigungskriterium vorhanden ist, dann wird der Wert von X überprüft, um zu sehen, ob alle Randerfassungsknoten überprüft wurden, und wenn dies nicht der Fall ist, dann wird X mit Eins inkrementiert, und der nächste Randerfassungsknoten wird geprüft. Wenn alle Randerfassungsknoten geprüft wurden, dann wird die Versagensmeldungsaufzeichnung untersucht, und wenn keine Versagensmeldung erzeugt wurde, dann wird ein Bestandensignal gesetzt, das anzeigt, daß die Platine die Prüfung bestanden hat, und die Prüfung wird durch Abschalten der Leistung an die Platine beendet.
• Wenn eine Versagensmeldung in dem Hauptprogramm gesetzt wird, und die Leistung aufgrund des Ablaufs einer Zeitgrenze nicht abgeschaltet wurde, dann wird das Knotenauflösungsunterprogramm betreten. Ein Flußdiagramm dieses Unterprogramms ist in der Fig. 4 gezeigt. Bei diesem Unterprogramm bezeichnet Z den Randerfassungsknoten und den entsprechenden Satz von Nicht-Randerfassungsknoten, d. h. den Satz TZ, der geprüft wird, P ist gleich der Anzahl von Randerfassungsknoten, die bei der Prüfung des Hauptprogramms versagt haben, und für die eine Versagensmeldung erzeugt wurde, Y bezeichnet den speziellen Knoten der Sätze TZ, der geprüft wird, und M ist gleich der Anzahl der Nicht-Randerfassungsknoten in dem Satz TZ. Bei der Einleitung dieses Unterprogramms werden die Zeitgrenzen unter Betrachtung der Tatsache neu bestimmt, daß bei diesem Unterprogramm Digitaltreiber in entgegengesetzten Zuständen zueinander kurzgeschlossen auftreten können. Das heißt, beim Auflösen der Nicht-Randerfassungsknoten ist ein Knoten auf einen logischen Eins-Zustand gesetzt, und die anderen sind auf eine logische Null gesetzt. Es kann sein, daß mehrere Kurzschlüsse zu dem Randerfassungsknoten vorliegen, die darin resultieren, daß zwei der Nicht-Randerfassungsknoten miteinander kurzgeschlossen sind. Dies ist allgemein eine ernstere Situation als die Situation in dem Hauptprogramm, bei der alle Nicht-Randerfassungsknoten auf den gleichen logischen Zustand gesetzt sind. Diese Situation kann nicht solange toleriert werden, und die Zeitgrenzen werden dann kürzer sein. Die Sätze TZ werden wiederum geordnet, so daß der Satz mit der kürzesten Zeitgrenze zuerst geprüft wird usw. Der Takt wird überprüft, und derselbe wird mit neuen Zeitgrenzen, die berechnet werden, verglichen, und wenn eine Zeitgrenze derselben abgelaufen ist, wird die Leistung abgeschaltet. Wenn eine der neu berechneten Zeitgrenzen abgelaufen ist, dann wird Z gleich Null gesetzt und inkrementiert, um Z auf gleich Eins einzustellen. Die einzelnen Treiber 37 werden wiederum jedem Nicht-Randerfassungsknoten in dem Satz TZ zugewiesen, und das Schließen der Relais 34, die die zugewiesenen Treiber 37 und die Knoten verbinden, wird eingeleitet. Während sich die Relais schließen, können die Sätze der Nicht-Randerfassungsknoten in dem Satz TZ geordnet werden, wobei der Satz mit der kürzesten Prüfzeitgrenze der erste Satz ist. Y wird gleich Null gesetzt und dann inkrementiert, um dasselbe auf gleich Eins zu setzen. Der Treiber für den ersten Knoten des Satzes TZ wird auf einen logischen Eins-Zustand gesetzt, und die Treiber von allen anderen Knoten in dem Satz TZ werden auf eine logische Null gesetzt. Die Randerfassungs-EXTEST- Funktion wird wiederum ausgeführt und die Ergebnisse werden analysiert. Wenn sich das Ergebnis gegenüber der vorhergehenden Prüfung für diesen Randerfassungsknoten und Satz TZ geändert hat, dann wird eine Versagensmeldung für diesen Knoten erzeugt, und der Takt wird überprüft. Wenn sich die Ergebnisse nicht geändert haben, dann wird der Takt überprüft, ohne eine Versagensmeldung zu erzeugen. Wenn ein Beschädigungskriterium vorliegt, d. h., wenn eine beliebige der Zeitgrenzen der Nicht-Randerfassungsknoten, für die eine Versagensmeldung erzeugt wurde, abgelaufen ist, oder, wenn eine beliebige der Zeitgrenzen der Nicht-Randerfassungsknoten in den Sätzen TZ, die noch nicht geprüft wurden, um den Fehler aufzulösen, abgelaufen sind, oder, wenn die Gesamtschaltungszeitgrenze abgelaufen ist, dann wird die Leistung abgeschaltet. Wenn kein Beschädigungskriterium vorhanden ist, dann wird Y überprüft, um zu sehen, ob alle Knoten in dem Satz TZ überprüft wurden, und, wenn dies nicht der Fall ist, wird Y inkrementiert, und der nächste Knoten in dem Satz TZ wird überprüft. Wenn alle Knoten in dem Satz TZ überprüft wurden, dann wird Z überprüft um zu sehen, ob alle Sätze TZ überprüft wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, wird Z inkrementiert und der nächste Satz, für den eine Versagensmeldung erzeugt wurde, wird überprüft. Wenn alle Sätze TZ, für die eine Versagensmeldung erzeugt wurde, überprüft wurden, dann wird ein Prüfung-abgeschlossen-Signal gesetzt, und die Prüfung wird durch Abschalten der Leistung an die Schaltung 100 beendet. Nachdem die obigen Prüfungen abgeschlossen sind, wird eine Standardranderfassungszusammenschaltungsprüfung ausgeführt, die die Integrität lediglich der Randerfassungsknoten alleine überprüft.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Prüfvorrichtung 12 eine Hewlett-Packard-HP3070-Prüfvorrichtung und der Computer 14 ist ein Hewlett-Packard-HP9000-Computer, obwohl andere geeignete Prüfvorrichtungen und Computer verwendet werden könnten. Der HP9000-Computer ist mit Dateneingaben 16 und Datenausgaben 18, wie z. B. einer Tastatur, Platten- und Bandlaufwerken und einem Bildschirm, ausgestattet.
• Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Verwendung des Kurzschlußradius eine große Reduktion der Anzahl der Knoten ermöglicht, die geprüft werden müssen. Wie es oben erwähnt wurde, können Hunderte oder Tausende von Knoten und Nägeln bei einer typischen Schaltung zu prüfen sein. Eine große Mehrzahl dieser Knoten und Nägel können mit einem gegebenen Zielknoten, aufgrund des Mangels an physischer Nähe, einen Kurzschluß bilden. Die Verwendung des Kurzschlußradius schließt Kurzschlüsse aus, die höchst unwahrscheinlich bezüglich eines tatsächlichen Auftretens sind. Derselbe ermöglicht, daß die Software einen kleinen Teilsatz der Nägel auswählt, die gegenüber jedem Zielranderfassungsknoten zu betrachten sind. Die Kleinheit dieses Teilsatzes reduziert erheblich die Anzahl der digitalen Betriebsmittel, die verfügbar gemacht werden müssen, und die parallel gesteuert werden müssen, die Menge der diagnostischen Informationen, die analysiert und gedruckt werden müssen, und die Zeit, die erforderlich ist, um eine maßgebliche Prüfung durchzuführen. Folglich reduziert die Erfindung erheblich die Kosten des Prüfens einer Schaltung im Vergleich zu den Prüfvorrichtungen und Verfahren gemäß dem Stand der Technik.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß Kurzschlüsse so früh wie möglich gefunden werden, wobei das Risiko einer zugeordneten Beschädigung minimiert wird. Dies resultiert aus der Serie von durchgeführten Prüfungen, d. h. die Kurzschlüsse ohne Leistung, die gemischten Prüfungen und die Randerfassungszusammenschaltungsprüfungen, und ferner aus der Reihenfolge der Knoten, die innerhalb der gemischten Prüfung geprüft werden sollen, und aus der Verwendung von Zeitgrenzen, um vorübergehend die Leistung abzuschalten.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Elimination einer diagnostischen Verwirrung, die aus dem Randerfassungsprüfen gemäß dem Stand der Technik von gemischten Schaltungen resultiert. Bei dem Prüfen gemäß dem Stand der Technik bewirken Kurzschlüsse, die vorhanden sind, Wechselwirkungen zwischen Randerfassungskomponenten und nichtgesteuerten Nicht- Randerfassungsschaltungskomponenten, wobei diese Wechselwirkungen nicht vorhergesagt, wiederholt oder analysiert werden können. Bei der gemischten Prüfung gemäß der Erfindung wird eine derartige Ungewißheit und Verwirrung durch Trennen der Randerfassungsknoten, durch Reduzieren der Nicht-Randerfassungsknoten auf eine bewältigbare Anzahl, von denen man weiß, daß sie nicht miteinander kurzgeschlossen sind, und durch Zwingen der Nicht-Randerfassungsknoten auf garantierte Zustände eliminiert.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß dieselbe unter Verwendung von Prüfvorrichtungen und Computern, die allgemein in Prüfeinrichtungen verfügbar sind, implementiert werden kann. Ferner können die Techniken und das Programmieren, das erforderlich ist, relativ leicht durch Prüf personen verstanden werden. Eine anspruchsvolle Mathematik ist nicht erforderlich.
• Es wurde eine neuartige Vorrichtung und neuartige Verfahren zum Randerfassungsprüfen von gemischten Schaltungen beschrieben, die ein genaues, definitives und schnelles Prüfen von komplexen Schaltungen vorsehen, und die viele weitere Vorteile haben. Es ist offensichtlich, daß die speziellen Ausführungsbeispiele, die in den Zeichnungen gezeigt sind, und die innerhalb dieser Beschreibung beschrieben sind, lediglich zum Zweck des Beispiels dienen, und dieselben sollten nicht derart ausgelegt werden, daß dieselben die Erfindung, die in den folgenden Ansprüchen beschrieben wird, begrenzen. Ferner ist es offensichtlich, daß Fachleute zahlreiche Anwendungen und Modifikationen des beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiels vornehmen können, ohne von den erfinderischen Konzepten abzuweichen. Da es beispielsweise jetzt gesehen wird, daß es möglich ist, die (X,Y)-Daten zu verwenden, um das Prüfen von Schaltungen zu vereinfachen, können andere Einrichtungen, die die Sätze der Knoten, die zu prüfen sind, unter Verwendung von (X,Y)-Informationen reduzieren, ausgedacht werden. Oder andere Prüfvorrichtungen und Computer können verwendet werden, oder andere elektrische Komponenten können eingesetzt werden. Andere Merkmale können hinzugefügt, oder es kann das eine oder andere der optionalen Merkmale entfernt werden.

