NL8401925A - Digitale ketentestinrichting. - Google Patents

Description

* Λ f ψ \ * VO 6226

Digitale ketentestinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een digitale ketentestinrichting.

Een digitale keten is een inrichting voor het verschaffen van voorafbepaalde digitale uitgangssignalen in responsie op digitale in-5 gangssignalen. Een dergelijke digitale keten heeft meer in het bijzon der de vorm van óf een digitale geheugenketen óf een digitale logische keten. Heer in het bijzonder is een digitale geheugenketen een inrichting voor het opslaan van digitale informatie in verschillende geheugenelementen, waartoe toegang kan worden verkregen voor uitlezing in 10 responsie op geheugenadressignalen. Bij een vrij toegankelijke geheu-genketen kan de opgeslagen informatie in een willekeurig geheugen-element overeenkomstig vooraf geregistreerde nieuwe informatie door elektrische organen worden gewijzigd, üi een dode geheugenketen kan de opgeslagen informatie niet door elektrische middelen omkeerbaar worden e 15 gewijzigd.

Anderzijds is een digitale logische keten een inrichting, welke men meer in het bijzonder vindt ineen informatie-verwerkend stelsel, om digitale ingangsinformatie tot digitale uitgangsinformatie te verwerken overeenkomstig voorgeschreven logische berekeningsregels.

20 Dergelijke logische ketens kunnen in het algemeen worden ondergebracht in twee klassen, sequentieel en combinationeel. Sequentiële logische ketens bevatten geklokte geheugenelementen (of geklokte registers) en voeren hun voorgeschreven logische functies of berekeningen uit in synchronisms met een uitwendige klok, die aan de geheugenelementen van de 25 ketens een besturingstempering toevoert. Combinationsle logische ketens bezitten, geen:geheugenelementen en vereisen geen geklokte temperings-besturing ofschoon normaliter nieuwe informatie als ingangssignaal een combinationele logische keten binnentreedt bij elke nieuwe periode van een klok, welke de werking van sequentiële logische ketens in hetzelf-30 de informatie-verwerkende stelsel bestuurt. Derhalve voert in elk geval tijdens elke periode van de klok een logische keten voorgeschreven berekeningen bij de digitale informatie overeenkomstig voorgeschreven regels uit. De ingangs- en uitgangsinformatie voor een bepaalde periode van de klok heeft elk de vorm van een ingangs- en een uitgangsgroep 8401925 ï ï -2- van bits, gewoonlijk een ingangswoord respectievelijk een uitgangs-woord genoemd. De uitgangsinformatie van een bepaalde periode kan overeenkomen. met het gewenste resultaat van de verwerking van de ingangs-informatie van die periode (combinationele logica) en/of van een eer-5 dere periode of perioden (sequentiële logica).

Vervaardigd door gebruikelijke methoden kan een logische keten evenwel ongewenste logische fouten vertonen, dat wil zeggen afwijkingen van sommige van de werkelijke uitgangsinformatiewoorden ten opzichte van het gewenste uitgangssignaal als voorgeschreven door de transfor-10 matieregels, veroorzaakt door een onvolmaaktheid (of onvolmaaktheden) in de keten, zoals een blijven steken (een transistor, welke op een onjuiste wijze steeds is ingeschakeld of steeds is uitgeschakeld onafhankelijk van het ingangssignaal).

Een testbenadering, waarbij geen speciaal ontwerp, van de lo-15 gische keten zelf nodig is om het testen te vereenvoudigen, omvat het op een eenvoudige wijze toevoeren van een reeks van vele voorafbepaalde ingangswoorden (testvectoren) en het vergelijken van het uit-gangsresponsiewoord van de logische keten voor elk van deze ingangs— woorden met een overeenkomstig te verwachten foutvrij woord. Een even-20 tuele discrepantie tussen een willekeurige bit van een dergelijk uit-gangsresponsiewoord en de overeenkomstige bit van het overeenkomstige verwachte woord geeft de aanwezigheid aan van ten minste één logische fout in de logische keten. Een groot-bezwaar van deze benadering is gelegen in de extra kosten van de vereiste extra onderdelen en de 25 extra bedrijfstijd, welke nodig is voor het opwekken en opslaan van de vereiste testvectoren en het sequentieel daarvan toevoeren aan de logische keten, evenals de extra kosten in bedrijfstijd, welke nodig zijn om elk van de uitgangswoorden sequentieel met het overeenkomstige woord van de verwachte woorden te vergelijken. Het laatste bezwaar is 30 bijzonder ernstig aangezien het vereiste aantal van dergelijke testvectoren meer in het bijzonder van de orde van honderden of duizenden is ten einde een redelijk grote waarschijnlijkheid (meer in het bijzonder van ten minste 80%) van het detecteren van een fout in de logische keten te verzekeren dat wil zeggen een redelijk goede foutdetectie te 35 verzekeren.

8401925 « i -3-

Totnutoe zijn derhalve verschillende benaderingen voorgesteld om logische ketens zelf op een speciale wijze zodanig te ontwerpen, dat het testen voor het detecteren van de aanwezigheid van logische fouten daarin wordt vereenvoudigd. In het algemeen omvatten deze benaderingen het 5 zodanig ontwerpen van de keten, dat een betrekkelijk groot aantal inwendige ketenknooppunten direkt toegankelijk wordt gemaakt voor het . testen, terwijl slechts een paar, soms geen, extra uitwendige toegangs-klemmen of -pennen aan de keten behoeven te worden toegevoegd, zoals bijvoorbeeld meer gedetailleerd is toegelicht in het Amerikaanse oc-10 trooischrift 4.320.509.

