Сигнатурный анализ. Общая характеристика

Используемая для отыскания неисправностей сигнатура - это число, состоящее их четырех знаков (цифр или букв) 16-ричного кода (несколько видоизмененного).

Сигнатура хотя и условно, но однозначно характеризует работу определенного узла или точки схемы контролируемого устройства.

Примеры сигнатур представлены на рисунке 1.

Рисунок 1.

Сигнатурный анализ сводится к сопоставлению реальной сигнатуры конкретного узла или точки схемы с образцовой сигнатурой этого же узла или точки, указанной в технической документации на это устройство. Несовпадение сигнатур свидетельствует о ненормальном или неправильном функционировании устройства.

Принцип формирования сигнатуры

Для проведения сигнатурного анализа цифровых систем с микропроцессорами необходим испытательный сигнал, представляющий собой двоичную последовательность. Эту последовательность, называемую данными, вырабатывает по специальной диагностической программе микропроцессор, находящихся внутри исследуемого устройства.

Из этой последовательности в свою очередь формируется испытательный сигнал, называемый тест-последовательно тью. Она имеет строго определенную длину, которая зависит от числа бит, заключенных в ней.

Требуемую длину тест-последовательно ти устанавливают с помощью стробирующего импульса, изменяя его длительность.

Принцип формирования сигнатуры из тест-последовательно ти с помощью сигнатурного анализатора поясняет рисунок 2.

Сигнатура формируется в схеме, которая содержит 16-разрядный регистр сдвига, состоящий из 16 триггеров, четыре последовательно соединеннных сумматора по модулю два и цепи обратной связи.

Тест-последовательно ть может быть любой длины, но в конце цикла обработки анализируется только шестнадцати битовое число, зафиксированное в регистре. Это число, выраженное в несколько видоизмененном шестнадцатиричном коде и представляет собой сигнатуру данной тест-последовательно ти. Так как число бит тест-последовательно ти намного больше числа знаков сигнатуры, то говорят, что сигнатурный анализатор осуществляет сжатие информации.

У приведенной схеме следующие особенности:

1) до начала работы все триггеры регистра находятся в состоянии логического "0";

2) имеет место следующая закономерность: если на вторых входах всех четырех сумматоров по модулю два находится бит "0" или у четного числа сумматоров бит "1", то бит, поданный на вход схемы, передается на вход D регистра без изменения. Если бит "1" имеется на вторых входах нечетного числа сумматоров, то на вход регистра передается бит, противоположный входному.

Рисунок 3.

Сигнатурный анализ обладает высокой достоверностью, что подтверждается следующими выводами:

1 Вероятность того, что у двух одинаковых двоичных последовательностей будут одинаковые сигнатуры равна единице.

2 Вероятность получения одинаковых сигнатур для двух двоичных последовательностей, отличающихся только одним битом, равна нулю.

3 Вероятность получения одинаковых сигнатру для двух двоичных последовательностей, отличающихся несколькими битами, не превышает 0,00015.

Структурная схема сигнатурного анализатора

Структурная схема сигнатурного анализатора представлена на рисунке 3.

ФВВ - формирователь временных ворот;

ФТП формирователь тест-последовательно ти;

ФДКС формирователь двоичного кода сигнатуры;

БП блок памяти;

СОИ схема однократного измерения.

В приведенной схеме анализатора выполняется три основных операции:

1) формирование тест-последовательно ти;

2) формирование сигнатуры;

3) отображение сигнатуры.

Первая операция протекает следующим образом. Из исследуемого устройства через пробник в анализатор поступают сигналы трех видов: тактовые импульсы, сигналы запуска ПУСК и сигналы останова СТОП. Фронт сигнала ПУСК подготавливает регистр сдвига формирователя сигнатур к приему тест-последовательно ти и задает фронт временных ворот, а фронт сигнала СТОП - их срез. Таким образом интервал времени, разделяющий фронты сигналов ПУСК и СТОП определяет длительность временных ворот как показано на рисунке 4.

Полученный стробирующий импульс (временные ворота) и тактовые импульсы подаются в формирователь тест-последовательно ти, в который через пробник данных также поступает последовательность данных из исследуемого устройства.

В моменты совпадения фронтов тактовых импульсов с битами данных образуются биты тест-последовательно ти. Причем на её структуру не влияют никакие изменения данных в промежутках между фронтами тактовых импульсов.