Claims (11)

1. Vorrichtung (10) zum Randerfassungsprüfen einer Schaltung (20), die mindestens eine Randerfassungskomponente (22) mit mindestens einem Randerfassungsknoten (31A) aufweist, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:

eine Satzeinrichtung (14, 16) zum Bereitstellen eines Satzes (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen innerhalb eines Radius R eines Randerfassungsknotens (31A) innerhalb der zu prüfenden Schaltung (20);

eine Prüfeinrichtung (12, 14) mit folgendem Merkmal:

einer Treibereinrichtung (35, 37) zum Anlegen eines ersten vorbestimmten elektrischen Werts an den Satz (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen;

eine Randerfassungseinrichtung (22) zum Durchführen einer Randerfassungsprüfung an der Schaltung (20); und

eine Ausgabeeinrichtung (18) zum Liefern einer Ausgabe, die den Status der Schaltung (20) zwischen dem Randerfassungsknoten (31A) und dem Satz (30G, 30H, 30I) der Schaltungselemente anzeigt.

2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schaltung (20) Randerfassungsschaltungselemente (30A - 30E) und Nicht-Randerfassungsschaltungselemente (30G, 30H, 30I) aufweist, und wobei die Satzeinrichtung (14, 16) eine Einrichtung (14) zum Bereitstellen eines Satzes (30G, 30H, 30I) von zugreifbaren Nicht-Randerfassungsschaltungselementen innerhalb des Radius R des Randerfassungsknotens (31A) aufweist.