Meer in het bijzonder vindt men in het Amerikaanse octrooi-schrift 3.783.254 een logische keten, welke in een testmodus kan worden gebracht, waarin alle grendelinrichtingen, behorende bij gekozen inwendige knooppunten, zijn geconfigureerd tot één of meer serie-15 schuifregisters waaruit informatie in serie uit de grendelketens kan worden verschoven voor uit lezing en vergelijking met de verwachte fout-vrije responsie. Een groot bezwaar van deze benadering is, dat de keten niet bij de volle beoogde bedrijfssnelheid wordt getest, zodat hoogfrequentie- (wisseIsstroomr;)fouten niet kunnen worden gedetecteerd.

20 Voorts is het testen bij deze benadering op een ongewenste wijze tijdrovend gezien de noodzaak om een betrekkelijk lange uitgangsbitstroom op een bit-voor-bitbasis te onderzoeken.

Een andere illustratieve benadering voor het verbeteren van het testvermogen omvat het opwekken van een herkenningswoord met een 25 lengte van één of meer bits door het nemen van steekproeven van de pariteitssignalen, welke aanwezig zijn in één of meer bepaalde inwendige knooppunten op verschillende tijdstippen tijdens het bedrijf en het rekenkundig optellen van de pariteitssignalen voor elk knooppunt ten einde een naar de tijd gecomprimeerde pariteitsbit voor elk knooppunt 30 te vormen. Een dergelijke benadering is bijvoorbeeld beschreven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 4.320.509. Een eventuele discrepantie tussen het resulterende herkenningswoord, gevormd door de reeks van dergelijke gecomprimeerde pariteitsbits voor elk knooppunt en het verwachte foutvrije herkenningswoord levert de gewenste fout-35 informatie betreffende de gegevens in elk van de inwendige knooppunten.

8401925 -4- t i

Grote bezwaren van deze benadering zijn, dat een ongewenst groot aantal extra toegangsklemmen nodig is en dat het testen van de extra testschakeling zelf op eigen fouten niet op een eenvoudige wijze kan plaatsvinden.

5 Bovendien doen soortgelijke en verdere problemen zich voor bij het testen van digitale geheugenketens. Bij dergelijke geheugenketens kunnen in het algemeen patroon-afhankelijke fouten optreden dat wil zeggen, dat een fout in een bepaald opzamelelement al dan niet optreedt in afhankelijkheid van het instantane patroon van informatie, 10 dat dan in andere elementen van het geheugen is opgeslagen. Derhalve brengt het testen van geheugenketens op fouten in het algemeen een probleem met zich mede,· dat van een nog1 grotere complexheid is dan het testen op fouten bij logische ketens met soortgelijke afmetingen.

Het is derhalve gewenst:te beschikken over een middel voor een 15 redelijk goede foutdetectie van een digitale keten, waarbij zich de problemen van de standdaardtechniek zich niet voordoen.

Dit wórdt •volgens de uitvinding verkregen doordat wordt voorzien in een digitale keten met een eerste aantal ingangsklemmen voor het ontvangen van digitale ingangssignalen bij de digitale keten tij— 20 dens elke ketenbedrijfsperiode en een tweede aantal uitgangsklemmen voor het leveren van digitale uitgangssignalen uit de digitale keten gedurende elk van dergelijke perioden, en ingangs-multiplexorganen, welke dienen voor het ontvangen van zowel normale digitale ingangssignalen als de uitgangssignalen en het aan de ingangsklemmen van 25 de digitale keten toevoeren van de normale ingangssignalen tijdens elke periode van een normale ketenwerking en het aan de ingangsklemmen van de digitale keten toevoeren van de uitgangssignalen tijdens opeenvolgende perioden van een testwerking met een aantal perioden voor het detecteren van fouten in de digitale keten.

30 De uitvinding is gebaseerd op het inzicht, dat een redelijk goede foutdetectiewaarschijnlijkheid ("foutbestrijking") voor een digitale keten, zoals een logische digitale keten kan worden verkregen door terugkoppelorganen voor het uitvoeren van een testwerking van een aantal perioden (meer in het bijzonder ongeveer 250 van dergelijke 35 perioden voor een logische vermenigvuldigketen, welke in staat is om een paar getallen van 16 bits te vermenigvuldigen) gedurende welke het 8401925 * % -5- digitale-ketenuitgangssignaal voor elke periode wordt teruggevoerd als het digitale-keteningangssignaal voor de volgende periode. Tijdens de initiële perioden van de testwerking is het ingangssignaal voor de digitale keten een voorafbepaald woord en tijdens de eindperiode van 5 de testhandeling wordt uitgangswoord van de digitale keten vergeleken met het voorafbepaalde verwachte (fout-vrije) uitgangswoord. Een eventuele discrepantie tussen een willekeurige bit van het uitgangswoord van de digitale keten tijdens de eindperiode van de testhandeling en de overeenkomstige bit van het verwachte uitgangswoord geeft 10 ten minste één fout in de digitale keten aan. De digitale keten kan de vorm hebben van óf een geheugenketen Öf een logische keten.

