Читальный зал -->  Отладка микропроцессорных систем 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

лов независимо от их формы. Схема запуска в осциллографе устанавливается на инициирование развертки, когда входной сигнал превышает заданное напряжение, а направление запуска (т. е. сигнал с положительным или отрицательным переходом) можно выбирать. В случае периодического входного сигнала после установки осциллографа на запуск в требуемой точке и после установки скорости развертки на экране появляется неподвижное изображение, так как последовательные сигналы накладываются друг на друга. Послесвечение люминофора экрана ЭЛТ достаточно велико, чтобы последовательные сигналы вызывали новое свечение до того, как затухнет след предыдущего сигнала.

Для фиксации и индикации непериодических сигналов применяются запоминающие осциллографы, которые при запуске воспринимают входной сигнал и индицируют его либо до естественного затухания, либо до стирания с целью воспроизведения нового сигнала. В старых моделях запоминающих осциллографов применялось специальное покрытие экрана, которое могло хранить электрический заряд некоторое время до его исчезновения из-за токов утечки. В новых запоминающих осциллографах входной сигнал преобразуется в цифровую форму, и воспринятые отсчеты хранятся в ЗУПВ. Затем они преобразуются в аналоговую форму и индицируются на обычной ЭЛТ. Хранимые в ЗУПВ цифровые значения не подвержены затуханию, и изображение сохраняется до выключения прибора. Основной недостаток подобных приборов связан с ограниченной емкостью ЗУПВ, которая определяет и число уровней квантования, и число хранимых отсчетов сигнала. Конечно, по мере появления все более емких полупроводниковых ЗУПВ этот недостаток становится менее критичным.

В вычислительной системе при выполнении программы нет периодических сигналов, поэтому при индикации на осциллографе видны почти случайные последовательности двоичных сигналов, которые переходят из одного логического состояния в другое в произвольные моменты времени. Осциллограф нельзя запускать такими сигналами из-за нерегулярных изменений состояния, и требуется какой-либо синхронизирующий сигнал, например от системного генератора синхронизации. Двухканаль-ный осциллограф индицирует всего два сигнала, поэтому как регистрирующий прибор он почти бесполезен, ее-

ли, например, требуется проанализировать шину данных. Осциллограф показывает процесс на отдельных линиях шины адреса или шины данных, однако ограниченный объем получаемой при этом информации препятствует принятию осмысленных регнений.

При определенных условиях осциллограф можно применить для проверки блоков вычислительной системы. В § 2.5 описан метод свободного счета для проверки ядра системы; здесь осциллографом измеряется частота повторения сигналов на всех линиях шины адреса, чтобы убедиться в Отсутствии отказов. Тест свободного счета формирует периодические сигналы на всех линиях адреса, и запуск осциллографа возможен с любой из них. С помощью простых тест-программ образуются периодические сигналы в других блоках вычислительной системы, например в выходных портах.

Рассмотрим простую тест-программу.

Мнемоники Z80 Мнемоники 8085

LD А, ООН MVI А, ООН

LOOP: OUT (01), А LOOP: OUT 01 INC A INR A

JP LOOP JMP LOOP.

, В Приведенных фрагментах использованы мнемонические коды микропроцессоров Z80 и 8080/8085. Вначале регистр А в ЦП сбрасывается в нуль, а затем это значение посылается в выходной порт с адресом 01. После этого производится инкремент регистра А, и программа переходит к посылке нового значения в тот же самый выходной порт. В программе реализован бесконечный цикл, поэтому выводимые в порт данные проходят последовательность от 00 до FF, осуществляется сброс на 00, и счет начинается вновь. С помощью осциллографа проверяются все 8 линий выходного порта.

При поиске неисправностей в цифровых схемах часто приходится одновременно контролировать множество логических элементов. Проблема здесь заключается в том, что большинство логических элементов имеют два и более входов и один выход, сигналы на которых в общем случае необходимо анализировать одновременно. Стандартный двухканальный осциллограф одновременно показывает только два сигнала. С помощью расширителей можно расщепить каждый вход Y с индикаци-

fi --.-j-Y en в одном канале двух сиг-

в -1 налов, что позволяет инди-

ТТЛ-э/1Емент НЕ-И цировать четыре сигнала, но для достижения этого У Сигнал А требуется коммутировать каждый входной канал с Сигнал В одного сигнала на другой, В такой системе возникает Сигнал С следующая проблема: для индикации события, длящегося 10 НС, частота комму-гонками ч тации канала должна быть

более 200 МГц. Схемы, ра-

ботающие на столь высокой частоте, оказываются критичными к топологии и весьма дорогими. В некоторых осциллографах вместе с двумя обычными входами индицируется запускающий сигнал, что позволяет одновременно наблюдать три сигнала.

На этапах разработки и опытного производства схема элемента рассчитывается на одновременное появление двух входных сигналов, но из-за небольших различий задержек распространения один из входных сигналов появляется раньше другого. Такая ситуация называется гонкой , и она является причиной явления, показанного на рис. 4.1. Два входных сигнала в элементе НЕ-И подвержены гонкам , и один из них изменяется раньше другого, что приводит к появлению на выходе выброса или узкой помехи (glitch), В зависимости от типа элемента продолжительность помехи может составлять всего несколько наносекунд, но этого бывает достаточно для запуска последующей схемы с появлением хаотичного поведения. Для обнаружения данного явления удобно использовать осциллограф, который показывает три сигнала одновременно.

Аналогичная ситуация возникает в системе в основном из-за ошибок разработчика, причем она может не проявиться как отказ. Когда же позднее система расширяется и сигналы с помехами начинают использоваться в других подсистемах, они приводят к непредсказуемому поведению системы.

На рис, 4.2 показан 3-битный синхронный счетчик, реализованный на JK-триггерах 7470. Предположим, что он должен считать до 4, а затем сбрасываться в нуль и

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.