3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Satzeinrichtung (14, 16) eine Einrichtung (16) zum Auswählen des Radius R aufweist.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Nicht-Randerfassungsschaltungselemente (30G, 30H, 30I) Anschlußstifte (30G, 30H, 30I) sind, die mit Nicht-Randerfassungsknoten (32A, 32C, 32B) der Schaltung (20) verbunden sind.

5. Vorrichtung gemäß Anspruch 4, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Satzeinrichtung (14, 16) folgende Merkmale aufweist:

eine digitale Speichereinrichtung (16) zum Speichern der X-Y-Positionen von allen Anschlußstiften (30G, 30H, 30I), die mit den Nicht-Randerfassungsknoten (32A, 32C, 32B) der Schaltung (20) verbunden sind; und

eine Digitalprozessoreinrichtung (14), die mit der Speichereinrichtung (16) kommuniziert, zum Bestimmen, welche der Anschlußstifte (30G, 30H, 30I) sich innerhalb eines Radius R des Randerfassungsknotens (31A) befinden.

6. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Radius R ein Abstand ist, der auf die Länge der Lotbrücken auf der Schaltung (20) bezogen ist.

7. Vorrichtunci gemäß Anspruch 1, die ferner durch eine Auflösungseinrichtung (35, 37, 38, 54) zum Bestimmen des Status der Schaltung (20) zwischen dem Randerfassungsknoten (31A) und einem Element (30G) des Satzes (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen gekennzeichnet ist.

8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Auflösungseinrichtung (35, 37, 38, 54) folgende Merkmale aufweist:

eine Einrichtung (54) zum Bewirken, daß die Treibereinrichtung (35, 37) einen zweiten vorbestimmten elektrischen Wert an ein Schaltungselement (30G) in dem Satz (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen anlegt, während der erste vorbestimmte elektrische Wert an die anderen Schaltungselemente (30I, 30H) des Satzes (30G, 30I, 30K) von Schaltungselementen angelegt wird;

eine Einrichtung (54) zum Bewirken, daß die Randerfassungseinrichtung (22) eine zweite Randerfassungsprüfung an der Schaltung (20) durchführt; und

eine Vergleichseinrichtung (54) zum Anzeigen, ob sich die Ergebnisse der ersten Randerfassungsprüfung von den Ergebnissen der zweiten Randerfassungsprüfung unterscheiden.

9. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste vorbestimmte elektrische Wert eine logische Null-Spannung ist.

10. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Prüfeinrichtung (12, 14) ferner folgende Merkmale aufweist:

eine Takteinrichtung (56) zum Zählen der Zeit;

eine Leistungsquelleneinrichtung (40) zum Anlegen von Leistung an die Schaltung;

eine Takteinleitungseinrichtung (54) zum Einleiten des Zählens der Takteinrichtung bei dem Anlegen von Leistung an die Schaltung;

eine Zeitgrenzeinrichtung (14, 54) zum Liefern einer Prüfzeitgrenze, die der Zeit entspricht, für die ein Kurzschluß durch die Schaltung toleriert werden kann; und

eine Leistungsunterbrechungseinrichtung (54, 34), die mit der Takteinrichtung (56) kommuniziert, zum Abschalten der Leistung an die Schaltung (20), wenn die seit dem Anlegen der Leistung an die Schaltung (20) verstrichene Zeit die Prüfzeitgrenze überschreitet.

11. Ein Verfahren zum Randerfassungsprüfen einer Schaltung (20), die mindestens eine Randerfassungskomponente (22) mit mindestens einem Randerfassungsknoten (31A) aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Bereitstellen eines Satzes (30G, 30H, 30I) von Schaltungselernenten innerhalb eines Radius R eines Randerfassungsknotens (31A) in der Schaltung (20), die zu prüfen ist;

Anlegen eines ersten vorbestimmten elektrischen Werts von einer Treibereinrichtung (35, 37) in einer Prüfeinrichtung (12, 14) an den Satz (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen;

Durchführen einer Randerfassungsprüfung (12) in einer Prüfeinrichtung (12, 14) auf der Schaltung (20); und

Liefern einer Ausgabe von einer Ausgabeeinrichtung (18) in einer Prüfeinrichtung (12, 14), die den Status der Schaltung (20) zwischen dem Randerfassungsknoten (31A) und dem Satz (30G, 30H, 30I) von Schaltungselementen anzeigt.