Derhalve wordt bij een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding een digitale keten met informatie-ingangsklemmen voor het ontvangen van ingangsinformatiewoorden en informatie-uitgangsklemmen voor het 15 leveren van ui tgangs informat iewoorden, voorzien van een ingangsmulti-plexinrichting, die tijdens elke normale bedrijfscyclus het mogelijk maakt, dat een normaal informatie-ingangswoord als ingangssignaal aan de informatie-ingangsklemmen van de digitale keten wordt toegevoerd en welke gedurende de initiële periode (of perioden) van een test-20 werking het mogelijk maakt, dat een voor afbepaald te s t ingangs-infor-matiewoord (of -woorden) als ingangssignaal aan de informatieingangs-klemmen van de digitale keten wordt toegevoerd, waarbij de ingangs-multiplexinrichting via een terugkoppelinformatieprocessor met de informatie-uitgangsklemmen van de digitale keten zodanig is verbonden, 25 dat tijdens de testwerking doch na de bovengenoemde initiële perioden uitgangsinformatie, welke door de informatie-uitgangsklemmen van de digitale keten wordt geleverd, via de terugkoppelprocessor als test-ingangsinformatie naar de informatie-ingangsklemmen van de digitale keten wordt teruggevoerd. Bij voorkeur is verder een herkenningsdetec-30 tor aanwezig, welke dient voor het ontvangen en detecteren van het uitgangsinformatiewoord van de digitale keten en het gedurende een vooraf bepaalde periode van de testwerking vergelijken van elk bit van de uitgangswoordinformatie van de digitale keten met een overeenkomstige bit van de verwachte uitgangsinf ormatie, waarbij de herken-35 ningsdetector een bevestigings-herkenningsdetectoruitgangssignaal opwekt indien en slechts indien elke bit van het uitgangsinformatie- 8401925 i » -6- woord van de digitale keten tijdens de voorafbepaalde periode van de testwerking gelijk is aan de overeenkomstige bit van het voorafbepaalde verwachte uitgangsinformatiewoord.

Bij een bepaalde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft 5 de logische keten de vorm van een logische vermenigvuldigketen voor het berekenen van het rekenkundige produkt van twee binaire ingangs-getallen, elk in de vorm van een ingangswoord met n-bits en in binaire 2-coraplementnotatie het respectieve binaire ingangsgetal voorstellend. Met "2 — complement” wordt bedoeld, dat de meest significante bit een 10 gewicht van -2n~* in plaats van 2n“* soals bij de gebruikelijke binaire notatie heeft en de resterende bits hetzelfde gewicht als bij de· gebruikelijke binaire notatie hebben. De vermenigvuldigketen bezit een aantal uitgangsklemmen, n in aantal; dat wil zeggen, dat elk uit-gangswoord n-bits omvat. De vermenigvuldigketen bezit ook een ander 15 aantal (2n + l)-ingangsklemmen: één stel van n-ingangsklemmen voor het ontvangen van één van de binaire getallen (vermenigvuldigtal) als ingangsinformatie, een ander stel van n-ingangsklemmen voor het ontvangen van het andere van de binaire getallen (vermenigvuldiger) als ingangsinformatie, en één ingangsbesturingsklem voor het ontvangen van 20 een besturingssignaal van hoge orde. Dit besturingssignaal van hoge orde kiest voor levering bij de uitgangsklemmen van de vermenigvuldigketen tussen de eerste (meest significante) n-bits en de tweede (minst significante) n-bits van het rekenkundige produkt in de binaire 2-com-plementnotatie, zoals berekend door de logische vermenigvuldigketen.

25 Et is een ingangsmultiplexinrichting aanwezig om aan de logische keten ingangsingangsinformatie toe te voeren, zodat tijdens de normale bere-keningshandeling van de vermenigvuldigketen de ene groep van ingangs-klemmen van de vermenigvuldigketen uit de primaire ingangen van het plaatje één van de binaire getallen ontvangt, de andere groep het 30 andere van de binaire getallen ontvangt, en de ene ingangsbesturingsklem het besturingssignaal van hoge orde ontvangt. De ingangsmultiplexinrichting is verder zodanig ingericht, dat tijdens een testwerking van een aantal perioden (meer in het bijzonder ongeveer in aantal gelijk aan het aantal testvectoren, dat nodig zou zijn voor dezelfde 35 foutdetectiewaarschijnlijkheid) van de vermenigvuldigketen, de n-bits van het uitgangssignaal van de vermenigvuldigketen tijdens elke periode 8401925 r « -7- met een voorafbepaalde uitwaaiering wordt teruggevoerd voor het verkrijgen van de 2n + 1-bits van het ingangssignaal van de keten bij de volgende periode. Gedurende de initiële eerste drie perioden van de testwerking wordt evenwel een voorafbepaald ingangswoord via de multi- 5 plexinrichting aan de 2n + 1-ingangsklemmen van de vermenigvuldigketen.

Jc toegevoerd. Na ongeveer 2 -perioden voert de testhandeling de eind-cyclus daarvan uit, en dan wordt een herkenningsdetector in werking gesteld door een teller van de perioden, waardoor het uitgangswoord van de logische keten op dat moment bit voor bit wordt vergeleken met 10 het juiste uitgangswoord dat wil zeggen de verwachte foutvrije waarde van het gewenste rekenkundige produkt (van het vermenigvuldigtal en de vermenigvuldiger) in binaire notatie. Indien en slechts indien elke bit van het uitgangswoord van de logische keten dan overeenkomt met de overeenkomstige bit van het verwachte woord, wordt een bevestigend 15 herkenningsdetectoruitgangssignaal (van één bit) dan aan een uitgangs-grendelinrichting toegevoerd om de afwezigheid van de detectie van eventuele logische fouten in de vermenigvuldigketen en derhalve de waarschijnlijke werkelijke afwezigheid van dergelijke fouten aan te geven. De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder 20 verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een schema, van een logische vermenigvuldigketen met testorganen overeenkomstig een bepaalde uitvoeringsvorm volgens de uitvinding; fig. 2 een schema van een illustratieve uitvoeringsvorm van 25 een ingangsmultiplexinrichting, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding; fig. 3 een schema van een illustratieve uitvoeringsvorm van een herkenningsdetector, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding; 30 fig. 4 een schema van een illustratieve uitvoeringsvorm van een uitgangsgrendelinrichting, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding; fig. 5 een schema van een terugkoppelprocessor, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding; 35 fig. 6 een schema van een andere terugkoppelprocessor, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding; en 8401925 4 -8- fig. 7 een schema van weer een andere terugkoppelprocessor, welke van nut is bij het toepassen van de uitvinding.

Zoals aangegeven in fig. 1, omvat een vermenigvuldigketen met testorganen overeenkomstig een: bepaalde uitvoeringsvorm volgens de 5 uitvinding een logische vermenigvuldigketen 100 voorzien van een klok-generator 110/ een ingangsmultiplexinrichting 200, terugkoppelproces-sororganen 210/ een. binaire teller 300 met acht trappen, een herken-ningsdetector 400 en een uitgangsgrendelinrichting 500. De multiplex-inrichting 200 kiest in responsie op een binair testhandelingscommando-10 signaal Tr voor toevoer aan de ingangsklemmen HO, X en Y van de vermenigvuldigketen 100 bijvoorbeeld tussen de ingangen ho en hol respectieve ingangssignalen x en x.' en y en y', zoals later meer volledig zal worden beschreven. De logische vermenigvuldigketen 100 is bestemd om een ingangssignaal bij eerste en tweede groepen van informatie-15 ingangsklemmen X resp. Y te ontvangen. Een uitwendige klokpulsreeks Φ drijft een klokgenerator 110 aan, welke niet-overlappende faseklok-reeksen φ^ en φ^. in responsie op het uitwendige kloksignaal Φ levert, ten einde de tempering van de werking van de logische keten 100/ zoals op zichzelf bekend/ te besturen.

20 Ter illustratie bezit de logische vermenigvuldigketen 100 zestien ingangsklemmen in de eerste groep X en zestien ingangsklemmen in de tweede groep Y. Gedurende elke (klok)bedrijfsperiode ontvangt de eerste groep van ingangsklemmen X - (Xq, X^, ____X^) een eerste ingangsinformatiewoord x = (Xq, x^, x^r...x^) en ontvangt de tweede 25 groep van ingangsklemmen Y = (Yq, Υ^,...Υ^) een tweede ingangsinformatiewoord y = (γ^, y^,. ^2'" ^15) * Dat zeggen., dat de ingangs-klem Xq Xq ontvangt; X^ ontvangt x^,...; X^ ontvangt x^; Yq ontvangt y0; Yr ontvangt y^,... ; en Y^ ontvangt y^. Deze beide woorden, x en y, bevatten derhalve elk zestien bits, en elk woord kan worden beschouwd 30 als een getal van zestien cijfers in binaire notatie voor te stellen -bij voorkeur in 2-coraplementvorm voor het voorstellen van positieve en negatieve getallen, zoals op zichzelf bekend is.

Het doel van de vermenigvuldigketen 100 is het tijdens het normale bedrijf verschaffen van een uitgangswoord z = (Zq, z^, ζ^,.-.ζ^^), 35 dat in binaire notatie in 2-complementvorm het rekenkundige produkt z = xy van de eerste en tweede ingangswoorden, beschouwd als binaire 3401925 -9— » getallen van zestien cijfers, voorstelt* Het eerste ingangswoord x is derhalve het "vermenigvuldigtal"; en het tweede y, de "vermenigvuldiger".

Er zijn evenwel slechts zestien uitgangsklemmen Z, zodat de vermenig-vuldigketen 100 een uitgangswoord z met een lengte van slechts zestien 5 bits kan leveren, dat wil zeggen een getal in binaire notatie, dat slechts zestien cijfers bevat. Derhalve kan, aangezien het rekenkundige produkt z (in 2-complementvorm) eenendertig cijfers omvat, z = (Zq, z^, z^,.*-23qJ ket uitgangssignaal z op een bepaald moment slechts een (half) gedeelte van het gewenste rekenkundige produkt voor— 10 stellen* Derhalve bevat de vermenigvuldigketen 100 een kiesingangs- klem HO van hoge orde, welke bestemd, is om een kiessignaal ho van hoge orde te ontvangen, zodat wanneer bijvoorbeeld een binaire 0 door deze klem 50 wordt ontvangen, het uitgangswoord z de zestien meest significante bits van het rekenkundige produkt z = xy (waarbij z^5 = z^q, 15 de tekenbit) weergeeft? en wanneer door HO een binaire 1 wordt ontvangen het uitgangswoord z de vijftien minst significante bits van het produkt z * xy weergeeft (behoudens dat weer z^ = z^q). Voor testdoeleinden wordt, als aangegeven in fig. 1, de keten 100 voorzien van de ingangsmultiplexinrichting 200 (fig* 2), de uitwaaierterugkoppe1- 20 organen 210, de binaire teller 300 met acht trappen, welke telt tot 8—1 255 (= 2 ), de herkenningsdetector 400 (fig. 3) en de uitgangs- grendelketen 500 (fig. 4) - alle reagerend op het binaire testwerkings-commandosignaal T. Wanneer ΊΓ = 1 dat wil zeggen de logische binaire waarde HOOG, voert het in fig. 1 weergegeven stelsel normale beörij fs-25 perioden uit? wanneer T * 0, een logische LCW, voert het stelsel test-handelingsperioden uit, zoals later meer uitvoerig zal worden toegelicht.

Het is duidelijk, dat de logische keten 100 - tezamen met een multiplexinrichting 200, de tarugkoppelorganen 210, de teller 300, de 30 herkenningsdetector 400 en de uitgangsgrendelinrichting 500 - alle de vorm kunnen hebben van halfgeleiderketens, die in een enkel plaatje van half geleidend silicium zijn geïntegreerd. Gedurende het normale bedrijf (T * 1) levert de ingangsmultiplexinrichting 200 aan de in-gangsklemmen HO, X en Y van de vermenigvuldigketen 100 respectievelijk 35 een binair ingangskiessignaal ho van hoge orde, het eerste ingangs- informatiewoord x en het tweede ingangsinformatiewoord y, De uitgangs- 8401925 -10- klemmen Z leveren dan een uitgangswoord z, dat representatief is voor het produkt xy, aan (niet afgeheelde) verbruiksorganen. Tijdens deze normale werking vervult de teller 300 geen telfunctie.

Tijdens elke periode van de testwerking (T =* 0) levert de 5 ingangsmultiplexinrichting 200 - aan de ingangsklemmen HO, X en Y -terugkoppelinformatie ho'/ x' en y', welke is af genomen uit de uit-gangsinformatie z * (zQ, z^,—z^), zoals ontvangen uit de uitgangs—· klemmen Z, via de uitwaaièrterugkoppelorganen 210 overeenkomstig de onderstaande tabel: 10 Uitgangssignaal Terugkoppeling naar ...

____________________ ingangsklem (men) ...

*0 H0' *7' Y13 Z1 *2' Y11 Z2 X12' Y3 15 Zj XQ, Y5 Z4 X4' Y12 xiar Y6 %' Y2 z7 Y9r Yio 20 Zg X3r ÏJ- Z9 ’ X13' Y8 Z10 Xll' Y7 ZU X6r Y4 Z12 V Y14

25 *13 X14' YQ

Z14 X9' Y15 Z15 X5

Derhalve is zQ - hof = x'7 » y'13, z1 = x'2 * y^***·/ zi$ = x’5' waarbij de van een accent voorziene variabelen terugkoppelsignalen 30 vanuit de uitgangs klemmen Z van de vermenigvuldigketen 100 aangeven. Tijdens de testwerking levert derhalve de multiplexinrichting 200 ho1' aan de ingangsklem HO van de vermenigvuldiger, x' aan X, en y' aan Y, dat wil zeggen x‘g aan Xq, x1^ aan x^,..., x^g aan X^g, y'Q aan YQ, yaan Y^,..., en y' ^g aan Y^g. Derhalve kunnen de terugkoppelpro-35 cessororganen 210, als weergegeven in fig. 5, eenvoudig de vorm hebben van een uitwaaierbedrading, met een uitwaaiering van één op twee 8401925 ψ -11- (behoudens een waarde van één op drie voor Zq en z^ en één op één voor z^g). Derhalve is de ingangsinformatie voor HO, X en Y tijdens elke testhandelingsperiode (behalve tijdens de initiële drie perioden) een uitwaaieringsrepresentatie, overeenkomstig de tabel, van de uitgangs-5 informatie z van de onmiddellijk voorafgaande testperiode.

Voor de initiële drie perioden van de testhandeling levert de ingangsmultiplexinrichting 200 aan de ingangsklemmen HO, X en Y een vooraf gekozen inleidingsingangswoord, ter illustratie ho =0, x = (0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, O, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1) en y — (0, 1, 1', 1, 1, 0, 10 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, Q, 1, 0), zoals later meer gedetailleerd zal wor den toegelicht. Dit inleidingswoord en de bepaalde terugkoppeluitwaaie-ringen, als aangegeven in de bovenstaande tabel, zijn door proeven verkregen en blijken te voorzien in een goede foutdetectie (over 95%) tijdens de testhandeling (van 255 perioden) welke wordt beschreven.

15 Na de initiële drie perioden van de testwerking, leverden de terugkoppelorganen 210 een uitwaaieringsrepresentatie van het uitgangswoord z van de onmiddellijk voorafgaande periode aan de ingangsmultiplexinrichting 200, welke op zijn beurt deze uitwaaieringsrepresentatie aan de ingangsklemmen HO, X en Y toevoert. Ondertussen telt de 20 teller met acht trappen in responsie op het testwerkingscommando- Ö signaal T * 0 het aantal van deze testperioden tot 2 - 1 = 255 perioden en levert dan een inschakeltelleruitgangssignaal (C = 1) aan de herkenningsdetector 400. In responsie op dit inschakelsignaal vergelijkt de herkenningsdetector elke bit van het uitgangswoord z met 16 25 bits van de laatste (255ste) testhandelingsperiode met de overeenkomstige verwachte (fout-vrije) waarde, welke bijvoorbeeld wordt bepaald door simulatie bij de logische simulator, welke eerder is toegepast voor het ontwerpen en testen van de logische vermenigvuldigketen.

Indien en slechts indien dan geen discrepantie aanwezig blijkt te zijn 30 - dat wil zeggen indien elke bit van het uitgangswoord z overeenkomt met de overeenkomstige bit van het verwachte uitgangswoord - levert de herkenningsdetector 400 een fcevestigings- (gepulseerd) herkenningsdetec-toruitgangssignaal S = 1 aan de grendelketen 500; in alle andere gevallen is S * 0. De grendelinrichting 500 levert dan een bevestigend test-35 resultaatsignaal R = 1, dat blijft bestaan zolang als het testcommando-signaal T blijft overeenkomen met de testwerking (T * 0). Wanneer de 8401925 -12- normale werking wordt hervat (T = 1) wordt de grendelketen 500. teruggesteld, zodat het testresultaatsignaal R teruggaat naar R = 0 en de teller 300 tevens op 0 wordt teruggesteld.

Er wordt op gewezen, dat slechts twee extra ingangs/uitgangs-5 pennen - steeds één voor T en R - nodig zijn om dit. zelftestschema te realiseren.

Ofschoon de keuze van de terugkoppeluitwaaiering en het inlei-dingsingangswoord door proeven dient te geschieden,. - zijn een paar algemene principes beschikbaar om het kiesproces te leiden. De terug-10 koppeling dient zodanig te worden gekozen, dat tijdens de testhande-lingsperioden de uitgangswoorden z niet worden herhaald en zodanig, dat. tijdens testperioden de reeks bits van elk xy-produktwoord in hoofdzaak niet is gecorreleerd met de reeks bits in het uitgangswoord, z, dat dit produkt xy door terugkoppeling heeft gevormd.

15 Het. is door rekeninrichtingssimulatie gebleken, dat wanneer de vermenigvuldigketen volgens de uitvinding wordt getest onder gebruik van een bepaald aantal perioden van een testwerking, het resulterende fautdetectiegebied bij benadering hetzelfde is als het gebied, dat kan worden verkregen bij hetzelfde bepaalde aantal willekeurig op-20 gewekte testvectoren bij de bekende inrichtingen; de uitvinding heeft evenwel het voordeel, dat minder onderdelen en/of minder· tijd voor het testen nodig zijn. Bovendien kan aangezien de testwerking volgens de uitvinding met dezelfde bedrijfssnelheid kan worden uitgevoerd als die van de normale ketenwerking, het testen volgens de uitvinding ook lei-25: den tot de detectie van dynamische fouten (dat wil zeggen fouten, welke slechts optreden bij snelheden, die ten minste even groot zijn als die van de normale werking) evenals statische fouten.

Het iniëiden en uitvoeren van de testwerking kan als volgt plaatsvinden: eerst wordt de klokreeks Φ bij de lage waarde daarvan 30 beëindigd; daarna wordt ho * 0 ingesteld, dat wil zeggen dat HO op aardpotentiaal wordt ingesteld. Vervolgens worden x^, χ^,.,.χ^ en y , op hun voorafbepaalde inleidingswaarden ingesteld.

Daarna wordt T = 1 ingesteld. Op dit moment is indien R = 1 de test-keten zelf foutief en dient de test te worden beëindigd. Indien daarna 35 R = 0 worden vervolgens drie of meer overgangen van laag naar hoog aan de klokgenerator 110 toegevoerd om alle inwendige registers van de 8401925 -13- vermenigvuldigketen in te leiden. Vervolgens wordt de klok Φ uitgeschakeld,, 7 = 0 ingesteld en daarna de klok Φ ingeschakeld, zodat testhandelingsperioden automatisch door de logische keten 100 worden uitgevoerd. Na 255 perioden van de klok Φ, gerekend vanaf het tijd-5 stip waarop T op 0 werd ingesteld, dient het uitgangssignaal R (dat op R = 0 werd teruggesteld op het moment dat 7=1) naar R = 1 te gaan indien de keten op juiste wijze werkt.

Fig. 2 toont een illustratieve uitvoeringsvorm van de ingangs-multiplexinrichting 200. Deze multiplexinrichting is bij voorkeur 10 volgens MOS (metaaloxydehalfgeleider)-technologie opgebouwd en omvat onderling parallelle schakeltransistoren en om ingangsinformatie aan de klem HO toe te voeren, en voor het toevoeren van ingangssignalen aan de klemmen Xg enz. De poortelektroden van de transis-toren M^ en Mg dienen voor het ontvangen van het testcommandosignaal 15 7, terwijl de poortelektroden van Mg en bestemd zijn voor het ont vangen van het logische complement van 7 via een invertor I. Wanneer derhalve 7 = 0, zijn M^ en Mg uitgeschakeld, terwijl Mg en zijn in— geschakeld? en wanneer 7=1 zijn en Mg ingeschakeld, terwijl Mg en M4 zijn uitgeschakeld. Wanneer derhalve 7 = 0 wordt het signaal Zg 20 door de multiplexinrichting 200 aan de klem Ξ0 en het signaal Zj aan de klem XQ toegevoerd; en wanneer 7 = 1 wordt het signaal ho aan de klem HO en het signaal Xg asui Xg toegevoerd.

Fig. 3 toont een illustratieve uitvoeringsvorm van de herken-ningsdetector 300. Deze detector omvat een.EN-poort & met 17 ingangs-25 klemmen. Aan één van de 17 ingangsklemmen van deze poort wordt het inschakelsignaal C uit de teller toegevoerd, aan elk van een viertal verdere klemmen van de 17 ingangsklemmen worden de uitgangssignalen Zg, z4, z^ en zJ3 uit de logische keten 1Q0 via een invertorstelsel I* toegevoerd, zodat het logische complement van elk van de signalen 30 Zg, z4, z^ en daardoor aan een afzonderlijke klem van elk van de vier klemmen wordt toegevoerd, en wordt aan elk van de resterende twaalf ingangsklemmen van de EN-poort A een afzonderlijk uitgangssignaal van de resterende twaalf uitgangssignalen (z , zn, z , z_, z , z , Zg, Zg, z^g, z^2» Zi^· Zis^ logische keten 100 toegevoerd.

35 Derhalve zal indien en slechts indien C = 1 en tegelijkertijd het woord z = (Zg, z^,...z^g) gelijk is aan de verwachte fout-vrije waarde 8401925 -14- (0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 1, 1) het uitgangssignaal S van de EN-poort A gelijk aan 1 zijn, terwijl in alle andere gevallen S = 0- Derhalve werkt de in fig. 3 af geheelde detector 300 als de gewenste herkenningsdetector.

5 Fig. 4 toont een illustratieve uitvoeringsvorm van een logisch schema van de grendelinrichting 500. Deze grendelinrichting omvat een paar kruislings gekoppelde NOF-poorten en N^- Het testcommando-signaal T wordt als een ingangssignaal aan toegevoerd en het her— kenningsuitgangssignaal S wordt als een ingangssignaal aan Nj toege-10 voerd. Het testresultaatuitgangssignaal R van de grendelinrichting 500 gaat van een logische lage waarde (R = 0) naar een logische hoge waarde (R = 1) over wanneer en slechts wanneer S hoog wordt op het tijdstip, waarop Γ laag is (S = 1, terwijl T * 0) en daarna blijft dit testresultaatsignaal R hoog (R = 1) nadat S teruggaat naar de logische 15 lage waarde (S = 0) gedurende een periode waarin T laag blijft (T = 0) ? wanneer echter T hoog wordt (T = 1), wordt het testresultaatsignaal R laag (R = 0).. Derhalve kan. slechts gedurende een testwerking (T = 0) de grendelinrichting 500 hoog worden (R = 1) dat wil zeggen, dat wanneer ' S hoog wordt, en het testresultaat R. van de grendelinrichting 500 20' blijft hoog (R = L) gedurende de gehele, rest van de testwerking onafhankelijk van verdere veranderingen in S, juist zoals gewenst is voor het vergrendelen van het uitgangsherkenningssignaal S van de herkenningsdetector 400.

Opgemerkt wordt, dat het eenvoudige uitwaaieringstype van de 25 terugkoppelprocessororganen 210, weergegeven in fig.. 5, de eigenschap heeft, dat twee (of meer) uitgangssignalen van de processor onderling gelijk zullen zijn over de gehele testwerking. Over de· gehele testwerking worden derhalve beperkingen opgelegd aan de uitgangssignalen, die door de ingangsmultiplexinrichting 200 als ingangssignalen aan de 30 logische vermenigvuldigketen 100. worden toegevoerd te weten hor = = y' x.'£ = yj^, enz. Dergelijke beperkingen, die aan de ingangs signalen worden opgelegd, kunnen een ongewenste beperking opleggen aan de testwerking. Om dergelijke beperkingen te vermijden, kan gebruik worden gemaakt van andere terugkoppelprocessororganen 610 en 710, welke 35 respectievelijk in de fig. 6 en 7 zijn afgebeeld. De resulterende terugkoppelingen zijn niet langer in overeenstemming met de bovenstaande 8401925 -15- tabel. Meer in het. bijzonder wordt bij de terugkoppelprocessororganen 610 (fig. 6) gebruik gemaakt van OF-poorten 611, 612, 613...624 om de beperkingen te elimineren doordat identiteiten worden opgeheven en ongelijkheden worden geïntroduceerd in de signalen tussen h'g, x'^ en 5 y*i3' tussen x*2 en tussen x^ en y'^ enz. Bij voorkeur zijn de OF-poorten zodanig ingericht, dat geen van de z^ aan meer dan drie van dergelijke OF-poorten wordt toegevoerd, waarbij het grootste gedeelte van de z^ aan slechts twee OF-poorten wordt toegevoerd. De terugkoppelprocessororganen 710 (fig. 7) maken in afwijking daarvan gebruik van 10 een lineair terugkoppelschuifregister (geklokte flip-flops FFg, FF^, FFj* enz.) met exclusieve OF-poorten 711, 712, 713, enz. niet slechts om de beperkingen op te heffen doch ook om een pseudo-willekeurigheid van de uitgangssignalen x' en y’ ten opzichte van de ingangssignalen Z te verschaffen.

15 Ofschoon de uitvinding gedetailleerd voor een bepaalde uit voeringsvorm is beschreven zijn verschillende modificaties mogelijk.

Zo kan de logische keten 100 in wezen uit elk type logische keten in plaats van een vermenigvuldiger bestaan, zoals een logische combinatieketen waarbij de terugkoppelbaan, die volgens de uitvinding 20 is toegevoegd, geheugenvertragingselementen bevat, welke meer in het bijzonder de vorm hebben van een lineair terugkoppelschuifregister (fig. 7), om de terugkoppeling te vertragen en een ongewenste ”rond-ren”-toestand te beletten. Bovendien kan de uitvinding ook worden toegepast bij logische volgordeketens met informatie-opslagelementen 25 (registers) e.e.a. zodanig, dat de uitgangsinformatie van een bepaalde periode volledig wordt bepaald door de ingangsinformatie tijdens een constant aantal N van vroegere bedrijfsperioden. In het geval van dergelijke logische ketens geschiedt het inleiden van de informatie-opslagelementen volgens de uitvinding door aan de logische keten één 30 of meer voorafgekozen inleidingswoorden toe te voeren, waarbij één van deze woorden aan de logische keten als ingangssignaal tijdens elk van N + 1 opeenvolgende inleidingsperioden wordt toegevoerd. Het is duidelijk, dat de keuze van het inleidingswoord of de inleidingswoorden, het aantal testperioden en details van de terugkoppelverbindingen bij 35 verschillende logische ketens zullen variëren ten einde een redelijk goede foutdetectie volgens de uitvinding te verkrijgen.

8401925 Λ κ *ν -16-

De uitvinding kan ook met succes worden toegepast voor het testen van een willekeurige digitale keten met ingangen en uitgangen, zoals vrij toegankelijke geheugen en dode geheugens. In het geval van het testen van een dergelijke vrij toegankelijke geheugenketen levert 5 na het inleiden van het geheugen met voorafbepaalde informatie de terugkoppelprocessor-terugkoppelsignalen tijdens een groot aantal opeenvolgende geheugenperioden aan een ingangsmultiplexinrichting, die op zijn beurt signalen aan zowel geheugenadreslijnen (die tijdens het testen als ingangslijnen zijn verbonden) als aan geheugeninformatie-10 ingangslijnen toevoert, op een soortgelijke wijze als bij de ingangslijnen van de bovenbeschreven logische keten. Een dode geheugenketen kan door een soortgelijke inrichting worden getest behalve, dat er dan slechts adreslijnen zijn (die tijdens het testen als ingangslijnen zijn verbonden) doch geen informatie-ingangslijnen aanwezig zijn.

15 8401925

Claims (6)

1. Digitaal ketenteststelsel voorzien van een digitale keten met een eerste aantal ingangsklemmen voor het ontvangen van digitale ingangssignalen bij de digitale keten tijdens elke periode van de ketenwerking en een tweede aantal uitgangsklemmen voor het leveren van 5 digitale uitgangssignalen uit de digitale keten tijdens elk van deze perioden, gekenmerkt door ingangsmultiplexorganen, welke bestemd zijn voor het ontvangen van zowel normale digitale ingangssignalen als de uitgangssignalen en het aan de ingangsklemmen van de digitale keten toevoeren van de normale ingangssignalen tijdens elke periode van de 10 normale ketenwerking en voor het aan de ingangsklemmen van de digitale keten toevoeren van de uitgangssignalen tijdens opeenvolgende perioden van een testwerking met een aantal perioden voor het detecteren van fouten in de digitale keten.

2. Stelsel volgens conclusie 1, gekenmerkt door een herkennings-15 detector, welke dient om de uitgangssignalen van de digitale keten, welke tijdens de eindperiode van de testwerking worden geleverd, te vergelijken en een herkenningsdetectoruitgangssignaai op te wekken, dat indicatief is voor de afwezigheid van een eventuele discrepantie tussen een willekeurige bit van het uitgangssignaal van de digitale 20 keten en de overeenkomstige bit van het verwachte uitgangssignaal bij de testwerking.

3. Stelsel volgens conclusie 2, gekenmerkt door een teller, die met de herkenningsdetector is verbonden, om het aantal perioden tijdens de testwerking te tellen en tijdens de eindperiode van de testwerking 25 een inschakelsignaal aan de herkenningsdetector toe te voeren om de herkenningsdetector in staat te stellen het herkenningsdetectoruitgangs-signaal op te wekken.

4. Stelsel volgens conclusie 3, gekenmerkt door een uitgangs-grendelinrichting, die met de herkenningsdetector is verbonden, om het 30 herkenningsdetectoruitgangssignaal te ontvangen en op te slaan.

4 -17- COHCLOSIES

5. Stelsel volgens conclusie 4, gekenmerkt door terugkoppelpro-cessororganen, die met de uitgangsklemmen van de digitale keten zijn verbonden om uitgangsinformatie uit de informatie-uitgangsklemmen van de digitale keten te ontvangen, de uitgangsinformatie in testingangs- 8401925 w V « >18« U informatie te verwerken, en de testingangsinformatie aan een tweede groep van ingangsklemmen van de ingangsmultiplexorganen toe te voeren.

6. Stelsel volgens conclusie. 1, met het kenmerk, dat de digitale keten een vermenigvuldigketen is voor het leveren van uitgangsinfor-5 matie, welke representatief is voor het rekenkundige produkt van eerste en tweede binaire getallen, welke overeenkomen met een paar numerieke equivalenten van de digitale ingangssignalen, welke door de ingangsklemmen van de vermenigvuldigketen worden ontvangen. 8401925